CN104346891A - 一种人体红外感应的防盗报警器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人体红外感应的防盗报警器，以BISS0001为基础设计的热释电人体红外报警器，该报警器有较高的灵敏度，较强抗干扰能力，较高的稳定性，安全且可靠，安装比较隐蔽，盗贼不容易发现，具备的使用价值较高。热释电人体红外报警器采取被动式红外传感器配跟菲涅尔透镜组合使用，利用是否有探测到人体移动的红外线信号，通过接受模块、电源电路和报警信号处理电路组成的报警器在接收到传感器传递过来的信号的同时，报警器会采取相关的有效措施或发出报警信号通知。本发明报警器制作简单方便，有较高的灵敏度，较强抗干扰能力，较高的稳定性，安全且可靠，安装比较隐蔽，盗贼不容易发现，具备的使用价值较高。
Description
技术领域
本发明属于报警器设计技术领域，涉及一种人体红外感应的防盗报警器。
背景技术
红外技术最初出现是由于科学和军事的需要而开发和研制出来的。红外技术是一种高新技术，它因此而被广泛应用于各个行业和部门，如工业、农业、交通和医学等。
于二十世纪九十年代以后红外技术就已经成功地被应用到各个领域。科学技术在不断地发展着，随着红外物理技术的不断发展、创新，红外探测的各种性能如抗干扰性能、响应度、灵敏度等等都会得到显著提升，因此红外探测技术的应用前景将十分乐观，未来红外探测将会展现出一片广阔的天地。制造成本随着工艺技术、器件和半导体材料的不断发展而不断降低，各种造价低、实用性高、高灵敏度和响应速度快的品种类型多的红外探测器被人们研制出来。人类有着一定的行为模式或生理特性，采用这些特有的人体特性可以对人进行身份鉴定，这种身份鉴定的技术被称为生物特征识别(biometrics recognition)。由于人体的体温是恒定的，因此人体红外辐射在一定的范围内，热释电人体红外报警器就是通过检测正常人体所发出最强的红外辐射来进行探测的。
被动型红外传感器，这种类型传感器不需要红外发射传感器，不受周围可见光的影响，可以用来直接接受目标物体所发射出的红外线并且将其转换为电压信号输出，昼夜进行测量。
使用菲涅尔透镜折射或反射红外信号并聚焦到热释电传感器上以及将检测区域分为许多明亮和黑暗的区域，如此一来移动的物体走进检测区域能够以温度变化的方式在热释电红外传感器上生成变化的热释电信号。
本研究使用了一款集运算放大器、状态控制器、两种定时器(延迟时间、封锁时间定时器)和电压比较器于一身的拥有较高性能的数模混合专用集成电路BISS0001。这款集成电路由于其具有以下优点而被广泛使用、具有很高的使用价值，其优点有：价格低廉，符合企业大量生产的成本要求；器件本身不会发出任何类型的辐射，不会对报警器的正常工作产生任何不好的影响；器件功耗很小，对于报警器这种长时间工作的用电器来说可以节约不少能源。
随着社会的发展，科学技术的进步与安全防范意识的增强，人们越来越注重自身所处的环境是否安全。当家中无人或者仅有老人孩子在家时，必须考虑家庭成员和财产的绝对安全。目前，许多住宅小区的安防主要依靠安装防盗窗、防盗门以及人工防范。这样不仅有碍美观，不符合防火的要求，而且不能有效地防止坏人的侵入。热释电人体红外防盗器稳定性高，抗干扰能力强、灵敏度高，安全可靠，安装隐蔽，不易被盗贼发现，具有较高的应用价值。采用人体红外线“热释电”探测器，利用探测到的人体移动红外线信号的有和无，由电源电路、警报信号处理电路、接收模块组成的报警器在接收到报警探头发出的报警信号时，会发出报警信号告知人们或启动相关的有效措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人体红外感应的防盗报警器，
本发明所采用的技术方案是包括热释电红外传感器RE200B，热释电红外传感器RE200B的VCC管脚、电阻R1一端、传感信号处理器BISS0001的VDD管脚、传感信号处理器BISS0001的VRF管脚、三针跳线插针H2的1针脚、电容C1的一端和三端稳压芯片7133a的OUT管脚连接在一起，三端稳压芯片7133a的IN管脚和电容C2的一端共同连接外部电源，电容C1的另一端、电容C2的另一端和三端稳压芯片7133a的GND管脚共同接地，电阻R1的另一端、两针跳线插针H1的2针脚、传感信号处理器BISS0001的VC管脚连接在一起，两针跳线插针H1的1针脚与光敏电阻R7的一端连接在一起，传感信号处理器BISS0001的IB管脚与电阻R8的一端连接在一起，传感信号处理器BISS0001的2OUT管脚、电阻R4的一端、电容C3的一端连接在一起，电阻R4的另一端、电容C3的另一端、电阻R3的一端和传感信号处理器BISS0001的2IN管脚连接在一起，电阻R3的另一端与电解电容C7的正极连接，电解电容C7的负极、电阻R9的一端、电容C6的一端、传感信号处理器BISS0001的1OUT管脚连接在一起，电阻R9的另一端、电阻R10的一端、电容C6的另一端、传感信号处理器BISS0001的1IN-管脚连接在一起，传感信号处理器BISS0001的1IN+管脚、电阻R6的一端、电容C8的一端、热释电红外传感器RE200B的DA管脚连接在一起，热释电红外传感器RE200B的GND管脚、电容C8的另一端、电阻R6的另一端、光敏电阻R7的另一端、电阻R8的另一端、电解电容C9的负极、三针跳线插针H2的3针脚、电容C5的一端、电容C4的一端、传感信号处理器BISS0001的VSS管脚共同接地，点解电容C9的正极和电阻R10的一端连接在一起，电容C5的另一端、可调电阻R5的一端、传感信号处理器BISS0001的RC1管脚连接在一起，可调电阻R5的另一端和传感信号处理器BISS0001的RR1管脚连接在一起，电容C4的另一端、可调电阻R2的一端、传感信号处理器BISS0001的RC2管脚连接在一起，可调电阻R2的另一端与传感信号处理器BISS0001的RR2管脚连接在一起，传感信号处理器BISS0001的A管脚与三针跳线插针H2的2针脚相连，三针跳线插针H2的VO管脚与电阻R13的一端连接，R13的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的发射极、电阻R14的一端、报警器的BELL端连接在一起，电阻R14的另一端与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与报警器的LS1端连接外部电源。
进一步，所述热释电红外传感器RE200B的红外感应头前方设置有菲涅尔透镜，菲涅尔透镜将光线聚焦到热释电红外传感器RE200B的红外感应头上。
本发明的有益效果是制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，灵敏度高；抗小动物干扰；抗灯光干扰；抗电磁干扰。
附图说明
图1是本发明系统电路原理示意图；
图2是本发明不可重复触发工作方式下个点的波形图；
图3是本发明可重复工作方式下各点的波形图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明组成的系统电路如图1所示：热释电红外传感器RE200B的VCC管脚、电阻R1一端、传感信号处理器BISS0001的VDD管脚、传感信号处理器BISS0001的VRF管脚、三针跳线插针H2的1针脚、电容C1的一端和三端稳压芯片7133a的OUT管脚连接在一起，三端稳压芯片7133a的IN管脚和电容C2的一端共同连接外部电源，电容C1的另一端、电容C2的另一端和三端稳压芯片7133a的GND管脚共同接地，电阻R1的另一端、两针跳线插针H1的2针脚、传感信号处理器BISS0001的VC管脚连接在一起，两针跳线插针H1的1针脚与光敏电阻R7的一端连接在一起，传感信号处理器BISS0001的IB管脚与电阻R8的一端连接在一起，传感信号处理器BISS0001的2OUT管脚、电阻R4的一端、电容C3的一端连接在一起，电阻R4的另一端、电容C3的另一端、电阻R3的一端和传感信号处理器BISS0001的2IN管脚连接在一起，电阻R3的另一端与电解电容C7的正极连接，电解电容C7的负极、电阻R9的一端、电容C6的一端、传感信号处理器BISS0001的1OUT管脚连接在一起，电阻R9的另一端、电阻R10的一端、电容C6的另一端、传感信号处理器BISS0001的1IN-管脚连接在一起，传感信号处理器BISS0001的1IN+管脚、电阻R6的一端、电容C8的一端、热释电红外传感器RE200B的DA管脚连接在一起，热释电红外传感器RE200B的GND管脚、电容C8的另一端、电阻R6的另一端、光敏电阻R7的另一端、电阻R8的另一端、电解电容C9的负极、三针跳线插针H2的3针脚、电容C5的一端、电容C4的一端、传感信号处理器BISS0001的VSS管脚共同接地，点解电容C9的正极和电阻R10的一端连接在一起，电容C5的另一端、可调电阻R5的一端、传感信号处理器BISS0001的RC1管脚连接在一起，可调电阻R5的另一端和传感信号处理器BISS0001的RR1管脚连接在一起，电容C4的另一端、可调电阻R2的一端、传感信号处理器BISS0001的RC2管脚连接在一起，可调电阻R2的另一端与传感信号处理器BISS0001的RR2管脚连接在一起，传感信号处理器BISS0001的A管脚与三针跳线插针H2的2针脚相连，三针跳线插针H2的VO管脚与电阻R13的一端连接，R13的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的发射极、电阻R14的一端、报警器的BELL端连接在一起，电阻R14的另一端与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与报警器的LS1端连接外部电源。
其中H1是工作模式选择，为两针插针，如果两插针短接为光线控制工作，即环境照度较低时工作，环境照度较高不工作；如果断开则是全天工作。
H2为三针插针，由跳线帽来选择其工作方式，当其接电源时，工作于可重复触发工作方式；当其接地，那么其工作于不可重复触发工作方式。
R7是用于报警器检验当前周围环境照度的光敏电阻，R7的电阻值随环境的明暗变化而变化，当周围环境比较光亮时R7的电阻值会降低，导致BISS0001芯片9脚输入维持是低电平，将会起到封锁触发信号VS的作用。
7133a为3.3V稳压管，由于BISS0001对电压波动比较敏感，系统工作触发时会引起电压的微动，引起BISS0001复位。因此，将BISS0001单独供电，防止出现此状况。
电路中的输出延迟时间Tx可被用户根据自己的需求来进行调校，其中Tx由外部的R5和C5决定，输出延迟时间Tx≈49152×R5*C5，其中R5为可调电阻。
电路中的触发封锁时间Ti可被用户根据自己的需求来进行调校，其中外部的R2和C4的大小决定Ti的大小，触发封锁时间Ti≈48×R2*C4，其中R2为可调电阻。
当H1插针短接时，BISS0001的禁止触发端将被光敏电阻R7通过检测当前环境的照度来进行控制。当周围环境比较光亮时R7的电阻值会减少，导致BISS0001芯片9脚的输入维持是低电平，进而起到封锁触发信号VS的作用导致BISS0001的信号输出端一直保持为低电平状态；当H1插针断开时，光敏电阻R7的电阻变化不会对BISS0001产生任何影响。
不可重复触发工作方式：当BISS0001芯片的第一管脚A置接低电平时，芯片工作于不可重复触发工作方式。图2表示BISS0001运行中各个波形在其不可重复触发工作，其运行经过为：第一步利用传感信号预处理电路对信号处理放大，其中传感信号预处理电路由运算放大器OP1组合而成；下一步是二级放大，传递到运算放大器OP2，接着把直流电位升高到VM(≈0.5VDD)，在将输出信号V2传递到双向鉴幅器后能够检查出有效触发信号VS。由于VL≈0.3VDD、VH≈0.7VDD，为了提升系统的可靠性，能够很好地抑制±1V的噪声干扰，因此将VDD设置为5V。如果条件比较器COP3输出是低电平，同时对与门U2进行封锁，触发信号VS被禁止往下级传送，那么输入电压Vc<VR(≈0.2VDD)；如果输入的电压Vc>VR，那么条件比较器COP3的输出是高电平，直接转到延时周期。如果A端接低电平，那么在Tx期间内一切V2的改动全部将会被忽视，直至Tx周期完结为止，就是不可重复触发工作方式。进入封锁周期Ti是芯片在Tx后,当V0变为低电平，期间驱动封锁时间定时器是在芯片转到封锁周期Ti后，即在Tx时间完结后。为了可以起到对负载在转换过程当中导致的各类干扰进行有效抑制的作用，在封锁周期Ti期间内V0不会由于V2的任何变动而跳变为高电平。
可重复触发工作方式：当BISS0001芯片的第一管脚置为高电平时，芯片将工作于可重复触发工作方式。BISS0001运作的所有的点的工作波形处于可重复触发工作方式下如图3显示，运作过程如下：(1)当波形在VC和A都为低电平期间，V0不能被信号VS触发为有效状态；(2)当波形在VC和A都为高电平的时间内，V0可被信号VS重复触发成有效状态，而且可以导致在Tx期间内V0将继续维持为有效状态。如果在Tx期间内，VS出现改变都会引起V0由VS跳变的时候起延长一个Tx周期，因此当VS始终维持高电平状态，那么V0也将继续维持为有效状态；当VS维持为低电平状态，那么在Tx时间完结后V0将由有效状态转变为无效状态，并且在封锁时间Ti期间内，V0不会被信号VS触发为有效状态。
本发明的报警器的安装方式以及安装位置跟报警器的误报率有很大关系，因此报警器只可以安装在室内合适的位置上。热释电人体红外报警器对于人体垂直于传感器探测半径方向运动时，传感器对于人体的运动最为敏感；对于人体平行于热释电红外探测器探测半径方向运动时，传感器对于人体的运动最不敏感。因此报警器的安装必须选择合适的位置以及角度进行安装。安装报警器应该满足下面要求才能更好地发挥出报警器的作用：
1.报警器应安装在距离地面2-2.2米的位置；
2.对于冰箱、火炉、空调等这些温度和空气变化敏感的位置容易影响报警器的正常工作，安装报警器时应远离；
3.安装报警器的墙或天花板要牢固，尽量做到没有振动或晃动；
4.对于直接有阳光和风的活动的地方不宜安装报警器，不然窗外、门外的人员的活动以及热气流流动等都将可能会导致误报，为降低误报率建议有窗帘的用户最好将窗帘拉上；
5.报警器如果与被测人体之间有家具、玻璃和窗帘以及大型盆景装饰物等间隔着，那么人体的红外辐射就会容易被这些物体遮挡，导致无法被传感器接收。
本发明系统电路可以长期运行工作，系统功耗低，外部电源可外接电池供电。确定用于人体探测的传感器的相应的波长范围，选择与传感器配合使用的菲涅尔透镜；由于传感器输出的探测信号电压十分微弱，必须采用一个增益足够高的放大器将其放大，需要确定放大器的增益与带宽范围。本项目由电源电路、检测电路、信号处理模块、发射模块组成的热释电红外报警探头，当检测到有险情发生是，会经过一定的编码方式编码后，通过发射模块将险情信号发射出去。由电源电路、警报信号处理电路、接收模块组成的报警器在接收到报警探头发出的报警信号时，会发出声、光报警信号告知人们或启动相关的有效措施。
本研究的报警器经测试后成功使用，当报警器的热释电红外传感器检测到经过报警器的人体所发出的红外辐射后，由电源电路、警报信号处理电路、接收模块组成的报警器在接收到报警探头发出的报警信号时，会发出报警信号告知人们或启动相关的有效措施。本报警器制作简单方便，有较高的灵敏度，较强抗干扰能力，较高的稳定性，安全且可靠，安装比较隐蔽，盗贼不容易发现，具备的使用价值较高。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种人体红外感应的防盗报警器，其特征在于：包括热释电红外传感器RE200B，热释电红外传感器RE200B的VCC管脚、电阻R1一端、传感信号处理器BISS0001的VDD管脚、传感信号处理器BISS0001的VRF管脚、三针跳线插针H2的1针脚、电容C1的一端和三端稳压芯片7133a的OUT管脚连接在一起，三端稳压芯片7133a的IN管脚和电容C2的一端共同连接外部电源，电容C1的另一端、电容C2的另一端和三端稳压芯片7133a的GND管脚共同接地，电阻R1的另一端、两针跳线插针H1的2针脚、传感信号处理器BISS0001的VC管脚连接在一起，两针跳线插针H1的1针脚与光敏电阻R7的一端连接在一起，传感信号处理器BISS0001的IB管脚与电阻R8的一端连接在一起，传感信号处理器BISS0001的2OUT管脚、电阻R4的一端、电容C3的一端连接在一起，电阻R4的另一端、电容C3的另一端、电阻R3的一端和传感信号处理器BISS0001的2IN管脚连接在一起，电阻R3的另一端与电解电容C7的正极连接，电解电容C7的负极、电阻R9的一端、电容C6的一端、传感信号处理器BISS0001的1OUT管脚连接在一起，电阻R9的另一端、电阻R10的一端、电容C6的另一端、传感信号处理器BISS0001的1IN-管脚连接在一起，传感信号处理器BISS0001的1IN+管脚、电阻R6的一端、电容C8的一端、热释电红外传感器RE200B的DA管脚连接在一起，热释电红外传感器RE200B的GND管脚、电容C8的另一端、电阻R6的另一端、光敏电阻R7的另一端、电阻R8的另一端、电解电容C9的负极、三针跳线插针H2的3针脚、电容C5的一端、电容C4的一端、传感信号处理器BISS0001的VSS管脚共同接地，点解电容C9的正极和电阻R10的一端连接在一起，电容C5的另一端、可调电阻R5的一端、传感信号处理器BISS0001的RC1管脚连接在一起，可调电阻R5的另一端和传感信号处理器BISS0001的RR1管脚连接在一起，电容C4的另一端、可调电阻R2的一端、传感信号处理器BISS0001的RC2管脚连接在一起，可调电阻R2的另一端与传感信号处理器BISS0001的RR2管脚连接在一起，
传感信号处理器BISS0001的A管脚与三针跳线插针H2的2针脚相连，三针跳线插针H2的VO管脚与电阻R13的一端连接，R13的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接地，三极管Q1的发射极、电阻R14的一端、报警器的BELL端连接在一起，电阻R14的另一端与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与报警器的LS1端连接外部电源。
2.按照权利要求1所述一种人体红外感应的防盗报警器，其特征在于：所述热释电红外传感器RE200B的红外感应头前方设置有菲涅尔透镜，菲涅尔透镜将光线聚焦到热释电红外传感器RE200B的红外感应头上。
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150211 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |