基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，它的第一信號(hào)調(diào)制罩罩在第一菲涅爾透鏡上，第一菲涅爾透鏡安裝在橫向移動(dòng)熱釋電傳感器的感應(yīng)端，橫向移動(dòng)熱釋電傳感器的信號(hào)輸出端連接第一放大濾波電路的信號(hào)輸入端；所述每個(gè)前端縱向移動(dòng)采集模塊包括第二信號(hào)調(diào)制罩、第二菲涅爾透鏡、縱向移動(dòng)熱釋電傳感器和第二放大濾波電路，第二菲涅爾透鏡安裝在縱向移動(dòng)熱釋電傳感器的感應(yīng)端，縱向移動(dòng)熱釋電傳感器的信號(hào)輸出端連接第二放大濾波電路的信號(hào)輸入端；第一放大濾波電路和第二放大濾波電路的輸出端分別通過(guò)數(shù)據(jù)處理傳輸模塊連接數(shù)據(jù)接收終端。本發(fā)明能對(duì)人體的狀態(tài)進(jìn)行精確檢測(cè)。
【專利說(shuō)明】
基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及人體狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]熱釋電效應(yīng)是在自身溫度發(fā)生變化時(shí)會(huì)在自身表面產(chǎn)生過(guò)剩的熱電荷，且只對(duì)自身溫度的變化率有反應(yīng)。通俗的講熱釋電效應(yīng)就是自然界中的某些晶體受熱變化而產(chǎn)生的固有自身電極化現(xiàn)象。從本質(zhì)上講，所有的傳感器都是換能裝置，從這個(gè)意義上說(shuō)熱釋電紅外傳感器是紅外輻射的光熱電轉(zhuǎn)換器，將看不見(jiàn)的紅外輻射能先轉(zhuǎn)換成熱能，再轉(zhuǎn)換為電能進(jìn)行量測(cè)。
[0003]人體輻射的紅外能量相當(dāng)微弱，且熱釋電傳感器的探測(cè)距離較近，一般為I?2米，因此為提高其探測(cè)靈敏度，需要在傳感器的前面加上一套光學(xué)裝置。最常見(jiàn)的光學(xué)裝置為菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡主要由兩方面作用，一方面人體輻射出的紅外線聚集到PIR的敏感元上，從而加大探測(cè)的距離，另一方面也能將入射的紅外線做周期的遮蔽，使PIR傳感器輸出連續(xù)信號(hào)[I]。
[0004]對(duì)于老年人，跌倒是致死性傷害的主要原因之一，并對(duì)他們獨(dú)立生活造成了嚴(yán)重的障礙，統(tǒng)計(jì)顯示79歲左右的老人[2]，其跌倒是致死的最主要原因，同時(shí)意外跌倒的老人也會(huì)引起巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)影響效應(yīng)。因此急需一套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)人體的跌倒?fàn)顟B(tài)進(jìn)行高精度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以便滿足快速增長(zhǎng)的老年人口對(duì)醫(yī)療保健的需求。因此高精度自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能成為老年人醫(yī)療保健生活環(huán)境中的一個(gè)重要組成部分。
[0005]國(guó)內(nèi)外的研究人員已經(jīng)開(kāi)始在這一領(lǐng)域展開(kāi)了多個(gè)方面的研究，其中系統(tǒng)設(shè)備和算法的研究成果比較豐富，發(fā)展成熟的視頻監(jiān)控技術(shù)，傳感技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)使跌倒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成為了可能，這樣的系統(tǒng)不僅可以提高老年人的獨(dú)立生活能力，而且還可以節(jié)省護(hù)士，義工等勞動(dòng)人員。在過(guò)去的20年里，多種檢測(cè)技術(shù)被研究用于對(duì)人體跌倒?fàn)顟B(tài)的探測(cè)[3—4]。其中Noury[5]，Yu[6]以及Mubashirm等人回顧了現(xiàn)存的檢測(cè)技術(shù)和方法，并將各種技術(shù)和方法分成了四類，即:便攜式傳感類，視頻類，環(huán)境設(shè)備類以及智能手機(jī)類。便攜式傳感類，如加速度傳感器和羅經(jīng)傳感器，可嵌入衣服或皮帶中對(duì)人體實(shí)時(shí)的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，Mathie等人利用集成腰式加速度傳感器的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)跌倒的人體的檢測(cè)[8]，當(dāng)人體從豎直狀態(tài)變化到平躺狀態(tài)時(shí)加速度傳感器的負(fù)方向?qū)?huì)突然產(chǎn)生一個(gè)增量，該方法可有效檢測(cè)出人體的跌倒?fàn)顟B(tài)。Nyan[9]等人能利用陀螺儀區(qū)分后方向和側(cè)方向的跌倒?fàn)顟B(tài)，這些陀螺儀被安全的放置在人體不同的部位如:腋下、腰腹部，以便測(cè)量人體正常行為和跌倒?fàn)顟B(tài)在水平和徑向方向的角速度變化量，通過(guò)比較可區(qū)分人體的跌倒?fàn)顟B(tài)，然而便攜式傳感器對(duì)于用戶使用并不方便并且易于摔壞，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
[0006]隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于視頻系統(tǒng)，基于視頻圖像處理技術(shù)的跌倒探測(cè)系統(tǒng)結(jié)合行為檢測(cè)算法能有效的檢測(cè)人體跌倒?fàn)顟B(tài)。Tabar提出利用圖像感知和視覺(jué)推理技術(shù)驗(yàn)證并深入的分析傳感器傳輸?shù)氖录?。同時(shí)在用戶和網(wǎng)絡(luò)之間建立一個(gè)無(wú)線橋節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)通過(guò)事件感知功能檢測(cè)跌倒事件，然而，視頻系統(tǒng)會(huì)侵犯?jìng)€(gè)人的隱私，并且在光線較暗的區(qū)域該系統(tǒng)不能有效的對(duì)跌倒事件進(jìn)行檢測(cè)[1()]。
[0007]基于環(huán)境設(shè)備的跌倒系統(tǒng)采用人體跌倒時(shí)產(chǎn)生的聲音和振動(dòng)參數(shù)，可對(duì)跌倒事件進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)傳感器常采用音頻傳感器和振動(dòng)傳感器[11—13] ^huang等人利用單一的遠(yuǎn)場(chǎng)麥克風(fēng)音頻信號(hào)作為區(qū)分跌倒信號(hào)和噪音的系統(tǒng)模型，并結(jié)合高斯混合模型超向量的歐幾里得距離算法計(jì)算出成對(duì)音頻片段中的差分部分，然后在GMM超級(jí)向量中建立一個(gè)SVM核函數(shù)，利用該函數(shù)可區(qū)分由跌倒和噪音引起的音頻信號(hào)[14>15]。
[0008]Rimminen等人利用基于近場(chǎng)成像技術(shù)的地板傳感器，獲取可進(jìn)行分類的形狀，尺寸和圖案等參數(shù)，配合相關(guān)的分類算法可實(shí)現(xiàn)多種不同信號(hào)的分類。然而部分特殊的傳感設(shè)備即:壓力傳感器和聲音傳感器需要嵌入到相應(yīng)的環(huán)境中，將會(huì)引起較大比例的誤報(bào)率[16]o
[0009]隨著高端智能手機(jī)的快速發(fā)展，其內(nèi)部由于內(nèi)嵌了多種智能傳感器系統(tǒng)如[17，18]:加速度傳感器，速度傳感器以及羅經(jīng)等高精度設(shè)備，配合相關(guān)的分類算法可實(shí)現(xiàn)對(duì)人體不同的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的狀態(tài)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的分類。然而將smartphone放在老人和病人的身邊將會(huì)對(duì)他們的行動(dòng)造成極大的不便。
[0010]現(xiàn)在，越來(lái)越多的研究人員將熱釋電傳感器技術(shù)應(yīng)用于對(duì)人體的檢測(cè)以及行為的理解。多個(gè)研究組織對(duì)PIR傳感器多方面的研究開(kāi)拓了它在自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中的發(fā)展，PIR傳感器的輸出信號(hào)為一維的電勢(shì)差信號(hào)[19]，當(dāng)多個(gè)PlR傳感器組成一個(gè)有機(jī)探測(cè)節(jié)點(diǎn)時(shí)可對(duì)人體目標(biāo)進(jìn)行精確跟蹤。Kim[2()]等人提出了一個(gè)基于PIR技術(shù)的位置感知系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由多個(gè)安裝在天花板的PIR傳感器所形成的陣列組成。利用相鄰傳感器重疊的感應(yīng)區(qū)域可實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的探測(cè)與跟蹤，然而當(dāng)重疊區(qū)域有多個(gè)人或人體在非重疊區(qū)域時(shí)將不能實(shí)現(xiàn)對(duì)人體的探測(cè)與跟蹤。Hao等人深入研究了 PIR傳感技術(shù)，并提出了多人跟蹤模型。該模型實(shí)現(xiàn)了對(duì)多人體的跟蹤，但跟蹤的精度和抗干擾性要近一步提高，才適合應(yīng)用在實(shí)際的環(huán)境中。
[0011]現(xiàn)有的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置包括有視頻計(jì)速器，冷紅外對(duì)射式計(jì)數(shù)器，熱紅外計(jì)數(shù)器，其不足在于:
[0012]三軸加速度傳感器人體狀態(tài)檢測(cè)裝置:人體狀態(tài)檢測(cè)成熟，處理速度普通，但是價(jià)格昂貴，得穿戴在人體身上，實(shí)時(shí)性較差。計(jì)算復(fù)雜度較高。
[0013]壓力傳感器人體狀態(tài)檢測(cè)裝置:操作簡(jiǎn)單，可以檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)時(shí)性好，不易攜帶，計(jì)算較復(fù)雜，誤差率較高，安裝環(huán)境要求過(guò)高。
[0014I 參考文獻(xiàn)
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0035]本發(fā)明就是針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，該裝置能對(duì)人體的狀態(tài)進(jìn)行精確檢測(cè)。
[0036]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于:它包括前端人體移動(dòng)感應(yīng)組件、數(shù)據(jù)處理傳輸模塊和數(shù)據(jù)接收終端，所述前端人體移動(dòng)感應(yīng)組件包括前端橫向移動(dòng)采集模塊和前端縱向移動(dòng)采集模塊，所述每個(gè)前端橫向移動(dòng)采集模塊包括第一信號(hào)調(diào)制罩、第一菲涅爾透鏡、橫向移動(dòng)熱釋電傳感器和第一放大濾波電路，所述第一信號(hào)調(diào)制罩罩在第一菲涅爾透鏡上，第一菲涅爾透鏡安裝在橫向移動(dòng)熱釋電傳感器的感應(yīng)端，橫向移動(dòng)熱釋電傳感器的信號(hào)輸出端連接第一放大濾波電路的信號(hào)輸入端;所述每個(gè)前端縱向移動(dòng)采集模塊包括第二信號(hào)調(diào)制罩、第二菲涅爾透鏡、縱向移動(dòng)熱釋電傳感器和第二放大濾波電路，所述第二信號(hào)調(diào)制罩罩在第二菲涅爾透鏡上，第二菲涅爾透鏡安裝在縱向移動(dòng)熱釋電傳感器的感應(yīng)端，縱向移動(dòng)熱釋電傳感器的信號(hào)輸出端連接第二放大濾波電路的信號(hào)輸入端；
[0037]所述第一放大濾波電路的信號(hào)輸出端和第二放大濾波電路的信號(hào)輸出端分別通過(guò)數(shù)據(jù)處理傳輸模塊連接數(shù)據(jù)接收終端的信號(hào)輸入端。
[0038]本發(fā)明提出了基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，由于熱釋電傳感器屬于熱成像技術(shù)，只有當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)才會(huì)引起熱釋電傳感器感應(yīng)元表面溫度的變化，并產(chǎn)生熱釋電效應(yīng)，它克服了部分檢測(cè)跌倒技術(shù)的局限性，并具有一定的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)人體跌倒時(shí)人體頭部，上肢和下肢相對(duì)于正常人體行為在水平方向和垂直方向?qū)?huì)有明顯的不同，為了完全捕捉到跌倒時(shí)這些部位的運(yùn)動(dòng)特征，我們采用了多個(gè)不同感應(yīng)模式的熱釋電傳感器，可分別采集人體頭部，上肢和下肢這三個(gè)部分的熱釋電特征。首先將前端人體移動(dòng)感應(yīng)組件分別安裝在與人體頭部，上肢和下肢相近的高度，以便可以捕捉人體不同部分的熱紅外運(yùn)動(dòng)特征。然后利用多傳感器融合法區(qū)分跌倒與正常的水平運(yùn)動(dòng)(行走和小跑)和垂直運(yùn)動(dòng)(蹲下和坐下)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且本發(fā)明還具有不受照明條件影響、不侵略隱私以及成本低等優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0040]圖2為本發(fā)明中第一信號(hào)調(diào)制罩的主視圖；
[0041 ]圖3為本發(fā)明中第二信號(hào)調(diào)制罩的主視圖；
[0042]圖4為本發(fā)明中第一信號(hào)調(diào)制罩的俯視圖；
[0043]圖5為本發(fā)明中第二信號(hào)調(diào)制罩的俯視圖。
[0044]圖中:I一前端橫向移動(dòng)采集模塊、11一第一信號(hào)調(diào)制罩、12—第一菲涅爾透鏡、13—橫向移動(dòng)熱釋電傳感器、14 一第一放大濾波電路、2—數(shù)據(jù)處理傳輸模塊、21 —數(shù)據(jù)處理單元、22—數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、23—數(shù)據(jù)顯示單元、24—無(wú)線傳輸單元、25—有線傳輸模塊、26—微處理器、3—前端縱向移動(dòng)米集模塊、31 —第二彳目號(hào)調(diào)制罩、32—第二菲捏爾透鏡、33—縱向移動(dòng)熱釋電傳感器、34—第二放大濾波電路、4 一數(shù)據(jù)接收終端、5—人體熱紅外能量輸入孔。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0046]如圖1?5所示的基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于:它包括前端人體移動(dòng)感應(yīng)組件、數(shù)據(jù)處理傳輸模塊2和數(shù)據(jù)接收終端4(如報(bào)警終端、手持移動(dòng)終端、月艮務(wù)器終端等)，所述前端人體移動(dòng)感應(yīng)組件包括前端橫向移動(dòng)采集模塊I和前端縱向移動(dòng)采集模塊3，所述每個(gè)前端橫向移動(dòng)采集模塊I包括第一信號(hào)調(diào)制罩11、第一菲涅爾透鏡12、橫向移動(dòng)熱釋電傳感器13和第一放大濾波電路14，所述第一信號(hào)調(diào)制罩11罩在第一菲涅爾透鏡12上，第一菲涅爾透鏡12安裝在橫向移動(dòng)熱釋電傳感器13的感應(yīng)端，橫向移動(dòng)熱釋電傳感器13的信號(hào)輸出端連接第一放大濾波電路14的信號(hào)輸入端;所述每個(gè)前端縱向移動(dòng)采集模塊3包括第二信號(hào)調(diào)制罩31、第二菲涅爾透鏡32、縱向移動(dòng)熱釋電傳感器33和第二放大濾波電路34，所述第二信號(hào)調(diào)制罩31罩在第二菲涅爾透鏡32上，第二菲涅爾透鏡32安裝在縱向移動(dòng)熱釋電傳感器33的感應(yīng)端，縱向移動(dòng)熱釋電傳感器33的信號(hào)輸出端連接第二放大濾波電路3 4的信號(hào)輸入端；
[0047]所述第一放大濾波電路14的信號(hào)輸出端和第二放大濾波電路34的信號(hào)輸出端分別通過(guò)數(shù)據(jù)處理傳輸模塊2連接數(shù)據(jù)接收終端4的信號(hào)輸入端。數(shù)據(jù)處理傳輸模塊2將前端橫向移動(dòng)采集模塊I和前端縱向移動(dòng)采集模塊3采集的人體熱紅外信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理(包括低通濾波，采集數(shù)據(jù)歸一化，特征提取)；
[0048]上述技術(shù)方案中，所述前端人體移動(dòng)感應(yīng)組件有三個(gè)，分別位于人體頭部、上肢和下肢所對(duì)應(yīng)的高度，且每個(gè)傳感器矩陣內(nèi)的橫向移動(dòng)熱釋電傳感器13和縱向移動(dòng)熱釋電傳感器33的感應(yīng)端均面向人體。
[0049]上述技術(shù)方案中，橫向移動(dòng)熱釋電傳感器13和縱向移動(dòng)熱釋電傳感器33均為D205B型熱釋電傳感器，該傳感器能獲得人體輻射處的熱紅外信息。
[0050]上述技術(shù)方案中，所述第一信號(hào)調(diào)制罩11和第二信號(hào)調(diào)制罩31用于調(diào)整人體的熱紅外入射量。
[0051 ]上述技術(shù)方案中，放大濾波電路主要由TL082D型芯片組成，該芯片對(duì)熱釋電傳感器的感應(yīng)電壓差進(jìn)行兩級(jí)放大，同時(shí)該芯片對(duì)放大的信息進(jìn)行濾波，放大濾波電路對(duì)輸入給數(shù)據(jù)處理傳輸模塊2的電壓進(jìn)行降噪，同時(shí)濾除噪音，將有效提高數(shù)據(jù)處理傳輸模塊2的計(jì)算精度。
[0052]上述技術(shù)方案中，所述第一菲涅爾透鏡12和第二菲涅爾透鏡32用于增大熱釋電感應(yīng)的距離，同時(shí)產(chǎn)生明暗交替的感應(yīng)區(qū)域。
[0053]上述技術(shù)方案中，所述第一信號(hào)調(diào)制罩11和第二信號(hào)調(diào)制罩31均設(shè)有一個(gè)人體熱紅外能量輸入孔5。該孔可以控制人體熱紅外能量攝取量，且能調(diào)整輸入到熱釋電傳感器感應(yīng)的波形與波數(shù)，從而降低數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜度。信號(hào)調(diào)制罩由鋁制材料或塑料材料制成，信號(hào)調(diào)制罩的前端為一個(gè)16mm半圓弧度加8_的過(guò)度單元，這個(gè)結(jié)構(gòu)是為了符合菲涅爾透鏡的結(jié)構(gòu)要求。
[0054]上述人體熱紅外能量輸入孔5的寬為1.5mm，長(zhǎng)為27mm的孔，該孔的作用是為了限制人體熱紅外能量的攝取量，通過(guò)該孔可以得到一個(gè)完整的類正弦波。同時(shí)把信號(hào)調(diào)制罩折成半徑為16mm的圓弧，通過(guò)這個(gè)圓弧可以將8202-6型菲涅爾透鏡固定，該菲涅爾透鏡分為兩個(gè)部分，上半部分的鏡片面積大，數(shù)量較少主要收集人體上半身的熱紅外信息，下半部分的鏡片面積較小，數(shù)量較多主要收集人體下半身的熱紅外信息，使得探測(cè)距離增大，由于人體的上半身的熱紅外信息要小于下半身的熱紅外信息所以選擇這型菲涅爾透鏡。
[0055]上述技術(shù)方案中，所述第一信號(hào)調(diào)制罩11、第一菲涅爾透鏡12和橫向移動(dòng)熱釋電傳感器13的感應(yīng)端的中心都在同一條準(zhǔn)軸線上；
[0056]所述第二信號(hào)調(diào)制罩31、第二菲涅爾透鏡32和縱向移動(dòng)熱釋電傳感器33的感應(yīng)端的中心都在同一條準(zhǔn)軸線上。以保證收集信號(hào)的規(guī)整。
[0057]所述第一信號(hào)調(diào)制罩11的人體熱紅外能量輸入孔5與第一菲涅爾透鏡12同軸設(shè)置，所述第二信號(hào)調(diào)制罩31的人體熱紅外能量輸入孔5與第二菲涅爾透鏡32同軸設(shè)置。
[0058]上述技術(shù)方案中，所述橫向移動(dòng)熱釋電傳感器13感應(yīng)端的能量輸入孔為水平橫向能量輸入孔，用于感應(yīng)人體橫向變化的熱紅外信息；
[0059]所述縱向移動(dòng)熱釋電傳感器33感應(yīng)端的能量輸入孔為垂直縱向能量輸入孔，用于感應(yīng)人體縱向變化的熱紅外信息。
[0060]上述技術(shù)方案中，所述第一菲涅爾透鏡12和第二菲涅爾透鏡32均為馬蹄形菲涅爾透鏡。將信號(hào)調(diào)制罩和菲涅爾透鏡進(jìn)行配合能決定熱釋電傳感器所采集的人體熱紅外波形與波數(shù)。
[0061]上述技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)處理傳輸模塊2包括數(shù)據(jù)處理單元21、數(shù)據(jù)顯示單元23、無(wú)線傳輸單元24和微處理器26，所述第一放大濾波電路14的信號(hào)輸出端和第二放大濾波電路34的信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)處理單元21的信號(hào)輸入端，數(shù)據(jù)處理單元21的信號(hào)輸出端連接微處理器26的輸入端，微處理器26的信號(hào)輸出端連接無(wú)線傳輸單元24的信號(hào)輸入端，無(wú)線傳輸單元24的信號(hào)輸出端與接收終端4的信號(hào)輸入端之間無(wú)線通信連接，微處理器26的數(shù)據(jù)顯示信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)顯示單元23的顯示信號(hào)輸入端。
[0062]上述無(wú)線傳輸單元24能和其它擁有無(wú)線通信電路的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置進(jìn)行組網(wǎng)。組成星型網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中心將對(duì)星型網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0063]微處理器26采用Cortx-M7ARM內(nèi)核，工作頻率高達(dá)72MHz，數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)，性能突出。
[0064]無(wú)線傳輸單元24采用SI4432芯片，SI4432芯片的引腳SD0、SDI與微處理器26中的PB 14，PB 15引腳相連作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳入傳出。
[0065]數(shù)據(jù)顯示單元23采用12864-086芯片，12864-086芯片的SDA引腳與微控器26的PC5相連可以將微控器26中的計(jì)算結(jié)果在該顯示器上顯示，其中CS引腳與微控器26的PA3連接，控制LCD液晶片選擇，CD引腳與微控器26的PBl相連接控制著LCD數(shù)據(jù)命令。
[0066]上述技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)處理傳輸模塊2還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元22，所述微處理器26的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)端連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元22的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)端；
[0067]所述數(shù)據(jù)處理傳輸模塊2還包括有線傳輸模塊25，所述微處理器26的信號(hào)輸出端連接有線傳輸模塊25的信號(hào)輸入端，有線傳輸模塊25的信號(hào)輸出端接入接收終端4的信號(hào)輸入端。
[0068]有線傳輸模塊25中采用MAX232芯片，MAX232芯片TlIN引腳和RlOUT引腳與微處理器26中的PA9，PA10引腳相連作為熱釋電數(shù)據(jù)的串行傳輸通道，這些數(shù)據(jù)將傳輸?shù)狡渌K端，提供數(shù)據(jù)采樣。
[0069]同時(shí)微處理器26中采用以太網(wǎng)DM9000A芯片，以太網(wǎng)DM9000A芯片它具有低功耗和高性能，其引腳SD0-SD15與微處理器26所對(duì)應(yīng)的引腳相連，并利用UIP與微處理器26，可以以高達(dá)1Mbps的速度進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
[0070]本發(fā)明中采用電源電路對(duì)所有的用電模塊進(jìn)行供電，保證在斷電的情況下本發(fā)明能持續(xù)工作數(shù)天。
[0071]本發(fā)明工作時(shí)，前端橫向移動(dòng)采集模塊I和前端縱向移動(dòng)采集模塊3采集的人體熱紅外信息，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理單元21中的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，將單個(gè)類正弦波的人體熱紅外信息傳輸?shù)轿⑻幚砥?6，通過(guò)微處理器26的內(nèi)嵌差分運(yùn)算機(jī)制，即如果差分運(yùn)算結(jié)果超過(guò)先設(shè)置好的閾值，可以判斷為有人體目標(biāo)在檢測(cè)區(qū)域移動(dòng)，然后判斷該差分運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)，如果運(yùn)算結(jié)果為正，則判斷進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域，如果運(yùn)算結(jié)果為負(fù)，則判斷為出檢測(cè)區(qū)域。從檢測(cè)技術(shù)來(lái)看，本發(fā)明采用特殊的硬件結(jié)構(gòu)來(lái)獲得人體狀態(tài)的準(zhǔn)確性、高效性和實(shí)時(shí)性。
[0072]本發(fā)明中前端采集模塊的數(shù)據(jù)處理流程是:
[0073]第一步:微控器26實(shí)時(shí)讀取，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的熱釋電數(shù)字電壓數(shù)據(jù)讀取頻率為10Hz;
[0074]第二步:當(dāng)探測(cè)到人體數(shù)據(jù)時(shí)，取電壓值前后50單位進(jìn)行差分運(yùn)算，同時(shí)設(shè)置一個(gè)閾值，使差分結(jié)果實(shí)時(shí)與設(shè)置的閾值進(jìn)行比較。
[0075]第三步:當(dāng)實(shí)時(shí)差分結(jié)果值超過(guò)閾值時(shí)，將判斷為有人經(jīng)過(guò)，如果沒(méi)有超過(guò)這個(gè)閾值將被判斷為沒(méi)人經(jīng)過(guò)，并繼續(xù)查詢。
[0076]第四步:當(dāng)計(jì)算出有人存在時(shí)，通過(guò)差分計(jì)算過(guò)程中符號(hào)的處理判斷人體目標(biāo)的移動(dòng)方向。
[0077]第五步:通過(guò)相關(guān)的檢測(cè)和檢測(cè)方法對(duì)人體的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)或檢測(cè)。
[0078]本說(shuō)明書(shū)未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于:它包括前端人體移動(dòng)感應(yīng)組件、數(shù)據(jù)處理傳輸模塊(2)和數(shù)據(jù)接收終端(4)，所述前端人體移動(dòng)感應(yīng)組件包括前端橫向移動(dòng)采集模塊(I)和前端縱向移動(dòng)采集模塊(3)，所述每個(gè)前端橫向移動(dòng)采集模塊(I)包括第一信號(hào)調(diào)制罩(U)、第一菲涅爾透鏡(12)、橫向移動(dòng)熱釋電傳感器(13)和第一放大濾波電路(14)，所述第一信號(hào)調(diào)制罩(11)罩在第一菲涅爾透鏡(12)上，第一菲涅爾透鏡(12)安裝在橫向移動(dòng)熱釋電傳感器(13)的感應(yīng)端，橫向移動(dòng)熱釋電傳感器(13)的信號(hào)輸出端連接第一放大濾波電路(14)的信號(hào)輸入端;所述每個(gè)前端縱向移動(dòng)采集模塊(3)包括第二信號(hào)調(diào)制罩(31)、第二菲涅爾透鏡(32)、縱向移動(dòng)熱釋電傳感器(33)和第二放大濾波電路(34)，所述第二信號(hào)調(diào)制罩(31)罩在第二菲涅爾透鏡(32)上，第二菲涅爾透鏡(32)安裝在縱向移動(dòng)熱釋電傳感器(33)的感應(yīng)端，縱向移動(dòng)熱釋電傳感器(33)的信號(hào)輸出端連接第二放大濾波電路(34)的信號(hào)輸入端； 所述第一放大濾波電路(14)的信號(hào)輸出端和第二放大濾波電路(34)的信號(hào)輸出端分別通過(guò)數(shù)據(jù)處理傳輸模塊(2)連接數(shù)據(jù)接收終端(4)的信號(hào)輸入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述前端人體移動(dòng)感應(yīng)組件有三個(gè)，分別位于人體頭部、上肢和下肢所對(duì)應(yīng)的高度，且每個(gè)傳感器矩陣內(nèi)的橫向移動(dòng)熱釋電傳感器(13)和縱向移動(dòng)熱釋電傳感器(33)的感應(yīng)端均面向人體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述第一信號(hào)調(diào)制罩(11)和第二信號(hào)調(diào)制罩(31)用于調(diào)整人體的熱紅外入射量，所述第一信號(hào)調(diào)制罩(11)和第二信號(hào)調(diào)制罩(31)均設(shè)有一個(gè)人體熱紅外能量輸入孔(5)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述第一菲涅爾透鏡(12)和第二菲涅爾透鏡(32)用于增大熱釋電感應(yīng)的距離，同時(shí)產(chǎn)生明暗交替的感應(yīng)區(qū)域。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述第一信號(hào)調(diào)制罩(11)、第一菲涅爾透鏡(12)和橫向移動(dòng)熱釋電傳感器(13)的感應(yīng)端的中心都在同一條準(zhǔn)軸線上； 所述第二信號(hào)調(diào)制罩(31)、第二菲涅爾透鏡(32)和縱向移動(dòng)熱釋電傳感器(33)的感應(yīng)端的中心都在同一條準(zhǔn)軸線上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述第一信號(hào)調(diào)制罩(11)的人體熱紅外能量輸入孔(5)與第一菲涅爾透鏡(12)同軸設(shè)置，所述第二信號(hào)調(diào)制罩(31)的人體熱紅外能量輸入孔(5)與第二菲涅爾透鏡(32)同軸設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述橫向移動(dòng)熱釋電傳感器(13)感應(yīng)端的能量輸入孔為水平橫向能量輸入孔，用于感應(yīng)人體橫向變化的熱紅外信息； 所述縱向移動(dòng)熱釋電傳感器(33)感應(yīng)端的能量輸入孔為垂直縱向能量輸入孔，用于感應(yīng)人體縱向變化的熱紅外信息。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述第一菲涅爾透鏡(12)和第二菲涅爾透鏡(32)均為馬蹄形菲涅爾透鏡。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理傳輸模塊(2)包括數(shù)據(jù)處理單元(21)、數(shù)據(jù)顯示單元(23)、無(wú)線傳輸單元(24)和微處理器(26)，所述第一放大濾波電路(14)的信號(hào)輸出端和第二放大濾波電路(34)的信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)處理單元(21)的信號(hào)輸入端，數(shù)據(jù)處理單元(21)的信號(hào)輸出端連接微處理器(26)的輸入端，微處理器(26)的信號(hào)輸出端連接無(wú)線傳輸單元(24)的信號(hào)輸入端，無(wú)線傳輸單元(24)的信號(hào)輸出端與接收終端(4)的信號(hào)輸入端之間無(wú)線通信連接，微處理器(26)的數(shù)據(jù)顯示信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)顯示單元(23)的顯示信號(hào)輸入端。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于熱釋電技術(shù)的人體狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理傳輸模塊(2)還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元(22)，所述微處理器(26)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)端連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元(22)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)端； 所述數(shù)據(jù)處理傳輸模塊(2)還包括有線傳輸模塊(25)，所述微處理器(26)的信號(hào)輸出端連接有線傳輸模塊(25)的信號(hào)輸入端，有線傳輸模塊(25)的信號(hào)輸出端接入接收終端(4)的信號(hào)輸入端。
【文檔編號(hào)】G01J5/00GK105890770SQ201610217220
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月11日
【發(fā)明人】李方敏, 謝鵬, 李揚(yáng)帆, 熊跡, 馬小林
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)