现今，银行、商场、医院、办公楼等大型公共场所多采用闭路电视监控系统，其功能强大而全面。但安装运营成本非常高，并不适合中小型家庭住宅的日常报警。而基于红外探测技术的红外探测报警器安装方便、性价比高、成本低、报警准确率高，成为市场上应用最为广泛的家用报警器。

红外探测器包括基于材料温度变化的热敏式红外探测器，基于光电效应的光电式红外探测器，基于气体热胀冷缩效应的气动式红外探测器，基于激光外差技术的整流型红外探测器等。至二十一世纪，红外探测技术进一步发展，应用范围也不再局限于过去的军用领域而逐渐向民用发展。

本设计在深入了解红外探测技术的原理和单片机技术的基础上，对主动式红外报警和被动式红外报警进行比较，设计并实现了一种基于51单片机的主动式红外报警系统。该设计简洁实用，由红外发射部分，红外接收部分和单片机处理系统三大部分构成，具有检测报警，计数和复位的功能。该设计的硬件电路部分做到了集成和简化，将红外探测器与单片机相连，通过C语言编程来实现报警系统的报警计数功能。该报警器体积小，成本低，安装方便灵活，能够抵御一般的干扰，可以满足日常住宅的安防需求。

1.2  研究目标

   深入了解红外探测原理和红外探测器件的分类、结构、工作原理、性能参数，比较主动探测和被动探测系统的优缺点。在此基础上，选择性价比高的红外光探测器，设计一个红外探测及报警系统，要求系统有报警功能、计数功能、复位功能。并在实验室条件下，完成各部分的功能调试，构建报警电路并模拟报警，并巩固所学的电路分析、模拟电路原理、数字电路原理、几何光学、物理光学、光电检测技术、 C语言编程等专业知识。

2  红外报警原理

2.1  红外光

   红外光是一种波长介于微波和可见光之间的电磁波，其波长范围为760nm至1mm,是一种不可见光。按波长范围可将红外光分为三部分，即波长为760nm至3μm的近红外光，波长为3μm至30μm的中红外光，和波长为30μm至1mm的远红外光。

通常情况下，红外发射管多采用GaAs等半导体材料制作而成，其发射出的红外光信号波长范围为0.88μm～1.7μm。而用作红外接收管的光电二极管或光电三极管多由半导体硅制成。硅半导体材料对光信号的吸收峰值集中在0.78μm～1.55μm。综上所述，在实际红外探测中，多采用波长范围为760nm至3 μm的近红外光。本设计便使用了波长为940nm的近红外光。

图2.1  电磁波谱

2.2  被动式红外报警

2.2.1被动式红外报警的原理

红外探测包括：主动发射红外探测信号的主动式红外探测与被动接收物体发出的红外信号的被动式红外探测。根据热辐射理论，自然界中任何高于-273.15℃（绝对零度）的物体都会向外辐射红外光，不同温度的物体释放的红外波长也不同。在非酷热天气下，人的体温不同于背景环境的温度，故能发出与环境不同的红外光。