一种基于热释电红外传感器的哨位报警器的制作方法

本实用新型涉及武警哨位执勤设备领域，具体涉及一种基于热释电红外传感器的哨位报警器。

背景技术：

我国开始使用防盗报警装置是在上世纪60年代初。我国自主研制的防盗报警器产品已经从最初的模拟信号技术到微波技术，发展到红外加数字脉冲技术，无论在灵敏度、分辨率、探测精确度，还是工作性能方面都有了很大的提高。同时我国的军用报警系统工业在逐步的完善，红外线报警这样的理念很快会被运用到人们的生活各个方面上。相较而言，武警部队在此方面发展相对较为缓慢，报警系统还停留在对于重要大型执勤点，执勤活动的使用上，无法保障武警的日常执勤使用，所以制作出一款便携式的同时具有探测报警与手动报警的报警器是必要的。

市面上红外报警装置十分繁多，大多数都是国外产品，虽然探测性能好，但是造价十分的昂贵，针对武警部队点多面广的特点，现有的红外报警装置因其较高的成本以及其较大的体积而不能够适应武警部队日常执勤要求。一般的红外传感器普遍的探测距离只有6米，并且抗环境光能力不强，无法满足红外报警器在日常执勤中的需求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种集成化高、抗环境光能力强的报警器。

为了提高执勤的效率，本实用新型提供的方案是：

一种基于热释电红外传感器的哨位报警器，包括微处理器、红外探测模块、信号处理器、报警器和ad转换器；

所述红外探测模块，获得红外触发信号；

所述信号处理器，将所述红外触发信号进行放大延时处理；

所述ad转换器，将放大后的红外触发信号转换成红外检测信号；

所述微处理器，接收所述红外检测信号，与预设值比较后输出报警控制信号；

所述报警器，接收所述报警控制信号，进行实时报警；

所述红外探测模块包括热释电传感器和菲涅尔透镜，所述热释电传感器与所述信号处理器连接，所述菲涅尔透镜用于增大所述热释电传感器的感光角度。

进一步的是：所述信号处理器包括放大器，比较器和延时触发器，所述放大器的同相放大端与所述热释电传感器连接，输出端输出放大信号；所述比较器的正相端与所述放大器连接，所述比较器的反向端与参考电压连接，用于限制所述放大信号的幅度；所述延时触发器的输入端与所述比较器的输出端连接，用于将所述放大信号延长时域信号持续时间；所述延时触发器的输出端与所述ad转换器连接。

进一步的是：所述菲涅尔透镜为半球形，完全覆盖于所述热释电传感器的滤光片上。

进一步的是：还包括按键，所述按键与所述微处理器连接。

进一步的是：所述报警器包括指示灯和蜂鸣器，所述指示灯和蜂鸣器分别与所述微处理器连接。

进一步的是：所述信号处理器采用biss0001型号芯片；所述红外探测模块为dyp-me003型号芯片。

本实用新型的有益效果：

本实用新型利用热释电红外传感器来进行人体监测，并且将热释电红外传感器输出的红外触发信号进行放大延时，以供单片机识别，实现了红外监测电路和红外探测器的一体化；连接参考电压的比较器将属于周围环境光的电压噪声部分滤去，提高红外探测模块的检测效率。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为寻常红外热释电传感器的结构示意图；

图3为加上菲涅尔透镜后的红外热释电传感器的感应范围示意图；

图4为单片机的最小系统电路原理图；

图5为电源模块的电路原理图；

图6为实施例1的信号处理器的电路原理图；

图7为实施例2的信号处理器的电路原理图；

其中，底座1，前置放大电路2，热释电探测元3，滤光片4，封帽5，感应角度φ，感应距离r。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施。

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或实施例。为简化公开内容，下面描述了各特征存在的一个或多个排列的具体实施例，但所举实施例不作为对本实用新型的限定,在说明书中随后记载的第一特征与第二特征连接，即可以包括直接联系的实施方式，也可以包括形成附加特征的实施方式，进一步的，也包括采用一个或多个其他介入特征使第一特征和第二特征彼此间接连接或结合，从而第一特征和第二特征可以不直接联系。

实施例1

本实施例中，基于热释电红外传感器的哨位报警器包括微处理器、红外探测模块、信号处理器、报警器和ad转换器；所述红外探测模块，得到红外触发信号；所述信号处理器，将所述红外触发信号进行放大延时处理；所述ad转换器，将所述红外触发信号转换成红外检测信号；所述微处理器，接收所述红外检测信号，与预设值比较后输出报警控制信号；所述红外探测模块包括热释电传感器和菲涅尔透镜，所述热释电传感器与所述信号处理器连接，所述菲涅尔透镜覆盖于所述热释电传感器上。

具体地，所述信号处理器包括放大器，比较器和延时触发器，所述放大器与所述热释电传感器连接，输出放大信号；所述比较器的一段与所述放大器连接，所述比较器的另一端与参考电压连接，用于限制所述放大信号的幅度；所述延时触发器的输入端与所述比较器的输出端连接，用于将所述放大信号延长时域信号持续时间；所述延时触发器的输出端与所述ad转换器连接。

具体地，所述菲涅尔透镜为半球形，设置于所述热释电传感器的滤光片4上。

具体地，还包括按键，所述按键与所述微处理器连接。

具体地，所述报警器包括指示灯和蜂鸣器，所述指示灯和蜂鸣器分别与所述微处理器连接。

热释电红外线传感器的主要材料，是钽酸锂(litao3)、硫酸三甘酞(latgs)和钛锆酸铅(pzt)。它是在钛酸钡一类压电晶体上，上下表面设有电极，并且在表面设有黑色膜。当有红外线间歇地照射时候，其表面温度上升，使晶体内部的原子排列产生变化，即引起自发极化电荷。作为人体检测的热释电红外传感器，大多使用双元件组成。双元件的特点其一是当人射出的能量顺序地射到两个元件时候，由于两只元件串联，它的输出就比一只元件高出一倍；另一个是由于两个元件逆向相连接，对于相同且同时输入的能量将相互抵消，比如说太阳光中的红外线干扰和环境温度变化所引起的误差等等。

红外热释电传感器的有效检测距离一般为2m，而在红外热释传感器上方设置菲涅尔透镜后，将传感器的检测距离增大到10m，满足了武警官兵在哨位进行执勤任务时的检测需求，寻常的红外热释电传感器的结构图如图2所示：传感器包括底座1、前置放大电路2、热释电探测元3、滤光片4和封帽5，底座1的一面固定封帽5，封帽5内部设置前置放大电路2、热释电探测元3和滤光片4，底座1上固定有前置放大电路2，前置放大电路2连接热释电探测元3，且热释电探测元3放置在前置放大电路2远离底座1的一面，在封帽5远离底座1一端的内壁上固定滤光片4。本实用新型在封帽5上方固定菲涅尔透镜，使感应角度φ扩大到100度，感应距离r增加到5-7米，如图3所示。

一般，微处理器采用52单片机，单片机的最小系统电路图如图4所示，at89c52单片机的工作电压范围：4v-5.5v,此处我们选用4.5v外用电压供电，j1为通讯接口。采用40脚vcc接正极4.5v，而20脚vss接电源地端的方式进行连接。复位电路的功能是首先确定单片机的工作起始状态，当单片机得到外部供电产生复位电路，则使单片机的启动进行完成。如果单片机的系统正在运行中，突然出现外界的干扰以此导致了正在运行的程序发生跑飞的现象，此时按下复位电路中的复位按钮，那么内部的程序会自动的从新开始执行。

电源电压采用4.5v电压供电，即三节干电池p2，为系统提供vcc电压，电源模块电路为电源开关和电源指示灯组成。sw1是电源开关，按下sw1开关后，电源指示灯d4发光指示电源情况，如图5所示。

本实施例的信号处理器的电路图如图6所示：红外热释电传感器检测到的微弱红外触发信号vin经放大器u1进行放大后，经放大器u2、比较器u3和比较器u4组合成的双限电压比较器进行电压上下限幅值比较，使信号能在ad转换器的识别范围内，其中，放大器u2将放大器u1输出的信号再次进行放大后，利用比较器u3进行上限比较和比较器u4进行下限比较，而比较器u3的参考电压为比较器u3的同相输入端的电压，即经r5和d2分压得到；比较器u4的参考电压为比较器u4的反相输入端的电压，即经r4和d1分压得到。比较器u3输出的信号经二极管d4过滤，比较器u4输出的信号经二极管d3过滤，两信号去除了环境光对于红外探测模块所到来的影响，将两信号集合后传输至延时触发器中。延时触发器ne555芯片u5的触发接收端接收到有触发信号输入时，实现单稳态延时，进而输出放大处理后的红外触发信号。红外触发信号经ad转换器转换成红外检测信号后供微处理器识别。

此外，按键分为三个独立按键：手动报警键，布防键和取消报警键，指示灯也分为三种；当工作人员按下手动报警键时，蜂鸣器会发出警报声，同时指示灯一发出相应颜色信号；当工作人员按下布防键，指示灯二会发出相应颜色信号，在此时如果热释电红外传感器检测到有人体经过传感器的监测范围区(监测距离为5到7m，监测角度为小于100度)时，微处理器控制指示灯三发出相应颜色信号，以此提示有人进入检测范围；当工作人员按下取消报警键，蜂鸣器和指示灯返回初始状态。

红外热释电传感器的型号是d203s。

实施例2

本实施例中基于热释电红外传感器的哨位报警器包括微处理器、红外探测模块、信号处理器、报警器和ad转换器；所述红外探测模块，得到红外触发信号；所述信号处理器，将所述红外触发信号进行放大延时处理；所述ad转换器，将所述红外触发信号转换成红外检测信号；所述微处理器，接收所述红外检测信号，与预设值比较后输出报警控制信号；所述红外探测模块包括热释电传感器和菲涅尔透镜，所述热释电传感器与所述信号处理器连接，所述菲涅尔透镜覆盖于所述热释电传感器上。

具体地，所述信号处理器包括放大器，比较器和延时触发器，所述放大器与所述热释电传感器连接，输出放大信号；所述比较器的一段与所述放大器连接，所述比较器的另一端与参考电压连接，用于限制所述放大信号的幅度；所述延时触发器的输入端与所述比较器的输出端连接，用于将所述放大信号延长时域信号持续时间；所述延时触发器的输出端与所述ad转换器连接。

具体地，所述菲涅尔透镜为半球形，设置于所述热释电传感器的滤光片4上。

具体地，还包括按键，所述按键与所述微处理器连接。

具体地，所述报警器包括指示灯和蜂鸣器，所述指示灯和蜂鸣器分别与所述微处理器连接。

本实施例中的红外热释电传感器与实施例1中的红外热释电传感器结构一致。

单片机的最小系统电路图如图4所示，at89c52单片机的工作电压范围：4v-5.5v,此处我们选用4.5v外用电压供电，j1为通讯接口。采用40脚vcc接正极4.5v，而20脚vss接电源地端的方式进行连接。复位电路的功能是首先确定单片机的工作起始状态，当单片机得到外部供电产生复位电路，则使单片机的启动进行完成。如果单片机的系统正在运行中，突然出现外界的干扰以此导致了正在运行的程序发生跑飞的现象，此时按下复位电路中的复位按钮，那么内部的程序会自动的从新开始执行。

电源电压采用4.5v电压供电，即三节干电池p2，为系统提供vcc电压，电源模块电路为电源开关和电源指示灯组成。sw1是电源开关，按下sw1开关后，电源指示灯d4发光指示电源情况，如图5所示。

本实施例的信号处理器采用现有的biss0001型号芯片。

biss0001芯片的电路连接图如图7所示：biss0001芯片vo脚为信号输出端输出红外检测信号，其连接单片机的p1.0脚；q1为红外探测模块，1脚接地，2脚连接biss0001芯片的1级同相输入端，3脚连接vcc电压；p1为排针，2脚连接biss0001芯片的触发控制端a，a端为高电平时允许触发，a端为低电平时不允许触发，1脚连接vcc电压，3脚接地，可通过跳线帽控制2脚输入为高电平还是低电平。

其中，biss0001中1脚用跳线连连接住一个接高电平后，在此段时间内延时，此时感应范围内要是有生命的物体在活动，其输出将会一直保持高电平，直到有生命的物体离开后高电平才会转化为低电平。

实施例1对比于实施例2而言，实施例1中将红外热释电传感器与信号处理器的电路部分整合在一起，提高了集成性，实现了电路的小型化，并且具有实施例2中红外探测传感器和信号处理芯片的功能。

综上，本实用新型利用热释电红外传感器来进行人体监测，由于热释电红外传感器为双元件，相比于其他红外检测传感器，其灵敏度高出一倍，并且两个元件之间逆向相接，将消除环境因素引起的信号变化，如太阳光中的红外线的干扰和环境温度变化所引起的误差等等。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。