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基于高可靠微波感應(yīng)的人體傳感器的研究設(shè)計(jì)

   2012年02月09日 15:25  
  1、工作原理
  
  微波感應(yīng)控制器使用直徑9厘米的微型環(huán)形天線作微波探測,其天線在軸線方向產(chǎn)生一個(gè)橢圓形半徑為0~5米(可調(diào))空間微波戒備區(qū),當(dāng)人體活動(dòng)時(shí)其反射的回波和微波感應(yīng)控制器發(fā)出的原微波場(或頻率)相干涉而發(fā)生變化,這一變化量經(jīng)HT7610A進(jìn)行檢測、放大、整形、多重比較以及延時(shí)處理后由白色導(dǎo)線輸出電壓控制信號(hào)。
  
  高可靠微波感應(yīng)控制器內(nèi)部由環(huán)形天線和微波三極管組成一個(gè)工作頻率為2.4GHz的微波振蕩器,環(huán)形天線既做發(fā)射天線也可接收由人體移動(dòng)而反射的回波。內(nèi)部微波三極管的半導(dǎo)體PN結(jié)混頻后差拍檢出微弱的頻移信號(hào)(即檢測到人體的移動(dòng)信號(hào)),微波微處理器HT7610A首先去除幅度太小的干擾信號(hào)只將一定強(qiáng)度的探測頻移信號(hào)轉(zhuǎn)化成寬度不同的等幅脈沖,電路只識(shí)別脈沖足夠?qū)挼膯误w信號(hào),如人體、車輛其鑒別電路才被觸發(fā),或者兩秒內(nèi)有2~3個(gè)窄脈沖,如防范邊沿區(qū)人走動(dòng)2~3步,鑒寬電路也被觸發(fā),啟動(dòng)延時(shí)控制電路工作。如果是較弱的干擾信號(hào),如小體積的動(dòng)物,遠(yuǎn)距離的樹木晃動(dòng)、高頻通訊信號(hào)、遠(yuǎn)距離的閃電和家用電器開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的干擾予以排除。zui后輸HT7610A鑒別出真正大物體移動(dòng)信號(hào)時(shí),控制電路被觸發(fā),輸出2秒左右的高電平,并有LED2同步顯示,輸出方式為電壓方式,有輸出時(shí)為高電平(4伏以上),沒有輸出時(shí)為低電平。
  
  微波的微處理器HT7610A的時(shí)鐘頻率為16KH,當(dāng)初次加電時(shí),系統(tǒng)將閉鎖60秒,期間完成微處理器的初始化并建立電場,這時(shí)LED1點(diǎn)亮60秒后熄滅,系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入檢測狀態(tài),當(dāng)檢測到有效信號(hào)時(shí),將有5秒信號(hào)輸出,并由指示燈LED2同步顯示。
  
  控制器的外形上圖所示,面板上設(shè)置有靈敏度調(diào)整孔,可以使監(jiān)控距離在1~7米范圍內(nèi)可調(diào),順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)距離變遠(yuǎn),逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)距離變近,LED1、LED2用于指示TX982的工作狀態(tài),1.2米長的雙芯屏蔽線用于連接電源和負(fù)載,其中紅色線用來接正電源,白色線接輸出,銅網(wǎng)屏蔽層接電源負(fù)極,必要時(shí)可以用類似電纜加長至50米以內(nèi)使用。
  
  高可靠微波感應(yīng)控制器電源電壓為12~16V的整流變換器供電,靜態(tài)耗電量在5MA左右。
  
  輸出形式為電壓方式,有輸出時(shí)為高電平(4V以上),靜態(tài)時(shí)為低電平,使用請(qǐng)參考下圖。
  
  這是微波人體傳感器驅(qū)動(dòng)繼電器的電路圖:
  
  高可靠微波感應(yīng)控制器工作非常可靠,一般沒有誤報(bào),是以往紅外線、超聲波、熱釋電元件組成的報(bào)警電路以及常規(guī)微波電路所*的,是目前用于安全防范和自動(dòng)監(jiān)控的*產(chǎn)品。所以非常適合在倉庫、商場、博物館或者金融部門使用,具有安裝隱蔽、監(jiān)控范圍大、系統(tǒng)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
  
  2、典型應(yīng)用
  
  注意:早期的高可靠微波感應(yīng)人體傳感器采用的是三極管開漏下拉輸出,應(yīng)用可以參考下面的圖紙,的高可靠微波感應(yīng)人體傳感器采用的是電平輸出,使用稍做變化!
  
  下面介紹運(yùn)用高可靠微波感應(yīng)控制器制作的兩例實(shí)用電子裝置,它們的共同特點(diǎn)是線路新穎簡單,實(shí)用性強(qiáng),制作容易,性價(jià)比高。
  
  2.1自動(dòng)感應(yīng)燈
  
  該自動(dòng)燈可以自動(dòng)識(shí)別周圍環(huán)境光的亮度,能夠?qū)崿F(xiàn)人來燈亮,人走燈滅,不會(huì)誤動(dòng)作,可靠性高,而且電路的工作狀態(tài)不會(huì)受自身燈光的干擾,可以廣泛地運(yùn)用在走廊、衛(wèi)生間、庭院等場合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)照明。
  
  自動(dòng)感應(yīng)燈的電路如圖1所示:由C1、C2、R1、DW、D1組成典型的電容降壓電路,向高可靠微波感應(yīng)控制器和CD4011提供11V直流工作電壓,CD4011BP是COMS四與非門集成電路,當(dāng)高可靠微波感應(yīng)控制器檢測到有人活動(dòng)時(shí),白線輸出下拉電平10秒,A點(diǎn)變成低電平經(jīng)F1反相后變成高電平,R3和光敏電阻GM組成光控電路,白天GM阻值較小,B點(diǎn)經(jīng)分壓后低于1/2電源電壓為低電平,與非門F2封鎖輸出高電平通過R4使C3上的電壓充至電源電壓,夜晚GM的阻值較大,B點(diǎn)為高電平,此時(shí)如果有人在監(jiān)控范圍內(nèi)活動(dòng),F(xiàn)1輸出高電平,共同使F2開通輸出低電平,經(jīng)F3、F4反相后變成高電平,通過R5使雙向可控硅BCR導(dǎo)通,燈泡點(diǎn)亮。如果人員離開監(jiān)控范圍,TX982停止輸出A點(diǎn)重新變成高電平,經(jīng)F1反相后變成低電平,F(xiàn)2封鎖,輸出高電平通過R4向C3緩慢充電,約30秒后C3上的電壓大于1/2電源電壓實(shí)F3、F4翻轉(zhuǎn),BCR截至燈泡熄滅。該電路的可靠性較高,站長用該電路制作的走廊燈已經(jīng)可靠工作了近一年。
  
  2.2遙控型入侵報(bào)警器
  
  遙控型入侵報(bào)警器如圖2所示:電源部分由12V/1.2Ah的鉛酸蓄電池和LM317組成恒壓、限流浮充電不間斷電源,可以確保蓄電池隨時(shí)處于充足電狀態(tài),能夠使報(bào)警器在市電停電的情況下正常工作。鉛酸蓄電池的浮充電壓為14.2V。LM317接成恒壓源,通過調(diào)整W可以使輸出端A點(diǎn)輸出穩(wěn)定的14.9V直流電壓。
  
  電阻R4可以限制充電電流過大,D2可以防止市電停電后蓄電池反向放電。TWH9236/9238是遙控發(fā)射、接收組件。當(dāng)按下發(fā)射機(jī)TWH9236的A、B、C、D中的任意一個(gè)鍵時(shí),接收機(jī)TWH9238的A、B、C、D輸出端也會(huì)對(duì)應(yīng)輸出高電平,并且鎖住保存輸出時(shí)的狀態(tài)。
  
  這里將A鍵設(shè)定為入侵報(bào)警器工作按鈕,其它的三個(gè)鍵設(shè)定為入侵報(bào)警器解除按鈕。所以只要按下發(fā)射機(jī)A鍵,接收機(jī)的A輸出端就會(huì)輸出4伏左右的高電平并保持,再按發(fā)射機(jī)B、C、D按鍵的任意一個(gè)時(shí)接收機(jī)的A輸出端又會(huì)變成低電平并保持。當(dāng)A輸出端輸出高電平時(shí),通過電阻R1使三極管T1導(dǎo)通,繼電器J吸合,12V正電源通過繼電器觸點(diǎn)加至高可靠微波感應(yīng)控制器的電源端,此時(shí)發(fā)光二極管LED點(diǎn)亮,指示入侵報(bào)警器已經(jīng)工作,經(jīng)過60秒高可靠微波感應(yīng)控制器初始化結(jié)束后,入侵報(bào)警器正式工作,這時(shí)只要有人員進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域,高可靠微波感應(yīng)控制器的白線輸出端就會(huì)輸出10秒左右的下拉信號(hào),使T2導(dǎo)通,高響度報(bào)警器TWH11C就會(huì)發(fā)出120dB刺耳的*警報(bào)警聲。當(dāng)A輸出端輸出低電平時(shí),繼電器J斷開,高可靠微波感應(yīng)控制器得不到工作電壓所以不工作。
  
  3、使用注意事項(xiàng)
  
  高可靠微波感應(yīng)控制器產(chǎn)生的微波信號(hào)在傳輸、反射接收以及放大處理過程中可能引起微量噪波,過分提高靈敏度將引起噪波誤觸發(fā),在7米處人體移動(dòng)3~4步被觸發(fā)的靈敏度已達(dá)到使用極限,應(yīng)調(diào)至在5米處移動(dòng)3~4步被觸發(fā)*。
  
  高可靠微波感應(yīng)控制器盡量安裝在室內(nèi)靠墻角上方,軸向?qū)?zhǔn)門窗部位安裝,室外應(yīng)注意抗風(fēng)防水并降低靈敏度使用。
  
  高可靠微波感應(yīng)控制器應(yīng)采用12V100mA直流電源供電,并保證任何時(shí)候供電電壓不低于10伏,以使電路穩(wěn)定工作,如果高響度報(bào)警器和高可靠微波感應(yīng)控制器公用電源時(shí)電源容量不應(yīng)小于500mA。
  
  高可靠微波感應(yīng)控制器的輸出端屬于一種“下拉”控制方式,正電源通過繼電器由白色線進(jìn)入微波感應(yīng)控制器內(nèi)部,使繼電器流入電流而工作,因此用電壓測量法無法測出是否有輸出。

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