CN204204137U - 具有红外感应功能的底座 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种具有红外感应功能的底座，其包括壳体和热释电红外传感器组件，该热释电红外传感器组件包括二元热释电红外传感器和菲涅尔透镜，该二元热释电红外传感器的两个探测元公共中心线与水平方向形成大于0度且小于90度的偏转角，因此无论红外覆盖区域在水平方向还是垂直方向移动，该热释电红外传感器组件都能感应到，进而该底座可以无论是横放还是竖放都不会影响到其感应效果。

Description

具有红外感应功能的底座

技术领域

本申请涉及一种具有红外感应功能的底座。

背景技术

家庭安防就是基于家庭安全的一种防范措施，利用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并提示发生报警的区域部位，显示可能采取对策的系统。

现有安防产品上会采用热释电红外传感器(即PIR)配合菲涅尔透镜实现红外感应功能。热释电红外传感器内装入两个探测元件，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，这样就可以测出一定范围内人的行动。

一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射被光学菲涅耳透镜聚焦在红外传感器上，并被热释电元接收。当温度有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。

由于二元热释电红外传感器结构所限，其在感应角度上是有方向性，如将热释电红外传感器和菲涅尔透镜组合结构100’如图1摆放，这时该结构水平方向感应角度较大，而在垂直方向则感应角度很小，图1中200’所示部分为感应区域。

其原理是：当红外覆盖区域沿图2所示垂直方向Y移动至PIR范围内，二元热释电红外传感器110’内两个探测元产生的正负电荷存在抵消情况，ΔV变化微弱，导致在垂直方向感应角度很小。而当红外覆盖区域沿图3所示水平方向X移动至PIR范围内，显然在很大一部分区域二元热释电红外传感器110’内两个探测元都无抵消情况，从而产生较大的ΔV输出，导致水平方向上感应角度较大。

发明内容

本申请提供一种具有红外感应功能的底座，包括壳体和热释电红外传感器组件，所述热释电红外传感器组件包括二元热释电红外传感器和菲涅尔透镜，所述二元热释电红外传感器包括两个探测元，所述二元热释电红外传感器的两个探测元公共中心线与水平方向形成大于0度且小于90度的偏转角。

作为所述底座的进一步改进，所述菲涅尔透镜具有中感应区、至少一层上感应区和至少一层下感应区，所述中感应区具有至少两个中感应段，所述中感应段的中心位于同一直线上，所述上感应区和下感应区分别位于所述中感应区各中心所在直线的两侧，所述上感应区具有至少一个上感应段，所述下感应器具有至少一个下感应段。

作为所述底座的进一步改进，所述中感应段各自中心所在直线与水平方向平行或垂直。

作为所述底座的进一步改进，所述中感应区具有三个中感应段。

作为所述底座的进一步改进，所述上感应区具有一个上感应段，所述下感应区具有一个下感应段，所述上感应段的中心、下感应段中心和位于中间位置的中感应段的中心在同一直线上，该直线与三个中感应段的中心所在直线垂直。

作为所述底座的进一步改进，所述偏转角为45度。

作为所述底座的进一步改进，还包括控制电路，所述控制电路包括主控单片机、红外信号采集电路、通讯设备接口电路和电平转换电路，所述热释电红外传感器与红外信号采集电路连接，所述红外信号采集电路与主控单片机连接，所述通讯设备接口电路与电平转换电路连接，所述电平转换电路与主控单片机连接。

作为所述底座的进一步改进，还包括补光灯，所述控制电路还包括测光电路和LED驱动电路，所述测光电路和LED驱动电路均与主控单片机连接，所述补光灯与LED驱动电路连接。

作为所述底座的进一步改进，还包括无线接收单元，所述无线接收单元与主控单片机连接。

作为所述底座的进一步改进，还包括烟雾感应器，所述控制电路还包括烟感控制电路，所述烟感控制电路与主控单片机连接，所述烟雾感应器与烟感控制电路连接。

本申请的有益效果是：

本申请提供一种具有红外感应功能的底座，其包括壳体和热释电红外传感器组件，该热释电红外传感器组件包括二元热释电红外传感器和菲涅尔透镜，该二元热释电红外传感器的两个探测元公共中心线与水平方向形成大于0度且小于90度的偏转角，因此无论红外覆盖区域在水平方向还是垂直方向移动，该热释电红外传感器组件都能感应到，进而该底座可以无论是横放还是竖放都不会影响到其感应效果。

附图说明

图1为现有一种热释电红外传感器和菲涅尔透镜组合结构竖直放置示意图；

图2为现有热释电红外传感器下红外覆盖区域垂直方向移动示意图；

图3为现有热释电红外传感器下红外覆盖区水平方向移动示意图；

图4为本申请具有红外感应功能的底座一种实施例结构示意图；

图5为图4所示实施例中红外覆盖区域垂直方向移动示意图；

图6为图4所示实施例中红外覆盖区域水平方向移动示意图；

图7为图4所示实施例中热释电红外传感器的结构示意图；

图8为图7所示实施例中菲涅尔透镜结构示意图；

图9为图4所示底座旋转90度放置示意图；

图10为本申请具有红外感应功能的底座另一种实施例结构示意图；

图11为图10所示实施例外形结构示意图；

图12为图10所示实施例外形结构示意图；

图13为图10所示实施例功能示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于本对申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

由于二元热释电红外传感器结构所限，其在感应角度上是有方向性，即在水平方向感应角度较大，在垂直方向则感应角度很小。当需要水平方向和垂直方向都能很好的感应时，现有热释电红外传感器组件很难达到。为克服这一问题，本申请将PIR相对水平方向和垂直方向偏转一定角度，牺牲部分水平方向感应距离，而提高垂直方向感应距离，以实现本发明目的，同时还可以适当的增加后级信号放大倍数，增强感应效果。

实施例一：

本实施一提供一种具有红外感应功能的底座。

请参考图4，该底座包括热释电红外传感器组件100和壳体200。

该热释电红外传感器组件100包括二元热释电红外传感器110和菲涅尔透镜120。

该热释电红外传感器组件100装载壳体200上，该菲涅尔透镜从壳体200上外露。该菲涅尔透镜120装在二元热释电红外传感器110上。二元热释电红外传感器110包括两个探测元(或称为探测元件)111。该二元热释电红外传感器的两个探测元111公共中心线L与水平方向X形成大于0度且小于90度的偏转角α，即与垂直方向Y也形成大于0度且小于90度的偏转角。

偏转角度的改变将影响水平及垂直方向的感应距离及角度。当二元热释电红外传感器110的两个探测元111公共中心线L相对水平方向为零度角时，此水平方向感应角度最大，垂直方向角度最小。随着偏转角度增加，水平方向感应距离为变小，垂直方向会增加，当偏转角度为90度时，水平方向角度就最小了，垂直方向角度也最大。

请参考图7，本实施例中为了保持水平方向和垂直方向上感应角度范围的平衡，选取偏转角α为45°。

需要说明的是，这里所说的两个探测元111公共中心线L与水平方向X形成大于0度且小于90度的偏转角α，是指底座在具体使用过程中形成，并非是指销售或者其他非使用状态。

请参考图5和6，无论当红外覆盖区域沿图5所示垂直方向Y进入移动至PIR范围内，还是沿图6所示水平方向Y进入移动至PIR范围内，二元热释电红外传感器110内两个探测元111产生的正负电荷都不会出现存在抵消情况，从而产生较大的ΔV输出，使得水平和垂直方向上都具有较大的感应角度。

该菲涅尔透镜120起信号放大的作用。在其他实施例中，使用者可根据感应角度、距离、面积等要求灵活选择各种结构的菲涅尔透镜。

本实施例一所给出的菲涅尔透镜包括中感应区、至少一层上感应区和至少一层下感应区。中感应区具有至少两个中感应段，且中感应段的中心位于同一直线上。上感应区和下感应区分别位于中感应区各中心所在直线的两侧，上感应区具有至少一个上感应段，下感应器具有至少一个下感应段。

请参考图7和8，具体地，该菲涅尔透镜120包括A、B、C三区，A区即为上感应区，B区即为中感应器，C区即为下感应区。

本实施例中，A区具有一个上感应段，C区具有一个下感应段。B区具有三个中感应段。图中每个同心环即为一个感应段，同一行的同心环组成一个感应区。一个同心环有一个焦点，会将红外光线聚焦，当聚焦光线落在PIR上时就会触发产生信号并放大。

需要说明的是，同心环并不是要求一个完整的同心环都存在，图7和8中5个同心环实际上都不是标准的同心环，这在本领域中是总所周知的。

进一步地，请参考图8，本实施例中B区中的三个感应段的中心在同一直线上。请参考图7，在本实施例中将B区中的三个感应段的中心所在直线设置成与水平方向X平行。而A区上感应段的中心、C区下感应段中心和位于中间位置的中感应段的中心在同一直线，该直线与三个中感应段的中心所在直线垂直，即该直线与垂直方向平行，与水平方向垂直。

当B区中的三个感应段的中心所在直线设置成与水平方向X平行，此时探测元111公共中心线L实际上与B区中的三个感应段的中心所在直线也形成一个偏转角(例如45°)，该偏转角度数与公共中心线L相对于水平方向的偏转数度相同。

当然，在其他实施例中，该B区中的三个感应段的中心所在直线与水平方向也可成0-90°(包括90°)的夹角，即B区中的三个感应段的中心所在直线与探测元111公共中心线L所形成的偏转角也是可变的，以保证探测元111公共中心线L和水平方向的偏转角满足要求。

需要说明的是，在其他实施例中，上感应段、下感应段以及中感应段也并非必须在同一直线上，也可自由设定所在位置。

本实施例所示菲涅尔透镜120，无论是水平方向还是垂直方向均有三个聚焦点，会产生三个感应信号，而同一方向两感应段间的距离决定了产生角度大小。图8中尺寸b大小决定了水平方向感应角度，尺寸c决定了垂直方向感应角度。

当然，在其他实施例中，上感应区和下感应区的数量也为两个及其以上，例如上感应区和下感应区均可以为三层。而且上感应区和下感应区的层数也是可以不相等的，上感应区和下感应区内的感应段也是可以不相等的。实际上每个感应区内的感应段都可根据实际对感应角度、距离和面积的需求灵活选择，如中感应器可以具有两个感应段。

本实施例所示热释电红外传感器组件100，无论是在水平方向X，还是垂直方向Y上，该二元热释电红外传感器110都具有较好的感应区域，经菲涅尔透镜120在水平和垂直方向上的信号放大，可在水平和垂直方向均获得较好的感应效果。

由于本底座采用的热释电红外传感器组件100在水平和垂直方向上均具有较好的感应区域，因此无论该底座以图4所示方向放置，还是以图9所示方向(即在图4所示位置旋转90°)放置，均能实现红外感应。

实施例二：

本实施二提供另一种具有红外感应功能的底座。

请参考图10-13，本底座除了包括壳体200和热释电红外传感器组件100外，还包括控制电路(图中未示出)、补光灯300、烟雾传感器400和通讯设备500。

请参考图10，该控制电路包括主控单片机(或称为主控MCU)、红外信号采集电路(或称为PIR信号采集电路)、无线接收模块、烟感控制电路、测光电路、LED驱动电路、测温电路、电平转换电路、通讯设备接口电路(如手机接口电路)和电源模块。

电源模块可以是锂电池和/或外设充电电路，为底座各部分提供电能。

热释电红外传感器组件100与红外信号采集电路连接，红外信号采集电路与主控单片机连接，测光电路和LED驱动电路均与主控单片机连接，补光灯300与LED驱动电路连接。

该通讯设备500与通讯设备接口电路连接，例如可USB接口插接，通讯设备接口电路和电平转换电路与主控单片机连接。

该红外信号采集电路采集到外来红外触发信号给主控单片机，批令测光电路检测环境光强度，若光足够则手机直接拍照或录像；若光强不够则LED驱动电路工作进行红外补光后拍照或录像。

进一步地，还可以通过通讯设备500将所拍照片和录像传送至机主，实现实时监控。

烟雾传感器400与烟感控制电路连接，烟感控制电路与主控单片机联接，当烟感控制电路触发信号经主控单片机处理，手机发送信息或照片给机主。

请参考图10，无线接收模块(如433无线接收模块)与主控单片机连接。其可如图13所示，接收到其它智能家居传感器信号，可反馈给主控单片机处理，通过手机发送信号给机主，以便机主随时可以了解家中情况。

同时该底座还可作为无线路由器，电脑和手机可通过路由器入网。

还可在底座上集成温度传感器和/或湿度传感器，并可与机主之间建立通讯，将温度和/或湿度数据及时传输给机主，以便机主掌握最新情况。

当然，以上这些功能，使用者可根据具体的需求进行随意组合，在其他实施例中，可选择以上功能中的一个或多个进行组合。例如，可提供一种底座，其仅具有红外感应功能，或者也可以同时具备烟雾控制功能、实时监控功能、无线控制功能或补光功能。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种具有红外感应功能的底座，包括壳体和热释电红外传感器组件，所述热释电红外传感器组件包括二元热释电红外传感器和菲涅尔透镜，所述二元热释电红外传感器包括两个探测元，所述热释电红外传感器组件装载壳体上，其特征在于，所述二元热释电红外传感器的两个探测元公共中心线与水平方向形成大于0度且小于90度的偏转角。

2.如权利要求1所述的底座，其特征在于，所述菲涅尔透镜具有中感应区、至少一层上感应区和至少一层下感应区，所述中感应区具有至少两个中感应段，所述至少两个中感应段的中心位于同一直线上，所述上感应区和下感应区分别位于所述中感应区各中心所在直线的两侧，所述上感应区具有至少一个上感应段，所述下感应器具有至少一个下感应段。

3.如权利要求2所述的底座，其特征在于，所述中感应段各自中心所在直线与水平方向平行或垂直。

4.如权利要求3所述的底座，其特征在于，所述中感应区具有三个中感应段。

5.如权利要求4所述的底座，其特征在于，所述上感应区具有一个上感应段，所述下感应区具有一个下感应段，所述上感应段的中心、下感应段中心和位于中间位置的中感应段的中心在同一直线上，该直线与三个中感应段的中心所在直线垂直。

6.如权利要求1-5任一项所述的底座，其特征在于，所述偏转角为45度。

7.如权利要求6所述的底座，其特征在于，还包括控制电路，所述控制电路包括主控单片机、红外信号采集电路、通讯设备接口电路和电平转换电路，所述热释电红外传感器与红外信号采集电路连接，所述红外信号采集电路与主控单片机连接，所述通讯设备接口电路与电平转换电路连接，所述电平转换电路与主控单片机连接。

8.如权利要求7所述的底座，其特征在于，还包括补光灯，所述控制电路还包括测光电路和LED驱动电路，所述测光电路和LED驱动电路均与主控单片机连接，所述补光灯与LED驱动电路连接。

9.如权利要求8所述的底座，其特征在于，还包括无线接收单元，所述无线接收单元与主控单片机连接。

10.如权利要求9所述的底座，其特征在于，还包括烟雾感应器，所述控制电路还包括烟感控制电路，所述烟感控制电路与主控单片机连接，所述烟雾感应器与烟感控制电路连接。