智能小车红外传感器

单位代码 01 学 号

分 类 号 TN7 密 级

文献综述

关于红外报警器的综述

院（系）名称 专业名称 学生姓名 指导教师

信息工程学院 电子信息工程

2013年 3月20日

黄河科技学院毕业设计（文献综述） 第1页

关于红外线报警器的综述

摘 要

随着社会的发展，科学技术的进步和安全防范意识的增强，人们越来越注重自身所处的环境是否安全。当家中无人或者仅有老人孩子在家时，必须考虑家庭成员生命和财产的绝对安全。目前，许多住宅小区的安防主要依靠安装防盗窗、防盗门以及人工防范。这样不仅有碍美观，不符合防火的要求，而且不能有效地防止坏人的侵入。报警器的应用类型非常多，但热释电红外线报警器是最广泛的，因为它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，具有较高的应用价值。

本文简要通过对红外报警器组成的个个模块进行分析，介绍了红外报警器的两种常见方式即：主动式和被动式，进而又分析了两种方式的选择原则，最后有对红外线报警器的发展前景进行了预测。

关键词：红外线

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0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。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。

热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。早在1938年，有人提出过利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器，它可以作为红外激光的一种较理想的探测器。它目标正在被广泛的应用到各种自动化控制装置中。除了在我们熟知的楼道自动开关、防盗报警上得到应用外，在更多的领域应用前景看好。比如：在房间无人时会自动停机的空调机、饮水机。电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的机构。开启监视器或自动门铃上的应用。结合摄影机或数码照相机自动记录动物或人的活动等等。您

外文翻译

中英文对照翻译

智能红外传感器

跟上不断发展的工艺技术对工艺工程师来说是一向重大挑战。再加上为了保持目前迅速变化的监测和控制方法的过程的要求，所以这项任务已变得相当迫切。然而，红外温度传感器制造商正在为用户提供所需的工具来应付这些挑战：最新的计算机相关的硬件、软件和通信设备，以及最先进的数字电路。其中最主要的工具，不过是新一代的红外温度计---智能传感器。

今天新的智能红外传感器代表了两个迅速发展的结合了红外测温和通常与计算机联系在一起的高速数字技术的科学联盟。这些文书被称为智能传感器，因为他们把微处理器作为编程的双向收发器。传感器之间的串行通信的生产车间和计算机控制室。而且因为电路体积小，传感器因此更小，简化了在紧张或尴尬地区的安装。智能传感器集成到新的或现有的过程控制系统，从一个新的先进水平，在温度监测和控制方面为过程控制方面的工程师提供了一个直接的好处。

1 集成智能传感器到过程线

同时广泛推行的智能红外传感器是新的，红外测温已成功地应用于过程监测和控制几十年了。在过去，如果工艺工程师需要改变传感器的设置，它们将不得不关闭或者删除线传感器或尝试手动重置到位。当然也可能导致路线的延误，在某些情况下，是十分危险的。升级传感器通常

东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第 I 页

毕业设计（论文）

基于红外传感器的自动寻迹智能小车设计

系 别 专 业 班级学号 姓 名 指导教师

东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第 II 页

基于红外传感器的自动寻迹智能小车设计

摘 要

介绍了一种自动寻迹智能车的设计,研究了采用红外反射式光电传感器作为路径采集模块实现自动寻迹的软硬件设计方法。系统采用Freescale 16 位单片机MC9S12DG128 为核心控制器,利用12个红外光电传感器构成的光电传感器阵列采集路面信息,单片机获得传感器采集的路面信息和车速信息,经过分析后控制智能车的舵机转向,同时对直流电机进行调速,从而实现智能车沿给定的黑线快速平稳地行驶。介绍了光电传感器的寻迹原理,讨论了光电传感器排列方法、布局等对寻迹结果的影响及速度和转向控制的PID算法的研究和参数整定。

关键字：光电传感器，寻迹，路径识别，PWM，PID

东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第 III 页

Design of autonomous tracin

东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第 I 页

毕业设计（论文）

基于红外传感器的自动寻迹智能小车设计

系 别 专 业 班级学号 姓 名 指导教师

东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第 II 页

基于红外传感器的自动寻迹智能小车设计

摘 要

介绍了一种自动寻迹智能车的设计,研究了采用红外反射式光电传感器作为路径采集模块实现自动寻迹的软硬件设计方法。系统采用Freescale 16 位单片机MC9S12DG128 为核心控制器,利用12个红外光电传感器构成的光电传感器阵列采集路面信息,单片机获得传感器采集的路面信息和车速信息,经过分析后控制智能车的舵机转向,同时对直流电机进行调速,从而实现智能车沿给定的黑线快速平稳地行驶。介绍了光电传感器的寻迹原理,讨论了光电传感器排列方法、布局等对寻迹结果的影响及速度和转向控制的PID算法的研究和参数整定。

关键字：光电传感器，寻迹，路径识别，PWM，PID

东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文） 第 III 页

Design of autonomous tracin

红外传感器技术

第四章 物理量传感器及阵列技术(1)

11:35

红外传感器技术

电子科技大学

传感器原理与技术 课程组

制作

红外传感器技术

目

录

11:35

一、红外辐射的基本知识 二、红外传感器 三、红外测温

四、红外成像五、红外分析仪

六、红外无损检测本章小结

电子科技大学

传感器原理与技术 课程组

制作

红外传感器技术

11:35

一、红外辐射的基本知识1、红外辐射 2、红外辐射术语

3、红外辐射源

电子科技大学

传感器原理与技术 课程组

制作

红外传感器技术

11:35

1、红外辐射

红外辐射俗称红外线，它是一种人眼看不见的光线。但实际 上它和其它任何光线一样，也是一种客观存在的物质。任何 物体，只要它的温度高于绝对零度，就有红外线向周围空间 辐射。 红外线是位于可见光中红光以外的光线，故称为红外线。它 的波长范围大致在0.76μm(或0.77μm)到1000μm的频谱范 围之内。相对应的频率大致在4×1014-3×1011Hz之间。

红外线与可见光、紫外线、X射线、γ射线和微波、无线电 波一起构成了整个无限连续的电磁波谱。电子科技大学 传感器原理与技术 课程组 制作

红外传感器技术

11:35

电磁波谱图

电子科技大学

传感器原理与技术 课程组

制作

红外传感器技术

11:3

红外传感器技术

第四章 物理量传感器及阵列技术(1)

11:35

红外传感器技术

电子科技大学

传感器原理与技术 课程组

制作

红外传感器技术

目

录

11:35

一、红外辐射的基本知识 二、红外传感器 三、红外测温

四、红外成像五、红外分析仪

六、红外无损检测本章小结

电子科技大学

传感器原理与技术 课程组

制作

红外传感器技术

11:35

一、红外辐射的基本知识1、红外辐射 2、红外辐射术语

3、红外辐射源

电子科技大学

传感器原理与技术 课程组

制作

红外传感器技术

11:35

1、红外辐射

红外辐射俗称红外线，它是一种人眼看不见的光线。但实际 上它和其它任何光线一样，也是一种客观存在的物质。任何 物体，只要它的温度高于绝对零度，就有红外线向周围空间 辐射。 红外线是位于可见光中红光以外的光线，故称为红外线。它 的波长范围大致在0.76μm(或0.77μm)到1000μm的频谱范 围之内。相对应的频率大致在4×1014-3×1011Hz之间。

红外线与可见光、紫外线、X射线、γ射线和微波、无线电 波一起构成了整个无限连续的电磁波谱。电子科技大学 传感器原理与技术 课程组 制作

红外传感器技术

11:35

电磁波谱图

电子科技大学

传感器原理与技术 课程组

制作

红外传感器技术

11:3

RE200B

RE200B是传感器的一种，RE200B采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，并配合双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。

参数

双元热释电红外传感器RE200B

灵敏元面积 2.0×1.0mm2 基片材料 硅 基片厚度 0.5mm 工作波长 7-14μm 平均透过率 >75%

输出信号 >2.5V(420°k黑体1Hz调制频率0.3-3.0Hz 带宽72.5db增益) 噪声 <200mV(mVp-p) (25℃) 平衡度 <20%

工作电压 2.2-15V

工作电流 8.5-24μA(VD=10V,Rs=47kΩ,25℃) 源极电压 0.4-1.1V(VD=10V,Rs=47kΩ,25℃) 工作温度 -20℃- +70℃ 保存温度 -35℃- +80℃ 视场 139°×126° 说明

该传感器采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，采用双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。

1、上述特性指标是在源极电阻等于47KΩ条件下测定的，用户使用传感器时，可根据自己的需要调整R2的大小。

2、注意灵敏元的位置及视场大小，以便得到最佳光学设计。

3、所有电压信号的测量都是采用峰一峰值定标。平衡度B中的E

RE200B

RE200B是传感器的一种，RE200B采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，并配合双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。

参数

双元热释电红外传感器RE200B

灵敏元面积 2.0×1.0mm2 基片材料 硅 基片厚度 0.5mm 工作波长 7-14μm 平均透过率 >75%

输出信号 >2.5V(420°k黑体1Hz调制频率0.3-3.0Hz 带宽72.5db增益) 噪声 <200mV(mVp-p) (25℃) 平衡度 <20%

工作电压 2.2-15V

工作电流 8.5-24μA(VD=10V,Rs=47kΩ,25℃) 源极电压 0.4-1.1V(VD=10V,Rs=47kΩ,25℃) 工作温度 -20℃- +70℃ 保存温度 -35℃- +80℃ 视场 139°×126° 说明

该传感器采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，采用双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。

1、上述特性指标是在源极电阻等于47KΩ条件下测定的，用户使用传感器时，可根据自己的需要调整R2的大小。

2、注意灵敏元的位置及视场大小，以便得到最佳光学设计。

3、所有电压信号的测量都是采用峰一峰值定标。平衡度B中的E

RE200B

RE200B是传感器的一种，RE200B采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，并配合双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。

参数

双元热释电红外传感器RE200B

灵敏元面积 2.0×1.0mm2 基片材料 硅 基片厚度 0.5mm 工作波长 7-14μm 平均透过率 >75%

输出信号 >2.5V(420°k黑体1Hz调制频率0.3-3.0Hz 带宽72.5db增益) 噪声 <200mV(mVp-p) (25℃) 平衡度 <20%

工作电压 2.2-15V

工作电流 8.5-24μA(VD=10V,Rs=47kΩ,25℃) 源极电压 0.4-1.1V(VD=10V,Rs=47kΩ,25℃) 工作温度 -20℃- +70℃ 保存温度 -35℃- +80℃ 视场 139°×126° 说明

该传感器采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，采用双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。

1、上述特性指标是在源极电阻等于47KΩ条件下测定的，用户使用传感器时，可根据自己的需要调整R2的大小。

2、注意灵敏元的位置及视场大小，以便得到最佳光学设计。

3、所有电压信号的测量都是采用峰一峰值定标。平衡度B中的E