一種紅外單目標跟蹤與防盜報警系統(tǒng)設(shè)計

(2)紅外接收器：主要元器件采用一體化紅外傳感器(IR2638)。紅外遙控信號是一連串的強度調(diào)制的二進制脈沖，為了使其在無線傳輸過程中免受其他紅外信號的干擾，通常都是先將其調(diào)制在特定的載波頻率上，然后再經(jīng)紅外發(fā)射二極管發(fā)射出去。因此要求紅外線接收裝置要濾除其他載波，只接收該特定頻率的信號并將其還原成二進制脈沖碼，也就是解調(diào)。一體化紅外傳感器將紅外光電二極管、低噪音放大器、限幅器、帶通濾波器、解調(diào)器以及整形驅(qū)動電路等集成在一起，體積小、靈敏度高。

(3)紅外視覺神經(jīng)調(diào)理電路：主要由紅外一體化傳感器和鑒頻通道組成。一體化傳感器對接受到的信號進行一次鑒頻，輸出即為低頻調(diào)制信號，由于一體化傳感器本身頻響特性決定輸出的低頻調(diào)制信號是是間隔的脈沖串形式，因此需要進行再次解調(diào)。將此目標特征信號送人第二級鑒頻電路，通過電平電路輸出端電平判斷輸入信號是否是既定目標的特征信號。這里選用LM567鑒頻通道的主要元器件，由于其良好的噪聲抑制能力和中心頻率穩(wěn)定性而被廣泛應(yīng)用于各種通訊設(shè)備中的解碼以及AM、FM信號的解調(diào)電路中。

(4)伺服電路：主要包括微處理器及輔助電路、電機驅(qū)動電路，用于完成對攝像頭的轉(zhuǎn)動來跟蹤目標。微處理器根據(jù)傳感器電路和信號調(diào)理通道的邏輯輸出來確定目標相對于鏡頭中心軸的方位，并發(fā)出控制信號，驅(qū)動承載攝像機的電機來調(diào)整紅外光斑至接收屏中心，實現(xiàn)對目標的跟蹤和始終鎖定在視場中心。這里，選用單片機STC89C53RC作為中心微處理器，系統(tǒng)采用A3977最為步進電機的驅(qū)動電路，A3977是一種專門用于雙極型步進電機的微步進電機驅(qū)動集成電路，其內(nèi)部集成了步進和直接譯碼接口、正反轉(zhuǎn)控制電路、雙H橋驅(qū)動，電流輸出2.5 A，最大輸出功率可接近90 W。A3977電機驅(qū)動電路如圖3所示。

2.2 被動紅外檢測跟蹤報警模塊

此模塊主要完成對不攜帶紅外發(fā)射電路的普通發(fā)熱物體的目標檢測與跟蹤，主要包括熱釋電紅外感應(yīng)電路、信號檢測調(diào)節(jié)電路、報警電路和攝像機伺服電路。電路組成如圖4所示。

(1)目標：指進入系統(tǒng)檢測區(qū)域的外來人員等發(fā)熱物體，由于人本身體溫高于-273℃絕對溫度，所以人體本身會發(fā)出紅外線，紅外光波長為3～50 μm，其中8～14 μm占46％，峰值波長在9.5 μm。

(2)熱釋電紅外感應(yīng)電路：其主要原器件采用熱釋電紅外傳感器，系統(tǒng)采用熱釋電紅外傳感器KP506B及熱釋電紅外控制電路CS9803GP。KP506B內(nèi)部電路圖見圖5。該探測元件對波長為10 μm左右的紅外輻射敏感，當人進入系統(tǒng)檢測區(qū)域，由于人本身發(fā)熱而發(fā)射出的紅外線通過熱釋電紅外探測器內(nèi)部的菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測元上，由于內(nèi)部兩個探測元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，傳感器將輸出電壓信號。熱釋電紅外探測器電路如圖6所示。

(3)信號調(diào)節(jié)檢測電路：主要由放大器、比較器等調(diào)理電路來對傳感器輸出信號進行調(diào)理。由于傳感器輸出的是一個微弱的電壓脈沖信號，所以先對信號做一個幅度上的放大，使其獲得足夠的增益。再通過比較器來判別是否有信號進入?yún)^(qū)域，完成檢測。