信息和通信工程学院毕业论文.doc

人体感应显示器 信息与通信工程学院 引言 目前，人体红外感应已经有很多应用实例，例如人体感应节能开关，人体感应吹风机，人体感应门等等，但是人体感应显示器至今应用甚少，较具代表的是飞利浦225P1。本作品的作用对象是博物馆里的纸质文物，?人体感应的显示器可避免光照对纸质文物的破坏。 我们都有这样一些生活常识:一件常穿在外的衣服与一件深埋箱底的衣服，其色彩与新旧均有明显的区别，常穿着的衣服会有褪色现象，这是因为光对衣服产生作用的缘故。光照会使纸质上的水彩和墨水褪色，使含高木质素的纸张发黑。大量光照加上较高的湿度会加速藏品的腐化。光照是造成藏品褪色和化学损坏的原因，对纸质文物的伤害尤显严重。??????? 光照主要有自然光照和人造光照。相对自然光而言，博物馆藏品较多受影响的是来自灯光照明的危害。库房里的照明以及展示空间的照明，都会对纸质文物造成伤害。光照对纸质文物的影响是累积的。纸质文物过多暴露于光照之中，都会加速纸张的化学反应速度，从而导致纸质文物的损害或退化。最有效的保护就是让纸质文物一直藏于黑暗封闭的空间，但对于具有宣传、研究职能的博物馆来说这是不可能的事情。 图一 工作流程图 模块设计 人体感应模块 本模块采用CD-208红外线人体感应模块，模块主要由热释电红外传感器、BISS0001、捏菲尔透镜组成。其结构框图如图二所示。图中，菲涅尔透镜可以将人体辐射的红外线聚焦到热释电红外探测元上，同时也产生交替变化的红外辐射高灵敏区和盲区，以适应热释电探测元要求信号不断变化的特性；热释电红外传感器是报警器设计中的核心器件，它可以把人体的红外信号转换为电信号以供信号处理部分使用；信号处理主要是把传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延迟、比较，为报警功能的实现打下基础。图三所示的是将待测目标、菲涅尔透镜、热释电红外传感器相结合使用时的工作原理示意图。 图二 模块结构图 图三 人体通过传感器时产生的信号 CD-208红外线人体感应模块灵敏度高，可靠性强，当有人进入其感应范围内时输出高电平，人离开时输出低电平。感应模块感应到人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。 BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炙灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。 图二BISS0001外引线连接图 图三BISS0001内部框图 图三为BIS0001红外传感器信号处理器的内部框图。外界元件由使用者根据需要选择。由图 可见BISS0001是由运算放大器、电压比较器和状态控制器、延迟时间定时器、封锁时间定时器 及参考电压源等构成的数模混合专用集成电路。可广泛应用于多种传感器和延时控制器。 我们先以图3所示的不可重复触发工作方式下的各点波形，来说明BISS0001的工作过程。 图四 不可重复触发工作方式下各点的波形 图五 可重复触发工作方式下各点的波形 首先，由使用者根据实际需要，利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放大。然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM（≈0.5 VDD）后，送到有比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。由于VH≈0.7 VDD、VL≈0.3 VDD，所以，当VDD=5V时，可有效地抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。COP3是一个条件比较器。输入电压Vc＜VR（≈0.2 VDD）时，COP3输出为低电平封住了与门U2，禁止触发信号Vs向下级传递；而当VC＞VR时，COP3输出为高电平，打开与门U2，此时若有触发信号Vs的上跳边沿来到，则可启动延时时间定时器，同时Vo端输出为高电平，进入延时周期。当A端接“0”电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，直至Tx时间结束，即所谓不可重复出发工作方式。当Tx时间结束时，Vo下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti。在Ti周期内，任何V2的变化都不能使Vo为有效状态。这一功能的设置，可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。 下面再以图4所示可重复触发工作方式下各点的波形，来说明BISS0001在此状态下的工作过程。 在Vc=“0”、A=“0”期间，Vs不能触发Vo为有效状态。在Vc=“1”、A=“1”时，Vs可重复触发Vo为有效状态， 并在Tx周期内一直保持有效状态。 在Tx时间内， 只要有Vs得上跳变， 则Vo将从Vs上跳变时刻算起继续延长一个Tx周期；若Vs保持为“1”状态，则Vo一直保持有效 状态；若Vs保持为“0