摘要：结合实际，对应用于电力行业红外对射技术的安全警示系统设计要点进行研究，希望论述后，能给该领域的设计人员提供参考。
关键词：红外对射技术；安全警示；系统设计
0前言
红外线在1800年就被人类所发现，人们就开始深入进行红外线技术的研究，已经开发出很多的应用产品，主要是应用到医疗、检测、航空、军事等行业中。因为红外线属于不可见光的范围，其有着非常高的隐蔽性与保密性，其可以进行探测、控制与测量，同时还可以应用到防盗、警戒等领域中。比如，军事或者医学行业中使用的红外线测温仪[1]，民用行业中主要是进行人体识别、运动特征探测[4]与速度检测[5]，还可以应用到安放领域中，警报器就是其中之一。红外线警报技术是目前红外线应用最为普遍的领域，这与集成电路与信息技术的发展存在直接的影响作用，并且逐步的走向智能化，最初从军用，再到现在的公共场合中的警示设施等，充分的保证人们的生命与财产安全。
1红外线报警技术
红外探测系统主要是利用物理或者电子技术，应用之后可以进行自动探测，可以准确的掌握外部的侵入问题，系统发出警报信号，能够给值班工作人员提出警示[8]。红外报警器根据组成结构形式的不同可以分为主动与被动两种，被动式探测器主要是应用光学系统、红外探测仪器以及报警系统，具体的组成部分详见图1所示。红外传感器主要是通过红外线技术来接收相应的信息，其自身并不会发射任何的能量，利用光学系统的配合可以准确的探测出某个位置的热辐射参数的变化。在人体出现在探测区域之后，系统中可以直接探测到内部的热辐射变化情况。红外传感器可以直接接收到活动人体与背景物体红外线能量变化信号，在系统处理之后可以直接发送到警报器内，发出警报信号。
2系统结构与工作原理
在地铁安全警示系统的设计中，主要包含了红外检测、信号传输与单片机操作等方面。警报器直接安装到各个警示线的位置上，然后利用红外探测装置可以直接将侵入的信号传输到系统内，如果有人直接踩踏黄线步入到警示区内，此时光线会出现切断的情况，系统会直接接收到侵入信号，传输到系统中，可以直接发出警报信号。根据地铁运行的具体状况，应该在铁门的位置上安装红外对射设备，每个门上都要安装警报语音提出装置（ISD1820），可以通过单片机来收集侵入信号，地铁门可以达到分开警报的处理。
光线切入感应器信号的情况，此时的信号会直接传输到单片机P89V51RD2的管脚上，系统通过C语言来处理收集的信号，应用P89V51RD2来进行系统控制，然后通过安装驱动语音装置，系统就会发出“请在黄线外候车”语音警示，然后才能发出红灯警示，同时在C语言环境中设置延时装置，可以达到在乘客进入到警戒线的位置上会就不会发出警报显示，在地铁离站之后就会恢复正常，并且从此进行循环使用，从节约单片机、提高管角利用率等方面，应该使用一块P89V51RD2来实现4个红外对射装置，可以达到一块P89V51RD2就能够实现多个铁门的控制，二者之间不能干扰。
2.1红外对射电路设计
在本次系统设计环节，应该选择使用更加简单的电路设计方案来体现其全部的性能，然后根据主动报警工作原理来进行系统的安装。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆应用发光二极管与一个上拉电阻，可以组合成为红外线的电路；采用CR20F20光敏晶体管直接和上拉电阻连接，从而可以构成红外接收电路。在有人进入到警戒线区域之后，系统就会发现有红外线的遮挡现实，接收电路中的电压Uo会产生电平变化，使得驱动单片机进入到警报的状态中。系统在进行设计的过程中，图纸中的其他外围电路设计主要应用的是天津锐志单片机的 P89V51RD2型号，可以达到全部的电路运行需要。
2.2系统软件设计
本次系统中的核心关键结构就是P89V51RD2单片机板，这是一种新型的80C51微控制器，包含64kBFlash和1024字节的数据RAM。该结构形式的特性就是其X2方式选项，从这个角度出发，设计人员通过系统的程序来将传统的80C51时钟频率或X2方式的时钟频率运行。从这个角度出发，可以通过另外的方式来保证时钟频率减半而依然保持系统应有的特性，能够更好的避免外部电磁干扰的影响（EMI）。
系统设计完成之后再进行调试的过程中，应用的是天津锐志单片机所开发的单片机板，然后在应用该板上进行外围电路系统的设计，在布置P89V51RD2的管脚过程中，主要是是通过系统中的闲置P1与P3的几个IO口，设计流程详见下图5所示。从图5中的情况分析可以发现，在开启系统运行之后，可以立即进入到倒计时中。根据天津地铁1号线的运行情况分析，其间隔10分钟进站一次，综合分析其调试时间，可以将系统有效时间确定为20秒，在该段时间内，如果有人超过了警示黄线，信号检测之后可以产生低电平，此时就会通过If语句就能够点亮警示灯，然后发出蜂鸣响声，在 20~30秒之间时，系统功能就不能体现出来，然后在下30秒之后可以循环反应。
3系统调试
在设计完成之后，系统调试开始前，应该根据流程图中进行P89V51RD2的安装，需要在该结构上安装数码管、蜂鸣器等报警设施，可以满足系统运行的需要。本文中所举例的警示系统运行中，地铁还未进入到地铁站内，如果有物体超出警戒线，红外线也不会接收到相应的信号，利用过P89V51RD2可以更好的控制板上的RL灯或者TL灯亮和蜂鸣器，可以更好的发挥出其警示效果，点亮警示灯，报警操作可以完成，在地铁进入到车站内之后，利用演示系统就会导致系统失效，对于地铁进站产生直接的影响。
系统调试的主要作用就是保证各项功能可以满足实际运行的需要，在多次进行整改处理之后，其可以达到应有的效果，满足系统运行的需要。在上述的调试成功后，然后利用语音模块（ISD1820）替代蜂鸣器，能够在警示的过程中发出语音报警。
4结束语
红外线技术应用到实践中已经有了很长的历史，其发挥出重大的作用，在电力行业中安全围栏、安全警示带的报警系统也尤为显著，可以更好的保证电气作业的安全性，提高整个电网的安全稳定运行，促进电力行业和其他行业的发展。
参考文献：
[1]主动红外对射式光电防盗报警器[J].韦中超，廖浚宏，张准，戴峭峰，吕冠华，梁瑞生. 光电技术应用.2013（02）
[2]红外报警系统设计[J].赵新华，郝阳，刘洋，吕淑萍. 应用科技.2013（02）
[3]基于红外检测的自动防盗报警装置的设计[J].张文. 自动化技术与应用.2013（03）
[4]无线红外周界报警器的设计[J].赵立琼. 十堰职业技术学院学报.2012（02）
[5]人体识别系统中通行识别技术的研究[J].周凡，焦科杰，牛国柱. 现代电子技术.2012（01）
论文作者:张倩然1,朱帅2,燕思潼3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/9
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