基于树莓派的红外感应系统的设计.docx

摘要：树莓派是由慈善组织“树莓派基金会”开发的。2012年3月，来自英国剑桥大学的埃本·阿普顿发布了世界上最小的台式机，只有一张信用卡的大小，但拥有电脑的所有基本功能，这就是树莓派电脑板，我们给它一个中文名字"树莓派"。树莓派有着广泛的用途，它是专为想要学习电脑编程的年轻人和业余兴趣者们设计的，提供一个价格便宜，具有基本功能的硬件平台。它是基于ARM的微机主板，内存硬盘是SD卡，卡片主板周围有四个USB接口和一个网络接口，它可以连接普通的计算机键盘、鼠标和网线，与此同时还具有视频模拟信号TV输出接口和HDMI高清视频输出接口。

-电力作为一种非常干净方便的能源普遍的应用在我们的生活与生产的各个方面，因此节约电能是非常重要的，要节能第一件要做的就是做到节约能源，其次再通过更加深入的科学研究发明，我们可以发明出更加符合人们日常使用习惯和节能的电器。HC-SR501热释电人体红外传感器能够检测出人或动物自身所发射出的红外信号进而而输出一个电信号。其实早在二十世纪三十年代末就有人提出过将热释电效应应用到探测红外辐射上，不过遗憾的是并没有得到社会的广泛关注，直到上世纪中期60年代左右，随着红外线技术和激光的迅速成长，关于热释电效应的研究和广泛的应用热释电晶体这一事件才又开始被推动。现如今，热释电晶体早已被广泛的使用在红外遥感、红外光谱仪和热辐射探测器上，它现在已经可以被当作是红外激光的一种探测器并且实际的应用效果也很理想。与此同时，人们也正计划把它广泛的应用到各种自动化控制的装置里面去。 

关键词：HC-SR501红外传感器；菲尼尓透镜；树莓派；PWM技术

目录

摘要

Abstract

第一章 前言-1

1.1 背景及意义-1

1.2 红外感应系统的简介-2

1.3 人体红外感应灯的研究现状和发展趋势-2

1.4 基于PWM调光的智能LED灯的发展现状-3

1.5 课题研究的任务和拟解决的问题-5

1.5.1 课题研究的任务-5

1.5.2 课题拟解决的关键问题-5

1.6 本章小结-6

第二章 人体红外感应系统设计-7

2.1 研究的内容-7

2.2 总体方案设计-7

2.2.1 总体方案论证与比较-7

2.2.2 总体方案设计-9

2.3 本章小结-10

第三章 硬件系统的设计-11

3.1  树莓派简介-11

3.1.1树莓派的演变与型号的选择-11

3.1.2树莓派引脚介绍-13

3.2 红外线采集电路的设计-13

3.2.1 人体红外传感器的选择-13

3.2.2 HC-SR501人体红外传感器的工作原理-14

3.2.3 两种触发方式-14

3.2.4 热释电效应-15

3.2.5 菲尼尓透镜-16

3.2.6 HC-SR501人体红外传感器与树莓派引脚连接介绍-17

3.3 PWM调光电路设计-17

3.3.1 两种调光方式的选择-17

3.4 灯光颜色调节电路设计-18

3.4.1 三色LED变色灯原理-18

3.4.2 三色LED变色灯与树莓派引脚连接介绍-20

3.4.3 三个按键与树莓派引脚连接介绍-20

3.5 整体电路设计-20

3.6 本章小结-20

第四章 系统软件的设计-21

4.1 实现树莓派远程访问-21

4.2树莓派与HC-SR501人体红外传感器实现通信-24

4.3 树莓派蓝牙连接-24

4.4 本章小结-25

第五章 系统测试结果及分析讨论-26

5.1 HC-SR501人体红外传感器的使用测试-26

5.2 通过PWM调节灯光的明暗-26

5.3 误差分析及讨论-30

5.4 本章小结-30

第六章 论文总结与展望-31

6.1 论文总结-31

6.2 困难及解决方案-31

6.3 展望-32

参 考 文 献-33

致 谢-35

附 录-36