熱釋電紅外傳感器在智能照明中的使用

摘 要：本文介紹了如何利用熱釋電紅外傳感器及其簡單的外圍電路，組成一個智能照明系統，采用先進的被動式熱釋電紅外傳感器感應人體的運動，并將信號處理，控制照明燈或者其他的用電設備的開或者關，從而實現了智能控制，以及節能的目的。

關鍵詞：熱釋電；智能照明；節能

中圖分類號：TN710 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 24-0000-01

隨著社會科技的發展，智能節能的產品慢慢成為社會的主流，但在公司、學校的樓道等其他公共場所的用電浪費仍然比較嚴重，經常出現沒有人時，燈或者其他用電設備還在工作，所以樓道等場所急需要一種智能控制的節能設備，可以實現有人通過時，照明燈工作，沒有人時，照明燈關閉。本文講介紹一種熱釋電紅外檢測電路，通過相關電路處理后可以實現照明設備根據現場是否有人進行控制。

一、熱釋電紅外傳感器的結構和工作原理

被動式熱釋電紅外傳感器是依靠接收物體的紅外輻射能量，然后將這些能量轉變成電信號的元件。這種傳感器內部包含了兩個反向串聯的熱釋電元件，當檢測到的物體輻射的能量射到這兩個熱釋電元件上時，這兩個元件輸出信號極性相反，相當于差動信號相互抵消，沒有電壓的輸出。該傳感器的D端接電源正極，G端接電源的負極，S為信號的輸出端。當有人體通過的時候，人體輻射的熱量將被傳感器接收進來，此傳感器在使用的時候一般傳感器的前邊加上菲涅爾透鏡和濾波片，菲涅爾透鏡主要起一個聚焦的作用，濾波片主要是把燈光、陽光等的紅外輻射過濾掉，只讓人體輻射出去的紅外輻射通過。

二、硬件電路組成

本系統電路主要由熱釋電傳感器接收電路，單片機信號處理電路和用電設備驅動電路三部分組成。

熱釋電傳感器接收電路主要采用PIR被動式熱釋電紅外傳感器和熱釋電專用檢測芯片BISS0001芯片，BISS001是一款具有較高性能的傳感器信號處理芯片，內部包含有運算放大器，狀態控制器、延時定時器、以及參考電壓源等，在BISS001的外圍接上少量的元件，即可組成熱釋電紅外傳感器的檢測電路。

BISS001各引腳的功能如下：

引腳1（A）：可重復觸發和不可重復觸發選擇端.當設為1時，允許重復觸發；反之，不可重復觸發。

引腳2（VO）：控制信號輸出端. 由有效觸發的上跳變沿觸發，使 VO輸出從低電平跳變到高電平視為有效觸發.在輸出延遲時間外和無有效觸發時，VO保持低電平。

引腳3、4（RR1、RC1）：輸出延遲時間 Tx 調節端。

引腳5、6（RC1、RR2）：觸發封鎖時間 Ti 調節端。

引腳11、7（VDD、VSS）：工作電源正、負端。

引腳8（VRF/RESET）：參考電壓及復位輸入端.通常接 VDD， 當接0 時，可使定時器復位。

引腳9（VC）：觸發禁止端.當VC < 0 . 2VDD時， 禁止觸發；反之， 允許觸發。

引腳10（IB）：運算放大器偏置電流設置端端。

引腳13、12（2 IN-、2OUT） ： 第2級運算放大器反向輸入端、輸出。

引腳14、15、16（ 1IN+、1IN-、1OUT） ：第1級運算放大器同向輸入端、反向輸入端、 輸出端。

信號處理電路采用的是STC5F104E組成，此單片機只有八個引腳，內部集成了單片機最小系統的復位電路和振蕩電路，所以在此單片機的上加上電源，即可使用，使用起來非常之方便，另外此單片機的價格比較低廉，功能完全可以滿足需要。BISS0001信號的輸出連接到單片機的8腳，也就是P3.3/INT1，可以用單片機來處理接收到的信號，P3.3也是中斷的輸入，由此也可以記錄中斷次數，從而實現計數的目的。

系統整體電路圖如圖1所示，當有人通過時，人體輻射出來的紅外輻射被傳感器接收到，經過BISS0001處理后，BISS0001的2號腳由低電平轉變成高電平，這個電平的轉變可以被STC15F104E單片機的8號引腳檢測到，單片機檢測到后，從6號腳P3.1輸出控制一個繼電器，繼電器的次級接上過道的照明燈或其他用電器，相應的用電設備就可以被控制了。

三、系統測試結果

將改系統安裝于樓梯過道，當有人通過的時候，照明燈可以自動開，延時一段時間后自動關閉，在沒有人通過的時候，照明燈一直處于關閉狀態，達到了預期的效果。

四、結束語

該文介紹利用熱釋電紅外傳感器構成的公共場所智能節能照明開關裝置。通過實驗驗證可以得出以下結論：（1）本裝置可以準確判斷和控制無人通過時熄燈，有人通過時開燈， 實現了照明控制智能化，真正實現節能的目標。（2）對本設計稍加改動，即可用于防盜安全報警、對靠近野外無人值守設備或場所的動物進行驅趕以及野外動物資源的監控等等，另外可以在單片機內寫入計數程序，實現流量的檢測。

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[作者簡介]薛迪杰（1987-），男，河南鄭州人，助教，主要研究方向：電子技術及應用。