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热释电红外报警器的设计

作　者: 吕璠
导　师: 李琦；张学敏
学　校: 河北工业大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 热释电红外 报警器 微控制器 MSP430
分类号: TN219
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着社会的快速发展,人们对财产安全的要求也越来越高,如何在考虑设备安装方便、成本便宜、持久耐用等方面因素的前提下,设计具有更高灵敏度和可靠性的防盗报警装置成为人们关注的焦点和迫切需求。热释电红外检测技术是利用热释电红外传感器作为探头,来检测人体所发出的特定波长红外线信号,进行非接触式距离较远的检测。该技术具有测量范围广,响应速度快,灵敏度高,抗干扰能力强,安全可靠等特点。为此,本设计中采用高性能、低功耗的MSP430系列单片机作为微控制器,并基于此微控制器设计一种新的热释电红外报警器。本文在研究热释电红外报警器基本原理的基础上,给出了系统设计的具体实现方法,并结合现阶段热释电红外报警装置的技术特点,研制了一种新的基于MSP430系列单片机的低功耗、高性能、高可靠性的热释电红外报警器。文中给出该系统的硬件总体设计框架、各模块的硬件设计、软件设计思路以及主要的软件程序,同时对影响系统报警精确度的因素进行分析,设计中加入了相应的解决措施,提高了系统的抗干扰能力。主要工作如下:阐述了国内外热释电红外报警器的研究现状,并指出了本文研究的实际意义;给出了热释电红外报警器的相关原理,并对目前热释电红外报警器的构造以及布置和安装要求进行了分析;本设计采用MSP430系列单片机作为微控制器,在分析了系统的功能要求后,提出了总体设计方案,进行了系统的硬件设计,并对各功能单元的设计思路和设计方法作了详细的分析;给出了系统的整体设计流程,介绍了系统的开发环境,以流程图的方式介绍了各功能模块的具体实现;针对系统中出现的干扰问题进行分析,采取了相应的抗干扰措施并加以设计;本文最后对此研究进行总结,对所设计系统的进一步研究工作进行了展望。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-13
  1-1 研究的背景和现实意义  9-10
  1-2 国内外研究现状  10-11
  1-3 课题任务  11-12
  1-4 本文结构  12-13
第二章 热释电红外传感器的相关原理  13-19
  2-1 热释电效应  13-14
  2-2 热释电红外探测器的工作原理  14-15
  2-3 热释电红外探测器的构造  15-17
    2-3-1 干涉滤光片  16
    2-3-2 传感探测元  16-17
    2-3-3 场效应管匹配器  17
  2-4 热释电红外报警器的布置和安装要求  17-18
  2-5 本章小结  18-19
第三章 系统硬件设计  19-31
  3-1 系统设计要求  19
  3-2 系统硬件组成  19-21
  3-3 系统主控芯片选型  21
    3-3-1 微控制器  21
    3-3-2 MSP430 系列单片机  21
  3-4 MSP430F14x 单片机  21-23
    3-4-1 MSP430F14x 系统框图  22
    3-4-2 时钟系统与低功耗模式  22
    3-4-3 MSP430 最小系统  22-23
  3-5 光学系统  23-24
    3-5-1 系统选用透镜参数  23-24
  3-6 信号处理电路  24-28
    3-6-1 信号放大电路  24-25
    3-6-2 带通滤波电路  25-28
  3-7 语音录放电路  28-29
  3-8 键盘和显示电路  29-30
  3-9 本章小结  30-31
第四章 系统软件设计  31-41
  4-1 系统软件总体流程  31
  4-2 IAR Workbench 开发环境  31-34
  4-3 时钟系统初始化  34-35
  4-4 ADC 程序设计  35-39
    4-4-1 MSP430 控制器ADC  35-36
    4-4-2 ADC 软件设计  36-39
  4-5 软件滤波算法  39-40
  4-6 本章小结  40-41
第五章 系统功能调试  41-48
  5-1 系统抗干扰  41-42
    5-1-1 系统干扰分析  41
    5-1-2 系统抗干扰设计  41-42
    5-1-3 软件抗干扰设计  42
  5-2 系统编程调试  42-45
  5-3 测试实验结果分析  45-47
  5-4 本章小结  47-48
第六章 结论  48-49
参考文献  49-51
致谢  51-52
攻读学位期间所取得的相关科研成果  52

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 红外技术及仪器 > 红外技术的应用
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