一種紅外單目標跟蹤與防盜報警系統(tǒng)設計

(2)紅外接收器：主要元器件采用一體化紅外傳感器(IR2638)。紅外遙控信號是一連串的強度調制的二進制脈沖，為了使其在無線傳輸過程中免受其他紅外信號的干擾，通常都是先將其調制在特定的載波頻率上，然后再經紅外發(fā)射二極管發(fā)射出去。因此要求紅外線接收裝置要濾除其他載波，只接收該特定頻率的信號并將其還原成二進制脈沖碼，也就是解調。一體化紅外傳感器將紅外光電二極管、低噪音放大器、限幅器、帶通濾波器、解調器以及整形驅動電路等集成在一起，體積小、靈敏度高。

(3)紅外視覺神經調理電路：主要由紅外一體化傳感器和鑒頻通道組成。一體化傳感器對接受到的信號進行一次鑒頻，輸出即為低頻調制信號，由于一體化傳感器本身頻響特性決定輸出的低頻調制信號是是間隔的脈沖串形式，因此需要進行再次解調。將此目標特征信號送人第二級鑒頻電路，通過電平電路輸出端電平判斷輸入信號是否是既定目標的特征信號。這里選用LM567鑒頻通道的主要元器件，由于其良好的噪聲抑制能力和中心頻率穩(wěn)定性而被廣泛應用于各種通訊設備中的解碼以及AM、FM信號的解調電路中。

(4)伺服電路：主要包括微處理器及輔助電路、電機驅動電路，用于完成對攝像頭的轉動來跟蹤目標。微處理器根據(jù)傳感器電路和信號調理通道的邏輯輸出來確定目標相對于鏡頭中心軸的方位，并發(fā)出控制信號，驅動承載攝像機的電機來調整紅外光斑至接收屏中心，實現(xiàn)對目標的跟蹤和始終鎖定在視場中心。這里，選用單片機STC89C53RC作為中心微處理器，系統(tǒng)采用A3977最為步進電機的驅動電路，A3977是一種專門用于雙極型步進電機的微步進電機驅動集成電路，其內部集成了步進和直接譯碼接口、正反轉控制電路、雙H橋驅動，電流輸出2.5 A，最大輸出功率可接近90 W。A3977電機驅動電路如圖3所示。

2.2 被動紅外檢測跟蹤報警模塊

此模塊主要完成對不攜帶紅外發(fā)射電路的普通發(fā)熱物體的目標檢測與跟蹤，主要包括熱釋電紅外感應電路、信號檢測調節(jié)電路、報警電路和攝像機伺服電路。電路組成如圖4所示。

(1)目標：指進入系統(tǒng)檢測區(qū)域的外來人員等發(fā)熱物體，由于人本身體溫高于-273℃絕對溫度，所以人體本身會發(fā)出紅外線，紅外光波長為3～50 μm，其中8～14 μm占46％，峰值波長在9.5 μm。

(2)熱釋電紅外感應電路：其主要原器件采用熱釋電紅外傳感器，系統(tǒng)采用熱釋電紅外傳感器KP506B及熱釋電紅外控制電路CS9803GP。KP506B內部電路圖見圖5。該探測元件對波長為10 μm左右的紅外輻射敏感，當人進入系統(tǒng)檢測區(qū)域，由于人本身發(fā)熱而發(fā)射出的紅外線通過熱釋電紅外探測器內部的菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測元上，由于內部兩個探測元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，傳感器將輸出電壓信號。熱釋電紅外探測器電路如圖6所示。

(3)信號調節(jié)檢測電路：主要由放大器、比較器等調理電路來對傳感器輸出信號進行調理。由于傳感器輸出的是一個微弱的電壓脈沖信號，所以先對信號做一個幅度上的放大，使其獲得足夠的增益。再通過比較器來判別是否有信號進入區(qū)域，完成檢測。