红外报警系统课程设计

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1、广州大学物电与电子工程学院光信息专业课程设计报告教师评语:成绩：评阅教师日期摘要：本文概述了红外发射和接收的基本原理和特点，介绍了74LS00、74LS74、74LS75、LM358和555芯片的功能应用，并介绍了其应用于红外防盗报警系统的设计方案，并对其进行了调试及性能分析。关键词：防盗报警红外一、前言：红外发射管是由红外发光二级管矩组成发光体，用红外辐射效率高的材料（常用砷化镓）制成PN结，正向偏压向PN结注入电流激发红外光，其光谱功率分布为中心波长830～950nm。LED是英文LightEmittingDiode的简称

2、，表现是正温度系数，电流越大温度越高，温度越高电流越大，LED红外灯的功率和电流大小有关，但正向电流超过最大额定值时，红外灯发射功率反而下降。红外发射管（红外线灯管）可广泛用于红外摄像机、音频输出等红外引用产品中，其里面晶片功率大小通常决定发射距离，但红外监控摄像机效果又与红外灯的角度，灯组多少，机板，镜头等有关。红外摄像机设计距离较近就用角度较大的IR发射管，并且还要跟镜头视角相配合;20米以上的必须用台湾正型12mil以上晶片，日本的也行。由于市场无序竞争，厂家标榜的照射距离和实际可视距离概念不清，大部分小的红外摄像机生产

3、商为了降低生产成本大量采用国产及台湾10mil、8mil晶片，甚至散型晶圆封装的（包括封装厂IR发射管不良品）做正型红外灯来装配摄像机。建议打长距离的用户还是用正型晶片封装的IR发射管，如台湾鼎元、光磊（鼎元相对衰减慢、夜视清晰）。　红外接收管，红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头。内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流信号进入带通滤

4、波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形。　　红外接收头的种类很多，引脚定义也不相同，一般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输出脚。根据发射端调制载波的不同应选用相应解调频率的接收头。利用红外发射、接收的特性可以应用于信号的传输，本设计就是介绍红外信号触发报警系统，从而实现防盗功能。二、设计方案：电路中由发射和接受部分组成，发射部分由555芯片、电阻器R1、电位器R2、电容CAP和红外发射管组成。接收部分由电阻器R1、R2、R4、R8

5、、R9，电位器R3、R7，电容C1、C2,芯片74LS175、74LS74、74LS00、555、LM358，三极管9014，红外接收1838，蜂鸣器，复位开关组成。当红外接收和发射正对没障碍物时，74LS175的4脚的电位为低，2脚输出的电压为低，蜂鸣器不响。当红外接收和发射正对有障碍物通过时，红外接收产生一个脉冲，74LS175的4脚的电位由低变高，然后变低，2脚输出的电压被锁存为高，蜂鸣器响。当按下复位开关，蜂鸣器关闭。发射电路:接收电路：三、理论计算：器件功能参数：1、红外发射二极管常用的红外发光二极管（如SE303.

6、PH303)，其外形和发光二极管LED相似，发出红外光。管压降约1.4v，工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电压，回路中常常串有限流电阻。　　发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成正比。为了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需尽量提高峰值Ip，就能增加红外光的发射距离。提高Ip的方法，是减小脉冲占空比，即压缩脉冲的宽度T，一些彩电红外遥控器，其红外发光管的工作脉冲占空比约为1/3-1/4；一些电器产品红外遥控器，其占空比

7、是1/10。减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。常见的红外发光二极管，其功率分为小功率(1mW-10mW)、中功率（20mW-50mW)和大功率（50mW-100mW以上)三大类。要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。　　用红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外光一电转换元件，如红外接收二极管，光电三极管等。实用中已有红外发射和接收配对的二极管。2、1838红外接收头1　红外信号收发系统的典型电路如图1所示，红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中

8、，成为一体化红外接收头。　　2内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号，　　3　然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流　　4　信号进入带通滤波器，