题目：关于防盗系统中传感器的报告
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指导教师：冯治国
2013年12月10日
目录
一、传感器的定义和分类 (1)
二、应用背景 (3)
三、报警系统 (3)
3.1报警系统中的传感器组成 (3)
3.2报警系统中的工作示意图 (4)
3.3报警系统中的传感器 (5)
1、热释红外传感器 (5)
2、超声波传感器 (7)
3、CCD传感器 (8)
四、小结 (11)
一、传感器的定义和分类
1、定义
最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。
2、分类
可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。
根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类。
按传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传
感器的应用将会有巨大增长。
常见传感器的应用领域和工作原理列于表1。
按照其用途，传感器可分类为：压力敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。
以其输出信号为标准可将传感器分为：模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号
的输出(包括直接或间接转换)。
开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
在外界因素的作用下，所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用来制作传感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类：
(1)按照其所用材料的类别分金属聚合物陶瓷混合物
(2)按材料的物理性质分导体绝缘体半导体磁性材料
(3)按材料的晶体结构分单晶多晶非晶材料
二、应用背景
在当今高速发展的社会中，人们对自身所处的环境越来越关心，居家安全已成为大家优先考虑的问题。当外出家中无人，或者仅有老人孩子在家，或者晚上在家熟睡，必须确保家庭成员和财产的绝对安全。目前，众多住宅小区的安防防犯主要倚靠安装防盗窗、防盗门以及人工防犯。这样的做法仅仅只能在安全保护中作为基础，不符合安全防护的要求、而且不能有效地防止坏人的侵入。信息技术的高速发展，使得传感器报警系统受到更多人的青睐，广泛应用于小区楼宇自动化系统中。
三、报警系统
3.1报警系统中的传感器组成
多传感器防盗报警系统采用多传感器集成与信息融合技术，利用多种
传感器或多个同类传感器进行数据采集，应用数据融合技术进行数据处理，提取有用的信息，实现测量与控制。
此系统包含以下几种传感器：热释电红外传感器、超声传感器、CCD(电荷耦合)传感器，这几种不同种类、不同功能的传感器，从人体辐射的红外线、人体移动引起波的频率的改变和人体图像等不同方面监测人体入侵的情况，基本上可以实现人体入侵的全部源信息的采集，从最大程度上消除报警信息的不确定性，提高报警的准确率。
3.2报警系统中的工作示意图
在防盗监测中，可以采用如下图所示的串行数据检测融合结构模型，能够较为准确地获取现场人体入侵的情况。首先由热释电红外传感器检测是否有人体辐射出的中心波长为9～10μm的红外线，进行判决，把结果传到超声传感器节点，在此融合这两个传感器的检测结果形成一个新的判决，依次类推，再传到CCD传感器的节点，最后融合输出判决结果。
3.3报警系统中的传感器
1、热释红外传感器
（1）热释传感器的工作原理
其工作原理主要是利用热释电效应，即在铌酸锶钡等一类具有热释电效应的晶体薄片的上、下表面设置电极（类似电容），在上表面覆以黑色使晶体吸收红外线，晶体本身具有一定的极化强度，若有红外辐化强度降低，表面电荷减少，释放部分电荷，在上下电极之间产生电压△U。常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体、塑料等铁电体，如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。热释电传感器工作温度在0
+范围，工作视角一般为0
85。
85
40
-~0
为提高灵敏度，通常在探测器前端安装有光学系统（镜头），当有人经过或移动时，人体辐射的红外线经过光学透镜传给热释电元件。传感器将热-电转换信号送放大器放大，反馈电阻调节放大器的放大倍数，二极管与电阻电容形成低通滤波器，当信号幅值达到某一限定值时，可用比较器控制输出驱动蜂鸣器告警。热释电元件电流较小，所以电路工作所需电流很小。
热释电传感器只能检测变化的信号，检测时辐射源必须晃动才有信号输出。通常采用菲涅尔透镜对移动信号进行放大，菲涅尔透镜相当于光栅作用可放大移动信号，它的表面布满了微小的条纹，在他旋涡状条纹中包含许多凸透镜，使得穿过它的光线弯曲即产生衍射现象，从而形成放大的影像。
（2）热释电元件结构等效电路图：
CC V
其中，T 为热释电晶体，d R 是输入绝缘电阻，L R 为外接负载电阻，
FET 场效应管起阻抗变换的作用。由于热释电传感器绝缘电阻很高，高达几十到几百兆欧，容易引入噪声，使用时要求有较高的输入电阻。热释电元件工作过程是通过吸收光产生热量，因此与红外照射的波长无关，对光的波长没有选择性，所以在元件的窗口选用不同材料做滤光器，通过选择波长是器件具有一定波长选择范围，进而达到针对性监控目标的目的。
凡是存在于自然界的物体，例如人体、动物、火焰等物体都会放射出红外线，只是其发射的红外线的波长不同而已。人体的温度为 36～37℃,可辐射出中心波长为9～10μm 的红外线。在硅片表面上贴上截止波长为7～10μm 的滤光片，只允许波长超过7～10μm 的红外线通过，而小于7μm 的红外线被滤除掉，于是就得到只对人体敏感的热释电红外线传感器。
2、超声波传感器
（1）超声波传感器的特点
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应（报警系统中就是使用多普勒效应制成多普勒传感器）。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。（2）超声波传感器的工作原理
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波，完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器。
超声波传感器利用多普勒效应原理（当波源与观测者之间相对运动时，引起波的频率的改变，这种现象称之为多普勒效应）可以制成多普勒效应传感器。在没有移动物体进入被探测区域时，反射回来的超声波是等幅的。当有活动的物体进入探测区域时，反射回来的超声波幅度不等，并且不断变化。当人体或物体相对于传感器移动时，反射回来的信号与原信号间产生频移，集成电路再把微弱的频移信号进行放大，再经多普勒检测、放大、限幅等措施，最后取得和物体移动信号响应相关的直流输出电平。其工作原理图如下：
3、CCD传感器
（1）电荷耦合器件（CCD）特点
1）集成度高、体积小、重量轻、功耗低（直流工作电压范围7-12V）、可靠性高、寿命长。
2）空间分辨率高，光灵敏度高、动态范围大。
3）可任选模拟、数字等不同输出形式。
（2）CCD传感器工作原理
1）CCD电极结构
CCD基本结构组成分两部分，MOS（金属—氧化物—半导体）光敏元件阵列和读出位移寄存器。CCD的电极就是MOS结构的栅极，MOS结构即在P型硅衬底上生长一层S iO2 (120nm),再在 S iO2层上沉积金属铝构成MOS结构，它是CCD器件的最小工作单元。其结构图如下：
2）电荷存储转移原理
A、势阱的产生
MOS的金属电极加正压，电极下的P型硅区域内空穴被赶尽，留下带负电荷的负离子，其中无导电的载流子，形成耗尽层。它是电子的势阱。势阱的深浅取决于U的大小
B、电荷的存储
势阱具有存储电荷的功能，势阱内所吸收的光生电子数量与入射到势阱附近的光强成正比。CCD器件将物体的光像形成对应的电像时，就是CCD器件中上千个相互独立的MOS单元势阱中存储与光像对应的电荷量。
3)读出移位寄存器
0U
扫描功能的图象传感器。这种器件光敏面积大，靶面利用率高，是一种金属氧化物半导体（MOS）集成电路器件，它以电荷作为信号, 基本功能是进行光电转换电荷的存储和电荷的转移输出。广泛应用于自动控制和自动测量, 尤其适用于图像识别技术。
当景物的光学图像，经由摄像物镜投射到这个阵列上时，由于各光敏二极管受光的强弱不同而感生出不同量的光电荷。这些感生电荷，经过一定时间(一场)的积累，在转移栅的控制下，水平地移送到与像元对应的设置在光敏元旁边的垂直移位寄存器中，而后又在行转移脉冲的控制下，将电荷移送到水平移位寄存器，并由水平移位时钟控制依次向输出端转移，最后由输出电路输出视频信号。由CCD传感器输出的视频信号已具有较大幅度(0.5V以上)，经由处理电路进行处理(包括自动增益控制、校正、同步信号混合、功率放大等)，在终端得到全电视信号输出。
四、小结
多传感器综合使用，即选用不同种类、不同功能的传感器，充分发挥各个传感器的优势，取长补短，实现信息共享，降低虚报漏报的可能性，实现信息融合，多传感器集成与信息融合技术目前在自动控制、军事、航空导航等领域的应用已经取得了很大的成功。随着传感器技术、计算机技术以及信息技术的高速发展，多传感技术也将得到不断地发展。
A．中国传感器整体市场规模分析与预测 中国“十三五”规划中正式启动了“中国制造2025”战略，力争到2025年由“制造业大国”成长为“制造业强国”。传感器与制造业息息相关，“中国制造2025”对传感器产品的智能化、信息化、网络化方向发展提出更高要求。MIR预计中国传感器市场必将获得更快的增长。（见表1、图1） 表1：中国传感器市场规模增长预期 图1：2013-2018年中国传感器市场规模 由MIR统计结果可以看出：2013-2014年，中国传感器市场一直在平稳增长。在2015年，由于中国工业大环境不景气，传感器市场增速有所放缓。但MIR预计随着“中国制造2025”战略的实施，传感器市场并将有所回温。 B．中国传感器整体市场分析-行业应用 根据MIR的统计结果显示，接近80%的传感器应用于OEM行业，在项目型行业和科研院所有20%左右的应用。（见表2）
表2：2015年中国传感器产品市场整体规模-行业 C．中国传感器整体市场分析-供应商 根据MIR的统计结果显示，外资品牌尤其是日系品牌占据了中国传感器市场的绝大部分市场份额。（见表3）
表3：2015年中国传感器产品市场整体规模供应商
D. 中国传感器整体市场分析-产品 根据MIR对中国传感器市场的调研结果来看，2015年中国传感器市场的产品中，编码器、光电传感器、光纤传感器依然是传感器市场的主流产品，占据了55%的市场份额。（见表4、图2） 表4：2015年中国传感器产品市场整体规模-产品 图2：2015年中国传感器产品市场整体规模-产品 E．产品市场细分 E1.编码器市场分析 中国编码器市场规中，HEIDENHAIN、TAMAGAWA以及禹衡占据了超过50%的市场份额。
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第一章绪论 ? 1.1引言 ?宇宙间的任何物体只要其温度超过零度就能产生红 外辐射，事实上同可见光一样，其辐射能够进行折射和反 射，这样便产生了红外技术，利用红外光探测器因其独有 的优越性而得到广泛的重视，并在军事和民用领域得到了 广泛的应用。军事上，红外探测用于制导、火控跟踪、警 戒、目标侦查、武器热瞄准器、舰船导航等；在民用领域， 广泛应用与工业设备监控、安全监视、救灾、遥感、交通 管理以及医学诊断技术等。红外探测就是用仪器接受被探 测物发出或者反射的红外线，从而掌握被测物所处位置的 技术。作为红外探测系统的核心期间，红外传感器（也称 为红外探测器）的研究成为一个热点。
第二章红外传感器控制的理论依据? 2.1红外传感器概念 ?定义：红外传感器（也称为红外探测器）是能将红外辐射能转换成电能的光敏器件。 ? 2.22红外传感系统分类 ?红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类： ?1）辐射计，用于辐射和光谱测量； ?2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪； ?3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像； ?4）红外测距和通信系统； ?5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。 ? 2.23红外光简介 ?红外光是太阳光谱的一部分，红外光的最大特点就是具有光热效应，辐射热量，它是光谱中最大光热效应区。红外光一种不可见光，与所有电磁波一样，具有反射、折射、散射、干涉、 吸收等性质。红外光在真空中的传播速度为3×108m/s。红外光在介质中传播会产生衰减，在金 属中传播衰减很大，但红外辐射能透过大部分半导体和一些塑料，大部分液体对红外辐射吸收非 常大。 ?不同的气体对其吸收程度各不相同，大气层对不同波长的红外光存在不同的吸收带。红外辐射的物理本质是热辐射。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，红外辐射的能量就越强。研究发 现，太阳光谱各种单色光的热效应从紫色光到红色光是逐渐增大的，而且最大的热效应出现在红 外辐射的频率范围内，因此人们又将红外辐射称为热辐射或热射线。
本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称远程智能语音防盗报警系统设计 学院（系）：自动化学院(自动化系 ) 年级专业：自动化09级-2班（学号：0912010204）学生姓名： 指导教师： 完成日期： 2013年3月31日
一、综述本课题国内外研究现状，说明选题的依据和意义 1．国内外研究现状 国内的报警器基本都是以超声波、红外发射，接收以及微波等技术为基础。从单一封闭式、被动型安全防范模式向多元化、综合化、电控化以及红外报警处理方向发展。防盗报警产品的发展趋势：产品技术将在数字化、无线化、集成化核心前提下力求突破。而在应用市场上，将朝更细化的方向前进。以成长最快的住宅小区应用为例，有厂商表示，专为住宅小区设计的定向幕帘式和防宠物探测器，成本低、安装简单、适合家庭用的无线联网报警系统，以及小区智能化安防和报警集成系统产品都将是亮点。 国外的红外报警器大多数都是采用先进技术,其功能也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器，红外监控无线报警器，超声波防盗报警器，红外线防盗报警器，高灵敏红外报警器，触摸式防盗报警器等等。目前国际上应用最多的是主动红外对射总线制报警主机的方式。这种方式具有技术成熟、可靠性高、易扩展、操作简便、经济性好等优点。据美国NBFAA-全国防盗防火报警协会公布的资料，在美国、加拿大、欧洲等发达国家电子安全产品已经广泛应用于公司和家庭的安全防护。到目前为止，美国超过50%左右的家庭已经安装了电子防盗产品来保护自身的安全，并由专业报警监测中心提供每天24小时报警监控服务，在美国有数千个报警监控中心为商业公司和家庭提供监控服务，每月收取服务费10至40美元。仅在美国用于电子安防产品以及服务费就以每年超过8%的比率增长到2009年总计费用达到340亿美元左右。 2. 选题依据 近年来随着市场经济发展的不断完善及城市规划水平的不断提高，传统的相对离散的居民住宅向现代相对集中的社区建设发展。一个现代化的居民小区集居民住宅及满足居民生活所需而配套设置的金融、商业、文化、教育、娱乐等机构为一体，人流物流相对集中而地域相对开放。居民购买及入住小区除对社区的生活设施、房屋质量关心外，对小区的安全环境也极为关注。随着城市社区环境美化、文明程度要求的不断提高，传统的住宅围墙和防盗栅栏等简单防护设施既破坏社区的整体形象，也不能完全有效的阻止犯罪分子的破门而入，同时紧锁的铁门和护栏在发生火灾、地震等紧急情况时，使人难以逃生。因此社区防范的现代化、智能化，居民财产的防盗防劫已成为政府和居民关注的问题。因而电子防盗报警系统已逐渐成为家居和办公单位的基本配置，为家庭和单位共同筑造了人防 物防，技防的安全防范的铜墙铁壁，性能卓越、高度可靠的电子防盗报警联网系统以严密的布防效果。优越的防盗报警系统一举成为时代的宠儿，电子防盗报警系统就是因时代的需要而应运而生。
红外线传感器工作原理和技术参数 人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为～μm；紫光的波长范围为～μm。比紫光光波长更短的光叫紫外线，比红光波长更长的光叫红外线 最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件，红外传感器就是其中的一种。随着现代科学技术的发展，红外线传感器的应用已经非常广泛，下面结合几个实例，简单介绍一下红外线传感器的应用。 人体热释电红外传感器和应用介绍 被动式热释电红外探头的工作原理及特性： 一般人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，电后续电路经检验处理后即可产生报警信号。 1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。 2)为了仅仅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尼尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。 3)被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。 4)一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。 5)菲尼尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。 在电子防盗、人体探测器领域中，被动式热释电红外探测器的应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。 红外线遥控鼠标器中的传感器 在机械式鼠标器底部有一个露出一部分的塑胶小球,当鼠标器在操作桌面上移动时，小球随之转动，在鼠标器内部装有三个滚轴与小球接触，其中有两个分别是X轴方向和Y轴方向滚轴，用来分别测量X轴方向和Y轴方向的移动量，另一个是空轴，仅起支撑作用。拖动鼠标器时，由于小球带动三个滚轴转动，X轴方向和Y轴方向滚轴又各带动一个转轴（称为译码轮）转动。译码轮(见图1)的两侧分别装有红外发光二极管和光敏传感器，组成光电耦合器。光敏传感器内部沿垂直方向排列有两个光敏晶体管A和B，如图2所示。由于译码轮有间隙，故当译码轮转动时，红外发光二极管发出的红外线时而照在光敏传感器上，时而被阻断，从而使光敏传感器输出脉冲信号。光敏晶体管A和B被安放的位置使得其光照和阻断的时间有差异，从而产生的脉冲A和脉冲B有一定的相位差，利用这种方法，就能测出鼠标器的拖动方向 照相机中的红外线传感器――夜视功能 红外夜视，就是在夜视状态下，数码摄像机会发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体，关掉红外滤光镜，不再阻挡红外线进入CCD，红外线经物体反射后进入镜头进行成像，这时我们所看到的是由红外线反射所成的影像，而不是可见光反射所成的影像，即此时可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像。索尼数码摄像机首创了红外线夜视摄影功能，能够在全黑环境下进行拍摄，甚至连肉眼也不能分辨清楚的物体，现在也可以清晰地拍摄下来。这种夜视的特点是可以在完全没有光线的条件下进行拍摄，但由于采用的是红外摄影，无法进行彩色的还原，所以拍摄出来的画面是单色的，影像会变绿。不久之后，索尼又推出了拥有超级红外线夜视摄功能的数码摄像机，红外线功能的慢速快门为2段选择，超级红外线夜摄功能的慢速快门为自动调节，可以获得更好的影像效果。举一个大家都见过的例子，在美国空袭伊拉克时，
汽车传感器市场初始调查报告 第一章汽车传感器的应用 一、汽车传感器市场概述 传感器作为汽车电子控制系统的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。汽车电子化和智能化水平的发展程度，在很大程度上决定了对传感器的需求程度。如今汽车的信息化电子化水平在不断提高，传感器的市场需求量也在随着汽车业的发展而逐渐增大。 汽车传感器市场细分为三类：动力总成，底盘与车身。 2007年全球汽车传感器市场规模达47亿美元，其中底盘传感器市场为21亿美元，车身传感器占13亿美元。预计在未来几年内，全球所有的传感器领域的复合年增长率都将超过10%。预计2012年全球动力总成传感器市场将达到77亿美元，复合年增长率为10.5%。底盘传感器市场将增长到35亿美元，复合年增长率为11%。2012年车身传感器市场将达到22亿美元，复合年增长率为11.7%。 二、汽车传感器市场按应用分类 （一）发动机控制用传感器 温度传感器、压力传感器、转速、角度和车速传感器、氧传感器、流量传感器、爆震传感器 （二）底盘控制用传感器 变速器控制传感器、悬架系统控制传感器、动力转向系统传感器、防抱制动传感器（三）车身控制用传感器 第二章汽车压力传感器应用 一、压力传感器技术比较：
由于基于MEMS技术的微型传感器在降低汽车电子系统成本及提高其性能方面的优势,它们已经开始逐步取代基于传统机电技术的传感器。 在其它压力敏感应用,特别是恶劣环境中（如置于发动机油和散热器冷却剂中的）,一般采用分立元件构成的陶瓷电容式压力开关,它们现在将逐步被用键合方法制作的硅应变计（一般固定在成本低而坚固的封装中）或压敏电阻芯片（装在带不锈钢膜片端盖的充满硅油的硅制外壳中)所替代。 随着纳米技术的进步，体积更小、造价更低、功能更强的微型传感器将广泛应用在汽车的各个方面。 三、压力传感器的应用 压力传感器在汽车/摩托车上的应用
1 红外辐射，红外探测器原理，菲涅尔透镜(介绍红外很全面) 以及应用。 2 应用 红外线技术在测速系统中已经得到了广泛应用，许多产品已运用红外线技术能够实现车辆测速、探测等研究。红外线应用速度测量领域时，最难克服的是受强太阳光等多种含有红外线的光源干扰。外界光源的干扰成为红外线应用于野外的瓶颈。针对此问题，这里提出一种红外线测速传感器设计方案，该设计方案能够为多点测量即时速度和阶段加速度提供技术支持，可应用于公路测速和生产线下料的速度称量等工业生产中需要测量速度的环节[1] 。 红外线对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。由红外线对射管阵列组成分离型光电传感器。该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线，该光线能够将红外线接收二极管导通，使系统产生误判，甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集，对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。 红外技术已经众所周知，这项技术在现代科技、国防科技和工农业科技等领域得到了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。 红外传感器发展前景 咨询公司INTECHNOCONSULTING的传感器市场报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。 一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(MICRO-ELECTRO-MECHANICALSYSTEMS，微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传
毕业设计开题报告 学生姓名：学号： 学院、系： 专业：通信工程 设计题目：基于单片机防盗报警系统的设计 指导教师: 年月日
毕业设计开题报告 1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 一、本课题的研究背景及意义 单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域，可以说单片机的应用已渗透到人类的生活、工作的每一个角落这说明它和我们每个人的工作、生活密切相关，也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改造你身边的仪器、产品、工作与生活环境。 红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，他在各领域都得到广泛的应用。由于他是不可见光，因此用他做防盗报警监控器，具有良好的隐蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干扰能力强。这种监控报警装置广泛应用与博物馆、单位要害部门和家庭的防护。 通常红外线发射电路都是采用脉冲调制式。红外接收电路首先将接收到的红外光转换为电信号，并进行放大和解调出用于无线发射电路的调制信号。当无人遮挡红外光时，锁相环输出低电平，报警处于监控状态；一旦有人闯入便遮挡了红外光，则锁相环失锁，输出高电平，驱动继电器接通无线发射电路，监控室便可接收到无线报警信号，并可区分报警地点。 二、本课题国内外研究现状 1.国内研究现状 国内的报警器基本都是以超声波、红外发射／接收以及微波等技术为基础。从单一封闭式、被动型安全防范模式向多元化、综合化、电控化以及红外报警处理方向发展。防盗报警产品的发展趋势，产品技术将在数字化、无线化、集成化核心前提下力求突破[2]。而在应用市场上，将朝更细化的方向前进，成长最快的住宅小区应用为例，有厂商表示，专为住宅小区设计的定向幕帘式和防宠物探测器，成本低、安装简单、适合家庭用的无线联网报警系统，以及小区智能化安防和报警集成系统产品都将是亮点。 2.国外研究现状 国外的红外报警器大多数都是采用先进技术，其功能也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器，红外监控无线报警器，超声波防盗报警器，红外线防盗报警器，高灵敏红外报警器，触摸式防盗报警器等等。目前国际上应用最多的是主动红外对射总
传感器调研报告（共4篇） 传感器调研报告（共4篇） 第1篇湿度传感器调研报告目录 一.湿度传感器原理 (2) 1.氯化锂湿度传感器 .2 2.碳湿敏元件2 3.氧化铝湿度计 (3) 4.陶瓷湿度传感器 (3) 二.湿度及其表示方法 (3) 1.绝对湿度 (3) 2.相对湿度 (4) 三.湿度传感器的性能特点及产品分类 (4) 四.湿度传感器典型产品的技术指标 (5) 五.各类湿度传感器特性曲线 ......6 六.湿度传感器的选型 .. (7) 1.精度和长期稳定性 .7 2.湿度传感器的温度系数 (7) 3.湿度传感器的供电 .7 4.互换性 ........7 七.应用场景 .. (8) 1.湿度开关 (8)
2.智能湿度测量仪 .....8 八.湿度传感器的展望 .....9 湿度传感器调研报告 一.湿度传感器原理湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式.电容式两大类。湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯.聚酰亚胺.酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。电子式湿敏传感器的准确度可达2-3RH，这比干湿球测湿精度高。湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。这方面没有干湿球测湿方法好。下面对各种湿度传感器进行简单的介绍。 1.氯化锂湿度传感器（1）电阻式氯化锂湿度计第一个基于电阻-湿度特性原理的氯化锂电湿敏元件是美国标准局的 F.W.Dunmore研制出来的。这种元件具有较高的精度，同时结构简单.价廉，适用于常温常湿的测控等一系列优点。氯化锂元件的测量范围与湿敏层的氯化锂浓度及其它成分有关。单个元件的有效感湿范围一般在20RH 以内。例如0.05的浓度对应的感湿范围约为（80100）RH ，0.2的浓度对应范围是（6080）RH 等。由此可见，要测量较宽的湿度范围时，必须把不同浓度的元件组合在一
红外传感器的应用与市场调研报告 随着现代科学技术的迅猛发展，基于传感器技术的非电物理量的测量与控制技术越来越多的应用到了社会的各项技术领域中。其中，红外传感器技术成为近年来发展最快的技术之一。科学技术水平、计算机微处理器技术、现代数字信号处理技术、新型半导体等材料的推出和加工制造工艺等各方面的进步，使得红外传感器发展迅猛。 红外线，实质上是一种电磁辐射波，其波长范围大致在0.78m～1000m频谱范围内，因其是位于可见光中红光以外的光线，故而得名为红外线。任何温度高于绝对零度的物体，都会向外部空间以红外线的方式辐射能量。利用红外辐射实现相关物理量测量的传感技术，即为红外传感技术。红外传感器作为红外技术的重要工具，对其的发展和提升起着重要作用。 一、红外传感器主要应用领域和技术特点 1.主要应用领域 红外传感技术作为一门迅速发展的新兴科学已经被广泛应用于国防军事（如：红外对抗进行规避和欺骗）、科研、生产（如：红外测温仪非接触测温）、医学（如红外线热象诊断技术）等领域获得了广泛的应用。以及红外制导，红外成像，红外遥感等已经成为各领域的尖端技术。 (1)辐射计，用于辐射和光谱测量。 (2)搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其位置并对其运动进行 跟踪。 (3)热成型系统，可以产生整个目标红外辐射的分布图像。 （4）红外测距和通信系统。 2.技术特点：能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线， 该光线能够将红外线接收二极管导通，使系统产生误判，甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集，对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。 二、红外传感器信号性质与特点 按功能分类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。 根据探测机理可分成为：光子探测器（基于光电效应）和热探测器（基于热效应）。 红外热电探测器是利用红外辐射的热效应及材料的热电效应制成的元件，因红外的照射或遮挡而产生或失去热量才有输出，热电材料的温度由T变道T+t材料表面的电荷会发生变化，热电材料只有在温度变化时才能产生电压，在使用温度范围内，稳定性好，性能指数大，价格低廉而且分散性小一般是LiTaO3。在加热过程中，不管什么波长的红外线，只要功率相同，对热电传感器的加热效果是相同的。假如热电探测器对入射辐射的各种波长基本上都有相同的响应，所以这类探测器为“无选择红外探测器” 红外光电传感器，利用红外辐射的话光电效应制成，所以响应时间短。此外，要使物体内部的电子改变运动状态，入射光子的能量就必须足够大，入射光线的频率必须大于某一值，即光电效应的辐射存在一个最长的波长限度。由于这类探测器是以光子为单元起作用的，只要光子能量足够，相同数目的光子基本上具有相同的效果，因此这类探测器常被称为“光子
毕业设计（论文）开题报告 1、课题的目的及意义 1.1发展前景 众所周知，汽车是当今世界主要的交通工具之一。随着人民生活水平的不断提 高，汽车越来越成为人们生活中不可缺少的一部分，从世界上第一辆T型福特车被盗开始，偷车已成为现今城市最常见的犯罪行为之一。随着汽车数量的增加，特别是轿车正以很快的速度步入家庭，车辆被盗的数量逐年上升，这给社会带来极大的不安定因素，担心车辆被盗，成为困扰每一位汽车用户的难题。人们为了车辆的安全大都安装了汽车防盗报警系统。汽车防盗报警器的使用在很大程度上有效地保护了国家和人民生命财产的安全。使人们有了安全的依靠。同时车辆防盗报警器的使用也减少了盗窃犯罪事件的发生，起到了一定的威慑作用。 1.2选题的目的和意义 随着科学技术的进步，为对付不断升级的盗车手段，人们研制开发不同方式结构的防盗器，目前防盗器发展按其结构和功能。可以分为三大类：机械防盗一—电子防盗——网络防盗。机械防盗主要是靠锁定离合制动，油门或变速档来达到防盗目的，但只防盗不报警，目前市场已不多见，属淘汰落伍产品。电子防盗是目前市场比较常见的防盗产品，其主要靠锁定点火或启动来达到防盗的目的。随着科技的发展和技术的进步汽车防盗的至高点将是网络防盗。无论车辆行驶到何处，随时处于自己的掌握之中，真正做到“车居四海皆安心”。 目前，用于汽车的防盗报警器种类繁多，功能也较单一，多数是汽车门被打开只有报警功能，切断点火电路汽车不能起动。正是由于诸多的汽车防盗报警器起不到应有的保护作用方导致汽车开始安装防盗网，将乘客与司机隔开，以防不测，虽然有一定的效果，但作用不大，也不雅观，且给乘客造成不舒服感，同时安装价格也较昂贵，如果有行窃者盗窃汽车或汽车上的物品，防盗系统不仅具有切断起动电路、点火电路、喷油电路、供油电路和变速电路、将制动锁死等的功能，同时，还会发出不同的声光信号，给窃贼一个精神上的打击，以阻止窃贼行窃。 2、课题任务、重点研究内容、实现途径 2.1课题任务 本次设计主要是利用51单片机完成对汽车防盗报警系统的设计，主要要求如 下：
传感器产业调查报告 新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的 过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。传感器早已渗透 到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。传感器产业是极其具有前瞻性和市场性的，此调查报告只能对传感器产业有个浅略的介绍和分析。 一、传感器分类 GB7665-87国家标准中规定，传感器(tran sducer/se nsor ) 的定义为：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受和响应被测量的部分，转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输和测量的电信号部分。被测量是一般理解为非电量或理解为物理量、化学量、生物量等；可用输出信号一般也理解为电信号，即模拟量的电压、电流信号(连续量)和离散量的电平变换的开关信号、脉冲信号。现代按照信息理论理解被测量的输出信号应包括 多种信息，除上述信号外，还包括声音、图象、味觉、触觉、 空间位置等，按照控制理论理解传感器应包括检测以外的识别、 检索、侦察、寻找、跟踪、选择拾取、判断等功能。IEC定义传
感器是测量系统中将输入变量转换成可供测量信号的一种前置部件。并有人把传感器和传感器系统概念分开，即认为传感器是传感器系统的敏感元件。更有人把传感器界定为器件（称为传感器件） 传统的以弹性元件、光学元件等为基础的传感器也在向微小型方向发展。传感器产业还与新材料、新工艺、新的制造设备等联系在一起，所以传感器产业是一个产业链，它的产品应用市场除军用外，可分为工业与汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品、专用设备四大类。所以，人们把目前兴起的图像传感器 （成像技术）、RFID射频识别、纳米材料应用、微型机器人等均纳入传感器市场范围，就不足为怪了。 关于传感器的分类方法很多，而且互相交叉，一般以被测量参数来分类和以测量原理两种分类为主： 被测量参数分类可分为温度、压力、流量、位移、速度、加 速度、粘度、湿度等传感器，又除去模拟量以外，还有离散量（开关等）传感器等。 按测量原理分类可分为根据电阻定律的电位计式、应变式传感器，根据变磁阻原理的电感式、差动变压器式、电涡流式传感器，根据半导体理论的半导体力敏、热敏、光敏、气敏等固态传感器。
苏州科技学院天平学院题目：红外线传感器的应用（自动水龙头）姓名：赵星 学号：1132106218 班级：物联网1122 成绩：
摘要：水资源是不可缺少的，节约用水是一种美德。我们所见基本上是普通的水龙头，但是往往我们也可以发现，当我们因为急事而忘了关水龙头会使水一直流，从而浪费很多水。水是我们的生命之源，无论在干旱或者水米之乡。 红外感应自动水龙头是一项包含在建筑节能这个大的概念中的科技产品发达国家已有经验表明，建筑能耗总量约占社会总能耗的三分之一，最终将超越工业、交通等其它行业居于社会能源消耗的首位。积极创新建筑节能发展模式，任务艰巨，意义深远。建筑节能有利于促进科技进步，拉动内需，带动产业化发展。仅全国100多亿平方米的既有建筑节能改造就能带来2万亿元的市场商机。通过建筑节能工程的实施和示范作用，还将促进高效节能成套新技术、新设备、新材料产业的大发展，促进建筑业实现传统产业的更新改造。实施建筑节能，既能产生强大的能源环境效益，而且有着巨大的经济效益和社会效益，并潜在巨大的商机。同理对于这其中的一个部分也是适用的，所以我们可以说红外感应自动水龙头的市场是巨大的，潜在的商机也同样巨大。并且我们也是本着创造经济利益和促进科技进步的目的来研究红外感应自动水龙头。 目前最大众也是最普遍的红外感应自动水龙头具有以下特点： 1.节水：手一伸水就来，手一去水就停，特别节水。 2.卫生：免接触，有效防止细菌的交叉感染。 3.智能：采用单片机控制,设有超时停水功能，避免因异物长时间在感应范围内造成不必要的损失。 4.水量可调：根据水压情况，可任意调整出水量。 5.过滤装置：随时可拆洗，以免堵塞。 6.安装：安装使用方便，适用于宾馆、酒楼、办公楼、学校、机场、车站、医院、星级公厕等公共卫生设施以及现代家居。 引言：从红外感应自动水龙的特点可以看出相比较于传统的水龙头，它的优点显而易见，尤其是在节水方面，这个优点使得红外自动水龙头可以大量的安装在公共场所，可以最大限度的减少公共场所中由水龙头造成的水资源浪费这符合我们可持续发展的基本国策。这就使本论文研究更有实际意义。虽然市面上的红外感应自动水龙头样式很多，但其控制原理基本上是利用红外反射开关、功率开关集成电路与电磁水阀来控制水龙头，所以我们研究红外感应自动水龙头的重点也集中在这几方面和电路的连接。 就目前市面上现收的各种元件来考虑我选择了利用低功耗红外线反射开关TX05D和功率开关集成电路TWH8778和4分塑料通水电磁阀来实现一个的红外感应自动水龙头。所以这是一
关于红外传感器的报告 摘要：本文主要介绍一些关于红外传感器的一些基本知识和工作原理，从而让我们能够从一定程度上了解红外传感器这一传感器的种类。对于红外传感器的认识，能够帮助我们更好的利用红外传感器，让我们的生活或者工作更加方便和愉快。 关键字：红外辐射、传感器、原理、用途 红外传感器(也称为红外探测器)是能将红外辐射能转换成电能的光敏器件，它是红外探测系统的关键部件，其性能好坏，将直接影响系统性能的优劣。因此，选择合适的、性能良好的红外传感器，对于红外探测系统是十分重要的。而作为红外传感器的重要组成部分，红外辐射是不得忽略的重中之重。下面我们先介绍红外辐射的相关知识和原理。 一、红外辐射的工作原理简介： 红外辐射是一种人眼不可见的光线，俗称红外线，因为它是介于可见光中红色光和微波之间的光线。红外线的波长范围大致在0.76-1000μm之间，对应的频率大致在4×104至3×1011Hz之间，工程上通常把红外线所占据的波段分成近红外、中红外、远红外和极远红外4 个部分。 下图是红外线的电磁波谱图： 红外分区：在红外技术中，一般将红外辐射分为4个区域 (1)近红外区: 770 nm~ 1.5 μm (2)中红外区: 1.5 μm ~ 6μm (3)远红外区: 6μm ~ 40μm (4)极远红外区: 40μm ~ 1000μm 注意：这里所说的远近是指红外辐射在电磁波谱中与可见光的距离。
红外辐射本质上是一种热辐射。任何物体，只要它的温度高于绝对零度( -273 ℃)，就会向外部空间以红外线的方式辐射能量，一个物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射这种形式来实现的。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，辐射的能量就越强。另一方面，红外线被物体吸收后可以转化成热能。 红外线作为电磁波的一种形式，红外辐射和所有的电磁波一样，是以波的形式在空间直线传播的，具有电磁波的一般特性，如反射、折射、散射、干涉和吸收等。红外线在真空中传播的速度等于波的频率与波长的乘积，即 c =λ f 。红外辐射的强度及波长与物体的温度和辐射率有关，能在任何温度下全部吸收投射到其表面的红外辐射的物体称为黑体，能全部反射红外辐射的物体称为镜体，能全部透过红外辐射的物体称为透明体，能部分反射或吸收红外辐射的物体称为灰体。自然界并不存在理想的黑体、镜体和透明体，绝大部分物体都属于灰体。 二、红外线的物理特性： ①热效应 ②穿透云雾的能力强 ①热效应及应用： 一切物体都在不停的辐射红外线。物体的温度越高，辐射的红外线就越多。红外线照射到物体上最明显的效果就是产生热。冬天烤火，就是因为有大量的红外线从炉子里射到人身上，才能让我们感觉到热乎乎的。 人体生病的时候，虽然外面看起来没有什么变化，但是由于局部皮肤的温度不正常，如果在照相机里装上对红外感光的胶片，给皮肤拍照再与正常人的照片对比，可以对疾病作出诊断。这种相机拍出来的照片叫热谱图。 根据红外线的热效应，人们还研究出了红外线夜视仪。红外线夜视仪在漆黑的夜晚也可以发现人的存在。夜间人的体温比周围草木或建筑的温度高，人体辐射出来的红外线就比他们强。可以帮助人们在夜间进行观察、搜索、瞄准和驾驶车辆等。 物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线。各种物体吸收了红外线以后温度就会升高。我们就可以利用红外线的热效应来加热物品。家庭用的红外线烤箱，浴室用的暖灯，也就是浴霸等等。物体加热可以利用红外线烘干汽车表面的喷漆，烘干稻谷等作物。 在医学上，还可以利用红外线的热效应进行理疗。在红外线照射下，组织温度升高，血流加快，物质代谢增强，组织细胞活力及再生能力提高。伤口就容易痊愈。 ②穿透能力强的应用： 穿透云雾的能力强(波长较长,易于衍射) ，由于一切物体，都在不停地辐射红外线，并且不同物体辐射红外线的强度不同，利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线，然后用电子仪器对接到的信号进行处理，就可以察知被测物体的形状和特征，这种技术叫做红外线遥感技术，可以用在卫星上勘测地热、寻找水源、监测森林火情、估计农作物的长势和收成。还有我们每天都要关注的天气预报，也是红外线遥感技术。 红外辐射在大气中传播时，由于大气中的气体分子、水蒸汽以及固体微粒、尘埃等物质的吸收和散射作用，使辐射能在传输过程中逐渐衰减。空气中对称的双原于分子，如N2、H2、O2不吸收红外辐射，因而不会造成红外辐射在传输过
电子创新设计模块制作 设计报告 名称：基于TCRT5000的循迹模块 学院：机电工程学院 专业：应用电子技术 班级：09应电（2）班 设计者：林志坚 指导老师：玉宁杨青勇 2011年6月
一、硬件设计及说明 1、原理图设计如下： 图一原理电路 作用原理：采用5V供电，TCRT5000传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。红外光电二极管发出红外光，当红外光反射回来被高灵敏度光电晶体管接收，则光电晶体管处于导通状态，输出高电平信号；当红外光没有反射回来，则光电晶体管处于高阻抗状态，输出低电平信号；输出信号经施密特电路整形，稳定可靠，且还有LED指示电路指示输出的状态，输出高电平时LED亮，低电平时灭。 2、PCB设计如下： 图二PCB线路 设计思路：板的大小为：10mmX40mm。采用的是插件元件，降低了焊接难度，板的宽度只有10mm，这样使得该模块灵巧，在应用过程中更灵活。 二、主要元件介绍： 1、TCRT5000： TCRT5000传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。红外光电二极管不断地反射出红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或反射回来但强度不够大时，光敏三级管一直处于关断状态，输出低电平；当发射出的红外线被反射回来时，光敏三级管处于关闭状态，输出高电平。
2、CD40106 CD40106由六个斯密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有斯密特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(V T+)和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压。 三、测试过程： （1）外形尺寸：10mmX45mm； （2）工作电压：DC3V-5.5V； （3）检测距离：1mm-8mm适用，焦点距离为2.5mm; 五、应用场合 （1）电度表脉冲数据采样； （2）传真机碎纸机纸张检测； （3）障碍检测； （4）黑白线检测； 六、注意事项： （1）使用时，光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行，这样光电传感器的转换效率最高； （2）光电传感器的前端面与反光板得距离保持在规定的范围内才能正常工作；（3）光电传感器长时间工作时红外接收管的最大工作电流不应超过250uA; （4）焊接改装传感器时，光电传感器的引脚根部与焊接点的最小距离不得小于5mm且焊接时间尽可能短，否则易损坏管芯或引起管芯性能的变化； 七、总结 经过这次模块的制作，我们学习了传感器和施密特触发器的知识及其相关应用，深入了解了TCRT5000红外传感器和CD40106的原理及应用，同时，在电路板的制作过程中，我们熟练了PCB的设计及制作电路板工艺。
光电检测技术与应用 论文 题目：红外测距传感器的工作原理及使用 院系：机电工程学院 班级：测控xxxx 完成日期：2017/5/6 小组：第x组 小组成员：xxxxxxxxxx 红外测距传感器的工作原理及使用 摘要： 利用光的反射性质，将光学系统与电路系统相结合可以制作避障传感器，通过单片机的控制，可以完成智能车在运行过程中，对障碍物的处理。避障传感器基本原理：利用物体的反射性质。在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去的红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失。如果有障碍物，红外线遇到障碍物，被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号，就可以确认正前方有障碍物，并送给单片机，单片机进行一系列的处理分析，协调车轮或者舵机工作，完成躲避障碍物的动作。 关键字：光电检测技术、智能车、测距、红外测距传感器、单片机 一、引言 光电检测作为光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术，主要包括光信息获取、光电变换、光信息测量以及测量信息的智能化处理等，具有精度高、速度快、距离远、容量大、非接触、寿命长、易于自动化和智能化等优点，在国民经济各行业中得到了迅猛的发展和广泛的应用，如光扫描、光跟踪测量，光纤测量，激光测量，红外测量，图像测量，微光、弱光测量等，是当前最主要和最具有潜力的光电信息技术。
二、光电检测技术的概念 光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术。它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律，以便于进行相应的电路改进，更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性，从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号，同时提高测系统输出信号的信噪比。 光电检测技术的系统机构比较简单，分为信号的处理器，受光器，光源。在实际检测过程中，受光器在获得感知信号后，就会被反映为不同形状、颜色的信号，同时根据这些器件所处在的不同位置，就能够将他分为反射型与透过型的两种比较的模式。光电检测的媒介光应当是自然的光，例如白炽灯或者萤光灯。特别是随着这些技术的发展，光电技术也取得的非常好发展。由于投光器在发出光后，会以不一样的方式触摸这些被检测物中，直到照射到检测系统中的受光器中，同时受光器在此刺激下，会产生一定量的电流，这就是我们常说的光敏性的原件，实际生活中应用比较广泛的有三极管、二极管。 三、光电检测技术的应用 智能车方面的应用、家庭扫地机器人方面的应用:利用光的反射性质，将光学系统与电路系统相结合可以制作避障传感器，通过单片机的控制，可以完成智能车在运行过程中，对障碍物的处理。避障传感器基本原理：利用物体的反射性质。在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去的红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失。如果有障碍物，红外线遇到障碍物，被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号，就可以确认正前方有障碍物，并送给单片机，单片机进行一系列的处理分析，协调车轮或者舵机工作，完成躲避障碍物的动作。 四、常用光电检测器件：红外测距传感器 原理：其输出为电压数值，通过公式L?=?(6762/(9-X))-4可计算出小车与障碍物之间的距离。
HEFEI UNIVERSITY 红外线传感器的发展及应用 项目名称：红外线传感器的发展及应用 作者姓名： 班级： 1 指导教师：李 完成时间： 2015年6月6日星期六 I
一、简介 红外线传感器是利用红外线的物理性质 来进行测量的传感器。红外线又称红外光， 它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性 质。任何物质，只要它本身具有一定的温度 （高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线 传感器测量时不与被测物体直接接触，因而 不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优 点。 红外线传感器包括光学系统、检测元件 和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化（这种变化可能是变大也可能是变小，因为热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻），通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。 红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗（见热像仪）；利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范围的天气预报；采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机的过热情况等。 二、红外传感器的应用 红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。 1、在医学上的应用： 采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图。 应用电路：人体焦耳式体温感测
学号 天津城建大学 毕业设计开题报告 火灾自动报警与消防控制系统 学生姓名 专业名称 电气工程及其自动化 指导教师 控制与机械工程学院 2014 年4 月18日 毕业设计开题报告 题目名称：火灾自动报警与消防控制系统 1.课题背景（所选课题的来源、开发目的和意义，国内外现状） 本课题来源于智能家居中的消防与安防系统，消防与安防是智能家居的重要组成部分，消防部分承担着火灾发生时自动报警并开启消防喷头、语音报警、疏散引导等功能，安防部分承担着家庭防盗、室内外环境危害检测及报警等功能。 开发目的：能够及时监测到环境中有无火灾，火灾一旦发生将实现声光报警，并自动打电话给户主提示家中有火灾隐患，同时打开消防设施等采取有效措施控制火情的发展，将火灾消灭在萌芽状态，以确保人身财产安全，最大限度地减少损失。安防部分为当有人从窗户进入时发短信给户主并自动报警，室内有害气体超标检测及燃气泄露报警。 意义：随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活的四周到处潜伏着火灾隐患。智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备，而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。伴随着科学技术的不断进步，火灾报警系统必将得到更快的发展。 国内外现状：随着社会的进步以及人们生活水平的提高，人们对于家居环境的要求也不再只是简单的物质空间，更为关注的是一个高度安全、舒适以及美观方便的居住环境，也即是当下最为热门的智能家居。由于智能家居系统还缺乏统一明确的国际标准，许多公司开发出的
产品都是基于自己组建的网络和信息交换协议，很多产品是针对特定的组网环境开发的，部分核心技术没有对外公布，技术复杂，直接导致了使用范围的局限性。再者，缺乏对应的第三方产品，各个接入设备之间不能兼容，互操作性差，不利于产品的扩充，因而进一步局限了产品的发展。再加上，有的系统成本过高，严重影响了产品的普及。因此设计一个符合国家国情和规范的集远程控制和本地控制为一体的智能家居控制系统是非常具有现实意义的，且势在必行。 开发设计的基本内容及预期设计效果 目标：通过HT66FU50单片机为核心，可以实现火灾现场声光报警、电话报警，安防报警等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的火灾报警器，具有一定的实用价值。 内容：对该检测系统与报警系统进行整体功能分析，分模块来实现其各个部分的功能，对其所选择的主要芯片作简单介绍，动手制作产品，包括硬件电路的设计，PCB的制作，手工焊接与调试，软件程序的编写，硬件与软件的联合调试。 预期设计效果：烟感器能够24小时监测环境中有无烟雾气体，一旦监测到烟雾将发出声光报警，并自动打电话给主人提示家中有火灾隐患，同时打开消防设施，当有人从窗户进入时发短信给户主并自动报警，室内有害气体超标检测及燃气泄露报警。 3.开发设计方案（拟采用的设计思想、设计方案及开发工具介绍） 设计思路和设计方案：本次毕业设计将选用HT66FU50的单片机做为主控芯片，该芯片是一款A/D 型具有8 位高性能精简指令集的Flash 单片机。其Flash 存储器可多次编程的特性给我们提供了极大的方便。存储器方面，还包含了一个RAM 数据存储器和一个可用于存储序号、校准数据等非易失性数据的EEPROM 存储器。本单片机有一个全双工的异步串行口，8路AD转换，PWM输出，定时器，外部中断等重要功能；用TC35作为远程通信模块，此模块可通过单片机串行口发送的命令控制其给指定的手机发送短信和拨打电话。当烟感器检测到烟雾时发出电平跳变信号，单片机检测到信号后产生中断，进入中断服务子程序，将执行报警命令和拨打电话命令程序；当红外传感器检测到有人从窗户进入时输出高电平，传输到单片机I/O口，单片机产生相应的响应，现场报警的同时给远程手机发送短信提示；使用有毒气体检测传感器，可以检测到室内有害气体如甲醛、一氧化碳、甲烷等的含量，并做出上限报警，利用单片机和TC35模块进行远程通知。 开发工具：采用Protel DXP2004进行硬件电路原理图设计和PCB的制作，HT-IDE3000进行软件程序的开发，并与HOPE3000forEIC300联合仿真器在线仿真和程序烧写。 设计进度安排 2014.4.1——2014.4.5：查找资料、搜集相关素材 2014.4.5——2014.4.10：完成需求分析 2014.4.10——2014.4.15：完成概要设计 2014.4.15——2014.4.20：完成硬件电路设计 2014.4.20——2014.4.25：硬件电路的制作、模块测试与连接 2014.4.25——2014.5.20：程序的编写与调试 2014.5.20——2014.6.1：整理资料、撰写毕业论文 参考文献 [1] 王钊.智能型火灾报警系统的设计与研究：西安理工大学，2009. [2] 孙健. 基于ARM7的电气火灾自动报警控制器研制：浙江大学，2007. [3] 雍静,李北海，杨岳.建筑智能化技术〔M〕.北京:科学出版社，2008. [4] 王忠民, 郝静, 张瑜.基于单片机的语音数字联网火灾报警器设计.西安邮电学院. [5] S.M.Lo，C.M.Zhao，M.Liu，A .Coping. A simulation model for studying the implementation