一種紅外成像測溫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及紅外成像測溫【技術領域】，具體地來說為一種采用可見光作為輔助定位的紅外成像測溫系統(tǒng)，采用采集紅外圖像信號的紅外信號采集單元、采集可見光圖像信號的可見光信號采集與處理單元，以及對同一視場內(nèi)的紅外圖像信號和可見光圖像信號進行匹配處理的監(jiān)控中心的PC機。本實用新型通過采用紅外圖像負責成像測溫，可見光圖像用于進行輔助定位，兩種圖像數(shù)據(jù)通過網(wǎng)線獨立傳輸，通過后端平臺的軟件進行組合調(diào)試。由于人眼對可見光更加敏感，增加可見光信號采集與處理單元的目的是對高溫目標的精確定位，因此本實用新型具有對高溫目標精確定位有測量精度高，測溫的效果增強等優(yōu)點。
【專利說明】一種紅外成像測溫系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及紅外成像測溫【技術領域】，具體地來說為一種采用可見光作為輔助定位的紅外成像測溫系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]紅外成像通過非接觸探測紅外熱量，并將其轉(zhuǎn)換生成熱圖像和溫度值，進而顯示在顯示器上，并可以對溫度值進行計算的一種檢測設備。紅外熱像儀能夠?qū)⑻綔y到的熱量精確量化，能夠?qū)Πl(fā)熱的故障區(qū)域進行準確識別和嚴格分析。自然界中，一切物體都可以輻射紅外線，因此利用探測儀測定目標的本身和背景之間的紅外線差并可以得到不同的紅外圖像，熱紅外線形成的圖像稱為熱圖。
[0003]紅外熱成像技術進行測溫，通常將可不見的紅外信號轉(zhuǎn)化為可見光對物體的內(nèi)外部溫度進行檢測，為了進一步提高測溫的精確度，可同時使用一個紅外鏡頭和一個普通鏡頭融合同一場景的紅外和可見光圖像，但是，現(xiàn)有的設備存在結構復雜，高溫定位不精確等不足。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術中存在的不足之處，本實用新型要解決的問題在于提供一種高溫精確定位的紅外成像測溫系統(tǒng)。
[0005]本實用新型采用如下的技術方案:
[0006]一種紅外成像測溫系統(tǒng)，固定于云臺上，所述紅外成像測溫系統(tǒng)包括采集紅外圖像信號的紅外信號采集單元、采集可見光圖像信號的可見光信號采集與處理單元，以及對同一視場內(nèi)的紅外圖像信號和可見光圖像信號進行匹配處理的監(jiān)控中心的PC機；其中紅外信號采集單元的輸出端連接有PCB信號處理單元，紅外信號采集單元將采集的紅外圖像數(shù)據(jù)傳遞給PCB信號處理單元進行處理；PCB信號處理單元具有網(wǎng)絡接口，將處理好的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡傳輸給監(jiān)控中心的PC機。
[0007]所述可見光信號采集與處理單元將采集的可見光圖像信號通過網(wǎng)絡傳輸給監(jiān)控中心的PC機上，其中可見光信號采集與處理單元采用可見光網(wǎng)絡一體攝像機。
[0008]進一步地，所述紅外信號采集單元包括紅外鏡頭、非制冷紅外焦平面、位于非制冷紅外焦平面后側(cè)的紅外傳感器以及進行圖像信息數(shù)模轉(zhuǎn)化的數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊和進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱D像傳輸模塊；其中，紅外圖像信息通過紅外鏡頭匯聚至非制冷紅外焦平面上并被位于非制冷紅外焦平面后側(cè)的紅外傳感器接收，紅外傳感器的輸出端連接在數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊的輸入端上，數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊的輸出端與圖像傳輸模塊的輸入端連接，并將數(shù)模轉(zhuǎn)化后的紅外圖像信息傳遞給圖像傳輸模塊；圖像傳輸模塊的輸出端與PCB信號處理單元的一輸入端連接。
[0009]所述PCB信號處理單元包括一 DSP處理器，所述DSP處理器通過圖像采集接口與紅外信號采集單元的輸出端連接。[0010]所述DSP處理器通過SPORT接口連接一單片機，所述單片機的輸入端連接有多個溫度傳感器。
[0011]所述DSP處理器還通過輸出接口連接有CPLD模塊，DSP處理器通過SPORT接口通過一電平轉(zhuǎn)換模塊與云臺的接口相連，所述CPLD模塊的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連。
[0012]所述DSP處理器通過異步空間接口連接有FLASH存儲器，通過異步空間擴展接口與以太網(wǎng)相連，通過同步空間接口連接有SDRAM存儲器，所述DSP處理器還具有JTAG在線編程接口。
[0013]所述DSP處理器采用AD1-BF533芯片。
[0014]本實用新型具有如下的有益效果和優(yōu)點:
[0015]本實用新型由紅外成像與可見光成像組成，紅外圖像主要負責成像測溫，可見光圖像主要用于進行輔助定位，兩種圖像數(shù)據(jù)通過網(wǎng)線獨立傳輸，通過后端平臺的軟件進行組合調(diào)試。由于人眼對可見光更加敏感，增加可見光信號采集與處理單元的目的是對高溫目標的精確定位。
[0016]所使用的DSP處理器，只有一個串口，本實用新型的難點與創(chuàng)新點就在于串口功能的重復使用，效率高，而且增加了角度回傳之后對于系統(tǒng)的測溫的效果增強，測溫精度更聞。
[0017]DSP處理器把發(fā)送指令通過CPLD模塊的取非處理之后，在發(fā)送給電平轉(zhuǎn)換模塊，實現(xiàn)收發(fā)自動控制，配合云臺，實現(xiàn)角度的互傳功能之后，實用軟件測量目標的距離，確定測溫系數(shù)，測溫更加精確。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結構框圖；
[0019]圖2為本實用新型的紅外信號采集單元的結構示意圖；
[0020]圖3為本實用新型PCB信號處理單元的結構框圖；
[0021]圖4為本實用新型PCB信號處理單元中DSP處理器與溫度傳感器之間的連接結構框圖。
[0022]圖5為本實用新型PCB信號處理單元中DSP處理器與云臺之間的連接結構框圖；
[0023]圖6為本實用新型以太網(wǎng)控制器的結構示意圖；
[0024]圖中，I為紅外鏡頭，2為非制冷紅外焦平面，3為紅外傳感器，4為數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊，5為圖像傳輸模塊。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖以及實施例對本實用新型進行詳細地說明:
[0026]如圖1所示，本實用新型紅外成像測溫系統(tǒng)，包括采集紅外圖像信號的紅外信號采集單元、采集可見光圖像信號的可見光信號采集與處理單元，以及對同一視場內(nèi)的紅外圖像信號和可見光圖像信號進行匹配處理的監(jiān)控中心的PC機，紅外成像測溫系統(tǒng)固定在云臺上，該系統(tǒng)還包括有PCB信號處理單元、監(jiān)控中心的PC機，紅外信號采集單元的輸出端連接在PCB信號處理單元的輸入端上，紅外信號采集單元將采集的紅外圖像數(shù)據(jù)傳遞給PCB信號處理單元，PCB信號處理單元對紅外圖像數(shù)據(jù)進行進一步地處理；PCB信號處理單元具有網(wǎng)絡接口，PCB信號處理單元將處理好的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡傳輸給監(jiān)控中心的PC機。
[0027]可見光信號采集與處理單元將采集的可見光圖像信號通過網(wǎng)絡傳輸給監(jiān)控中心的PC機上，其中可見光信號采集與處理單元采用可見光網(wǎng)絡一體攝像機。網(wǎng)絡一體攝像機是將鏡頭的變倍功能，數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡功能全部集成在機芯內(nèi)，通過軟件就可以控制鏡頭的變倍功能，而且已將采集到的數(shù)據(jù)采樣數(shù)字處理之后實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸。
[0028]上面的兩套設備的圖像即紅外圖像和可見光圖像通過網(wǎng)線各自獨立傳輸，最終通過終端軟件來將同一視場內(nèi)的紅外與可見光匹配處理。從而提高了定位的精確性。
[0029]如圖2所示，紅外信號采集單元包括紅外鏡頭1、非制冷紅外焦平面2、位于非制冷紅外焦平面2后側(cè)的紅外傳感器3以及進行圖像信息數(shù)模轉(zhuǎn)化的數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊4和進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱D像傳輸模塊5 ;其中，紅外圖像信息通過紅外鏡頭I匯聚至非制冷紅外焦平面2上并被位于非制冷紅外焦平面2后側(cè)的紅外傳感器3接收，紅外傳感器3的輸出端連接在數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊4的輸入端，數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊4的輸出端與圖像傳輸模塊5的輸入端連接，并將數(shù)模轉(zhuǎn)化后的紅外圖像信息傳遞給圖像傳輸模塊5 ;圖像傳輸模塊5的輸出端與PCB信號處理單元的一輸入端連接，圖像傳輸模塊5的輸出端與PCB信號處理單元之間通過PPI線連接，將紅外圖像傳遞為PCB信號處理單元做進一步地處理。
[0030]如圖3所示，PCB信號處理單元包括DSP處理器，DSP處理器通過圖像采集接口與紅外信號采集單元的輸出端連接，本實施例中DSP處理器采用AD1-BF533芯片。該處理器的16位的PPI接口即圖像采集接口可以與紅外信號采集單元的16位數(shù)字信號直接連接。該PPI接口主要功能是和紅外信號采集單元的通信，DSP處理器通過PPI接口獲取紅外圖像數(shù)據(jù)，所選用的紅外信號采集單元輸出數(shù)據(jù)是16bit的圖像數(shù)據(jù)和時鐘信號，以及場復位、場使能和行使能信號，所以直接將紅外信號采集單元的接口和DSP處理器對應的接口相連即可。
[0031]本實施例中，DSP處理器通過SPORT接口連接一單片機，單片機的輸入端連接有多個溫度傳感器。所采用的單片機為AT89C52型單片機，溫度傳感器采用的是DS18B20型溫度傳感器，通過溫度傳感器采集環(huán)境溫度去補償所測的溫度，自動的對測溫系數(shù)校正，測溫的精度更加精確。
[0032]如圖4所示，本實施例中單片機連接四個DS18B20溫度傳感器，將采集的溫度通過單片機的UART 口發(fā)送到DSP處理器等待進一步的處理。
[0033]如圖5所示，DSP處理器還通過輸出接口連接有CPLD模塊，DSP處理器通過SPORT接口通過一電平轉(zhuǎn)換模塊與云臺的接口相連，CPLD模塊的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連。本實施例中采用的DSP處理器只有一個串口，云臺提供的標準的通信接口是RS485接口，DSP處理器只有一個UART 口，而這個UART 口需要用來調(diào)試程序、采集溫度、發(fā)送云臺控制指令、并接收云臺的角度回傳。確定云臺的角度之后，配合軟件算法，就可以實現(xiàn)自動的對測溫系數(shù)校正，測溫的精度更加精確。本實用新型通過DSP處理器的SPORT接口通過電平轉(zhuǎn)換模塊連接云臺的RS485接口。通過上述連接將串口功能重復使用，提高了串口的工作效率，而且增加了云臺角度回傳之后對于系統(tǒng)的測溫的效果增強，測溫精度更高。本實施例中電平轉(zhuǎn)換模塊采用MAX485電平轉(zhuǎn)換芯片。[0034]DSP處理器把發(fā)送指令通過CPLD模塊的取非處理之后，在發(fā)送給電平轉(zhuǎn)換模塊，實現(xiàn)收發(fā)自動控制。配合云臺，實現(xiàn)角度的互傳功能之后，實用軟件測量目標的距離，確定測溫系數(shù)，測溫更加精確。
[0035]本實施例中DSP處理器通過異步空間接口連接有FLASH存儲器，通過異步空間擴展接口與以太網(wǎng)相連，通過同步空間接口連接有SDRAM存儲器，所述DSP處理器還具有JTAG在線編程接口。從而實現(xiàn)可編程，可存儲，可網(wǎng)絡傳遞等功能。
[0036]本實施例中，異步空間擴展接口通過LAN91C111以太網(wǎng)控制器連接以太網(wǎng)，LAN91C111以太網(wǎng)控制器是SMSC公司生產(chǎn)的專門用于嵌入式產(chǎn)品的10/100M快速以太網(wǎng)控制器，該器件具有可編程、CRC校驗、異步或同步工作方式、小尺寸、低功耗等特點，是設計嵌入式以太網(wǎng)網(wǎng)絡接口的較好選擇。因為LAN91C111以太網(wǎng)控制器是為嵌入式系統(tǒng)設計，其外圍電路相對比較簡單。如圖6所示，該以太網(wǎng)控制器:地址總線Al?A15相連；數(shù)據(jù)總線DO?D15相連，用于16位數(shù)據(jù)傳輸，LAN91C111以太網(wǎng)控制器端D16?D32懸空；LAN91C111段片選信號LAN_CS由ADSP-BF533通過CPLD來提供；兩元件的讀寫電平ARE、寫電平AWE相連；LAN91C111端的中斷輸出信號LAN_IRQ送入DSP處理器的I/O 口 PFl來觸發(fā)中斷。
[0037]本實施例中，電源集成于DSP處理器內(nèi)部。使用LT1936電源穩(wěn)壓片，為整塊板提供3.3V的電源，而且另一條不進行處理直接把12V的直流輸送給紅外控制聚焦的電機。
[0038]本實用新型對高溫目標精確定位，具有測量精度高，測溫的效果增強。
【權利要求】
1.一種紅外成像測溫系統(tǒng)，固定于云臺上，其特征在于，所述紅外成像測溫系統(tǒng)包括采集紅外圖像信號的紅外信號采集單元、采集可見光圖像信號的可見光信號采集與處理單元，以及對同一視場內(nèi)的紅外圖像信號和可見光圖像信號進行匹配處理的監(jiān)控中心的PC機；其中紅外信號采集單元的輸出端連接有PCB信號處理單元，紅外信號采集單元將采集的紅外圖像數(shù)據(jù)傳遞給PCB信號處理單元進行處理；PCB信號處理單元具有網(wǎng)絡接口，將處理好的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡傳輸給監(jiān)控中心的PC機。
2.按照權利要求1所述的紅外成像測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述可見光信號采集與處理單元將采集的可見光圖像信號通過網(wǎng)絡傳輸給監(jiān)控中心的PC機上，其中可見光信號采集與處理單元采用可見光網(wǎng)絡一體攝像機。
3.按照權利要求1所述的紅外成像測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外信號采集單元包括紅外鏡頭、非制冷紅外焦平面、位于非制冷紅外焦平面后側(cè)的紅外傳感器以及進行圖像信息數(shù)模轉(zhuǎn)化的數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊和進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱D像傳輸模塊；其中，紅外圖像信息通過紅外鏡頭匯聚至非制冷紅外焦平面上并被位于非制冷紅外焦平面后側(cè)的紅外傳感器接收，紅外傳感器的輸出端連接數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊的輸入端，數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊的輸出端與圖像傳輸模塊的輸入端連接，并將數(shù)模轉(zhuǎn)化后的紅外圖像信息傳遞給圖像傳輸模塊；圖像傳輸模塊的輸出端與PCB信號處理單元的一輸入端連接，將圖像信息傳遞給PCB信號處理單元。
4.按照權利要求1所述的紅外成像測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述PCB信號處理單元包括一 DSP處理器，所述DSP處理器通過圖像采集接口與紅外信號采集單元的輸出端連接。
5.按照權利要求4所述的紅外成像測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP處理器通過SPORT接口連接一單片機，所述單片機的輸入端連接有多個溫度傳感器。
6.按照權利要求5所述的紅外成像測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP處理器還通過輸出接口連接有CPLD模塊，DSP處理器通過SPORT接口通過一電平轉(zhuǎn)換模塊與云臺的接口相連，所述CPLD模塊的輸出端與電平轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連。
7.按照權利要求5所述的紅外成像測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP處理器通過異步空間接口連接有FLASH存儲器，通過異步空間擴展接口與以太網(wǎng)相連，通過同步空間接口連接有SDRAM存儲器，所述DSP處理器還具有JTAG在線編程接口。
8.按照權利要求5所述的紅外成像測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP處理器采用AD1-BF533 芯片。
【文檔編號】G01J5/00GK203482305SQ201320527441
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權日:2013年8月28日
【發(fā)明者】龍榮平, 楊婧, 張永賀, 任彩玲 申請人:深圳鍵橋通訊技術股份有限公司