基于热释电红外传感器的弱磁信号智能采集方法研究

对弱磁信号采集受到环境干扰和采集传感设备部署节点不合理等因素的影响,导致采集的信号具有大量干扰噪声,为了提高弱磁信号采集的分辨能力,结合阵列信号处理技术,提出基于热释电红外传感器的弱磁信号智能采集方法。构建弱磁信号智能采集的热释电红外传感器的节点分布阵列模型,结合相位偏移修正和噪声干扰抑制的方法,构建弱磁信号采集的滤波模型,基于信号波形的相干阵列检测方法实现对弱磁信号的空域特征增强,结合多径信号相干匹配技术和相应的多个DOA估计技术,通过热释电红外传感器的阵列节点输出信号的增强和滤波处理实现信号智能采集。实验结果表明,采用该方法进行弱磁信号智能采集的输出信号幅度和相位增益性较好,输出信噪比为45.9 dB,弱磁信号的误码率为0.55 bit,说明本方法具有实用性。

一种耐高温的柔性压电/热释电双功能传感器

提高压电聚合物的耐温性,且构建压电特异结构提高电学输出特性,成为柔性耐高温压电/热释电双功能传感器制造的关键.本文采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维薄膜,通过程序控温对PAN纳米纤维膜进行热处理得到了耐高温的柔性纤维薄膜.研究结果表明,PAN耐高温柔性纤维薄膜纳米传感器可以在高温环境(>500℃)中使用,其输出性能随热处理温度的升高先增大(<260℃)后基本保持不变(260—450℃),最后输出性能减小(>450℃),当热处理温度达到260℃时,输出电压可达10.08 V,输出电流达到2.89μA,与未进行热处理的PAN膜相比,其输出电压和电流分别提高了3.54倍和2.83倍.同时,该传感器在高温环境下的输出不发生变化.发现热处理的PAN具有热释电效应,且热释电输出随着温度梯度的增大而变大.在5000次的敲击循环测试中,经过热处理的PAN纳米纤维薄膜传感器具有稳定的输出,这表明该传感器有望应用在消防安全、航空航天等高温环境中.

近红外光谱传感器的测点热误差补偿方法设计

红外光谱传感器测量受测点不合理产生的热误差影响存在测量偏差较大的问题。提出一种近红外光谱传感器测点热误差补偿方法。根据近红外光谱传感器热变形和测点温度之间的关联性,确定近红外光谱传感器最佳测温点。根据偏F统计量的检验在回归模型中加入拟合处理后的温度变量,删除前期无利用价值的温度变量,以此为依据建立测点热误差模型。根据测点热误差模型中的约束条件,对各个测点进行标定处理,同时引入人工神经网络对近红外光谱传感器各个测点进行温度拟合补偿。实验结果表明,所提方法得到的测点热误差补偿量最高值为45μm、对丝杠XYZ三个轴的补偿量与实际值一致、补偿后的误差控制在4.5μm以内。证明采用所提方法可以获取满意的近红外光谱传感器温度补偿结果。

基于CNN-LSTM神经网络的热释电红外传感器人员识别

针对热释电红外(PIR)传感器在室内人员识别系统的结构以及识别的准确率问题,设计了一种新型的无线分布式PIR传感器系统,并提出了一种人员识别的新方法。系统采用2只分布在不同高度的PIR传感器,结合对菲涅尔透镜的视场角调制,能够有效探测运动人体的红外信号。通过对2只PIR传感器时域输出信号的采集分析,采用快速傅里叶变换(FFT)算法获取时域信号特征,并将信号特征进行融合。使用深度学习卷积神经网络-长短期记忆(CNN-LSTM)神经网络进行人员的分类识别。实验结果表明:该设计方法在人员的分类识别上实现了99.29%的准确率,在室内人员识别场景中具有良好的应用价值。

基于热释电红外传感器的运动目标识别方法

为精准地识别运动目标,研究基于热释电红外传感器的运动目标识别方法。构建热释电红外传感器模型,采集红外运动目标图像,通过菲涅尔透镜阵列分割和标记编码空间视觉范围,确定相应运动目标所在地点;将图像进行灰度化、阈值化、小波变换结合自适应增强算法增强处理,利用小波分析法提取图像特征,输入卷积神经网络,输出结果即运动目标识别结果。实验结果表明:所研究方法能够有效识别出运动目标,目标的检测概率近似100%,迭代训练的损失值较低,维持在0.2~0.4区间内,精度值较高,保持在0.8~1.0之间,提取的图像特征值最高可达到1,可实现高精度的目标识别。

基于热释电红外传感器的静态人体存在感应器设计

针对常规传感器的输出信号幅值小,获取传感数据异常,导致静态人体生理信号感应数据不精准的问题,设计了基于热释电红外传感器的静态人体存在感应器。构建静态人体存在感应器整体结构,通过感光元件将波长较小的红外信号转化为电子信号形式。利用基于菲涅尔透镜信号聚焦模块,聚焦热释光红外信号。采用热释电信号放大模块,便于热释电信号的放大。利用定时计数和测量脉宽方式甄别人体生理有效信号。构建整体旋转变换矩阵,校正传感位置数据。根据Lambert-Beer定律,分析血氧饱和度和吸光度变化量之间关系,感应血氧饱和度信号。利用热释电效应的形成机理,结合最小二乘拟合法感应脉搏信号。由实验结果可知,该感应器感应的血氧饱和度数值与实际数据分别存在最大为3%、脉搏频值最大数值偏差为1次,能够有效感应人体生理信号。

热释电红外传感器的动态稳定传输方法

为确保热释电红外传感器在消杀装置中的信号传输稳定性,提高探测准确性和灵敏度,文章通过热释电红外传感器在消杀装置中实现对人体红外信号的完整准确获取,将人体发射的热源信号稳定传输成电信号,完成消杀作业。与热释电红外传感器的传统使用和设计方法相比,该设计考虑到三种不同移动方式的热源,从而完成三种不同的喷洒消杀方式,可让不同的喷洒消杀方式更好地应对热释电红外传感器在不同使用场所下遇到的各种情况,提高消杀效率,增强消杀效果。

一种热释电红外控制芯片设计

热释电红外技术已广泛应用于交通出行和智能家居等领域。用于接收、放大、处理热释电红外传感器输入信号的控制芯片的优劣,是衡量热释电红外产品性能的重要标准。设计出一款用于照明控制、防盗报警等领域的热释电红外控制芯片。该芯片是一款基于5 V 1P3M CMOS工艺的低静态功耗、芯片面积小的热释电红外控制芯片,只有8个引脚,外围器件少,可与传感器合封,具有小型化,能有效抑制手机、Wi-Fi等射频干扰的优势。仿真结果表明,芯片的静态功耗小于20μA,动态功耗小于1 mA,在3.0~5.5 V电压范围内能正常工作,有效面积约为0.309 mm^(2)。

动态下红外热释电传感器的目标定位方法

为了提高热释电传感器的探测灵敏度,拓宽其传统使用范围,提出了一种动态下热释电传感器发现人体目标并测向测距的新型使用方法。该方法大大扩展了热释电传感器的探测范围,根据波形能准确判定目标的方向,利用经验值推断出人体的目标距离。该系统采用热释电红外传感器作为探测器,创新运用红外透镜代替传统用法中的菲涅耳透镜,在步进电机的匀速带动下,单片机记录测量区域的原始红外波形(在环境基本不变且没有目标进入的情况下,波形具有一定规律且基本保持不变);目标进入测量区域内时将引起原始规律变化,单片机利用帧间差分法求出变化的波形,判断目标有无及方向、距离等结果。与热释电传感器的传统使用方法相比,该方法具有反应迅速、探测灵敏、探测范围大、可测向测距等新特点,大大拓宽了热释电传感器的使用范围,进一步提升了其在安防和智能家居系统中的应用。

基于热释电红外传感器探测距离影响因素的研究

为提高热释电红外传感器对目标(行人)的探测距离,对被动式红外传感器探测系统和红外信号进行了研究.由于热释电红外传感器的信号与目标(行人)的感知部位、环境与目标温度差值、透镜的面积和区段数量有关,设计了一种测试红外传感器探测系统感知距离的试验方法.实验结果表明,在考虑了影响探测距离的几个因素后,改进后的红外探测系统探测距离由原来的10m提高到40m,红外信号探测良好.试验方法和结果对其他同类型探测系统的研究有一定的指导和借鉴意义.

基于热释电红外传感器微弱信号处理电路的设计与分析

微弱信号处理一直是传感器应用电路中一个棘手的热点问题[1]。信号提取的重点则是如何对特定频率的微弱信号实现有效的提取并放大[2-4]。文中通过对热释电红外传感器[5-6]探测器出来的信号进行分析,结合设计要求,经过严格的参数计算,对整个信号处理电路进行了合理的分级设计[7],经测试,电路具有良好的选频特性和滤波效果,具有最佳的平坦特性[8],实现了微弱信号的精确放大[9-10]。

铁电薄膜热释电非致冷红外传感器研究

阐述了铁电薄膜热释电非致冷红外传感器的工作原理,对铁电薄膜材料的要求及sol gel铁电薄膜电性能。研究了BST铁电薄膜红外传感器的制备工艺与测试方法。研制出单元和8元、9元、10元线列铁电薄膜热释电非致冷红外传感器。

利用热释电红外传感器探测人体运动特征

热释电红外(PIR)传感器探测人体发出的红外辐射,在有效探测范围内可实现运动人体的检测。由于它的低成本低功耗,在入侵检测及自动照明控制等方面有广泛的应用。本文对用这种传感器提取人体行走时的运动特征进行了研究。人作为动态的分布式的红外源由体貌特征及步态特征所决定,利用探头表面安装有菲涅耳透镜的PIR传感器得到时域电压信号,对信号的频谱特性进行分析来解析人体的运动特征。采用主成分分析方法对不同个体不同速度的数据进行分类,探讨了这种方式应用于人体运动特征信息的提取及分类识别的可行性。实验结果表明,不同的人以不同的速度步行的频谱数据足以用来分类识别,为安全级别较低场所的人体身份识别提供了一种低成本的方案。

热释电红外传感器在防盗系统中的应用

介绍一种自动防盗报警系统。该系统由热释电红外传感器、电话和检控电路组成。若有人体在警戒范围内移动 ,红外传感器检测出信号 ,检控电路使电话自动拨号 (如 110 ) ,并通过其中的语言电路报告现场地址。

基于热释电红外传感器的车流量监测系统

说明了车流量检测系统的硬件设计原理图,阐述了当车辆通过时红外传感器感受到信号经过检测电路实现脉冲检测的原理,叙述了车辆计数的设计思路和软件程序的设计与实现。软件设计利用外部中断和定时器等多个中断。文中对单片机接收检测电路的脉冲序列进行了分析。系统以AT89C51作为系统核心控制单元,由8列×4行的RT12864液晶显示器显示结果。系统还配备了存储器24C256来实现对数据的存储,配备RS-232串行接口与上位机通信。文中对实时显示车流量数进行了程序设计。该方案应用于车辆检测系统中,经过验证是有效、实用的方法。

钽酸锂薄膜材料及其热释电红外传感器应用研究进展

介绍了钽酸锂薄膜材料及其热释电红外传感器应用研究概况;简要阐述了热释电红外传感器的工作原理;着重分析了钽酸锂薄膜材料的新制备技术,以及在热释电红外传感器应用方面的研究现状;指出了钽酸锂薄膜材料及其热释电红外传感器应用研究发展前景。

基于热释电红外传感器的人体追踪电机控制的应用

立足于当今物联网技术的发展以及智能家居的研究现状,设计了一种基于热释电红外传感器的智能人体追踪电扇。该设计采用MSP430F149单片机作为控制器,通过5个HC-SR501热释电红外传感器组对人体位置的实时检测,实现左右和上下二维方向追踪人体。整个系统实用性强、集成度高、价格便宜、体积轻巧,具有广阔的应用前景。

融合热释电红外传感器与视频监控器的多目标跟踪算法

现有基于热释电红外传感器的多目标跟踪系统在目标之间距离较近或者轨迹相交的情况下存在着误差较大的缺点.针对此缺点,提出了一种新型的基于热释电红外传感器与视频监测器协同工作的多目标跟踪方案.该方案可以充分利用两种传感器的优势,弥补在目标跟踪中的不足.算法采用最小二乘法利用热释电信息进行定位,并通过从图像或热释电传感器信号的幅频特性中提取特征信息来校正联合概率数据关联算法的关联矩阵,有效避免了错误关联.实验表明,该方案在多目标交叉情况下跟踪误差仅为其它算法的八分之一到四分之一.

基于热释电红外传感器的火灾探测系统设计

介绍了热释电红外传感器的结构、工作原理及特点;设计了一个基于此类传感器的红外火灾探测系统;运用BP神经网络分析了火灾识别算法;促进了消防技术的发展。

热释电红外传感器原理及应用

阐述了热释电红外传感器的结构及工作原理,并简要介绍了现在流行的红外组合件构造及滤光镜的使用。最后,以用SD02构成的热释电人体红外报警器为例介绍了热释电红外传感器的应用。