基于热释电红外传感器的三角定位报警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于热释电红外传感器的三角定位报警装置，报警装置安装于楼梯间的楼层平台顶板上，包括三个热释电红外信号采集模块、A/D转换器、控制器和报警器；三个热释电红外信号采集模块探测门附近是否有人或动物存在，并将探测结果以模拟电压信号的形式输出给A/D转换器，A/D转换器将三个模拟电压信号转换成电压数字信号并输出给控制器，控制器根据三个电压数字信号计算出人或动物的高度以及人或动物到门的距离，如果高度超过高度的阈值、距离超过距离的阈值并且高度和距离的保持时间均超过预设时间，则认为是入侵者在执行开锁动作，控制报警器发出报警信号。本实用新型专利技术能够准确判断是否有入侵者，而偶尔路过的人或动物则不会被误判。

Trigonometric positioning alarm device based on pyroelectric infrared sensor

The utility model discloses an alarm device for triangulation based on pyroelectric infrared sensor, the alarm device is installed on the roof of the platform floor staircase, including three pyroelectric infrared signal acquisition module, A/D converter, a controller and an alarm; three pyroelectric infrared signal acquisition module to detect whether there is near the door a person or an animal, and the detection result to the analog voltage signal output to the A/D converter, A/D converter three converts the analog voltage signals into digital signals and output voltage to the controller, the controller based on three voltage digital signal to calculate the height of human or animal and human or animal to the door of the distance, if the height of more than the distance threshold, high over the threshold of distance and height and distance to keep time exceeds the preset time, is considered to be the intruder in the implementation of dynamic lock The alarm signal is sent by the control alarm. The utility model can accurately determine whether there is an intruder, but the person or animal passing by occasionally will not be misjudged.

【技术实现步骤摘要】
基于热释电红外传感器的三角定位报警装置
本技术涉及智能家居领域，特别是涉及基于热释电红外传感器的三角定位报警装置。
技术介绍
随着科技和经济的发展，人们对家居安全的需求越来越强。现有技术中提出了多种家居报警器，但报警器的工作稳定性和判断的智能性往往不够理想，往往容易产生误报警，反而给生活带来了不便。
技术实现思路
技术目的：本技术的目的是提供一种能够准确判断是否有入侵者企图打开居家安全门、同时又不会产生误报警的基于热释电红外传感器的三角定位报警装置。技术方案：本技术所述的基于热释电红外传感器的三角定位报警装置，所述报警装置安装于门前的楼层平台顶板上，包括三个热释电红外信号采集模块、A/D转换器、控制器和报警器；三个热释电红外信号采集模块探测门附近是否有人或动物存在，并将探测结果以模拟电压信号的形式输出给A/D转换器，A/D转换器将三个模拟电压信号转换成数字电压信号并输出给控制器，控制器通过三角定位原理将三个数字电压信号换算成人或动物的高度以及人或动物到门的距离，并控制报警器的工作。进一步，还包括温湿度传感器；温湿度传感器探测环境的温度和湿度并输出给控制器。进一步，所述三个热释电红外信号采集模块的电路结构相同，均包括高阻抗双电源运算放大器OA1和热释电红外传感器，高阻抗双电源运算放大器OA1的输出端连接A/D转换器，高阻抗双电源运算放大器OA1的同相输入端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端分别连接电阻R4的一端和热释电红外传感器的输出端，电阻R4的另一端接地，高阻抗双电源运算放大器OA1的反相输入端分别连接电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接地，电阻R2的另一端连接高阻抗双电源运算放大器OA1的输出端。进一步，所述热释电红外信号采集模块还包括套设在热释电红外传感器的聚焦菲涅尔透镜上的锥形套管，三个热释电红外信号采集模块的锥形套管端部聚焦于门锁的锁孔位置。进一步，所述报警器包括蜂鸣器和放大单元，放大单元用于将控制器输出的信号放大后送给蜂鸣器。有益效果：本技术公开了一种基于热释电红外传感器的三角定位报警装置，通过三个热释电红外信号采集模块对门附近的人或动物进行探测，最关键的是通过控制器能够根据三个热释电红外信号采集模块采集到的信号计算出人或动物的高度，并将环境温度和湿度的修正系数分别乘以距离和高度，再与阈值和预设时间进行比较，从而控制报警器发出报警信号。因为入侵者如果要开门，则必然会在门前一定距离内停留一定时间，通过本技术就能准确判断是否有入侵者，而偶尔路过的人或动物则不会被误判。附图说明图1为本技术具体实施方式的装置的框图；图2为本技术具体实施方式的装置的电路图；图3为本技术具体实施方式的热释电红外信号采集模块的电路图；图4为本技术具体实施方式的锥形套管的示意图；图5为本技术具体实施方式的场景模拟图。具体实施方式下面结合具体实施方式和附图，对本技术的技术方案做进一步的介绍。光学滤镜的主要作用是只允许波长在10μm左右的红外线(人体发出的红外线波长)通过，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。红外感应源通常由两个串联或者并联的热释电元件组成，这两个热释电元件的电极相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近为零。一旦有人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，由于角度不同，两片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不同，不能完全抵消。热释电效应同压电效应类似，是指由于温度的变化而引起晶体表面电荷的现象。热释电红外传感器由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在元件两个表面做成电极，在传感器监测范围内温度有△T的变化时，热释电效应会在两个电极上产生电荷△Q，即在两电极之间产生一微弱的电压△V。由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个N沟道结型场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷△Q会被空气中的离子所结合而消失。当人体进入检测区后不动，环境温度稳定不变时，传感器也没有信号输出，△T＝0，传感器无输出。人体正常体温为36∽37.5度，其辐射的最强红外线波长为9.67∽9.64um，中心波长为9.65um。由维恩位移定律：波长*温度＝b(常数)物体温度越高辐射的红外线波长越短。根据普朗克的公式E＝hν其中E是能量，v是频率，h是普朗克常数：ν·λ＝c所以E＝hc/λ，明显波长λ越小，E越大。所以人体温度越高，在检测区内运动而使敏感元会因外界的辐射而引起自身的温度变化也就越大，热释电效应会在两个电极上产生电荷△Q就越大，通过N沟道结型场效应管转换电路向外输出电压就越高。而当人体离传感器越远，红外光在空气中传播时空气中的很多组分都要吸收红外线，特别是水分能极大地损耗特定波长红外线，随着距离增加，能量越弱，传感器输出的电压越小，即特定的环境条件下人体离传感器的距离与传感器输出的电压是成正向变化的。基于以上原理，本具体实施方式公开了一种基于热释电红外传感器的三角定位报警装置，报警装置安装于门前楼梯间楼层平台顶板上，如图1所示，包括三个热释电红外信号采集模块、A/D转换器、控制器和报警器。控制器的工作状态包括学习状态和正常检测状态，如图2所示，两种状态通过自锁开关S1控制，学习状态用于设定预设时间以及高度、距离、温度和湿度的参考阈值，正常检测状态用于探测门4附近是否有人6或动物存在，并控制报警器的工作。三个热释电红外信号采集模块探测门4附近是否有人6或动物存在，并将探测结果以模拟电压信号的形式输出给A/D转换器，A/D转换器将三个模拟电压信号转换成电压数字信号并输出给控制器，控制器通过三角定位原理将三个数字电压信号换算成人6或动物的高度以及人6或动物到门4的距离，并控制报警器的工作。也即，如果高度超过高度的参考阈值、距离超过距离的参考阈值并且高度和距离的保持时间均超过预设时间，则认为是入侵者在执行开锁动作，控制报警器发出报警信号。温湿度传感器探测环境的温度和湿度并输出给控制器，控制器根据环境温度和湿度与环境温度和湿度的参考阈值之间的关系计算出修正系数，然后将计算出的高度和距离均乘以修正系数，如果乘以修正系数之后的高度超过高度的参考阈值、乘以修正系数之后的距离超过距离的参考阈值并且高度和距离的保持时间均超过预设时间，则控制报警器发出报警信号。控制器包括型号为stc12c5a60s2的单片机，A/D转换器采用300ksps/400ksps单电源四通道12位A/D转换器，温湿度传感器的型号为DHT11。三个热释电红外信号采集模块的电路结构相同，如图3所示，均包括高阻抗双电源运算放大器OA1和热释电红外传感器3，高阻抗双电源运算放大器OA1的输出端连接A/D转换器，高阻抗双电源运算放大器OA1的同相输入端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端分别连接电阻R4的一端和热释电红外传感器3的输出端，电阻R4的另一端接地，高阻抗双电源运算放大器OA1的反相输入端分别连接电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接地，电阻R2的另一端连接高阻抗双电源运算放大器OA1的输出端。热释电红外传感器3的聚焦菲涅本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于热释电红外传感器的三角定位报警装置，其特征在于：所述报警装置安装于门前的楼层平台顶板上，包括三个热释电红外信号采集模块、A/D转换器、控制器和报警器；三个热释电红外信号采集模块探测门附近是否有人或动物存在，并将探测结果以模拟电压信号的形式输出给A/D转换器，A/D转换器将三个模拟电压信号转换成数字电压信号并输出给控制器，控制器通过三角定位原理将三个数字电压信号换算成人或动物的高度以及人或动物到门的距离，并控制报警器的工作。

【技术特征摘要】
1.基于热释电红外传感器的三角定位报警装置，其特征在于：所述报警装置安装于门前的楼层平台顶板上，包括三个热释电红外信号采集模块、A/D转换器、控制器和报警器；三个热释电红外信号采集模块探测门附近是否有人或动物存在，并将探测结果以模拟电压信号的形式输出给A/D转换器，A/D转换器将三个模拟电压信号转换成数字电压信号并输出给控制器，控制器通过三角定位原理将三个数字电压信号换算成人或动物的高度以及人或动物到门的距离，并控制报警器的工作。2.根据权利要求1所述的基于热释电红外传感器的三角定位报警装置，其特征在于：还包括温湿度传感器；温湿度传感器探测环境的温度和湿度并输出给控制器。3.根据权利要求1所述的基于热释电红外传感器的三角定位报警装置，其特征在于：所述三个热释电红外信号采集模块的电路结构相同，均包括高阻抗双电源运算放大器OA1和热释电红外传感器，高阻抗双电...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗小可，
申请(专利权)人：罗小可，
类型：新型
国别省市：河南,41