热释电红外传感器在无线遥控报警系统中的应用
第 2 7 卷 ,第 6 期 光 谱 学 与 光 谱 分 析 Vol127 ,No16 ,pp112421126
2 0 0 7 年 6 月 Spectroscopy and Spectral Analysis J une , 2007
热释电红外传感器在无线遥控报警系统中的应用
王松德 , 梁会琴 , 张须欣 , 朱小龙
洛阳师范学院物理与电子科学系 , 河南 洛阳 471022
摘 要 热释电红外探测无线遥控报警系统由热释电红外探测模块、无线电收/ 发射模块、数字编/ 译码集
成电路和语音录放模块组成。当人体进入监视区时 , 红外传感器首先将接收到的红外辐射能转换成电能信
号 , 再经内部电路放大处理 , 输出控制信号启动发射系统工作 , 经编码脉冲调制后 , 由发射模块向空间辐射
无线电遥控编码信号 ; 接收机收到信号后 , 便进行解调、放大、整形 , 从解码器输出编码脉冲 , 然后触发语
音录放系统 , 播放事先录制好的警示语 , 提醒值班人员。该系统主要采用了 RDP218 热释电红外探测模块 ,
具有从信号接收至控制输出的全部功能。整体装置为模块化结构 , 具有频率稳定、工作可靠、免调试等特
点 , 遥控距离 1 000 m , 可适用于多种场合的需要。
关键词 RDP218 红外传感器 ; 数字编码 ; 无线遥控 ; 语音报警
中图分类号 : TN2119 文献标识码 : A 文章编号 : 100020593 (2007) 0621124203
收稿日期 : 2006203218 , 修订日期 : 2006206228
基金项目 : 河南省教育厅科技攻关项目(2006510015) 资助
作者简介 : 王松德 , 1951 年生 , 洛阳师范学院物理与电子科学系教授 e2mail : wsd @lynu1edu1cn
引 言
热释电红外传感器能够检测出火焰、人体或某些动物移
动时发出的 7～15μm 的红外线。为了保护国家、集体及个
人财产 , 为了消除火灾对社会造成的危害 , 用热释电红外传
感器代替人的眼睛 , 时刻监视各种有害事情的发生 , 能够起
到安全保护和事故防范的作用。伴随着半导体材料、工艺技
术和器件的发展 , 已研制出结构新颖 , 灵敏度高 , 响应快 ,
品种繁多 , 实用价廉的红外探测器[1 - 4 ] 。
本文研究的热释电红外探测无线遥控报警系统 , 由热释
电红外探测模块、无线电收/ 发射模块、数字编/ 译码集成电
路和语音录放模块组成。系统采用了 RDP218 热释电红外探
测模块 , 具有从信号接收至控制输出的全部功能。发射模块
采用最先进的声表面滤波器件稳频 , 工作频率 315 M Hz , 频
率稳定度达 10 - 5 量级 , 用来传输低频的数字编码信号 ; 接收
模块内含超外差晶振接收和数据处理电路 , 工作稳定 ; 系统
使用编、译码数字集成电路 , 保证了工作的可靠性 ; 报警部
分采用双向模拟 I/ O 语音录放模块 , 可重复录放音 10 万次 ,
断电后录入的信息可保存 100 a。因此该系统具有频率稳定、
工作可靠、免调试等特点 , 遥控距离 1 000 m , 可适用于多种
场合的需要[5 , 6 ] 。
1 基本原理
近红外光是指介于可见光和中红外光之间的电磁波 , 波
长范围是 0176～1215μm。自然界中 , 不论任何物体 , 也不
论其本身是否发光 , 只要其温度高于绝对零度 ( - 273 ℃) ,
都会一刻不停的向周围辐射红外线。只不过是温度高的物体
辐射的红外线较强 , 温度较低的物体辐射的红外线较弱。热
释电红外探测、红外线摄像、红外线夜视以及某些导弹的瞄
准等就是利用红外线的这一特性工作的[729 ] 。
Fig11 Exterior and pin of RDP218
2 模块结构
211 热释电红外探测模块 RDP218
RDP218 热释电红外探测模块采用表面安装新技术 , 将
菲涅尔透镜、高灵敏的热释电红外传感元件、电压放大器、
电压比较器、低频带通滤波器、延时电路及输出电路组装在
一起 , 形成一个完整的电路组件。使用时不需外接任何元
件 , 它的外形及引脚排列如图 1 所示。它具有从信号接收至
控制输出的全部功能 , 在它的输出端接上晶体管或单稳态电
路可以驱动继电器 , 灵敏度高、抗干扰能力强、耐低温、使
用方便、探测距离 > 15 m , 主要用来探测人体发射出的红外
线能量 , 适用于人体移动的探测报警[10 ] 。表 1 为 RDP218 热
释电红外探测模块的主要电参数。
Table 1 RDP218 main electrical parameters
Main parameters Minimum value Typical value Maximum value Note
Working voltage/ V 510 715 1210
Working current/ mA 015 110 210
Output inspiration current/ mA 100 200 300 Collector open circuit
Saturation voltage/ mV 250 400
Output leakage current/ nA 011
Survey scope/ m 10 15 Horizontal spread angle 90°
Installation altitude/ m 213
Overall dimension/ mm 75 ×45 ×43
Installation distance of holes/ mm 6410 á315
212 双向模拟 I/ O 语音录放模块 BA1530
BA1530 是一种可录放 20 s 的高质量单片语音录放模
块。由于采用了独特的双向 I/ O 接口技术 , 可省去所有无关
外部元件 , 直接用扬声器代替话筒实现录音 ; 由于采用了模
拟/ 多电平存储技术 , 可避免一般 A/ D 或 D/ A 变换过程中因
量化和压缩引起的失真 ; 由于采用了先进的非挥发闪速存储
器 , 因而不怕掉电 , 可重复录放音 10 万次 (典型值) , 录入的
信息可保存 100 a。该模块主要用于便携式语音录放产品、语
音学习机、高档会说话的玩具、贺卡、工业及消费类电子产
品中[11 ] 。
BA1530 工作电压为 5～6 V , 工作电流 25 mA , 录放时
间为 20 s , BA1530 模块为 10 脚 DIP 封装 , 如图 2 所示。
Fig12 Encapsulation of BA1530 module
3 热释电红外探测数字编码无线遥控语音报
警系统接线图
图 3 为无线遥控语音报警发射电路原理图 , 主要由热释
电红外探测模块 IC1 (RDP218) 、编码集成电路 IC2 ( PT2262)
及无线电发射模块 IC3 ( YHF2T3) 组成。
IC2 是一块带地址和数据端的数字编码集成电路 , 其中
A0 ～A7 管脚用于地址编码 , 可接高电平“1”、低电平“0”或
“f”(悬空) 三种状态 , 不同的连接就是一种具体的编码 , 因此
IC2 可产生 38 = 6 561 种不重复的编码。IC3 是无线电发射模
块 , 工作电压 3～12 V , 工作频率 315 M Hz , 发射电流约 45
mA , 发射距离 1 000 m , 它是一体化结构 , 使用非常方便。
红外探测模块 IC1 和晶体管 V T1 (8550) 组成电子开关电
路 , 控制着编码集成电路 IC2 和发射模块 IC3 的工作电源。平
时 , IC1 的 ②脚为高电平 , V T1 截止 , 发射系统不工作。当人
体进入监视区时 , IC1 输出探测信号 , 它的 ②脚由高电平翻
转为低电平 , V T1 导通 , IC2 和 IC3 通电工作 , IC2 输出的编
码脉冲对 IC3 进行调制 , 然后由 IC3 向空间辐射无线电编码
遥控信号。
图 4 为无线遥控语音报警接收电路原理图 , 主要由无线
电接收模块 IC4 ( YHWT21) 、解码集成电路 IC5 ( PT2272) 及
语音录放模块 IC6 (BA1530) 组成。
Fig13 Transmitting principle diagram of
radio control alarm system
Fig14 Receiving principle diagram of radio
control alarm system
IC6 (BA1530) 是一只最新语音录放模块。录音时 , 用扬
声器作话筒 , 按住录音键 S3 (REC) 不放 , 电路进入录音状
5211第 6 期 光谱学与光谱分析
态 , 录音指示灯 V1 亮 , 直至存储器录满或松开 REC 键。放
音方法有两种 : 一种是轻触 S2 (PLA Y) 键语音录放模块进入
放音状态 , 放音指示灯 V2 亮 , 直至放音结束。另一种放音方
法是用脉冲触发 , 低电平有效。在自动控制系统中 , 用脉冲
触发放音 , 可省去放音按键 S2 。
接收模块 IC4 接收到发射机发来的遥控信号后 , 便进行
解调 , 从 IC4 的 OU T 端输出编码数据 , 送入译码器 IC5 中进
行译码。只有当编、译码的地址完全一致时 , IC5 的 V T 端便
输出一高电平脉冲 , 晶体管 V T3 (9013) 导通 , 其集电极由高
电平翻转为低电平 , 触发语音录放模块 IC6 工作 , 用事先录
制好的警示语提醒值班人员。
接收系统工作电源为 + 6 V , 可采用变压器降压、桥式
整流、电容器滤波、三端集成稳压器 7806 稳压后供电 , 也可
直接用 6 V 电池供电。
4 结 论
用一体化热释电红外传感器探测灾情 , 灵敏度高、抗干
扰能力强、安装使用方便。无线传输系统用数字编/ 译码集
成电路及无线电收/ 发模块 , 不仅传输距离远 , 而且具有一
定的保密性 , 工作十分可靠。该装置实用性强 , 具有较广泛
的应用前景。
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Application of Pyroelectric Infrared Sensor to Radio Control Alarm
System
WAN G Song2de , L IAN G Hui2qin , ZHAN G Xu2xin , ZHU Xiao2long
Physics and Electronic Science Department , Luoyang Normal College , Luoyang 471022 , China
Abstract A radio control alarm system was developed , which is composed of a pyroelectric infrared detecting module , a radio
receiving/ transmitting module , a digital encoding/ decoding IC , and a voice recoding/ playing module. When somebody enters the
surveillance area , the infrared sensor will receive and transform the radiant energy into electric signal , which is amplified by in2
ternal circuits , and then generates a control signal to start transmitting system. As the encoded pulse is modulated by the trans2
mitting module , a radio control signal will be spread to space ; When received , the signal will be demodulated , amplified , shaped
and decoded to trigger the recoding/ playing circuits , which play the recoded voice to awake watch people. The system mainly
adopts the RDP218 pyroelectric infrared detecting module , which has full function from signal receiving to output control. The
whole device is a module configuration. It has the advantage of frequency stable , work reliable , no debugging , and a remote con2
trol distance of 1 000 m , and is suitable for use in many kinds of demands.
Keywords RDP218 Pyroelectric infrared sensor ; Digital encoding ; Radio remote control ; Voice alarm
(Received Mar. 18 , 2006 ; accepted J un. 28 , 2006)
6211 光谱学与光谱分析 第 27 卷
热释电红外传感器在无线遥控报警系统中的应用
