紅外報警系統(tǒng)畢業(yè)答辯

實驗樓紅外報警系統(tǒng)姓名：學號：

指導老師：日期：論文提綱1、通過搜集相關文獻資料，了解紅外報警系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，本論文研究的報警系統(tǒng)基于被動式熱釋電紅外探測器；2、設計具體的紅外報警系統(tǒng)，包括介紹熱釋電紅外探測器的工作原理和器件結構，以及相關單片機、報警電路，另外我認為報警信號可以通過GSM模塊發(fā)射至指定接收裝置；3、進一步研究更為先進和可靠的報警系統(tǒng)，如多種探測技術復合的報警系統(tǒng)，并簡要介紹了熱釋電紅外——微波雙探測技術報警系統(tǒng)；4、分析了紅外報警系統(tǒng)誤報漏報的原因，并給出了解決這些問題的大致思路，最后對論文進行總結。一、文獻綜述

在安全防范方面，紅外探測技術己經越來越得到社會各界的重視和廣泛應用。紅外探測器按其探測手段的不同，主要可分為被動式和主動式。被動式紅外探測器與其他類型的探測器相比具有監(jiān)控范圍大，隱蔽性好，抗干擾能力強和誤報率低等特點。而與被動式紅外報警器比較，主動式具有靈敏度高，探測距離遠，對氣候與氣象變化有良好的適應能力等優(yōu)點，比較適合室外或某些特殊警戒使用。但其不足之處是視場角小，警戒區(qū)狹窄，安裝比較復雜，價格稍貴。綜合考慮，我們采用被動式紅外報警系統(tǒng)。

兩種紅外報警系統(tǒng)簡介

被動式紅外報警器又稱熱釋電紅外報警器，由光學系統(tǒng)，紅外傳感器和信息處理三部分組成。當警戒區(qū)內無人出現(xiàn)時，紅外輻射場處于穩(wěn)定狀態(tài)，紅外傳感器無信號輸出。當有人出現(xiàn)在警戒區(qū)時，紅外輻射場發(fā)生變化，這種變化立即被經過巧妙設計的多視場組合成的菲涅爾透鏡會聚，敏感的紅外傳感器接收后迅速將這種變化轉為電信號，這種信號經信息處理部分放大、處理后立即輸出報警信號，然后通過傳輸路徑送達監(jiān)控器，進而發(fā)出警報，通知相關人員有人闖入該地區(qū)。主動式紅外報警器由探測器和監(jiān)控器兩部分組成。將一臺紅外發(fā)射機和接收機組合在一起就可以構成一種簡單的非可見光束報警系統(tǒng)。二、實驗樓紅外報警系統(tǒng)設計1、系統(tǒng)框圖熱釋電紅外探測器前置放大閾值比較信號放大報警控制報警電路發(fā)射電路接收電路

系統(tǒng)開啟后，熱釋電紅外探測器開始工作，當檢測到有人闖入實驗樓時，探測器會及時識別并產生電信號，該電信號經過前置放大后會與閾值進行比較，若達到報警要求會再次經過信號放大并將放大的信號傳入報警控制系統(tǒng)，驅動報警電路，進而驅動發(fā)射電路將報警信號發(fā)射出去，由相應的接收電路接收并處理，最后值班人員將收到報警通知。

2、熱釋電效應1—黑化膜；2、4—電極；3—強電介質

熱釋電紅外傳感器是一種具有極化現(xiàn)象的熱晶體。其內部的熱電元件由高熱電系數(shù)的鉭酸鋰、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛等材料組成。這種鐵電體的極化強度(單位面積的電荷)隨溫度的變化而變化。當紅外光照射到已經極化的鐵電體薄片表面上時，引起薄片溫度升高，使其極化強度降低，表面電荷減少，這相當于釋放一部分電荷，所以叫做熱釋電紅外傳感器。如果將負載電阻與鐵電體薄片相連，則負載電阻上會產生一個電信號輸出。熱釋電紅外傳感器的電壓響應率正比于入射紅外光的變化率。

3、熱釋電紅外傳感器的結構熱釋電紅外傳感器主要由外殼、濾光片、熱釋電元件、結型場效應管、電阻等組成，為了提高靈敏度，還可以加上菲涅爾光學系統(tǒng)。

在設計聚光透鏡時，往往要對光滑的光學透鏡面進行棱狀或柱狀處理，這就相當于一個菲涅爾透鏡，能使被監(jiān)測的空間產生一系列交替的狹小的紅外“高靈敏感應區(qū)”和“盲區(qū)”。人體發(fā)出的紅外線就不斷地從“高靈敏感應區(qū)”進入“盲區(qū)”，傳至紅外傳感器的紅外線就會時有時無，即大量的光脈沖進入紅外探測元，經轉換后便輸出相應變化的電脈沖，因而提高了其接收靈敏度，大大提高了其探測距離。

3、報警系統(tǒng)電路設計紅外報警系統(tǒng)中的電路可由分立元件組合而成。

熱釋電紅外傳感器放大濾波電路電壓比較器驅動器報警器或繼電器溫度補償電路基準電壓源其中，電壓比較器起到鑒別有無人體進入檢測區(qū)的作用，同時也可以消除環(huán)境溫度變化所產生的干擾。溫度補償電路可以使輸出穩(wěn)定。除了報警電路外，還需要其他輔助電路，比如用來確定是否是既定目標的特征信號的調理電路，還有驅動承載攝像機的電機來調整紅外光斑至接收屏中心，實現(xiàn)對目標的跟蹤和始終鎖定在視場中心的電路。

4、無線發(fā)射模塊設計這種信號可以利用GSM發(fā)射模塊，通過既有的無線通信網(wǎng)絡發(fā)射至手機終端。這種傳輸方式可以大大降低環(huán)境和人為因素的干擾，而且手機可以隨身攜帶，通過無線通信網(wǎng)絡值班人員可以隨時隨地并及時收到報警信號，大大增強了機動性。本系統(tǒng)由防盜傳感器、單片機、GSM模塊、GSM網(wǎng)絡、用戶手機等組成，其方案框圖如圖。

GSM模塊用戶手機單片機傳感器傳感器傳感器5、系統(tǒng)軟件設計

由于時間有限，僅介紹程序的大致原理和流程。系統(tǒng)的軟件主要包括主控程序和控制執(zhí)行程序。主控程序是控制整個系統(tǒng)是否發(fā)出警報的主要程序?？刂茍?zhí)行程序是值班人員控制報警系統(tǒng)的程序。主程序流程圖如圖。Y開始初始化串口初始化GSM模塊是否有新短信有無報警處理報警Y處理新短信NN6、報警系統(tǒng)的安裝紅外探測器的合理布置和安裝，對于探測和防范性能來說至關重要。熱釋電紅外傳感器只能安裝在室內，其誤報率與安裝位置和安裝方式等有很大關系。一般應注意以下幾點：熱釋電紅外傳感器應離地面2到2.2米；熱釋電紅外傳感器要遠離空調、射燈等空氣溫度變化敏感的地方；熱釋電紅外傳感器探測范圍不能有隔板、大型家具、屏風等遮擋物；熱釋電紅外傳感器最好不要直接對著窗口，否則室外的熱氣和人員頻繁的流動會引起報警器誤報。此外，熱釋電紅外探測器對入侵者輻射出的紅外能量和移動速度兩個參數(shù)都能探測到，而且它對橫向切割(垂直方向)探測區(qū)方向的人體運動最敏感，即對于切向方向移動最為敏感，對于徑向移動反應最不敏感，因此安裝時注意選擇合適的位置，避免紅外探頭誤報，以便得到最佳檢測靈敏度。安裝熱釋電紅外探測器時，應盡量使入侵者的活動有利于橫向穿越其視場，以提高其探測靈敏度。

三、熱釋電紅外——微波雙探測技術方法簡介主動和被動紅外報警器是利用一種傳感或探測方式，即單探測技術進行報警的。雖然其結構簡單，價格低廉，但易受各種因素的影響，如環(huán)境溫度、震動、光強變化、電磁干擾、小動物活動等的影響。因而在某些情況下的誤報、漏報率會相當高，可以考慮采用多種探測技術，這樣每種探測技術都可以互補，可以較好的解決誤報率高這一難題。

報警器單探測技術報警器雙探測技術報警器報警器種類聲波報警器超聲波報警器微波報警器熱釋電紅外報警器超聲波－熱釋電紅外報警器超聲波－微波熱釋電紅外－微波誤報率可信度80%～90%最低40%～58%中等1%最高微波探測技術簡介

微波探測報警器分為微波多普勒探測器和微波墻式探測器兩種。微波多普勒探測器也稱雷達式微波探測器。它的工作原理基于微波的多普勒效應。

活動目標與探測器之間的相對運動引起的收、發(fā)頻率的差頻，稱為多普勒頻率(頻移)，利用這種因相對運動而導致的活動目標回波信號不同于發(fā)送的探測信號頻率的效應，可以用在報警系統(tǒng)中。而微波探測器對徑向運動的物體最敏感，這點正好可以與熱釋電紅外報警器互補，當兩者探測到的信號通過“相與”關系來觸發(fā)報警電路時可以大大降低誤報率。

四、結論與建議任何報警系統(tǒng)都難免會出現(xiàn)誤報漏報的情況，紅外報警系統(tǒng)也是如此，我們應當認真分析紅外報警系統(tǒng)出現(xiàn)誤報漏報的原因并努力改進。

目前紅外探測器出現(xiàn)誤報、漏報主要有以下幾個方面原因：1、紅外探測器對入侵行為判斷力不夠準確造成誤報漏報。2、紅外探測器易受溫度、光線等環(huán)境因素影響而產生誤報。3、紅外探測器供電系統(tǒng)缺電，低電時沒有有效地進行信息傳遞使得探測器的探測距離變短或是不工作而產生誤報、漏報。4、有些報警器的質量太差，如元器件的損壞和生產工藝不良等也會造成誤報。5、跟選擇的設備、安裝的方式、角度、位置等也有關。6、還有人為的因素，主要有用戶操作不當、不小心觸發(fā)報警器、誤闖、誤入已經設防的區(qū)域等都會產生誤報。7、報警器安裝位置、安裝角度、防護措施以及系統(tǒng)布線等方面。8、報警線路與動力線、照明線等強電線路間距小于1.5m而未加防電磁干擾措施時，系統(tǒng)亦將可能產生誤報警。9、由于環(huán)境噪擾引起的誤報警，即報警系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下產生的，從原理上講是不可避免的，而事實又是不需要的。例如：熱氣流引起被動紅外探測器的誤報警；老鼠在防范區(qū)出沒；寵物在居室內走動等。此外，雙探測器，三、四探測器甚至更多種的探測器結合起來用于報警系統(tǒng)中時，其誤報率將大大降低，使報警系統(tǒng)更加可靠。因此在未來報警系統(tǒng)的發(fā)展中應當考慮利用多種基于不同技術的探測器，這樣每種探測器之間可以起到互補的作用，充分發(fā)揮出各自的優(yōu)點。產生誤報、漏報的原因很多也很復雜。因此要降低防盜報警器的誤報、漏報，最重要的是要從多方面的因素加以考慮，比如從技術和性能方面選擇探測器，包括傳感探頭的選擇、菲涅爾透鏡的外形設計、微處理器程序、多鑒技術、自動跳碼的滾動編碼技術、生產工藝、使用方法、溫度補償、靈敏度探測距離調整等。這些綜合因素都決定了探測器的性能和誤報率。隨著傳感技術、計算機技術的發(fā)展，大規(guī)模集成電路的推廣應用，報警系統(tǒng)智能化程度將不斷提高，誤報警現(xiàn)象必將隨之降低。

大學生活即將結束，非常感謝老師和同學們四年來對我的幫助，使我能順利完成學業(yè)。本次論文能夠順利完成，同樣離不開這些人的幫助，尤其要感謝于文兵老師對我的指導，還要感謝本專業(yè)其他的老師、本專業(yè)的同學以及身邊的朋友。還要感謝我的父母，使他們給了我學習的機會。如有不足之師們指教處，還望老。最后祝老師們身體健康，工作順利！鳴謝第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機的結構和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機的管理復習思考題單擊此處輸入你的副標題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內所排送的相當?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結構分為兩大類：往復式與旋轉式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過?；?葉)片式空壓機可以365天連續(xù)運轉并保證60000小時以上安全運轉的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統(tǒng)：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機，由于結構簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機，已經得到壓縮機行業(yè)的關注和公認。被譽為“環(huán)保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設計，使其成為當今世界最節(jié)能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的。活塞式空氣壓縮機的外形第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3）吸氣預熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理4）漏泄的影響內漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性的影響當吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設計進氣管長度，不得隨意增減進氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理上述五條原因使實際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時間內活塞所掃過的氣缸容積。實際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進排氣閥及流道阻力的影響吸氣預熱的影響二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第