发布时间 : 星期一 文章节能照明自动控制系统设计更新完毕开始阅读85ee0f2b2af90242a895e5e2
西南科技大学本科生毕业论文
对振荡频率输入的稳定性、大小以及振荡电路起振速度有一定的影响，所以就取典型值30pf。晶振接口电路设计如图3-3所示：
图3-3 晶振电路
3.3 人数统计模块
人数统计模块是由两对红外对管所构成，分别平行安于门的内外两侧，根据触发的先后顺序来判断人的进出[2]。当外侧的红外对管先触发，然后里面的红外对管在触发，则是人员进入室内；反之，则为人员从室内出去。
红外对管电路主要由红外发射管、接收管和电压比较器构成。电路图如图所示，当没有人通过红外对管时接收管导通，比较器正极+输入端输入电压小于-输入端输入电压，则比较器输出低电平；当人经过，遮挡着接收管时，接收管处于截止状态，比较器的+输入端输入电压高于-输入端输入电压，则比较器输出高电平。电路图如下：
图3-4 红外对管人数采集
9
西南科技大学本科生毕业论文
3.4 热释电人体红外模块
3.4.1 热释电红外传感器介绍
热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10-20米范围内人的行动。
菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。
人体辐射的红外线中心波长为9-10um，而探测元件的波长灵敏度在0.2-20um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为7-10um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。
热释红外线传感器内部结构与电路如下图4所示。热释电传感器利用的正是热释电效应，是一种温度敏感传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个表面做成电极，当传感器监测范围内温度有ΔT的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生一微弱电压ΔV。由于它的输出阻抗极高，所以传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷ΔQ会跟空气中的离子所结合而消失，当环境温度稳定不变时，ΔT=0，传感器无输出。当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别，产生ΔT，则有信号输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出，所以这种传感器能检测人体或者动物的活动。热释电红外传感器的结构及内部电路见
10
西南科技大学本科生毕业论文
下图所示。传感器主要有外壳、滤光片、热释电元件PZT、场效应管FET等组成。其中，滤光片设置在窗口处，组成红外线通过的窗口。滤光片为6mm多层膜干涉滤光片，对太阳光和荧光灯光的短波长（约5mm以下）可很好滤除。热释电元件PZT将波长在8mm-12mm之间的红外信号的微弱变化转变为电信号，为了只对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅耳滤光片，使环境的干扰受到明显的抑制作用[7]。
图3-5 热释电红外线传感器的结构及内部电路
热释电红外探头的优缺点：
优点：本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。价格低廉。 缺点：容易受各种热源、光源干扰；被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收；环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。 3.4.2 BISS0001芯片介绍
BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。它不仅能和热释电红外传感器的输出良好地匹配，而且也能和其他多种传感器进行匹配。它的内部是由运算放大器、电压比较器、与门电路、状态控制器、定时控制器、锁定时间控制器和禁止电路等组成。
BISS0001采用16脚标准型塑料封装结构，封装结构图如下图3-6所示。管脚
11
西南科技大学本科生毕业论文
说明如下表3-1所示。
图3-7 BISS001管脚图 表3-1 BISS0001管脚说明
引脚 名称 1 A I/O I 功能说明 可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时，允许重复触发；反之，不可重复触。 2 VO O 控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发，使Vo输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间Tx之外和无VS的上跳变时，Vo保持低电平状态。 3 4 5 6 7 8 RR1 RC1 RC2 RR2 VSS VRF -- -- -- -- -- I 输出延迟时间Tx的调节端 输出延迟时间Tx的调节端 触发封锁时间Ti的调节端 触发封锁时间Ti的调节端 工作电源负端 参考电压及复位输入端。通常接VDD，当接“0”时可使定时器复位 9 10 11 12 13 14 15 16 VC IB VDD I -- -- 触发禁止端。当Vc
12