用於測距與火災偵測的紅外線技術之研究

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Title:	用於測距與火災偵測的紅外線技術之研究
Authors:	吳元凱蔡錦福
Contributors:	電子工程系
Keywords:	ZigBee (XBee) 火災偵測 MSP430 紅外線測距 LabVIEW
Date:	2011
Issue Date:	2013-08-02 15:56:13 (UTC+8)
Publisher:	台中;國立勤益科技大學
Abstract:	紅外線技術常被應用於生活中，例如：CCD攝影機、感應自動門、紅外線數據傳輸(IrDA)等等。本研究主要是利用紅外線檢測技術，進行物體定位與新型火災偵測器的研發。　　物件定位方面，本文是以近距離測距為主，利用紅外線信號隨著距離平方衰弱現象以評估物件位置。實驗是使用低成本的反射型光耦合器測距方法。透過電路的設計，我們成功的消除了來自於環境的干擾，讓紅外線感測器精確的檢測出目標物的位置。此外，我們探討分離型和模組化的感測器在不同的偵測範圍和解析度，實驗設置上，我們使用步進馬達做為目標移動平台，感測器檢測目標移動的解析度為0.1mm和1mm，使用資料擷取卡(DAQ：Data Acquisition)取得量測的資料，並透過LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)傳送至個人電腦。實驗結果表明，模組化的感測器適用在近距離(約2~15mm)的量測，分離型的適用於中距離(約25~250mm)。　　傳統的火災偵測器是以溫度或者是煙霧來檢測是否為火災，必須有足夠的量才能啟動警報。本研究使用光輻射的量測技術，並提出一個可以遠端監測的檢測系統，在火災發生的同時產生警報。我們採用特定波段(約4.3μm)的焦電型紅外線(pyroelectric infrared, PIR)感測器，針對火焰以及燃燒釋放的熱二氧化碳(CO2)做偵測；另外使用了非接觸的K型熱電偶針對模擬的悶燒環境中做溫度的監控，以驗證焦電型紅外線的檢測數據。實驗過程顯示，此系統能準確地檢測火焰與CO2輻射出的紅外線，訊號被送至微處理器MSP430作數位化處理，最後透過XBee無線傳輸，將檢測結果以圖控軟體LabVIEW顯示在個人電腦上。未來此新型火災偵測器可望開發成可攜式裝置。
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