热释电红外人体温度传感器LHI1148原理及应用Word文档格式.docx
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unsignedint
/*----------------------------------工程说明--------------------------------------
;
工程名称：
ZyTemp.Uv2
功能描述：
测量环境温度和目标温度,并用键盘控制显示温度值，
按K1,显示目标温度
按K2,显示环境温度
IDE环境：
KeiluVision3V3.31
硬件连接：
VCC-------VCC
P1.0------Data
P1.2------Clk
P1.4------ACK
GND-------GND
------------------------------------定义接口------------------------------------*/
sbitTN_Data=P1^0;
sbitTN_Clk
=P1^2;
sbitTN_ACK
=P1^4;
sbitkey_1=P2^2;
sbitkey_2=P2^3;
/*-----------------------------------变量列表------------------------------------*/
unsignedcharcodekeytab_1[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x89};
//H:
0x89;
//L:
0x87;
//P:
0x8a;
//Q:
0X98;
unsignedcharcodekeytab_2[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
uchar
ReadData[5],iShow[5];
/*-----------------------------------函数列表------------------------------------*/
voiddisplay_1（uchari,ucharnum）;
//定位显示单个字符
voiddisplay_2（void）;
//定位显示四个字符
voidTN_ReadData（ucharFlag）;
//读数据
voidTN_GetData（void）;
//计算数据
/*----------------------------------主程序入口-----------------------------------*/
voidmain（）
{
TN_ACK=1;
while
（1）
if（!
key_1）
TN_ACK=0;
TN_ReadData（0x4c）;
//目标温度的第一个字节为0x4c
}
elseif（!
key_2）
TN_ReadData（0x66）;
//环境温度的第一个字节为0x66
if（（ReadData[0]==0x4c）&
&
（ReadData[4]==0x0d））
//每帧的最后一个字节为0x0d
TN_GetData（）;
display_2（）;
elseif（（ReadData[0]==0x66）&
}
/*------------------------------定位显示单个字符-------------------------------*/
voiddisplay_1（uchari,ucharnum）
{
P0=keytab_1[i];
P2=keytab_2[num];
/*------------------------------定位显示四个字符-------------------------------*/
voiddisplay_2（void）
ucharkk;
display_1（iShow[3]&
0x0f,3）;
//显示十位
for（kk=200;
kk>
0;
kk--）;
//延时
display_1（iShow[2]&
0x0f,2）;
//显示个位
//延时
display_1（iShow[1]&
0x0f,1）;
//显示小数第一位
display_1（iShow[0]&
0x0f,0）;
//显示小数第二位
/*------------------------------------读数据-------------------------------------*/
voidTN_ReadData（ucharFlag）
uchari,j,k;
bit
BitState=0;
for（k=0;
k<
7;
k++）
//每次发七帧
for（j=0;
j<
5;
j++）
//每帧五个字节
for（i=0;
i<
8;
i++）
while（TN_Clk）;
BitState=TN_Data;
ReadData[j]=ReadData[j]<
<
1;
ReadData[j]=ReadData[j]|BitState;
while（!
TN_Clk）;
}
if（ReadData[0]==Flag）
k=8;
TN_ACK=1;
/*-----------------------------------计算数据------------------------------------*/
void
TN_GetData（void）
intTemp;
Temp=（ReadData[1]<
8）|ReadData[2];
Temp=Temp/16-273.15;
Temp=Temp*100;
//温度值乘100，以方便计算小数点后两位
iShow[4]=Temp/10000;
//计算温度值的百位数
iShow[3]=（Temp/1000）;
//计算温度值的十位数
iShow[3]=iShow[3]%10;
iShow[2]=（Temp/100）;
//计算温度值的个位数
iShow[2]=iShow[2]%10;
iShow[1]=（Temp/10）;
//计算温度值的小数点后第一位数
iShow[1]=iShow[1]%10;
iShow[0]=（Temp）;
//计算温度值的小数点后第二位数
iShow[0]=iShow[0]%10;
chardataBUFFER[1]={0};
//定时器计数变量
SbitPR=P2^2;
//定义播放/录音的控制端口
SbitEOM=P2^2;
//定义结束信号
SbitPD=P2^4;
//定义芯片电源开关
SbitCE=P2^5;
//定义片选
Voidplay（void）
PD=1;
//打开芯片电源开关
CE=0;
//选中该芯片
PR=1;
//开始播放
While（!
EOM）;
//等待播放内容结束信号
Delays（）;
PD=0;
CE=0;
PR=0;
Main（）
EA=1;
IT=1;
ET0=1;
//开中断
TMOD=0x01;
//T0方式1计时1秒
TH0=-5000/256;
TL0=-5000%256;
TR0=1;
//开中断,启动定时
For（;
）;
/*定时计数器0的中断服务子程序*/
Voidtimer0（void）interrupt1using1
//定时器T0的高4位赋值
//定时器T0的低4位赋值
BUFFER[0]=BUFFER[0]+1;
//百分秒进位
If（BUFFER[0]=1000）
Play（）;
//调用播放子程序
热释电红外感应传感器原理,内部电路结构,常用型号及主要参数介绍
热释电效应原理简述
热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标，其工作原理是利用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，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，如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。
实质上热释电传感器是对温度敏感的传感器。
它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。
在环境温度有ΔT的变化时，由于有热释电效应，在两个电极上会产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生一微弱的电压ΔV。
由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。
热释电效应所产生的电荷ΔQ会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，ΔT=0，则传感器无输出。
当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，产生ΔT，则有ΔT输出；
若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出了。
所以这种传感器也称为人体运动传感器。
由实验证明，传感器不加光学透镜（也称菲涅尔透镜），其检测距离小于2m，而加上光学透镜后，其检测距离可增加到10m左右。
热释电红外感应传感器内部电路及工作原理
热释电红外传感器内部由光学滤镜、场效应管、红外感应源（热释电元件）、偏置电阻、EMI电容等元器件组成，其内部电路如图1所示。
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，经处理电路处理后输出控制信号。
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。
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，即当环境温度稳定不变时，△T=O，传感器无输出。
在自然界，任何高于绝对温度（-273℃）时物体都将产生红外光谱，不同温度的物体，其释放的红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低有关。
人体或者体积较大的动物都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μm左右的红外线，当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅耳透镜滤光片增强后聚集到红外感应源（热释电元件）上，红外感应源在接收到人体红外辐射时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，进而产生△T并将△T向外围电路输出，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有信号输出，所以这种传感器适合检测人体或者动物的活动情况。
热释电红外传感器常用型号
目前常用的热释电红外传感器型号主要有P228、LHl958、LHI954、RE200B、KDS209、PIS209、LHI878、PD632等。
热释电红外传感器通常采用3引脚金属封装，各引脚分别为电源供电端（内部开关管D极，DRAIN）、信号输出端（内部开关管S极，SOURCE）、接地端（GROUND）。
常见的热释电红外传感器外形如图2所示。
热释电红外传感器的主要参数:
热释电红外传感器的主要工作参数有:
工作电压:
常用的热释电红外传感器工作电压范围为3～15V;
工作波长:
通常为7.5～14μm;
源极电压:
通常为0.4～1.1V，R=47kΩ;
输出信号电压:
通常大于2.0V;
检测距离:
常用热释电红外传感器检测距离约为6～10m；
水平角度:
约为120°
；
工作温度范围:
－10℃～＋40℃。
热释电红外线传感器的工作原理
热释电红外线传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。
它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。
将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如作电源开关控制、防盗防火报警、自动览测等。
（1）热释电红外线传感器应用电路图如下：
主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。
在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。
由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。
为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10~20米范围内人的行动。
菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。
当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。
人体辐射的红外线中心波长为9~10--um，而探测元件的波长灵敏度在0.2~20--um范围内几乎稳定不变。
在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为7~10--um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。
红外热释电传感器LHI1148
热释电红外传感器结构介绍
2010-12-1718:
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热释电红外传感器内部由光学滤镜、场效应管、红外感应源（热释电元件）、偏置电阻、EMI电容等元器件组成，其内部电路框图如图1所示。
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。
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。
在自然界，任何高于绝对温度（-273℃）时物体都将产生红外光谱，不同温度的物体，其释放的红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低有关。
若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有信号输出，所以这种传感器适合检测人体或者动物的活动情况。
热释电红外传感器的主要工作参数有工作电压（常用的热释电红外传感器工作电压范围为3～15V）、工作波长（通常为7.5～14μ
m）、源极电压（通常为0.4～1.1V，R=47kΩ）、输出信号电压（通常大于2.0V）等
以下个人简单处理电路：
仅供参考
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