红外传感器_红外传感器循迹原理 - CSDN
  • 红外传感器的原理及其应用,主要介绍的是其发展营养
  • 红外线传感器

    2019-08-14 16:26:38
    加粗样式 SR505模块外接 由于SR505的高电平为3.3v,所以选择5v作为电源正极。 电源负极选择一接地即可 out信号输出选择任一引脚作为输出,我选择了PC11 ...

    红外线传感器工作原理

    红外线传感器分为主动型和被动型。主动型红外线传感器由发射和接收两部分组成,发射管发射出一定频率的红外线,当检测方向遇到障碍物时,红外线反射回来被接收管接收,有障碍时绿灯亮起,输出为低电平,反之为高电平。被动型红外线传感器靠探测人体发射的10μM左右的红外线而进行工作,人体发射的10μM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上,红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。

    模块的选择

    • HC-SR505人体感应模块
    • STM32F072RBT6

    连接方式

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    HC-SR505模块的工作电压范围:DC4.5-20V( 电压正极要选择5V,不能选3V3

    • 电源正极接开发板CN7的18号引脚

    • 电源负极接开发板CN7的20号引脚

    • 输入接开发板CN7的2号引脚即STM32F072RBT6模块的PC11

    STM32CubeMX5.3.0中输入输出等的配置

    在这里插入图片描述

    Keil5中选用的设备及主函数中代码

    在这里插入图片描述
    先判断高低电平,然后选择一个led灯作为输出,当输出高电平时点亮灯,当输出低电平时则熄灭灯。

    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_11))
    {
    			
    	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);	
    }
    else
    {
    		
    	HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);
    }
    

    测试结果

    • 没有障碍时,LED亮

    没有障碍时,LED亮

    • 有障碍时,LED灭

    在这里插入图片描述

    参考

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  • 红外传感器的基础知识

    千次阅读 2020-04-13 08:11:27
    红外传感器的基础知识 光学基础 关于光的本质,许多世纪以来同时存在互相矛盾的论点,但都在相互补充,不断进步。 光的本质 光微粒说:早在17世纪牛顿就提出光的微粒学说。他认为光是由有弹性的球形微粒所组成,...

    红外传感器的基础知识

    光学基础

    关于光的本质,许多世纪以来同时存在互相矛盾的论点,但都在相互补充,不断进步。

    光的本质

    1. 光微粒说:早在17世纪牛顿就提出光的微粒学说。他认为光是由有弹性的球形微粒所组成,称为"光微粒"。据此牛顿说明了光的直线传播、反射和折射定律。
    2. 光波动说:与牛顿同时代人惠更斯提出了光的波动学说。他认为光是以球面波的形式传播的。如果光在传播过程中遇到障碍物的小孔,则在小孔后面形成新的球面波,根据这一理论可以解释光的干涉和衍射现象。
    3. 电磁波说19世纪麦克斯韦提出光的电磁波理论。他认为光是一种在空间传播的电磁波。该理论涉及光的电磁本质,指出光和电磁性质的一致性。证明了X线、紫外线、可见光、红外线和无线电波等在本质上是相同的,所不同的只是波长上的差别而已。
    4. 量子论说20世纪初普朗克提出光的量子论学说。他认为:发光体的原子在发射光波时,是一份一份地发射的,光源好像射出一个一个"能量颗粒",每个能量颗粒大小是固定的,称为这种光的一个量子。量子的大小只与这种光的频率有关。据此学说,光除了波动性外,还具有用量子表示的微粒性。量子的大小决定于频率,所以紫外线的量子比较大,可见光的量子次之,红外线的量子更小。该学说能解释光的热效应、化学效应、荧光现象及光压等。

    光的分类

    根椐光的波长分为可见光和不可见光。

    1. 可见光:占全部电磁波谱的极小部分。当阳光通过棱镜后,由于不同波长的光线穿透介质产生的折射角度不同,因而在棱镜后面的白屏上阳光分散成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光。可见光的波长为400~760nm(纳米)。
    2. 紫外线:在紫色光之外端谓紫外线,肉眼不可见光,波长约为4~399nm。在紫外线之外端还有x射线、r射线、宇宙射线。
    3. 红外线:在红色光之外端谓红外线,亦为不可见光,波长0.76~1000μm。红外线之外端还有微波,无线电波。

    红外辐射与红外光谱

    红外光谱

    一切高于绝对零度(OK-273.16℃)的物体都有自身的辐射热,只是常温物体的辐射峰值不处在人类视觉范围内,而处于红外波段,因而人眼不能看到常温物体的自身辐射(在自然界事实不存在绝对零度的物体)

    1800年,美国天文学家威.赫谢尔(V.Hershel)在研究太阳光谱各部位的效应时,使一支涂黑了的水银温度计受太阳连续光谱照射,发现在红色那一端外水银柱指示出较高的温度,从而确定了不可见的红外线的存在。此后又发现热效应从紫光到红光逐渐增强,而最大值是在红光边界以外。由此表明在太阳光谱红光边界之外,还存在着人眼看不见的辐射能量,当时称这种辐射能量为"看不见的光线",后称之为"红外线",或"红外辐射"。其频率范围为3×1011~4×1014HZ之间。人体是天然辐射体,辐射率高达0.98,辐射峰值波长为9.3482μm。人体各部位温度的差别,峰值在9~10μm

    对于红外的划分,一直没有一个统一的定义,目前常采用分法有两种,一种是:(1)即波长0.721.5μm为近红外波段,1.5~5.6μm为中红外波段,5.6~1000μm为远红外波段;(2)0.76~25μm为近红外,25~30μm为中红外,30~1000μm为远红外。

    在红外波段中,波长以μm为单位,频率用cm-1,它表明在真空中1cm路程内所含波长的数目。

    在红外光谱学中,通常用"波数"ū 这个参数来表证。

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/21/20180321032008537.png

    图1. 典型黑体辐射谱

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/21/20180321032422788.png

    图2. 典型红外发射光源

    红外线特性

    红外线和可见光一样都是电磁波,因此也具有可见光的一般性质,如遵从反射和折射定律;存在着干涉、衍射和偏振及介质中的吸收和散射现象。由于电磁波具有波动性和量子性,所以红外线还以光子形式存在。

    光的能量以光量子为单位,即普朗克(Planck)常数h=6.623*10-34尔格J·s

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/27/2018032711460350.png

    红外线和可见光一样具有直线传播特性,并服从可见光的反射、吸收、透射规律。

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/27/20180327111412726.png

    说明:反射率:Pp/P=p 吸收率:Pa /P=a 透射率:Pτ /P=τ a + p+τ= 1

    红外线与其它电磁波不同,具有其特殊性:

    1. 需要红外探测器才能显示:由于人眼见不到红外线,所以在研究与应用时,必须要有对红外线敏感的探测器,如利用其敏感效应而制造的各类热敏感探测器,利用其电效应制成的各类光电探测器等。
    2. 光化学作用较差:红外线光子能量小,例如波长为100μm的红外光子,其能量仅为可见光光子能量的1/200。由于其光化学作用比可见光差,不能使普通相底上的溴化银分子分解,所以普通照相胶片不易感光。红外摄影底片是在感光乳剂中加入一定的特种材料,才能使红外线感光。
    3. 热效应显著:与可见光相比热效应显著,如当手靠近白炽电灯时,皮肤有强烈的灼热感,因白灼电灯光线中有大量红外线;当手靠近日光灯时,则几乎感觉不到热的刺激,因其不含有红外线。太阳光中约70%是红外线,故太阳光温暖。
    4. 红外线易被一般物质所吸收,穿透力也较弱
    5. 产生红外线的机理与其它波长的电磁波也不相同。

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/26/20180326102014226.png

    图3. 典型红外探测器和激光器

    红外传感器基础

    红外传感器按照分类可分为:热传感器和光子传感器。

    热传感器

    热探测器利用探测元件吸收红外辐射后产生温升,然后伴随发生某些物理性能的变化。测量这些物理性能的变化就可以测量出它吸收的能量或功率。具体过程是这样的:第一步是热探测器吸收红外辐射引起温升;第二步是利用热探测器某些温度效应,温升转变成电量的变化。常利用的物理性能变化有下列四种:热敏电阻型,热电偶型,热释电型,高莱气动型。

    # 热敏电阻型

    热敏物质吸收红外辐射后,温度升高,阻值发生变化。阻值变化的大小与吸收的红外辐射能量成正比。利用物质吸收红外辐射后电阻发生变化而制成的红外探测器叫做热敏电阻。热敏电阻常用来测量热辐射。热敏电阻有金属和半导体两种。

    R(T)=AT−CeD/T

    R(T):电阻值;T:温度;ACD:随材料而变化的常数。

    金属热敏电阻,电阻温度系数为正,绝对值比半导体小,电阻与温度的关系基本上是线性的,耐高温能力较强,多用于温度的模拟测量;

    半导体热敏电阻恰恰相反,用于辐射探测,如报警、防火系统、热辐射体搜索和跟踪。

    # 热电偶型

    热电偶也叫温差电偶,是最早出现的一种热电探测器件,其工作原理是热电效应。由两种不同的导体材料构成的接点,在接点处可产生电动势。热电偶接收辐射的一端称为热端,另一端称为冷端。所谓热电效应,即如果把这两种不同的导体材料接成回路,当两个接头处温度不同时,回路中即产生电流。

    为提高吸收系数,在热端都装有涂黑的金箔构成热电偶的材料,既可以是金属,也可以是半导体。在结构上既可以是线、条状的实体,也可以是利用真空沉积技术或光刻技术制成的薄膜。实体型的温差电偶多用于测温,薄膜型的温差电堆(有许多个温差电偶串联而成)多用于测量辐射。

    热电偶型红外探测器的时间常数较大,所以响应时间较长,动态特性较差,北侧辐射变化频率一般应在10HZ以下。在实际应用中,往往将几个热偶串联起来组成热电堆来检测红外辐射的强弱。

    # 热释电型

    热释电型红外探测器是由具有极化现象的热释电晶体或称"铁电体"制作的。热释电晶体是压电晶体中的一种,具有非中心对称的结构。自然状态下,在某些方向上正负电荷中心不重合,在晶体表面形成一定量的极化电荷,称为自发极化。晶体温度变化时,可引起晶体正负电荷中心发生位移,因此表面的极化电荷即随之变化。通常其表面俘获大气中的浮游电荷而保持电平衡状态。处于电平衡状态的铁电体,当红外线照射到其表面上时,引起铁电体(薄片)温度迅速升高,极化强度很快下降,束缚电荷急剧减少;而表面浮游电荷变化缓慢,跟不上铁电体内部的变化。

    从温度变化引起极化强度变化到在表面重新达到电平衡状态的极短时间内,在铁电体表面有多余浮游电荷出现,这相当于释放出一部分电荷,这种现象称为热释电效应。由于自由电荷中和面束缚电荷所需时间较长,大约需要数秒钟以上,而晶体自发极化的驰豫时间很短,约为10-12秒,因此热释电晶体可响应快速的温度变化。

    # 高莱气动型

    气体在体积保持一定的条件下吸收红外辐射后引起温度升高,压强增大。压强增加的大小与吸收的红外辐射功率成正比,由此可测量被吸收的红外辐射功率。利用上述原理制成的红外探测器叫做气体探测器,高莱管就是一种典型的气体探测器。

    光子传感器

    光子型红外探测器是利用某些半导体材料在红外辐射的照射下,产生光电效应,使材料的电学性质发生变化,通过测量电学性质的变化,可以确定红外辐射的强弱。利用光电效应所制成的红外探测器统称光子探测器。主要特点是灵敏度高,响应速度快,响应频率高。但其一般需在低温下工作,探测波段较窄。

    根据光子探测器的工作原理一般可分为外光电探测器和内光电探测器。内光电探测器又分为光电导探测器,光生伏特探测器和光磁电探测器。

    # 外光电探测器(PE器件)

    当光入射到某些金属、金属氧化物或半导体表面时,如果光子能量足够大,能使其表面发射电子,这种现象统称为光电子发射,属于外光电效应。光电管、光电倍增管都属于这种类型的光子探测器。响应速度快,同时像光电倍增管产品具有非常高的增益,可以用于单光子测量,不过只是波长范围相对较窄,最长也只有1700nm

    # 光电导探测器

    当半导体吸收入射光子后,半导体内有些电子和空穴从原来不导电的束缚状态转变到能导电的自由状态,从而使半导体的电导率增加,这种现象称为光电导效应。利用半导体的光电导效应制成的红外探测器叫做光电导探测器,是目前,它是种类最多应用最广的一类光子探测器。

    # 光伏探测器(PU器件)

    当红外辐射照射在某些半导体材料结构的PN结上,在PN结内电场的作用下,P区的自由电子移向N区,N区的空穴向P区移动。如果PN结是开路的,则在PN结两端产生一个附加电势称为光生电动势。利用光生电动势效应制成的探测器称为光伏探测器或结型红外探测器。

    # 光磁电探测器

    在样品横向加一磁场,当半导体表面吸收光子后所产生的电子和空穴随即向体内扩散,在扩散过程中由于受横向磁场的作用,电子和空穴分别向样品两端偏移,在样品两端产生电位差。这种现象叫做光磁电效应。利用光磁电效应制成的探测器称为光磁电探测器(简称PEM器件)

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/26/20180326115051704.png

    图4.典型的红外传感器类型及探测率

     

    红外传感器参数

    暗电阻(dark resistance):暗电阻是光电导探测器(PbS/PbSe/MCT等)在暗环境情况下的电阻大小,对于探测器选择负载电阻和工作电压具有非常大的参考意义。

    暗电流(dark current):暗电流是光伏传感器(InGaAsInAsInSb等)在暗环境下的输出电流,偏压越大,暗电流会越大,暗电流也是红外探测器探测能力的制约因素。

    视野(field of view):红外传感器视野是很重要的一个参数,因为任何的背景辐射都会对探测器探测率噪声影响,是影响D*的关键因素,所以探测器选择要充分考虑视野的大小。

    偏置电流(offset voltage):没有信号输入情况下,放大器所输出的直流成分。

    峰值波长(peak sensitivity wavelength)

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/26/20180326024215765.png

    图10. 热敏性和光敏性波长响应特性

    偏压(reverse voltage, supply voltage):是探测器的工作电压,光伏型探测器在偏压作用下响应速度、饱和特性变好,但是噪声水平上升;对于光电导传感器,工作电压需要根据探测器暗电阻和应用要求做合适的选择;偏压都有其最大值要求,在使用探测器过程中,切记不要超过规定电压使用。

    最大承受电流(allowable current):指光电导传感器的最大工作电流,超过最大电流值,探测器性能会变坏,甚至是损坏,应避免工作电流超过最大限制电流。

    噪声等效功率(NEP, noise equivalent power):在以下公式中H表示功率密度,P表示功率,而HPK相关资料中P表示功率密度,和我们的习惯有所不同。我们将探测器输出信号等于探测器噪声时,入射到探测器上的辐射功率定义为等效噪声功率,单位为瓦。由于信噪比为1时功率测量不太方便,可以在高信号电平下测量,再根据下式计算:

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/27/20180327115846782.png

    其中:

    H:辐照度,单位W/cm2

    Ab:探测器光敏面面积,单位cm2

    Vs:信号电压基波的均方根值,单位V

    Vn:噪声电压均方根值,单位V

    由于探测器响应与辐射的调制频率有关,测量等效噪声功率时,黑体辐射源发出的辐射经调制盘调制后,照射到探测器光敏面上,辐射强度按固定频率作正弦变化。探测器输出信号滤除高次谐波后,用均方根电压表测量基波的有效值。

    必须指出:等效噪声功率可以反映探测器的探测能力,但不等于系统无法探测到强度弱于等效噪声功率的辐射信号。如果采取相关接收技术,即使入射功率小于等效噪声功率,由于信号是相关的,噪声是不相关的,也是可以将信号检测出来的,但是这种检测是以增加检测时间为代价的。另外,强度等于等效噪声功率的辐射信号,系统并不能可靠地探测到。在设计系统时通常要求最小可探测功率数倍于等效噪声功率,以保证探测系统有较高的探测概率和较低的虚警率。辐射测量系统由于有较高的测量精度要求,对弱信号也要求有一定的信噪比。

    截止频率(cutoff frequency ):截止频率我们按照-3dB带宽进行定义,是一个和探测器上升时间相关的一个值,一般情况下探测器截止频率和上升时间存在以下换算关系:

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/27/20180327110751827.png

    短路电流(short circuit current ,Isc):相比于光谱灵敏度也叫白光灵敏度,我们定义100lx 2856K色温钨丝灯照射下输出电流的大小,对于同一个系列产品几乎只与探测面积有关;

    截止波长(cutoff wavelength,λc):对于光子探测器来说我们一般指上限波长,一般定义灵敏度为降低到响应峰值的10%的波长为截止波长;

    斩波频率(chopping frequency):对于红外探测中通常为提高信噪比会使用斩波器对光线进行处理,斩波频率就是指斩波器的调制频率;

    比探测率(D*, D-star ):等效噪声功率被用来度量探测器的探测能力,等效噪声功率越小的探测器的探测能力越好,很多人不习惯这样的表示方法。Jones建议用等效噪声功率的倒数表示探测能力,称为探测率,这样较好的探测器有较高的探测率。因此,探测率可表达为:

    探测器的探测率与测量条件有关,包括:

    1. 入射辐射波长;
    2. 探测器温度;
    3. 调制频率;
    4. 探测器偏流;
    5. 探测器面积;
    6. 测量探测器噪声电路的带宽;
    7. 光学视场外热背景。

    为了对不同测试条件下测得的探测率进行比较,应尽量将测试条件标准化。采取的做法是:

    1. 辐射波长、探测器温度:由于探测率和波长之间,探测率和探测器温度之间,在理论上无明显关系,波长和制冷温度只能在测量条件中加以说明。
    2. 辐射调制频率:解决探测率随调制频率变化的最简单的方法是将频率选得足够低,以避开探测器时间常数带来的限制,或注明调制频率。
    3. 探测器偏流:一般调到使探测率最大。
    4. 探测器面积和测量电路带宽:广泛的理论和实验研究表明,有理由假定探测器输出的信噪比与探测器面积的平方根成正比,即认为等效噪声功率与探测器面积的平方根成反比。探测器输出噪声包含各种频率成分,显然,噪声电压是测量电路带宽的函数。由于探测器总噪声功率谱在中频段较为平坦,可认为测得的噪声电压只与测量电路带宽的平方根成正比,即等效噪声功率与测量电路带宽的平方根成反比。一次,可定义:
      http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/27/20180327121625355.png
      D*的物理意义可理解为1瓦辐射功率z入射到光敏面积1厘米2的探测器上,并用带宽为1赫电路测量所得的信噪比。D* 是归一化的探测率,称为比探测率,读作D星。用D*来比较两个探测器的优劣,可避免探测器面积或测量带宽不同对测量结果的影响。比探测率和前面介绍的探测率定义上是有区别的,但由于探测率未对面积、带宽归一化,确实没有多大实用意义,一般文献报告中都不把D* 称之为"比探测率",而是称为"探测率",这只是一种约定俗成的做法。

    寄生电阻(shunt resistance, Rsh):是指光伏传感器零偏压情况工作下的电流电压转换系数,一般采用如下方式定义,在10mV偏压下暗电流为Id

    Rsh=10mV/Id

    量子效率(quantum efficiency, QE):量子效率是指从光子转换为光子-空穴对的转换系数,一般用光子-空穴对数除以入射光子数来表示;特定波长下的量子效率可以用如下公式表示:

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/27/20180327110025650.png

    红外探测器挑选规则

    探测波长和探测黑体温度

    图11.不同红外探测器的光谱响应

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/26/20180326043133532.png

    图12. 不同色温黑体探测探测器选择

    灵敏度和信噪比

    NEPD*是红外探测器选择的关键参数。

    灵敏度:一般情况光伏探测器用A/W来表示探测器的灵敏度,光电导传感器用V/W来表征探测器的灵敏度D*

    如果对信噪比有比较高的要求可选择制冷的探测器,根据制冷要求可选择热电制冷、液氮、干冰等制冷方式的探测器,或者是机械制冷方式斯特林制冷(stirling);同时制冷也会改变探测器的波长响应,例如制冷可以使PbSPbSeMCT等光电导探测器的响应波长向长波方向移动,而InGaAs PIN二极管、InAsInSb、等光伏探测器响应波长向短波方向移动。另外,制冷对于探测器的响应速度也会造成影响,例如PbSPbSe制冷会造成响应速度变慢。

    图13.温度对铟镓砷PIN探测器波长影响

    响应速度和斩波频率

    不同的应用对于红外探测器的响应速度要求是不一样的,例如通讯可能要求频率在1GHz左右,如果是静态有无热源的应用可能只要求0.1Hz,所以在选择探测器使用尽可能选择响应速度、和斩波器频率匹配的探测器。

    封装特性

    按照红外探测器封装结构主要有金属封装、陶瓷封装、DIP封装、杜瓦瓶封装(金属、玻璃)。

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/26/20180326043652711.png

    图14.红外探测器封装结构

    根据不同的封装对于温度特性、线性、稳定性、价格都有比较大的影响,需要根据客户的应用进行合适的选择。

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/26/20180326040556264.png

    http://share.hamamatsu.com.cn/UploadFiles/User/2018/3/26/20180326043756857.png

    图15.红外探测器应用选型

    红外传感器中的制冷技术

    1. 半导体制冷(帕尔贴制冷)
    2. 制冷剂制冷
    3. 斯特林制冷
    4. 焦耳-汤姆逊制冷

    【转载】http://share.hamamatsu.com.cn/specialDetail/988.html

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  • STM32F1红外传感器

    2020-07-30 23:33:33
    STM32F1红外传感器。红外的应用。效果明显,很适合个人自作
  • 人体红外传感器HC-SR501

    万次阅读 多人点赞 2018-01-16 16:47:39
    在学习STM32系列的芯片时,算是第一次和开发板打交道,所以很多时候不知道如何查看引脚和相关功能,虽然只是借助外设进行一些实验,但开始的时候还是感到很困难。 而且学习的过程中越来越感受到知识的积累是一个...

    在学习STM32系列的芯片时,算是第一次和开发板打交道,所以很多时候不知道如何查看引脚和相关功能,虽然只是借助外设进行一些实验,但开始的时候还是感到很困难。
    而且学习的过程中越来越感受到知识的积累是一个十分漫长的过程,可能只是一些很简单的知识点,可是如果不加以归纳总结,自己日后还是会忘记,所以希望自己每学一点内容都可以记录下来,可能刚开始都只能是转载和整合其他人的内容,但在不断的积累中,也自然会有自己的改变,希望这些点点滴滴可以让我的知识大厦越来越高。

    除代码部分
    转载自:http://www.arduino.cn/thread-2851-1-1.html
    (若有侵权,请联系博主删除本文,谢谢!)

    工作原理

    人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10UM左右的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。
    红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。

    热释电效应:

    当一些晶体受热时,在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。这种由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。

    菲涅耳透镜:

    根据菲涅耳原理制成,菲涅耳透镜分为折射式和反射式两种形式,其作用一是聚焦作用,将热释的红外信号折射(反射)在PIR上;二是将检测区内分为若干个明区和暗区,使进入检测区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号,这样PIR就能产生变化电信号。使热释电人体红外传感器(PIR)灵敏度大大增加。
    这里写图片描述

    模块参数:

    1. 工作电压:DC5V至20V
    2. 静态功耗:65微安
    3. 电平输出:高3.3V,低0V
    4. 延时时间:可调(0.3秒~18秒)
    5. 封锁时间:0.2秒
    6. 触发方式:L不可重复,H可重复,默认值为H(跳帽选择)
    7. 感应范围:小于120度锥角,7米以内
    8. 工作温度:-15~+70度

    模块特性:

    1、这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。
    2、为了仅仅对人体的红外辐射敏感,在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲泥尔滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用。
    3、被动红外探头,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。
    4、一旦人侵入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经信号处理而报警。
    5、菲泥尔滤光片根据性能要求不同,具有不同的焦距(感应距离),从而产生不同的监控视场,视场越多,控制越严密。

    触发方式:

    L不可重复,H可重复。可跳线选择,默认为H。
    A. 不可重复触发方式:即感应输出高电平后,延时时间一结束,输出将自动从高电平变为低电平。
    B. 重复触发方式: 即感应输出高电平后,在延时时间段内,如果有人体在其感应范围内活动,其输出将一直保持高电平,直到人离开后才延时将高电平变为低电平(感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段,并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。
    这里写图片描述

    可调封锁时间及检测距离调节:

    1、 调节检测距离
    2、 封锁时间:感应模块在每一次感应输出后(高电平变为低电平),可以紧跟着设置一个封锁时间,在此时间段内感应器不接收任何感应信号。此功能可以实现(感应输出时间和封锁时间)两者的间隔工作,可应用于间隔探测产品;同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。(默认封锁时间2.5S)

    注:
    1、调节距离电位器顺时针旋转,感应距离增大(约 7 米),反之,感应距离减小(约 3 米)。
    2、调节延时电位器顺时针旋转,感应延时加长(约300S),反之,感应延时减短(约 0.5S)。
    这里写图片描述

    光敏控制:

    模块预留有位置,可设置光敏控制,白天或光线强时不感应。光敏控制为可选功能,出厂时未安装光敏电阻。
    这里写图片描述

    模块优缺点:

    优点:
    本身不发任何类型的辐射,器件功耗很小,隐蔽性好。价格低廉。

    缺点:
    容易受各种热源、光源干扰
    被动红外穿透力差,人体的红外辐射容易被遮挡,不易被探头接收。
    易受射频辐射的干扰。
    环境温度和人体温度接近时,探测和灵敏度明显下降,有时造成短时失灵。

    模块抗干扰:

    1、 防小动物干扰
    2、 防电磁干扰
    3、 防强灯光干扰

    安装:

    红外线热释电人体传感器只能安装在室内,其误报率与安装的位置和方式有极大的关系,正确的安装应满足下列条件:
    1. 红外线热释电传感器应离地面2.0-2.2米。
    2. 红外线热释电传感器远离空调, 冰箱,火炉等空气温度变化敏感的地方。
    3. 红外线热释电传感器探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物。
    4. 红外线热释电传感器不要直对窗口,否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报,有条件的最好把窗帘拉上。红外线热释电传感器也不要安装在有强气流活动的地方。
    红外线热释电传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。热释电红外传感器对于径向移动反应最不敏感, 而对于横切方向 (即与半径垂直的方向)移动则最为敏感. 在现场选择合适的安装位置是避免红外探头误报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环。

    STMF103RCT6 实例代码

    **main.c关键代码**
    if(GPIO_ReadInputDataBit(HC_GPIO_PORT,HC_GPIO_PIN))
    {   
        SysTick_Delay_ms(3000);  //为了观察实验现象时有一个间隔时间
        if(GPIO_ReadInputDataBit(HC_GPIO_PORT,HC_GPIO_PIN))
        {
            BEEP(BEEP_ON);
            LED2_TOGGLE;
            SysTick_Delay_ms(3000);
            BEEP(BEEP_OFF);  
            LED2_TOGGLE;
        }
    }
    
    **bsp_HCSR501.h**
    #ifndef __BSP_HCSR501_H
    #define __BSP_HCSR501_H
    
    #include "stm32f10x.h"
    
    #define HC_GPIO_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOA
    #define HC_GPIO_PORT     GPIOA
    #define HC_GPIO_PIN      GPIO_Pin_2
    
    #define HC_ON    1
    #define HC_OFF   0
    
    #define HC_REV 
    PIO_WriteBit(HC_GPIO_PORT,HC_GPIO_PIN,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(HC_GPIO_PORT, HC_GPIO_PIN))))
    
    void HC_GPIO_Config(void);
    
    #endif  /* __BSP_HC-SR501_H */
    
    **bsp_HCSR501.h**
    #ifndef __BSP_HCSR501_H
    #define __BSP_HCSR501_H
    
    #include "stm32f10x.h"
    
    #define HC_GPIO_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOA
    #define HC_GPIO_PORT     GPIOA
    #define HC_GPIO_PIN      GPIO_Pin_2
    
    #define HC_ON    1
    #define HC_OFF   0
    
    #define HC_REV 
    PIO_WriteBit(HC_GPIO_PORT,HC_GPIO_PIN,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(HC_GPIO_PORT, HC_GPIO_PIN))))
    
    void HC_GPIO_Config(void);
    #endif  /* __BSP_HC-SR501_H */
    
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  • 目前国内厂商很多手机自带红外传感器红外传感器仅支持安卓API19以上的安卓系统
  • 红外传感器

    2020-07-30 23:32:06
    主要是关于红外传感器的介绍及其应用领域,研究生课程ppt
  • 红外传感器技术

    2020-06-10 10:52:59
    红外传感器技术 概述 红外技术发展到现在,已经为大家所熟知,这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分成五类:(1)辐射计,用于...

    红外传感器技术

    概述

    红外技术发展到现在,已经为大家所熟知,这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分成五类:(1)辐射计,用于辐射和光谱测量;(2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;(3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图像;(4)红外测距和通信系统;(5)混合系统,是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。

    红外传感器根据探测机理可分成为:光子探测器(基于光电效应)和热探测器(基于热效应)。

    我们先看看红外系统的组成、主要光学系统和辅助光学系统,在此基础上对红外的关键元件进行详细的探讨。其实,红外传感器的工作原理并不复杂,一个典型的传感器系统各部分的工作原理如图所示;图中的实体分别是:

    红外传感器工作原理

    (1)待侧目标。根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。

    (2)大气衰减。待测目标的红外辐射通过地球大气层时,由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收,将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。

    (3)光学接收器。它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线,常用是物镜。

    (4)辐射调制器。对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光,提供目标方位信息,并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器,它具有多种结构。

    (5)红外探测器。这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器,多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。

    (6)探测器制冷器。由于某些探测器必须要在低温下工作,所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷,设备可以缩短响应时间,提高探测灵敏度。

    (7)信号处理系统。将探测的信号进行放大、滤波,并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式,最后输送到控制设备或者显示器中。

    (8)显示设备。这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。

    依照上面的流程,红外系统就可以完成相应的物理量的测量。红外系统的核心是红外探测器,按照探测的机理的不同,可以分为热探测器和光子探测器两大类。下面以热探测器为例子来分析探测器的原理。

    热探测器是利用辐射热效应,使探测元件接收到辐射能后引起温度升高,进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化。检测其中某一性能的变化,便可探测出辐射。多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。当元件接收辐射,引起非电量的物理变化时,可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。

    图上所示为欧姆龙公司生产的漫反射式和对射式光电传感器,这两种传感器主要用于事件检测和物体定位。图中的红灯和绿灯表示传感器的状态。

    红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用,随着探测设备和其他部分的技术的提高,红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。

    [编辑本段]传感器市场发展前景

    咨询公司INTECHNOCONSULTING的传感器市场报告显示,2008年全球传感器市场容量为506亿美元,预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示,东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区,而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言,传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场,占第二位的是过程控制市场,看好通讯市场前景。

    一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大,分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems,微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。其中,无线传感器在2007-2010年复合年增长率预计会超过25%。

    目前,全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出,传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高,各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化,竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场,比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。

    光线也是一种辐射电磁波,以人类的经验而言,通常指的是肉眼可见的光波域是从400nm(紫光)到700nm(红光)可以被人类眼睛感觉得到的范围。
    在这里插入图片描述
    如图所示把红光之外、波长760nm到1mm之间辐射叫做红外光,红外光是肉眼看不到的,但通过一些特殊光学设备,依然可以感受到。
    红外线是一种人类肉眼看不见的光,所以,它具有光的一切光线的所有特性。但同时,红外线还有一种还具有非常显著的热效应。所有高于绝对零度即-273℃的物质都可以产生红外线。
    因此,简单地说,红外线传感器是利用红外线为介质来进行数据处理的一种传感器。
    红外传感器的种类
    红外线是一种人类肉眼看不见的光,所以,它具有光的一切光线的所有特性。但同时,红外线还有一种还具有非常显著的热效应。所有高于绝对零度即-273℃的物质都可以产生红外线。
    根据发出方式不同,红外传感器可分为主动式和被动式两种。
    主动红外传感器的工作原理及特性
    在这里插入图片描述
    主动红外传感器的发射机发出一束经调制的红外光束,被红外接收机接收,从而形成一条红外光束组成的警戒线。当遇到树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警,人或相当体积的物品遮挡将发生报警。
    主动红外探测器技术主要采用一发一收,属于线形防范,现在已经从最初的但光束发展到多光束,而且还可以双发双受,最大限度的降低误报率,从而增强该产品的稳定性,可靠性。
    在这里插入图片描述
    由于红外线属于环境因素不相干性良好(对于环境中的声响、雷电、振动、各类人工光源及电磁干扰源,具有良好的不相干性)的探测介质;同时也是目标因素相干性好的产品(只有阻断红外射束的目标,才会触发报警),所以主动式红外传感器器将会得到进一步的推广和应用。
    被动红外传感器器的工作原理及特性
    被动红外传感器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。传感器器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件,这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷,检测处理后产生报警。
    在这里插入图片描述
    这种传感器是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。为了对人体的红外辐射敏感,在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用。
    在这里插入图片描述
    被动红外传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释电元几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。
    一旦入侵人进入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜而聚焦,从而被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经信号处理而报警。
    根据能量转换方式的不同,红外线传感器又可分为光子式和热释电式两种。
    光子式红外传感器
    在这里插入图片描述
    光子式红外传感器是利用红外辐射的光子效应而进行工作的传感器。所谓光子效应,是指当有红外线入射到某些半导体材料上时,红外辐射中的光子流与半导体材料中的电子相互作用,改变了电子的能量状态,从而引起各种电学现象。
    通过测量半导体材料中电子性质的变化,就可以知道相应红外辐射的强弱。光子探测器类型主要有内光电探测器、外光电探测器、自由载流子式探测器、QWIP量子阱式探测器等。
    在这里插入图片描述
    光子探测器的主要特点是灵敏度高、响应速度快,具有较高的响应频率,但缺点是探测波段较窄,一般工作于低温(为保持高灵敏度,常采用液氮或温差电制冷等方式,将光子探测器冷却至较低的工作温度)。
    热释电式红外传感器
    热释电式红外传感器是利用红外辐射的热效应引起元件本身的温度变化来实现某些参数的检测的,其探测率、响应速度都不如光子型传感器。
    但由于其可在室温下使用,灵敏度与波长无关,所以应用领域很广。利用铁电体热释电效应的热释电型红外传感器灵敏度很高,获得了广泛应用。
    在这里插入图片描述
    热释电效应某些绝缘物质受热时,随着温度的上升,在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。这种由于热变化而产生的电极化现象称为热释电效应。热释电效应在近十年被用于热释电红外传感器中。能产生热释电效应的晶体称为热释电体,又称为热电元件。热电元件常用的材料有单晶、压电陶瓷及高分子薄膜等。

    热释电红外传感器的结构热释电红外传感器由以下四个主要部分构成:

    ①构成电路的铝基板、场效应晶体管(FET);

    ②具有热释电效应的陶瓷材料;

    ③ 限制入射红外波长的窗口材料;

    ④ 外壳TO—5型管帽和管座。
    在这里插入图片描述
    由于探测器元件单独使用时,存在着探测距离较短、获得的信号后续电路不易处理的不足,所以目前多选用红外组合件来探测。红外组合件由热释电红外传感器、透镜、测量转换电路和密封管壳构成]。透镜可以扩大探测范围,提高测量的灵敏度;测量转换电路可以完成滤波、放大等信号处理过程;密封管壳能防止因外界噪声引起的错误动作。这种组合件体积小、成本低、功能多样,所以应用广泛。
    红外传感器的应用
    从目前应用的情况来看,红外传感器有如下几个优点:
    1、环境适应性优于可见光,尤其是在夜间和恶劣天候下的工作能力;
    2、隐蔽性好,一般都是被动接收目标的信号,比雷达和激光探测安全且保密性强,不易被干扰;
    3、由于目标和背景之间的温差和发射率差形成的红外辐射特性进行探测,因而识别伪装目标的能力优于可见光;
    4、与雷达系统相比,红外系统的体积小,重量轻,功耗低;
    根据红外传感器上述的性能特点,可以发展出多种不种的红外探测器。
    利用其光效应:
    1、光电导探测器:又称光敏电阻。半导体吸收能量足够大的光子后,体内一些载流子从束缚态转变为自由态,从而使半导体电导率增大,这种现象称为光电导效应。利用光电导效应制成的光电导探测器分为多晶薄膜型和单晶型两种。
    2、光伏探测器:主要利用p-n结的光生伏特效应。能量大于禁带宽度的红外光子在结区及其附近激发电子空穴对。存在的结电场使空穴进入p区,电子进入n区,两部分出现电位差,外电路就有电压或电流信号。与光电导探测器比较,光伏探测器背景限探测率大40%,不需要外加偏置电场和负载电阻,不消耗功率,有高的阻抗。
    3、光发射-Schottky势垒探测器:金属和半导体接触,形成Schottky势垒,红外光子透过Si层被PtSi吸收,使电子获得能量跃迁至费米能级,留下空穴越过势垒进入Si衬底,PtSi层的电子被收集,完成红外探测。
    4、量子阱探测器(QWIP):将两种半导体材料用人工方法薄层交替生长形成超晶格,在其界面有能带突变,使得电子和空穴被限制在低势能阱内,从而能量量子化形成量子阱。
    利用量子阱中能级电子跃迁原理可以做红外探测器。因入射辐射中只有垂直于超晶格生长面的电极化矢量起作用,光子利用率低;量子阱中基态电子浓度受掺杂限制,量子效率不高;响应光谱区窄;低温要求苛刻。
    利用其热效应:
    1、液态的水银温度计及气动的高莱池(Golay cell):利用了材料的热胀冷缩效应。
    2、 热电偶和热电堆:利用了温度梯度可使不同材料间产生温差电动势的温差电效应。
    3、 石英共振器非制冷红外成像列阵:利用共振频率对温度敏感的原理来实现红外探测。
    4、测辐射热计:利用材料的电阻或介电常数的热敏效应—辐射引起温升改变材料电阻—用以探测热辐射。因半导体电阻有高的温度系数而应用最多,测温辐射热计常称“热敏电阻”。
    另外,由于高温超导材料出现,利用转变温度附近电阻陡变的超导探测器引起重视。如果室温超导成为现实,将是21世纪最引人注目的一类探测器;
    5、 热释电探测器:有些晶体,如硫酸三甘酞、铌酸锶钡等,当受到红外辐射照射温度升高时,引起自发极化强度变化,结果在垂直于自发极化方向的晶体两个外表面之间产生微小电压,由此能测量红外辐射的功率。
    按照应用功能、场所的不同,红外传感器应用大体上可分成以下几类:
    辐射量、光谱测量
    该类测量仪器用途广泛,如基于中红外辐射测量的地面辐射强度计,可用于如全球变暖等的气候变化观察;基于远红外辐射测量的红外空间望远镜,可用于宇宙天体天文观察;配带红外光谱扫描辐射仪的气象卫星,可实现对云层等的气象观察分析。在工矿企业中,应用较多的是基于辐射量测量的红外温度计和基于红外光谱测量的红外分析仪。
    在这里插入图片描述
    搜索和跟踪系统
    在这里插入图片描述
    熟知战斗机携带的近距格斗空空导弹就是使用了红外跟踪系统,它是基于目标所发出的处于红外光谱范围内的电磁辐射波,来搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置,并对其运动轨迹进行跟踪的系统。
    红外搜索跟踪器的图像品质取决于与像素大小和像素数量相关的空间分辨率。也就是说,若仪器像素数越高,像素尺寸越小,则其显示的图像越清晰,可搜索的距离则越远。
    擅长基于MCT(碲镉汞)冷却红外检测器技术的法国Sofradir公司,近期推出了高性能的基于10μm像距MWIR中红外的IRST红外搜索和跟踪系统,可用于飞行员或士兵不论白天还是夜晚,即使是在烟或雾环境下,仍能有效识别、分辨、定位远达10km以外的小目标。
    在这里插入图片描述
    热成像系统
    热成像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
    在这里插入图片描述
    任何有温度的物体都会发出红外线,热像仪就是接收物体发出的红外线,通过有颜色的图片来显示被测量物表面的温度分布,根据温度的微小差异来找出温度的异常点,从而起到与维护的作用。一般也称作红外热像仪。
    在这里插入图片描述
    热像仪在最早是因为军事目的而得以开发,近年来迅速向民用工业领域扩展。热像仪的应用非常广泛,只要有温度差异的地方都有应用。
    比如:在建筑领域,检查空鼓、缺陷、瓷砖脱落、受潮、热桥等;在消防领域可以查找火源,判定事故的起因,查找烟雾中的受伤者;公安系统可以找夜间藏匿的人;汽车生产领域可以检测轮胎的行走性能、空调发热丝、发动机、排气喉等性能;医学可以检测针灸效果、早期发现鼻咽癌、乳腺癌等疾病;电力检查电线、连接处、快关闸、变电柜等。
    红外通信系统
    采用调制后的红外辐射光束传输编码后的数据,再由硅光电二极管将收到的红外辐射信号转换成电信号,实现近距离通信的一种系统。具有不干扰其它邻近设备的正常工作,特别适用于人口高密度区域的户内通信的优点。此外,该通信系统还具有低功耗、低成本、安全可靠的特点。
    在这里插入图片描述
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    其它

    红外传感技术还广泛用于门禁报警与控制、照明控制、火灾检测、有毒有害气体泄漏检测、红外测距、采暖通风等其它综合应用场合。在德国纽伦堡举办的“SENSOR+TEST”展览会上,法国ULIS公司展出了其最新研制的、采用了最新的片上(on-chip)创新技术(如采用I2C标准接口、低功耗管理等)的红外热式传感器阵列Micro80P产品。

    该传感器阵列基于有着较高可靠性的非晶硅技术,灵敏度高达80×80像距,其性能远远超越了在目前运动检测器中所用的单元件或四元件热式传感器,大大提升了工业级红外热检测传感器的能力。

    该产品不仅可以用于检测温度点或温度面和探测运动,也可以实现对目标或人体活动的计数、定位和分类等功能。如在HVAC场合,可用于对房间内的人员进行计数,对房间墙壁温度进行测量,从而对室内采暖和空调系统进行自动精细调节,实现建筑物最大程度的节能降耗。
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    红外传感器的发展
    随着科学技术水平的提高、计算机微处理器技术的发展、现代数字信号处理技术的提升、新型半导体等材料的推出和加工制造工艺的进步,红外传感器近年发展迅猛。据国外某研究机构预测,红外传感器全球销售额将会从2010年的$1.52亿美元增长到2016年的2.86亿美元。
    近年来,红外传感器的发展趋势主要体现在以下四个方面:
    一是采用新型材料和处理技术,使得传感器的红外探测率提高,响应波长增大,响应时间缩短,像素灵敏度和像素密度更高,抗干扰性能提高,生产成本降低。如Pyreos和Irisys公司已推出薄膜和陶瓷混合的新型热释电敏感技术,使得敏感元件可以实现阵列化。
    二是传感器的大型化和多功能化。随着微电子技术的发展和传感器的应用领域的不断扩大,红外传感器正从小型、单一功能,向大型化、多功能化方向发展。
    如国外所研制的大型红外传感器(16×16到64×64像素)除可进行温度场测量外,还可获得先进的、小型红外传感器所不具有的人体探测功能(即可精确定位个人在空间中的位置,即使人不活动,也可识别出)或大型区域的安全监视等功能,十分适宜于家庭自动化、医疗保健、安全防护等场合的应用。
    此外,新型多光谱传感器的研制,也大大改善了红外成像阵列的功能性。
    三是传感器的智能化。新型的智能红外传感器通常内置多个微处理器,具备傅里叶变换、小波变换等先进数字信号处理或补偿功能,自诊断功能,双向数字通信等功能,使得传感器的稳定性、可靠性、信噪比、便利性等性能大大提高。
    四是传感器的进一步微型化、集成化。采用片上集成技术(包括盲元替代、非均匀性校正、部分图像处理功能等)和其它新的器件结构及新的制造工艺技术,在MEMS(微机电系统),甚至基于纳米科技的NEMS(纳机电系统)推动下,红外传感器尺寸大为缩小,功耗大大降低,集成度显著提高。
    由于红外传感器的优越性能,许多主流仪表研究单位和生产制造商对它的研发投入也越来越高。

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  • 红外传感器-集锦

    千次阅读 2019-03-04 15:52:13
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  • zigbee 源码 04_人体红外传感器

    千次阅读 2020-01-17 08:30:35
    04_ZigBee 传感器组网——人体红外传感器 实验现象:人体红外传感器跟光敏传感器检测方法类似;终端节点采集人体走动 信号,与协调器组网后把采集的数据发送给协调器,协调器接收后串口打印输出。 传感器介绍...
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  • 【Linux】树莓派控制人体红外传感器

    千次阅读 2020-04-16 15:07:49
    1.人体红外传感器说明 2.程序解读 3.前期准备(放在最后一部分,供小白查阅借鉴,包括本文需要用到的wiringPi库函数) 一、人体红外传感器说明 1.本文所用到的红外传感器型号为 HC-SR501 电源加接 VCC,电源...
  • 平台:ARTIK 053(电源接口3.3V),人体红外传感器 5V ,光敏传感器 3.3V 问题:人体红外传感器和光敏传感器检测值不准确,  人体红外传感器检测不到人物的移动  光敏传感器pwr指示灯正常,adc值不正常 解决...
  • HC-SR501人体红外传感器

    千次阅读 2019-08-26 08:58:22
    了解人体红外传感器HC-SR501的驱动原理,通过配置STM32F030芯片GPIO相关寄存器,让人体红外传感器识别到人体时使蜂鸣器响起的基础实验。 1、HC-SR501是基于红外线HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块 ,采用...
  • 热释电红外传感器原理和应用

    千次阅读 2017-03-02 16:29:08
    随着社会的发展,各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活,以热释电红外传感器为核心的自动门系统就是其中之一。热释电红外传感器是基于热电效应原理的热电型红外传感器。其内部的热电元由高热电系数的铁...
  • 基于人体红外传感器,设计人体感应灯光控制系统,通过继电器控制开发板上的发光二极管点亮或熄灭, 当有人出现时,人体红外线传感器感测到后,将信号输入继电器的IN脚位,继电器COM脚位从NC连到NO,LED被点亮。...
  • 一、需求 1)检测鱼塘水位;水位过高闸门开启放水,水位过低关闭闸门。 2)检测是否有人靠近鱼塘,...4)热释电红外传感器:HC-SR501 5)电机:5V电机 6)短信模块:SIM800C 7)水位传感器:光电式水位传感器...
  • 基于stm32的红外传感器简单应用,内有程序和PPT讲解资料
  • 在红外探测系统中,红外传感器是核心器件,它的性能决定了整个红外探测系统的灵敏性,而前置放大电路又是影响红外传感器性能的关键部分。由于红外传感器的响应信号十分微弱,故对前置放大器提出了严格的要求,如低噪...
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