紅外探測無線遙控數顯防盜報警系統研究

陳國鈞

（佛山市南海區金盾電子工程有限公司，廣東 佛山 528200）

0 引言

隨著社會的進步，科學技術發展得越來越快，人們的安全防范意識也越來越強，因此紅外探測無線遙控數顯防盜報警系統開始被廣泛地應用于各個領域。此系統能夠及時報警，同時還能準確地進行定位，將數據通過無線傳輸模塊傳送給監視主機，這樣一來，有關人員就能夠及時收到報警消息，防盜效率大大提高。未來，紅外探測技術將會朝著智能化、集成化以及網絡化的方向發展。本文將主要對紅外探測無線遙控數顯防盜報警系統的原理以及技術特點進行敘述。

1 紅外探測無線遙控數顯防盜報警系統概述

紅外探測無線遙控數顯防盜報警系統主要是利用紅外線光束進行探測，當紅外線光束被人或物遮擋住時，探測器就會發出信號，使發射機工作，而接收機收到來自發射機的信號，經過有關電路進行處理后，控制信號即被輸出，報警聲就會響起，值班人員就可以根據顯示器顯示的報警地點迅速采取有效措施。此系統還采用了數字編碼技術，這樣一臺主機就可以帶多臺報警分機，對多個報警點同時進行監視。

2 紅外探測無線遙控數顯防盜系統技術分析

2.1 熱釋電紅外傳感器

熱釋電紅外傳感器在檢測人體輻射的紅外線時，可以利用非接觸形式，除此以外，還能將其轉化成電壓信號，以便對運動的生物以及非生物進行鑒別。熱釋電紅外傳感器除了可以用于防盜報警外，還能在遙測以及自動控制中應用。

2.1.1 熱釋電效應的含義

在某些絕緣物質中，溫度的變化會引起極化狀態改變的現象。當一些晶體受熱時，在晶體兩端將會產生數量相等而符號相反的電荷，這種由于熱變化而產生的電極化現象稱為熱釋電效應。

2.1.2 熱釋電紅外傳感器的結構

熱釋電紅外傳感器通常使用PZT一類強介電材料，在其上、下表面設置電極，上表面覆以黑色氧化膜，若有紅外線間歇照射，表面溫度將會上升，材料內部的原子排列就會發生變化，從而引發自發極化電荷，并在上、下電極之間產生電壓。傳感器的輸出阻抗高，但電壓信號的輸出卻十分弱，因此要將阻抗變化的場效應管和厚膜電阻放在傳感器內部，組成一個源極輸出器。整個結構都應封在管殼內。

管殼頂端設置開設了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光鏡片可通過光的波長范圍為7～10μm，正好適合于人體紅外輻射的探測，而其他波長的紅外線則由濾光鏡片予以吸收。在光譜范圍內，熱釋電紅外傳感器的靈敏度波形十分平坦，可見光對其并沒有太大影響。

傳感器前部裝有菲涅耳透鏡，這是一種多面折射、反射鏡，其主要作用是和熱釋電紅外傳感器相互配合，從而擴大探測范圍，提高探測接收靈敏度。

熱釋電紅外傳感器的結構以及等效電路圖如圖1、圖2所示。

圖1 熱釋電紅外傳感器結構圖

圖2 熱釋電紅外傳感器等效電路圖

2.2 被動式紅外報警器

所謂“被動”指的是探測器自己并不發出能量，在進行探測時，只接收外界能量。因為人的體溫一般為37℃，因此會發出波長在10μm左右的紅外線，被動式紅外探測器工作時，就是對10μm左右的紅外線進行探測。

信號濾波電路、熱釋電紅外傳感器、報警電路以及光學系統等共同組成了被動式紅外報警器。報警器的核心器件是熱釋電紅外傳感器，其主要作用是將人體的紅外信號轉換成電信號，以供信號處理部分使用。信號處理的主要目的是放大、延遲輸出較弱的電信號，從而實現報警目的。

被動式紅外報警器的結構如圖3所示。

圖3 被動式紅外報警器結構框圖

3 紅外探測無線遙控數顯防盜報警系統的改進建議

3.1 合理選擇傳感器

設計紅外探測無線遙控數顯防盜報警系統時，傳感器的選擇尤為重要，雙元熱釋電紅外傳感器RE200B有2個對偶的傳感單元，可以抑制溫度變化產生的干擾。除此以外，將菲涅耳透鏡裝設在傳感器前端，還能抑制白光干擾。

3.2 改進信號智能判斷方法

采用MSP430單片機能夠有效地克服小動物移動對報警系統產生影響的問題。其工作原理是當它接收到的信號電壓總是處于一個較高水平時，這個信號將被視作預入侵的探測信號，然后紅外傳感器采集到的數據會被進行相應分析與處理。當該信號所反饋的時間、空間以及溫度等數據全部與人體吻合時，系統才會進行報警。這種信號的智能判斷方法能夠有效防止風、小動物等對系統的干擾，大幅度降低誤報率。

3.3 改進系統的主程序流程

和當前市場上應用較多的主程序流程相比，圖4所示主程序流程在信號判斷方面更加智能化，同時還增加了GSM模塊設計。

圖4 改進后的系統主程序流程

4 結語

目前，紅外探測無線遙控數顯防盜報警系統中應用的被動式紅外探測器存在著以下不足：誤報率相對較高，場外掌控性較弱。不過，在不斷加強對紅外探測無線遙控數顯防盜報警系統研究的前提下，此問題必將得到解決。總之，紅外探測無線遙控數顯防盜報警系統具有非常廣闊的應用前景，能在安防領域發揮十分重要的作用。

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