基于紅外傳感器的樓宇人數統計系統的設計

摘要：系統以熱釋電紅外傳感器為基礎，通過(guò)對外圍電路的設計和相應的控制電路，實(shí)現了對樓宇人數的實(shí)時(shí)統計。給出了系統的總體結構設計，重點(diǎn)闡述了樓宇人數監控系統主要的硬件設計以及系統軟件設計。實(shí)踐證明：該樓宇人數監控系統工作穩定，具有較高的響應速度和精度，并且價(jià)格低廉，具有廣泛的應用前景。
關(guān)鍵詞：熱釋電紅外線(xiàn)傳感器；MCS-51單片機；VC6．0

0 引言
隨著(zhù)現代社會(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(xiàn)是不可見(jiàn)光，有很強的隱蔽性和保密性，已經(jīng)在現代科技、國防和工農業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應用，給人們日常生活和公共安全帶來(lái)了極大的便利。本文介紹的，就是以紅外傳感器為基礎的一套樓宇房間人數統計系統。鑒于現有的各種人數統計系統的種種不足或限制，本文設計了一套實(shí)時(shí)、可行的計數設備。它以熱釋電紅外傳感器為基礎，通過(guò)對外圍電路的設計，能識別人進(jìn)來(lái)(向左運動(dòng))或者出去(向右運動(dòng))的方向，進(jìn)而產(chǎn)生不同的通道信號去觸發(fā)相應的控制電路，通過(guò)單片機編程，連接計算機，就可以對樓宇人數進(jìn)行實(shí)時(shí)準確的監控。

1 系統總體設計原理
該系統的總體結構框圖如圖1所示：通過(guò)RE200B熱釋電紅外傳感器對周?chē)h(huán)境的紅外線(xiàn)進(jìn)行實(shí)時(shí)數據采集。當有人進(jìn)入傳感器的探測范圍時(shí)，傳感器將感應到的信號傳輸給下一級的放大濾波電路，經(jīng)過(guò)放大并濾除干擾的電信號再通過(guò)電壓比較電路，能將人的進(jìn)出兩個(gè)方向很好地識別出來(lái)。接著(zhù)通過(guò)單片機編程將代表不同方向的信號轉換為人數變化的信號，同時(shí)通過(guò)串口編程將人數的變化信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)模塊發(fā)送到計算機，通過(guò)計算機監控軟件將人數統計信息以圖形界面的方式實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。

2 系統各功能單元介紹
2．1 熱釋電紅外傳感器的工作原理
本系統采用RE200B熱釋電紅外線(xiàn)傳感器作為接收人體紅外輻射的核心元件，是整個(gè)電路的信號接收部分。它具有方向識別的功能，能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線(xiàn)能量的變化，并將其轉換成電壓信號輸出。將這個(gè)電壓信號加以放大，便可驅動(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，較之單熱電元的結構(圖2(b))，不僅可以使輸出的信號具有方向性，還可以抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾。工作時(shí)，當人體從圖中箭頭所指的兩個(gè)不同方向經(jīng)過(guò)探測視場(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電壓輸出。它們反映人體的進(jìn)、出行走方向。