?
紅外傳感系統(tǒng)是用紅外線為介質的測量系統(tǒng)，按照功能可分成五類， 按探測機理可分成為光子
探測器和熱探測器。 紅外
傳感技術已經(jīng)在現(xiàn)代
科技、國防和工農業(yè)等領域獲得了廣泛的應用
?
紅外線對射管的驅動分為電平型和脈沖型兩種驅動方式。由紅外線對射管陣列組成分離型
光電傳感器。該傳感器的創(chuàng)新點在于能夠抵抗外界的強光干擾。太陽光中含有對紅外線接收管產(chǎn)生干擾的紅外線，該光線能夠將紅外線接收
二極管導通，使系統(tǒng)產(chǎn)生誤判，甚至導致整個系統(tǒng)癱瘓。本傳感器的優(yōu)點在于能夠設置多點采集，對射管陣列的間距和陣列數(shù)量可根據(jù)需求選取。
?
紅外線技術在測速系統(tǒng)中已經(jīng)得到了廣泛應用，許多
產(chǎn)品已運用紅外線技術能夠實現(xiàn)車輛測速、探測等研究。紅外線應用速度測量領域時，最難克服的是受強太陽光等多種含有紅外線的光源干擾。外界光源的干擾成為紅外線應用于野外的瓶頸。針對此問題，這里提出一種紅外線測速傳感器設計方案，該設計方案能夠為多點測量即時速度和階段加速度提供技術支持，可應用于公路測速和生產(chǎn)線下料的速度稱量等
工業(yè)生產(chǎn)中需要測量速度的環(huán)節(jié)。
?
紅外技術已經(jīng)眾所周知，這項技術在現(xiàn)代科技、國防科技和工農業(yè)科技等領域得到了廣泛的應用。紅外傳感系統(tǒng)是用紅外線為介質的測量系統(tǒng)，按照功能能夠分成五類：（1）輻射計，用于輻射和光譜測量；（2）搜索和跟蹤系統(tǒng)，用于搜索和跟蹤紅外目標，確定其空間位置并對它的運動進行跟蹤；（3）熱成像系統(tǒng)，可產(chǎn)生整個目標紅外輻射的分布圖像；（4）紅外測距和
通信系統(tǒng)；（5）混合系統(tǒng)，是指以上各類系統(tǒng)中的兩個或者多個的組合。
?
紅外傳感器根據(jù)探測機理可分成為：光子探測器（基于光電效應）和熱探測器（基于熱效應）。
?
原理
?
待測目標
?
根據(jù)待測目標的紅外輻射特性可進行紅外系統(tǒng)的設定。
?
大氣衰減
?
待測目標的紅外輻射通過地球大氣層時，由于氣體分子和各種氣體以及各種溶膠粒的散射和吸收，將使得紅外源發(fā)出的紅外輻射發(fā)生衰減。
?
?
它接收目標的部分紅外輻射并傳輸給紅外傳感器。相當于雷達
天線，常用是物鏡。
?
輻射調制器
?
對來自待測目標的輻射調制成交變的輻射光，提供目標方位
信息，并可濾除大面積的干擾
信號。又稱調制盤和斬波器，它具有多種結構。
?
紅外探測器
?
這是紅外系統(tǒng)的核心。它是利用紅外輻射與物質相互作用所呈現(xiàn)出來的物理效應探測紅外輻射的傳感器，多數(shù)情況下是利用這種相互作用所呈現(xiàn)出的電學效應。此類探測器可分為光子探測器和熱敏感探測器兩大類型。
?
探測器制冷器
?
由于某些探測器必須要在高溫下工作，所以相應的系統(tǒng)必須有制冷設備。經(jīng)過制冷，設備可以縮短響應時間，提高探測靈敏度。
?
信號處理系統(tǒng)
?
將探測的信號進行放大、濾波，并從這些信號中提取出信息。然后將此類信息轉化成為所需要的格式，最后輸送到控制設備或者顯示器中。
?
顯示設備
?
這是紅外設備的終端設備。常用的顯示器有
示波器、顯像管、紅外感光材料、指示儀器和記錄儀等。
?
依照上面的流程，紅外系統(tǒng)就可以完成相應的物理量的測量。紅外系統(tǒng)的核心是紅外探測器，按照探測的機理的不同，可以分為熱探測器和光子探測器兩大類。下面以熱探測器為例子來分析探測器的原理。
?
熱探測器是利用輻射熱效應，使探測元件接收到輻射能后引起溫度升高，進而使探測器中依賴于溫度的性能發(fā)生變化。
檢測其中某一性能的變化，便可探測出輻射。多數(shù)情況下是通過熱電變化來探測輻射的。當元件接收輻射，引起非電量的物理變化時，可以通過適當?shù)淖儞Q后測量相應的電量變化。
?
圖上所示為
歐姆龍公司生產(chǎn)的漫反射式和對射式光電傳感器，這兩種傳感器主要用于事件檢測和物體定位。圖中的紅燈和綠燈表示傳感器的狀態(tài)。
?
紅外傳感器已經(jīng)在現(xiàn)代化的生產(chǎn)實踐中發(fā)揮著它的巨大作用，隨著探測設備和其他部分的技術的提高，紅外傳感器能夠擁有更多的性能和更好的靈敏度。
?
類型
?
紅外線傳感器依動作可分為：
?
（1） 將紅外線一部份變換為熱，藉熱取出
電阻值變化及電動勢等輸出信號之熱型。
?
（2） 利用
半導體遷徙現(xiàn)象吸收能量差之光電效果及利用因PN 接合之光電動勢效果的量子型。
?
熱型的現(xiàn)象俗稱為焦熱效應，其中最具代表性者有測輻射熱器 （THERMAL BOLOME
TER），熱電堆（THERMOPILE）及熱電（PYROELECTRIC）元件。
?
熱型的優(yōu)點有：可常溫動作下操作，波長依存性（波長不同感度有很大之變化者）并不存在，造價便宜；
?
缺點：感度低、響應慢（MS之譜）。
?
量子型 的優(yōu)點：感度高、響應快速（ΜS 之譜）；
?
缺點：必須冷卻（液體氮氣） 、有波長依存性、價格偏高；
?
紅外線傳感器特別是利用遠紅外線范圍的感度做為人體檢出用，紅外線的波長比可見光長而比電波短。紅外線讓人覺得只由熱的物體放射出來，可是事實上不是如此，凡是存在于自然界的物體，如人類、火、冰等等全部都會射出紅外線，只是其波長因其物體的溫度而有差異而已。人體的體溫約為36～37°C，所放射出峰值為9～10微米的遠紅外線，另外加熱至400～700°C的物體，可放射出峰值為3～5微米（不是MM）的中間紅外線。
紅外監(jiān)測是安防設計中常用的一種傳感器，通過該傳感器可以快速的探測到移動的物體，目前許多攝像頭上都集成了紅外移動偵測開關，可以在有移動物體入侵的時候快速的啟動攝像設備觀察和拍照記錄，這樣就可以有效的避免了攝像頭長期工作中浪費電能和影響其使用壽命，本節(jié)博客將基于DragonBoard410c開發(fā)板來實現(xiàn)通過紅外移動偵測傳感器來探測人體的運動，具體的設計如下：
一、硬件設備的準備
這里大家首先要準備的硬件設備包括一個Dragonboard 410c開發(fā)板、給開發(fā)板供電的電源、面包板和杜板線等，如下圖1所示：
圖1 DragonBoard 410c開發(fā)板及相關套件
Dragonboard 410c開發(fā)板是由高通推出的一塊面向創(chuàng)客群體的開發(fā)套件，體積小但是功能非常強大，具體的資料和相關的學習內容可以在http://qualcomm.csdn.net/上有詳細介紹。
然后還需要，準備一個紅外感應模塊，本文使用的是常用的HC-SR501紅外模塊，如下圖2所示，該模塊的技術參數(shù)如下：
1）工作電壓：DC5V至20V
2）靜態(tài)功耗：65微安
3）電平輸出：高3.3V，低0V
4）延時時間：可調（0.3秒~18秒）
5）封鎖時間：0.2秒
6）觸發(fā)方式：L不可重復，H可重復，默認值為H
7）感應范圍：小于120度錐角，7米以內
8）工作溫度：-15~+70度
9）PCB外形尺寸：32*24mm，螺絲孔距28mm，螺絲孔徑2mm，感應透鏡尺寸：（直徑）：23mm（默認）
圖2 HC-SR501人體紅外感應模塊
以上就是所使用的硬件，開發(fā)軟件工具的準備大家可以參考http://blog.csdn.net/andymfc/article/details/52127413中的軟硬件環(huán)境的搭建過程，因為我們最終要完成對紅外感應開關的控制主要還是需要通過GPIO控制來實現(xiàn)，
二、軟件環(huán)境的搭建
本文在設計程序過程中，使用的是linux操作系統(tǒng)，Dragonboard 410c開發(fā)板linux系統(tǒng)的安裝和環(huán)境搭建參考https://developer.qualcomm.com/hardware/dragonboard-410c/tools上的資源和工具，下載linux鏡像和使用手冊根據(jù)使用手冊進行安裝，完成linux環(huán)境的搭建。
完成linux環(huán)境的搭建后還需要在linux環(huán)境下安裝一個QT庫，該庫的移植可以參考博客http://blog.csdn.net/andymfc/article/details/52368199，這個庫主要是為后續(xù)我們設計和開發(fā)紅外人體傳感器模塊提供相應的顯示功能，以上就是整個開發(fā)過程中的軟件環(huán)境的搭建。
三、硬件連接
準備好硬件后，我們各個硬件模塊用杜邦線進行連接，如下圖3所示。這里連接過程需要注意，供電直接從Dragoboard 410c開發(fā)板提供的5v電源給紅外感應模塊進行供電，完成連線后，如果大家手中有萬用表最好先測量一下，看是否有出現(xiàn)短路現(xiàn)象，還有一點就是在I/O口連接的過程中，不能直接將紅外模塊的輸出I/O口接到Dragoboard410c開發(fā)板上，應為開發(fā)板的I/O電壓為1.8v，而紅外模塊的輸出電壓為3.3v，直接接會導致系統(tǒng)工作不問題，I/O口被燒壞。
圖3 硬件連接示意圖
四、軟件設計
完成硬件連接后，接著就可以進行軟件設計了，軟件設計中主要是采用QT作為界面，然后通過調用系統(tǒng)函數(shù)來訪問和控制相關的GPIO口來監(jiān)測和讀取紅外感應模塊輸出端的電平變化，對其輸出進行監(jiān)測，具體的軟件設計與http://blog.csdn.net/andymfc/article/details/52127413GPIO程序設計一樣，只是在上層增加了QT來進行處理，在QT環(huán)境下通過一個定時器來控制GPIO訪問的頻率，然后將獲取的結果顯示到界面上，核心程序設計如下：
int get_Infrared _status（int Key）{
int tmp=1;
int time=0;
Write_GPIO（Infrared_stat， 1） ;
do{
delay_ms（10）;
if（Read_GPIO（infrared_stat， &tmp）==0）{
time++;
}
else return -1;
if（time》=100）{
break; //輸出的電平維持時間超過1s，表示探測到人體，退出檢測。
}
}while（！tmp）
if（time》=50）{ //輸出電平大于0.5s認為有人體進入，不是干擾
return 1;
}
else return 0;
}
五、測試
完成軟件設計后，利用qmake工具進行交叉編譯，編譯后的文件下載到安裝了linux的Dragoboard 410c開發(fā)板，并將開發(fā)板的HDMI輸出連接到顯示器上，運行后用手在傳感器邊上移動，可以看到LED燈變亮和熄滅。
總結，本文介紹了大家如何通過Dragobard 410c開發(fā)板來實現(xiàn)紅外感應監(jiān)測，后續(xù)大家還可以結合前面有關利用Dragobard和攝像頭實現(xiàn)幀測的博客，實現(xiàn)一個利用紅外傳感器來喚醒攝像頭工作進行基于觸發(fā)方式的拍照和監(jiān)測功能。
