基于紅外傳感器的樓宇人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：系統(tǒng)以熱釋電紅外傳感器為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)外圍電路的設(shè)計(jì)和相應(yīng)的控制電路，實(shí)現(xiàn)了對(duì)樓宇人數(shù)的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。給出了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)闡述了樓宇人數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)主要的硬件設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明：該樓宇人數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)工作穩(wěn)定，具有較高的響應(yīng)速度和精度，并且價(jià)格低廉，具有廣泛的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：熱釋電紅外線傳感器；MCS-51單片機(jī)；VC6．0

0 引言
隨著現(xiàn)代社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，紅外技術(shù)已經(jīng)為大家所熟知。由于紅外線是不可見(jiàn)光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，已經(jīng)在現(xiàn)代科技、國(guó)防和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，給人們?nèi)粘Ｉ詈凸舶踩珟?lái)了極大的便利。本文介紹的，就是以紅外傳感器為基礎(chǔ)的一套樓宇房間人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)。鑒于現(xiàn)有的各種人數(shù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的種種不足或限制，本文設(shè)計(jì)了一套實(shí)時(shí)、可行的計(jì)數(shù)設(shè)備。它以熱釋電紅外傳感器為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)外圍電路的設(shè)計(jì)，能識(shí)別人進(jìn)來(lái)(向左運(yùn)動(dòng))或者出去(向右運(yùn)動(dòng))的方向，進(jìn)而產(chǎn)生不同的通道信號(hào)去觸發(fā)相應(yīng)的控制電路，通過(guò)單片機(jī)編程，連接計(jì)算機(jī)，就可以對(duì)樓宇人數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)控。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原理
該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：通過(guò)RE200B熱釋電紅外傳感器對(duì)周圍環(huán)境的紅外線進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。當(dāng)有人進(jìn)入傳感器的探測(cè)范圍時(shí)，傳感器將感應(yīng)到的信號(hào)傳輸給下一級(jí)的放大濾波電路，經(jīng)過(guò)放大并濾除干擾的電信號(hào)再通過(guò)電壓比較電路，能將人的進(jìn)出兩個(gè)方向很好地識(shí)別出來(lái)。接著通過(guò)單片機(jī)編程將代表不同方向的信號(hào)轉(zhuǎn)換為人數(shù)變化的信號(hào)，同時(shí)通過(guò)串口編程將人數(shù)的變化信息通過(guò)無(wú)線模塊發(fā)送到計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件將人數(shù)統(tǒng)計(jì)信息以圖形界面的方式實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。

2 系統(tǒng)各功能單元介紹
2．1 熱釋電紅外傳感器的工作原理
本系統(tǒng)采用RE200B熱釋電紅外線傳感器作為接收人體紅外輻射的核心元件，是整個(gè)電路的信號(hào)接收部分。它具有方向識(shí)別的功能，能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。將這個(gè)電壓信號(hào)加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路。
如圖2(a)所示：RE200B有兩個(gè)敏感單元P1、P2。這兩個(gè)特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動(dòng)平衡電路方式，較之單熱電元的結(jié)構(gòu)(圖2(b))，不僅可以使輸出的信號(hào)具有方向性，還可以抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾。工作時(shí)，當(dāng)人體從圖中箭頭所指的兩個(gè)不同方向經(jīng)過(guò)探測(cè)視場(chǎng)時(shí)，由于兩個(gè)熱敏元件接收到的紅外熱輻射的先后次序恰好相反，使得熱敏元件表面的正負(fù)電荷由平衡到不平衡，再到平衡的交變過(guò)程在整體上也相反，這時(shí)就會(huì)有兩種相位相反的交變信號(hào)電壓輸出。它們反映人體的進(jìn)、出行走方向。