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紅外線傳感器是利用紅外線的物理性質(zhì)來進(jìn)行測量的傳感器。紅外線又稱為紅外光，它具有反射,折射,散射，干涉，吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度（高于絕對零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測量時(shí)不與被測物體直接接觸，因而不存在膜材，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。

紅外傳感器已經(jīng)在現(xiàn)代化的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)揮著它的巨大作用，隨著探測設(shè)備和其他部分的技術(shù)的提高，紅外傳感器能夠擁有更多的性能和更好的靈敏度。紅外探測器醫(yī)用可以用于非接觸式的溫度測量，氣體成分分析，無損探傷，熱像檢測，紅外遙感以及軍事目標(biāo)的探察，搜索，跟蹤和通信等。下面我們一起來看一下紅外傳感器在生活，工業(yè)，農(nóng)業(yè)，軍事，機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用。

實(shí)例1

紅外線遙控器鼠標(biāo)器：

紅外線遙控鼠標(biāo)器的工作原理：

紅外線遙控鼠標(biāo)器由紅外發(fā)射器和紅外接收器兩部分組成，其原理方框圖如下圖所示

紅外發(fā)射器電路圖如下圖所示，IC1為編碼器集成電路VD5026。和它配對的編碼器集成電路為VD5027或VD5028。VD5026的1~8腳為地址端A0~A7，10~133腳為數(shù)據(jù)端D0~D3（和VD5028配合使用時(shí)可作地址端A8~A11），17腳為編碼信號(hào)輸出端，其輸出信號(hào)為IC2A，IC2B等組成的10KHz，脈沖發(fā)生器的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制后的脈沖信號(hào)經(jīng)IC2C，IC2D后由VT1推動(dòng)紅外發(fā)光二極管VD5,VD6發(fā)射紅外線。IC2C，IC2D有緩沖和整形的作用。R5為編碼器VD5026的震蕩電阻，它和配對的解碼器VD5027的震蕩電阻應(yīng)取相同的阻值，以保證時(shí)鐘頻率一致，否則將不能譯碼。數(shù)據(jù)端D0~D3的電平?jīng)Q定了鼠標(biāo)器的移動(dòng)方向和左右鍵的工作狀態(tài)，其電平收到S1~S6的控制，其中S1，S2控制x軸方向的正向和反向移動(dòng)，S3，S4控制Y軸方向的正向和反向移動(dòng)，S5，S6分別為鼠標(biāo)器的左，右控制鍵。所按的鍵同D0~D3電平和工作狀態(tài)的關(guān)系見下表

實(shí)例2

紅外遙控器:在我們的家用電器中，很多都用到紅外遙控器，比如我們電視遙控器，用紅外遙控器控制智能冰箱，洗衣機(jī)，空調(diào)，還有私家汽車車門等等都能看到紅外遙控器的用武之地。

1.原理

紅外遙控器是利用一個(gè)紅外發(fā)光二極管，以紅外光為載體來將按鍵信息傳遞給接收端的設(shè)備。紅外光對于人眼是不可見的，因此使用紅外遙控器不會(huì)影響人的視覺。

日常生活環(huán)境中有很多紅外光源，太陽、蠟燭火光、白熾燈、甚至是我們的身體。這些紅外光源都可能會(huì)對我們的接收設(shè)備產(chǎn)生干擾，為了屏蔽干擾，只接收有效信息，我們就需要用到調(diào)制。調(diào)制是我們使需要的信號(hào)區(qū)別于噪音方法。通過調(diào)制我們可以使紅外光以特定的頻率閃爍。紅外接收器會(huì)適配這個(gè)頻率，其它的噪音信號(hào)都將被忽略。你可以認(rèn)為這種閃爍是引起接收器“注意”的方法，正如我們?nèi)祟愄貏e容易被黃色的燈光引起注意一樣，甚至在白天

(2)信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)紅外遙控信號(hào)是一連串的二進(jìn)制脈沖碼。為了使其在無線傳輸過程中免受其他紅外信號(hào)的干擾，通常都是先將其調(diào)制在特定的載波頻率上，然后再經(jīng)紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去，紅外線接收裝置則會(huì)濾除其他雜

(3)波只接收該特定頻率的信號(hào)并將其還原成二進(jìn)制脈沖碼，也就是解調(diào)。下圖是紅外線發(fā)射與接收的示意圖。圖1中沒有信號(hào)發(fā)出的狀態(tài)稱為空號(hào)或0狀態(tài)，按一定頻率以脈沖方式發(fā)出信號(hào)的狀態(tài)稱為傳號(hào)或1狀態(tài)。在消費(fèi)類電子產(chǎn)品的紅外遙控系統(tǒng)中，紅外信號(hào)的載波頻率通常為30kHz--OkHz,標(biāo)準(zhǔn)的頻率有30kHz33kHz36KHz、36.7kHz、38kHz、40kHz和56kHz,此范圍內(nèi)的其他頻率也能被識(shí)別

編碼與解碼

既然紅外遙控信號(hào)是一連串的二進(jìn)制脈沖碼，那么，用什么樣的空號(hào)和傳號(hào)的組合來表示二進(jìn)制數(shù)的“0”和“1”，即信號(hào)傳輸所采用的編碼方式，也是紅外遙控信號(hào)的發(fā)送端和接收端需要事先約定的。通常，紅外遙控系統(tǒng)中所采用的編碼方式有三種：

1)FSK(移頻鍵控)方式

移頻鍵控方式用兩種不同的脈沖頻率分別表示二進(jìn)制數(shù)的“0”和“1'，下圖是用移頻鍵控方式對“0”和“1”進(jìn)行編碼的示意圖。

2)PPM(脈沖位置編碼)方式

在脈沖位置編偶方式下，每一位二進(jìn)制數(shù)所占用的時(shí)間是一樣的，只是傳號(hào)脈沖的位置有所不同�？仗�(hào)在前、傳號(hào)在后的表示“1”，傳號(hào)在前、空號(hào)在后的表示“0”。下圖是采用脈沖位置編碼方式對“0”和“1”進(jìn)行編碼的示意圖。

3)PWM(脈沖寬度編碼)方式

脈沖寬度編碼方式是根據(jù)傳號(hào)脈沖的寬度來區(qū)別二進(jìn)制數(shù)的“0”和“1”的。

傳號(hào)脈沖寬的是“1”，傳號(hào)脈沖窄的是“0”，而每位二進(jìn)制數(shù)之間則用等寬的空號(hào)來進(jìn)行分隔。下圖是用脈沖寬度編碼方式對“0”和“1”進(jìn)行編碼的示意圖。

在上述三種方式中，PPM(脈沖位置編碼)和PWM(脈沖寬度編碼)兩種方式是紅外遙控系統(tǒng)中最常用的。

4)紅外線信號(hào)傳輸協(xié)議

紅外線信號(hào)傳輸協(xié)議除了規(guī)定紅外遙控信號(hào)的載波頻率、編碼方式、空號(hào)和傳號(hào)的寬度等外，還對數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷竭M(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，以確保發(fā)送端和接收端之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確無誤。紅外線信號(hào)傳輸協(xié)議是為逃行紅外信傳輸所制定的標(biāo)準(zhǔn)，兒乎所有的紅外遙控系統(tǒng)都是按照特定的紅外線信專傳輸協(xié)議來進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)�。因此，要紫握紅外遙控技術(shù)，首先要熟悉紅外線信號(hào)傳輸協(xié)議以及與之機(jī)關(guān)的紅外線發(fā)射和接收芯片。

紅外遙控傳輸協(xié)很多，不少大的電氣公司，如NEC、Pliilips、Sharp、Sony 等，均制定有自己的紅外線信號(hào)傳輸協(xié)議

3、紅外線接收的解調(diào)專用電路--一體化的紅外線接收頭

前面曾經(jīng)談到，紅外遙控信號(hào)是一連串的二進(jìn)制脈沖碼。為了使其在無線傳輸過棍中免受其他紅外信號(hào)的干擾，通常都是先將其調(diào)制在特定的載波頻率上，然后再經(jīng)紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去，而紅外線接收裝置則要濾除其他雜波，只接收該特定頻率的信號(hào)并將其還原成二進(jìn)制脈沖碼，也就是解調(diào)。

目前，對于這種進(jìn)行了調(diào)制的紅外線遙控信號(hào)，通常是采用一體化紅外線接收頭進(jìn)行解調(diào)。一體化紅外線接收頭將紅外光電二極管(即紅外接收傳感)、低噪聲前置放大器、限幅器、帶通濾波器、解調(diào)器，以及整形驅(qū)動(dòng)電路等集成在一起，其外形及引腳定義如下圖(不同型號(hào)的一體化紅外線接收頭的引腳排列順序有所不同，具體請參考相關(guān)的產(chǎn)品手冊)。一體化紅外線接收頭體積小(類似塑封三極管)、靈敏度高、外接元件少(只需接電源退藕元件)、抗干擾能力強(qiáng)，使用十分方便。

一體化紅外線接收頭的型號(hào)很多，如SFH506-xx、TFMS5xxO和TK16xx、TSOPl2xx/48xx/62xx(其中“xx”代表其適用載頻)、HSOO38等。HSOO38的響應(yīng)波長為0.94m，可以接收載波頻率為38kHz的紅外線遙控信號(hào)，其輸出可與微處理器直接接口，應(yīng)用十分普遍。上圖、中圖、下圖分別是HD0038的電路框圖、應(yīng)用電路及引腳圖

紅外傳感器在各方面的應(yīng)用也十分廣泛：紅外傳感在工業(yè)工業(yè)上的應(yīng)用：如紅外無損探傷儀。

紅外傳感在在軍事上的應(yīng)用包括：瞄準(zhǔn)吊艙；直升機(jī)；無人機(jī)；預(yù)警機(jī)；偵察機(jī)；偵查車；艦艇用新型偵查技術(shù)等。

紅外傳感器應(yīng)用在智能機(jī)器人身上。

避障紅外傳感器電子小車等