基于紅外傳感器的樓宇人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)的設(shè)計

摘要：系統(tǒng)以熱釋電紅外傳感器為基礎(chǔ)，通過對外圍電路的設(shè)計和相應(yīng)的控制電路，實現(xiàn)了對樓宇人數(shù)的實時統(tǒng)計。給出了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，重點闡述了樓宇人數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)主要的硬件設(shè)計以及系統(tǒng)軟件設(shè)計。實踐證明：該樓宇人數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)工作穩(wěn)定，具有較高的響應(yīng)速度和精度，并且價格低廉，具有廣泛的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：熱釋電紅外線傳感器；MCS-51單片機；VC6．0

0 引言
隨著現(xiàn)代社會和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，紅外技術(shù)已經(jīng)為大家所熟知。由于紅外線是不可見光，有很強的隱蔽性和保密性，已經(jīng)在現(xiàn)代科技、國防和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，給人們?nèi)粘Ｉ詈凸舶踩珟砹藰O大的便利。本文介紹的，就是以紅外傳感器為基礎(chǔ)的一套樓宇房間人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)。鑒于現(xiàn)有的各種人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)的種種不足或限制，本文設(shè)計了一套實時、可行的計數(shù)設(shè)備。它以熱釋電紅外傳感器為基礎(chǔ)，通過對外圍電路的設(shè)計，能識別人進來(向左運動)或者出去(向右運動)的方向，進而產(chǎn)生不同的通道信號去觸發(fā)相應(yīng)的控制電路，通過單片機編程，連接計算機，就可以對樓宇人數(shù)進行實時準確的監(jiān)控。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計原理
該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：通過RE200B熱釋電紅外傳感器對周圍環(huán)境的紅外線進行實時數(shù)據(jù)采集。當有人進入傳感器的探測范圍時，傳感器將感應(yīng)到的信號傳輸給下一級的放大濾波電路，經(jīng)過放大并濾除干擾的電信號再通過電壓比較電路，能將人的進出兩個方向很好地識別出來。接著通過單片機編程將代表不同方向的信號轉(zhuǎn)換為人數(shù)變化的信號，同時通過串口編程將人數(shù)的變化信息通過無線模塊發(fā)送到計算機，通過計算機監(jiān)控軟件將人數(shù)統(tǒng)計信息以圖形界面的方式實時顯示出來。

2 系統(tǒng)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(tǒng)采用RE200B熱釋電紅外線傳感器作為接收人體紅外輻射的核心元件，是整個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能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路。
如圖2(a)所示：RE200B有兩個敏感單元P1、P2。這兩個特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式，較之單熱電元的結(jié)構(gòu)(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，當人體從圖中箭頭所指的兩個不同方向經(jīng)過探測視場時，由于兩個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，再到平衡的交變過程在整體上也相反，這時就會有兩種相位相反的交變信號電壓輸出。它們反映人體的進、出行走方向。