基于热释电技术的人体计数装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于热释电技术的人体计数装置，所述装置包括前端采集模块和数据处理传输模块，所述的前端采集模块包括有信息调制罩，菲涅尔透镜，热释电传感器；所述的数据处理传输模块包括数据处理电路，数据显示电路，无线传输电路，有线传输电路。所述的信息调制罩用于调整人体的热红外入射量，所述的菲涅尔透镜具有增大感应距离和产生明暗交替的感应区域，所述的热释电传感器将感应的人体热红外能量信号输出端经数据处理电路的进行处理，所述的数据显示电路显示处理后的结果，并通过无线信道传输到所述有线传输电路。本发明专利技术可以提高人体计数的准确度，降低计算的复杂度，同时使用单一设备就可以对人体移动的方向进行实时判断。

【技术实现步骤摘要】
基于热释电技术的人体计数装置
本专利技术属于人流统计装置，特别是涉及一种基于热释电技术的人体计数装置。技术背景热释电效应是在自身温度发生变化时会在自身表面产生过剩的热电荷，且只对自身温度的变化率有反应。通俗的讲热释电效应就是自然界中的某些晶体受热变化而产生的固有自身电极化现象。从本质上讲，所有的传感器都是换能装置，从这个意义上说热释电红外传感器是红外辐射的光热电转换器，将看不见的红外辐射能先转换成热能，再转换为电能进行量测。最常见及使用最广泛的为双元热释电传感器，双元热释电传感器具有两个反向串联的敏感元，具有以下特点：1、由于是两个敏感元反向串联，所以当入射能量顺序照射在敏感元上时，传感器输出的电信号是一正一负相交替的交流电压信号，其输出比单元热释电传感器高一倍。2、由于两个敏感元是反向串联，对于同时入射的能量会相互抵消，可以消除环境温度变化及太阳等固定红外热源引起的误差。3、该PZT敏感元件具有压电效应，还可以消除因振动引起的检测误差。人体辐射的红外能量相当微弱，且热释电传感器的探测距离较近，一般为1-2米，因此为提高其探测灵敏度，需要在传感器的前面加上一套光学装置。最常见的光学装置为菲涅尔透镜。菲涅尔透镜主要由两方面作用，一方面人体辐射出的红外线聚集到PIR的敏感元上，从而加大探测的距离，另一方面也能将入射的红外线做周期的遮蔽，使PIR传感器输出连续信号[1]。目前，被动式报警系统采用热释电红外传感器，它是基于热释电效应，能以非接触形式检测出人体特定波长红外辐射，有很强的隐蔽性，能较好地实现报警功能，而且在自动控制、接近开关、遥控等领域也有较好的应用，现在已有部分基于热释电红外传感器的报警系统，但它们对侵入侦测范围内的一切运动人体进行感应，无法智能识别，误报率较高[2-7]。将PIR传感器应用于人体运动模式识别的研究在国内外尚属少见，人作为动态的分布式的红外源是由体貌特征及步态特征所决定的，人体不同的步行运动姿态可导致所得PIR信号不仅时域特征有差异，并且其频域信号在特定频段也会产生差异.PIR传感器可探测人体所辐射出的红外线，输出电信号.当人体沿一定路径运动时，红外辐射将以唯一的方式影响PIR传感器的探测场，进而影响传感器的输出信号[8-10]。如果再菲涅尔透镜前加装一个有孔的罩子，将可以调制连续波的数目并优化检测到的波形，如果将孔的宽度设计的足够小，将会得到单个波。现在已有部分基于热释电红外传感器的报警系统，但是它们对侵入侦测范围内的一切运动人体进行感应，无法智能识别，误报率较高，由于热释电红外传感器是通过目标与背景的温差来检测目标，对运动后静止的人体无法感应。基于热释电传感器运动检测相比其它检测的优势在于它只检测从人体发出的中到长波的红外辐射，其波长是从8到14微米且峰值在9.55微米，所以可以实时检测人体移动情况，并可以排除其他动物或移动物体的干扰[11]。参考文献[1]于海洋.基于动态下红外热释电传感器阵列定位算法研究[M],2012.[2]吴英才，林华清.热释电红外传感器在防盗系统中的应用[J].传感器技术，2002，21(7):47-48.[3]卢鸣，王萍，郭艳.多路热释电红外智能检测报警装置[J].微处理机，2006(6):107-113.[4]刘舒淇，施国梁.基于热释电红外传感器的报警系统[J].国外电子元器件，2005(3):18-20.[5]徐克宝，曹建，元学广，等.一种高灵敏度自主采样式热释电传感器的研究[J].仪器仪表学报，2006，27(12):1742-1745.[6]陆尚炳，王海波，魏晋忠.基于热释电红外检测技术的防盗报警器设计[J].企业技术开发，2009，28(3):47-50.[7]王松德，赵艳.红外探测无线遥控数显防盗报警系统[J].光谱学与光谱分析，2009(3):858-861.[8]程卫东，董永贵.利用热释电红外传感器探测人体运动特征[J].仪器仪表学报，2008，29(5):1020-1023.[9]LEES，HAKN.Apyroelectricinfraredsensor-basedin-doorlocation-awaresystemforthesmarthome[J].IEEETransactionsonConsumerElectronics，2006，52(4):1311-1317.[10]J.S.Fang,Q.Hao,D.J.Brady,D.D.Guenther,K.Y.Hsu“Real-timehumanidentificationusingapyroelectricinfrareddetectorarrayandhiddenMarkovmodels”,OpticsExpress,Vol.14,Issue15,2006,pp.6643-6658.[11]P.Zappi,E.Farella,L.Benini,“ENHANCINGTHESPATIALRESOLUTIONOFPRESENCEDETECTIONINAPIRBASEDWIRELESSSURVEILLANCENETWORK[C]”inproc,1thAdvancedVideoandSignalBasedSurveillance.London,Sept.2007:295　300现有的人体计数装置包括有视频计速器，冷红外对射式计数器，热红外计数器，其不足在于：1、视频计算器：人流.计数算法成熟，处理速度普通，但是价格昂贵，区分进、出算法复杂，实时性较差。安装条件有限2、冷红外对射式计数器：普及性高，操作简单，可以判断进和出，实时性好，但是需要一个发射器和一个接收器，不能区分人和物，安装环境要求高。3、热红外计数器：可以统计出人流人数，实时性较好，安装方面，但是不能判断人流的方向。需要另外加载其他的传感器判断方向，操作比较复杂，价格较昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术二提供一种基于热释电技术的人体计数装置，以便对人体流量进行精确采集，以及人体流量方向进行精确的识别。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：种基于热释电技术的人体计数装置，包括前端采集模块和数据处理传输模块，所述的前端采集模块包括有信息调制罩，菲涅尔透镜，热释电传感器，放大滤波电路；所述的数据处理传输模块包括有数据处理电路，数据显示电路，无线传输电路，有线传输电路，电源电路。所述的信息调制罩安装在菲涅尔透镜上，所述的信息调制罩，可以调整人体的热红外入射量，所述的菲涅尔透镜安装在热释电传感器上，所述的菲涅尔透镜具有增大感应距离和产生明暗交替的感应区域，所述的热释电传感器将感应的人体热红外能量信号输出端与所述的放大滤波电路相连，所述的放大滤波电路输出端与所述的数据处理传输模块中的数据处理电路的输入端相连，以便将所述的前端采集模块采集的人体热红外信息进行处理，所述的数据处理电路分别与所述的数据显示电路相连接显示数据处理后的结果，与所述无线传输电路相连接，将数据处理后的结果通过无线信道传输到接收端，所述的数据存储电路与数据处理电路相连，用于存储数据处理电路处理完的数据，所述的电源电路对所有的电路进行供电，也能保证在断电的情况下支持数天对所有电路进行供电。其特征在于：所述的前端数据采集模块，可以对人体热红外信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于热释电技术的人体计数装置，包括前端采集模块和数据处理传输模块，所述的前端采集模块包括有信息调制罩，菲涅尔透镜，型热释电传感器，放大滤波电路；所述的数据处理传输模块包括有数据处理电路，数据显示电路，数据存储电路，无线传输电路，有线传输电路，电源电路，其特征在于：所述的信息调制罩安装在菲涅尔透镜上，所述的信息调制罩，调整人体的热红外入射量，所述的菲涅尔透镜安装在热释电传感器上，所述的菲涅尔透镜具有增大感应距离和产生明暗交替的感应区域，所述的热释电传感器将感应的人体热红外能量信号输出端与所述的放大滤波电路相连，所述的放大滤波电路输出端与所述的数据处理传输模块中的数据处理电路的输入端相连，以便将所述的前端采集模块采集的人体热红外信息进行处理，所述的数据处理电路分别与所述的数据显示电路相连接显示数据处理后的结果，与所述无线传输电路相连接，将数据处理后的结果通过无线信道传输到接收端，与所述有线传输电路相连接，将数据处理后的结果通过有线信道传输到其它接收端，所述的数据存储电路与数据处理电路相连，用于存储数据处理电路处理完的数据，所述的电源电路对所有的电路进行供电，也能保证在断电的情况下支持数天对所有电路进行供电。...

【技术特征摘要】
1.一种基于热释电技术的人体计数装置，包括有前端采集模块和数据处理传输模块，所述前端采集模块包括有信号调制罩，菲涅尔透镜，热释电传感器，放大滤波电路；所述数据处理传输模块包括有数据处理电路，数据存储电路，数据显示电路，无线传输电路，有线传输电路，电源电路；其特征在于：在所述长108mm，宽30mm的信号调制罩中部开凿一个宽1.5mm，长27mm的孔，同时把信号调制罩折成半径为16mm的圆弧，通过这个圆弧将菲涅尔透镜固定，所述菲涅尔透镜分为两个部分，上半部分的镜片面积大，数量少，上半部分的镜片主要收集人体上半身的热红外信息，下半部分的镜片面积小，数量多，下半部分的镜片主要收集人体下半身的热红外信息，摆放时，镜片单元数少的一面朝上，镜片单元数多的一面朝下。2.根据权利要求1所述的基于热释电技术的人体计数装置，其特征在于：所述的菲涅尔透镜为马蹄形，用于增加所示热释电传感器的感应范围、形成明暗交替的感应区并能优化人体热红外能量摄取量。3.根据权利要求1所述的基于热释电技术的人体计数装置，其特征在于：所述的数据处理电路包括有一模数转换电路和一微控器电路，该模数转换电路的输入端与前端采集模块的放大滤波电路的输出端相连接，模数转换电路的输出端与微控器电路的输入端连接。4.根据权利要求3所述的基于热释电技术的人体计数装置，其特征在于：所述数据处理传输模块中包括STM32微处理器，STM32微处理器采用Cortx-M7ARM内核，工作频率高达72MHz，数据处理能力强，性能突出，该处...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方敏，熊迹，赵宁，李等，张景源，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42