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，通過對外圍電路的設計和相應的控制電路，實現了對樓宇人數的實時統計。給出了系統的總體結構設計，重點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，并且價格低廉，具有廣泛的應用前景。
關鍵詞：熱釋電紅外線傳感器；MCS-51單片機；VC6．0

0 引言
隨著現代社會和科學技術的迅速發展，紅外技術已經為大家所熟知。由于紅外線是不可見光，有很強的隱蔽性和保密性，已經在現代科技、國防和工農業等領域獲得了廣泛的應用，給人們日常生活和公共安全帶來了極大的便利。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，本文設計了一套實時、可行的計數設備。它以熱釋電紅外傳感器為基礎，通過對外圍電路的設計，能識別人進來(向左運動)或者出去(向右運動)的方向，進而產生不同的通道信號去觸發相應的控制電路，通過單片機編程，連接計算機，就可以對樓宇人數進行實時準確的監控。

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RE200B熱釋電紅外傳感器對周圍環境的紅外線進行實時數據采集。當有人進入傳感器的探測范圍時，傳感器將感應到的信號傳輸給下一級的放大濾波電路，經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換為人數變化的信號，同時通過串口編程將人數的變化信息通過無線模塊發送到計算機，通過計算機監控軟件將人數統計信息以圖形界面的方式實時顯示出來。

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，并將其轉換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅動各種控制電路。
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或接成差動平衡電路方式，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。