項目三智能防盜系統傳感網應用開發（初級）系統應用及結構系統搭建與功能體驗本項目學習目標123項目三智能防盜系統引導案例：項目三智能防盜系統引導案例：你能發現紅外對射防盜報警器的缺點嗎？智能防盜系統，綜合利用紅外傳感、霍爾傳感等智能傳感工具，減少枯燥的人員值守，可有效改善限定區域內的財產安全狀況，提高監測效率有效防范財產損失的發生。圖3-0-1新型智能防盜系統(a)應用場景智能防盜系統簡介智能防盜系統的結構(b)系統結構圖3-0-1智能防盜系統智能防盜系統由微控制器、指示報警裝置、按鍵開關、霍爾傳感模塊、紅外傳感模塊、繼電器模塊等組成。微控制器采用單片機，指示報警裝置采用功耗低、壽命長的LED顯示模塊，控制按鍵開關用于恢復傳感報警系統，傳感器用來感知安全事件的發生。通過上位機可遠程監管智能防盜系統的工作情況。MCU判斷位置及入侵性質紅外對射紅外反射霍爾線性報警輸出ADC霍爾開關防控中心服務器

復位開關系統應用及結構系統搭建與功能體驗本項目學習目標123項目三智能防盜系統引導案例：搭建模擬智能防盜系統圖1-0-2智能防盜模擬系統本項目采用在NEWLab平臺上安裝Zigbee模塊來搭建模擬智能防盜系統，實現了對紅外對射、紅外反射、霍爾開關模塊、霍爾線性模塊的監測，實現電子圍欄防控、通道人員通過監測、門禁開關狀態感知、財物位置移動等功能。系統應用及結構系統搭建與功能體驗本項目學習目標123項目三智能防盜系統引導案例：項目學習目標圖3-0-3模擬智能防盜系統項目學習目標圍繞本項目的實現可完成如下學習目標：任務一紅外傳感器任務資訊01任務實施03任務計劃與決策02任務小結04任務描述任務描述：按上級部門要求，天翼公司將對廠區安防系統進行改造，加強對圍墻和行人通道的監控。項目組規劃圍墻和通道安防檢測的可行方案中，擬定圍墻、門窗監控使用紅外對射，通道的監控使用紅外反射，構建紅外電子防護系統。任務要求：完成圍墻、門窗電子防盜圍欄的設置和室內對紅外目標的檢測和防控；基于紅外傳感器的應用，制訂防盜系統電路的搭建方案；使用紅外傳感器、繼電器、指示燈模塊搭建防盜報警電路并進行檢測調試；引導問題問題1：

你是否知道紅外線？

問題2：

生活中紅外線都有哪些用途？紅外光電傳感器NEWLab紅外傳感模塊任務資訊125光電開關和光電斷續器都是采用紅外光的光電式傳感器，均由紅外發射元件與光敏接收元件組成，可用于檢測物體的靠近、通過行為，是常用的數字量檢測的器件。光電開關和光電斷續器與繼電器配合就構成了電子開關。紅外光電傳感器傳感器及數據采集1對射型紅外光電傳感器反射型紅外光電傳感器2紅外光電傳感器從原理上講光電開關和光電斷續器差別不大，但光電斷續器將紅外光發射器、接收器放置于一個體積很小的塑料殼體中進行封裝，兩者能可準確對準。光電斷續器分為對射型和反射型兩種（a）對射型

（b）反射型1紅外發光元件；2紅外光；3光電元件；4槽；5被測物圖3-1-7光電斷續器紅外光電傳感器(1) 對射型紅外光電傳感器以紅外對射傳感器LTH-301-32為例，其結構如下圖所示，沒有外來物體影響時傳感器發光元件發射的紅外線被光電元件接收，當有物體處于發射器和接收器之間時，紅外光束被阻斷，接收器接收不到紅外線而產生一個電脈沖。對射型紅外光電傳感器1紅外發光元件；2紅外光；3光電元件；4槽；5被測物傳感器及數據采集1對射型紅外光電傳感器反射型紅外光電傳感器2紅外光電傳感器

（2）反射型紅外光電傳感器以紅外反射傳感器ITR20001/T為例，結構如圖所示，其工作波長為940nm，沒有外來物體影響時傳感器發光元件發射的紅外線不會被光電元件接接收，當有物體接近傳感器時，紅外光束被物體發射，接收器接收到紅外線而產生一個電脈沖。反射型紅外光電傳感器1紅外發光元件；2紅外光；3光電元件；4槽；5被測物紅外光電傳感器光電斷續器紅外LED可以直接用直流電驅動，其正向壓降為1.2~1.5V，驅動電流控制在幾十毫安，接收器一般采用光敏二極管或光敏三極管。光電斷續器是價格便宜、結構簡單、性能可靠的光電器件，被廣泛應用于自動控制系統和設備檢測中。光電開關的檢測距離可達數十米，其紅外光發射器一般用功能較大的紅外LED，接收器可采用光敏三極管、光敏達林頓三極管或光電池。為防止日光燈的干擾，可在光敏元件表面加紅外濾光透鏡，還可用高頻脈沖電流驅動LED來發射調制光脈沖。光電開關廣泛應用于自動化機械裝置中。紅外光電傳感器NEWLab紅外傳感模塊任務資訊125NEWLab紅外傳感模塊認識紅外傳感模塊電路板認識紅外傳感模塊的工作原理21紅外傳感模塊電路板認識NEWlab套件的紅外傳感模塊由紅外對射模塊和紅外反射模塊構成，可實現直接電壓輸出和反射AD電壓輸出。模塊各接口的名稱及功能如下：①②紅外對射傳感器LTH-301-32；③④對射輸出1、2接口J5、J6，測量紅外對射傳感器光敏三極管輸出電壓；⑤⑥紅外反射傳感器ITR20001/T；⑦⑧發射輸出1、2接口J2、J3，測量紅外反射傳感器光敏三極管輸出的電壓，即比較器1、2正端（3腳、5腳）的輸入電壓；⑨反射AD輸出1、2接口J10、J11，測量比較器1、2輸出端（1腳、7腳）電壓；⑩接地GND接口J4。⑾狀態指示燈A、B紅色指示燈電源負極輸入端J12、J7，輸入為低電平時狀態指示燈紅色LED亮，用于判斷紅外對射輸出開關量直觀顯示；⑿狀態指示燈A、B綠色指示燈電源負極輸入端J13、J8，輸入為低電平時狀態指示燈綠色LED亮，用于判斷紅外對射輸出開關量直觀顯示。NEWLab紅外傳感模塊認識聲音傳感模塊電路板認識聲音傳感模塊的工作原理21紅外傳感模塊的電路原理圖3-1-9紅外對射傳感電路

紅外傳感模塊的電路原理圖3-1-10紅外反射電路紅外傳感模塊的電路原理

用一個紅外對射傳感器模擬紅外電子圍欄，沒有物體入侵即通過傳感器時，紅外光被感應，接收器導通，J5為低電平；當有物體通過傳感器時，紅外光被阻斷，接收器截止，J5為高電平。

用一個紅外反射傳感模塊模擬通道檢測人員通過情況，沒有人員經過通道時，紅外光不會被反射，接收器截止，比較器采集的電壓比基準電壓高，J2輸出為高電平；當有人員經過時，紅外光被發射，接收器接受紅外型號，接收器導通，比較器的采集電壓比基準電壓低，D1輸出為低電平。聲音傳感模塊的工作原理聲音傳感模塊電路圖測一測

聲音傳感器的信號檢測依據是什么？涉及哪些環節？想一想生活中其他用到傳感器的場景，同學們說說還有哪些？任務一使紅外傳感器任務資訊01任務實施03任務計劃與決策02任務小結04智能紅外防控系統結構分析智能紅外防控系統電路設計分析規劃與實施準備123任務計劃與決策智能紅外防控系統結構分析

本任務使用紅外對射和紅外反射傳感模塊來控制報警燈的亮滅情況，其輸出的開關量信號送至相應的繼電器控制端口；通過判斷繼電器模塊控制的報警指示燈的亮滅就可以直觀的觀測到紅外對射和紅外反射遇到遮擋物時的輸出狀況，其結構模擬圖和系統結構圖如下圖所示。系統由安裝在矮墻或窗口上紅外對射電子圍欄和通道內的紅外反射監測點、對入侵目標位置及下達報警及響應的指令的防控中心等組成。圖3-1-11電子圍欄與通道檢測檢測系統示意圖圖3-1-12紅外防盜系統結構智能紅外防控系統結構分析智能紅外防控系統電路設計分析規劃與實施準備123任務計劃與決策智能紅外防控系統電路設計

本次任務主要應用紅外對射和紅外反射傳感器，根據傳感器采集到的數據，識別圍欄入侵和行人通過情況。通過燈光顯示入侵位置和風險等級的判斷結果。通過檢測輸出電壓和指示燈繼電器的工作狀況可以進一步深入了解紅外模塊的工作原理。圖3-1-13電子圍欄與通道檢測系統電路設計框圖智能紅外防控系統結構分析智能紅外防控系統電路設計分析規劃與實施準備123任務計劃與決策智能紅外防控系統分析與規劃項目名稱智能防盜系統任務名稱紅外傳感器計劃方式分組完成、團隊合作、學材分析、資料調研計劃要求1.

能依據連線圖搭建智能紅外防控系統硬件體系；2.能熟練使用繼電器模塊；3.能依據電路預設功能和端點的信號設定進行模塊狀態測量；4.

能依據測量結果準確判斷紅外傳感器的狀態，分析結果；序號主要步驟1

2

3

4

5

6

7

8

聲音傳感模塊的工作原理聲音傳感模塊電路圖測一測

聲音傳感器的信號檢測依據是什么？涉及哪些環節？想一想生活中其他用到傳感器的場景，同學們說說還有哪些？任務一使紅外傳感器任務資訊01任務實施03任務計劃與決策02任務小結04任務實施模塊電路搭建功能測試分析測量結果測評與分析硬件環境搭建系統中的指示燈模塊用于指示電子圍欄處有無入侵發生。紅外模塊上的紅色指示燈用于指示入口通道在監控時間段內有無入侵發生。先參照圖3-1-14將紅外模塊依安裝在NEWLab實驗底座上。為規范清晰表達各路連接，同學們可參考圖3-1-13完成模塊間的連接。 紅外反射1的反射輸出端J2至J12； 紅外對射1的輸出端J5連至繼電器模塊中繼電器1的輸入端J2； 繼電器1的NO端J9連接指示燈模塊1的12V+， 繼電器1和2的COM端連接NEWLab實驗平臺的12V+， 指示燈模塊的12V—連NEWLab實驗平臺上電源端12V—。

NEWLab實驗平臺上紅外反射模塊、紅外傳感模塊和繼電器模塊上的GND是相通的，所有可以不用考慮負極的處理。硬件環境搭建圖3-1-14紅外防盜系統接線圖任務實施模塊電路搭建功能測試分析測量結果測評與分析任務實施檢測系統工作狀態下面進行電路模塊工作狀態測試，了解指示燈各個狀態的含義及紅外模塊工作中的輸出狀態。電路接線檢查無誤后將通訊模式調至自動模式，并打開電源后兩個模塊power狀態指示燈默認亮起。任務實施

檢測系統工作狀態下面進行電路模塊工作狀態測試，了解指示燈各個狀態的含義及紅外模塊工作中的輸出狀態。電路接線檢查無誤后將通訊模式調至自動模式，并打開電源后兩個模塊power狀態指示燈默認亮起。任務實施

紅外對射工作狀態及對應輸出使用紅外實驗擋片放入紅外對射1的凹槽中，遮擋紅外信號，此時繼電器1動作，常閉端斷開，常開端閉合，電子圍欄1狀態燈亮。取走紅外實驗擋片，繼電器1常開端斷開，常閉端閉合，電子圍欄1狀態燈熄滅。結果表明，只要電子圍欄1燈亮起即表明有非法入侵，需巡防人員盡快布控檢查。任務實施

紅外反射工作狀態及對應輸出使用紅外實驗擋片靠近紅外反射1的正上方，反射紅外信號，此時紅外傳感模塊的紅色LED即通道檢測指示燈亮；取走紅外實驗擋片后，通道檢測指示燈滅。結果表明，通道檢測點燈亮起即有非法入侵，需巡防人員盡快布控檢查。用相同的方法可以檢測通道2的工作狀態。任務實施模塊電路搭建功能測試分析測量結果測評與分析任務實施

紅外對射模塊的常態輸出電壓和工作輸出電壓不遮擋紅外對射的凹槽時，用萬用表測量輸出常態工作電壓。先把萬用表調至直流電壓0-6V擋，黑色表筆連接紅外傳感模塊的J4即GND端，紅色表筆連接紅外對射1的輸出端紅外對射輸出1口即J5，測得紅外對射的常態輸出電壓。用紅外遮擋片遮擋紅外對射