CN203482305U - 一种红外成像测温系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及红外成像测温技术领域，具体地来说为一种采用可见光作为辅助定位的红外成像测温系统，采用采集红外图像信号的红外信号采集单元、采集可见光图像信号的可见光信号采集与处理单元，以及对同一视场内的红外图像信号和可见光图像信号进行匹配处理的监控中心的PC机。本实用新型通过采用红外图像负责成像测温，可见光图像用于进行辅助定位，两种图像数据通过网线独立传输，通过后端平台的软件进行组合调试。由于人眼对可见光更加敏感，增加可见光信号采集与处理单元的目的是对高温目标的精确定位，因此本实用新型具有对高温目标精确定位有测量精度高，测温的效果增强等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及红外成像测温技术领域，具体地来说为一种采用可见光作为辅助定位的红外成像测温系统。
背景技术
红外成像通过非接触探测红外热量，并将其转换生成热图像和温度值，进而显示在显示器上，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。红外热像仪能够将探测到的热量精确量化，能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像，热红外线形成的图像称为热图。
红外热成像技术进行测温，通常将可不见的红外信号转化为可见光对物体的内外部温度进行检测，为了进一步提高测温的精确度，可同时使用一个红外镜头和一个普通镜头融合同一场景的红外和可见光图像，但是，现有的设备存在结构复杂，高温定位不精确等不足。
实用新型内容
针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型要解决的问题在于提供一种高温精确定位的红外成像测温系统。
本实用新型采用如下的技术方案：
一种红外成像测温系统，固定于云台上,所述红外成像测温系统包括采集红外图像信号的红外信号采集单元、采集可见光图像信号的可见光信号采集与处理单元，以及对同一视场内的红外图像信号和可见光图像信号进行匹配处理的监控中心的PC机；其中红外信号采集单元的输出端连接有PCB信号处理单元，红外信号采集单元将采集的红外图像数据传递给PCB信号处理单元进行处理；PCB信号处理单元具有网络接口，将处理好的图像数据经过网络接口网络传输给监控中心的PC机。
所述可见光信号采集与处理单元将采集的可见光图像信号通过网络传输给监控中心的PC机上，其中可见光信号采集与处理单元采用可见光网络一体摄像机。
进一步地，所述红外信号采集单元包括红外镜头、非制冷红外焦平面、位于非制冷红外焦平面后侧的红外传感器以及进行图像信息数模转化的数模转化模块和进行数据传输的图像传输模块；其中，红外图像信息通过红外镜头汇聚至非制冷红外焦平面上并被位于非制冷红外焦平面后侧的红外传感器接收，红外传感器的输出端连接在数模转化模块的输入端上，数模转化模块的输出端与图像传输模块的输入端连接，并将数模转化后的红外图像信息传递给图像传输模块；图像传输模块的输出端与PCB信号处理单元的一输入端连接。
所述PCB信号处理单元包括一DSP处理器，所述DSP处理器通过图像采集接口与红外信号采集单元的输出端连接。
所述DSP处理器通过SPORT接口连接一单片机，所述单片机的输入端连接有多个温度传感器。
所述DSP处理器还通过输出接口连接有CPLD模块，DSP处理器通过SPORT接口通过一电平转换模块与云台的接口相连，所述CPLD模块的输出端与电平转换模块的输入端相连。
所述DSP处理器通过异步空间接口连接有FLASH存储器，通过异步空间扩展接口与以太网相连，通过同步空间接口连接有SDRAM存储器，所述DSP处理器还具有JTAG在线编程接口。
所述DSP处理器采用ADI-BF533芯片。
本实用新型具有如下的有益效果和优点：
本实用新型由红外成像与可见光成像组成，红外图像主要负责成像测温，可见光图像主要用于进行辅助定位，两种图像数据通过网线独立传输，通过后端平台的软件进行组合调试。由于人眼对可见光更加敏感，增加可见光信号采集与处理单元的目的是对高温目标的精确定位。
所使用的DSP处理器，只有一个串口，本实用新型的难点与创新点就在于串口功能的重复使用，效率高，而且增加了角度回传之后对于系统的测温的效果增强，测温精度更高。
DSP处理器把发送指令通过CPLD模块的取非处理之后，在发送给电平转换模块，实现收发自动控制，配合云台，实现角度的互传功能之后，实用软件测量目标的距离，确定测温系数，测温更加精确。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型的红外信号采集单元的结构示意图；
图3为本实用新型PCB信号处理单元的结构框图；
图4为本实用新型PCB信号处理单元中DSP处理器与温度传感器之间的连接结构框图。
图5为本实用新型PCB信号处理单元中DSP处理器与云台之间的连接结构框图；
图6为本实用新型以太网控制器的结构示意图；
图中，1为红外镜头，2为非制冷红外焦平面，3为红外传感器，4为数模转化模块，5为图像传输模块。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本实用新型进行详细地说明：
如图1所示，本实用新型红外成像测温系统，包括采集红外图像信号的红外信号采集单元、采集可见光图像信号的可见光信号采集与处理单元，以及对同一视场内的红外图像信号和可见光图像信号进行匹配处理的监控中心的PC机，红外成像测温系统固定在云台上，该系统还包括有PCB信号处理单元、监控中心的PC机，红外信号采集单元的输出端连接在PCB信号处理单元的输入端上，红外信号采集单元将采集的红外图像数据传递给PCB信号处理单元，PCB信号处理单元对红外图像数据进行进一步地处理；PCB信号处理单元具有网络接口，PCB信号处理单元将处理好的图像数据经过网络接口网络传输给监控中心的PC机。
可见光信号采集与处理单元将采集的可见光图像信号通过网络传输给监控中心的PC机上，其中可见光信号采集与处理单元采用可见光网络一体摄像机。网络一体摄像机是将镜头的变倍功能，数据的网络功能全部集成在机芯内，通过软件就可以控制镜头的变倍功能，而且已将采集到的数据采样数字处理之后实现网络传输。
上面的两套设备的图像即红外图像和可见光图像通过网线各自独立传输，最终通过终端软件来将同一视场内的红外与可见光匹配处理。从而提高了定位的精确性。
如图2所示，红外信号采集单元包括红外镜头1、非制冷红外焦平面2、位于非制冷红外焦平面2后侧的红外传感器3以及进行图像信息数模转化的数模转化模块4和进行数据传输的图像传输模块5；其中，红外图像信息通过红外镜头1汇聚至非制冷红外焦平面2上并被位于非制冷红外焦平面2后侧的红外传感器3接收，红外传感器3的输出端连接在数模转化模块4的输入端，数模转化模块4的输出端与图像传输模块5的输入端连接，并将数模转化后的红外图像信息传递给图像传输模块5；图像传输模块5的输出端与PCB信号处理单元的一输入端连接，图像传输模块5的输出端与PCB信号处理单元之间通过PPI线连接，将红外图像传递为PCB信号处理单元做进一步地处理。
如图3所示，PCB信号处理单元包括DSP处理器，DSP处理器通过图像采集接口与红外信号采集单元的输出端连接，本实施例中DSP处理器采用ADI-BF533芯片。该处理器的16位的PPI接口即图像采集接口可以与红外信号采集单元的16位数字信号直接连接。该PPI接口主要功能是和红外信号采集单元的通信，DSP处理器通过PPI接口获取红外图像数据，所选用的红外信号采集单元输出数据是16bit的图像数据和时钟信号，以及场复位、场使能和行使能信号，所以直接将红外信号采集单元的接口和DSP处理器对应的接口相连即可。
本实施例中，DSP处理器通过SPORT接口连接一单片机，单片机的输入端连接有多个温度传感器。所采用的单片机为AT89C52型单片机,温度传感器采用的是DS18B20型温度传感器，通过温度传感器采集环境温度去补偿所测的温度，自动的对测温系数校正，测温的精度更加精确。
如图4所示，本实施例中单片机连接四个DS18B20温度传感器，将采集的温度通过单片机的UART口发送到DSP处理器等待进一步的处理。
如图5所示，DSP处理器还通过输出接口连接有CPLD模块，DSP处理器通过SPORT接口通过一电平转换模块与云台的接口相连，CPLD模块的输出端与电平转换模块的输入端相连。本实施例中采用的DSP处理器只有一个串口，云台提供的标准的通信接口是RS485接口，DSP处理器只有一个UART口，而这个UART口需要用来调试程序、采集温度、发送云台控制指令、并接收云台的角度回传。确定云台的角度之后，配合软件算法，就可以实现自动的对测温系数校正，测温的精度更加精确。本实用新型通过DSP处理器的SPORT接口通过电平转换模块连接云台的RS485接口。通过上述连接将串口功能重复使用，提高了串口的工作效率，而且增加了云台角度回传之后对于系统的测温的效果增强，测温精度更高。本实施例中电平转换模块采用MAX485电平转换芯片。
DSP处理器把发送指令通过CPLD模块的取非处理之后，在发送给电平转换模块，实现收发自动控制。配合云台，实现角度的互传功能之后，实用软件测量目标的距离，确定测温系数，测温更加精确。
本实施例中DSP处理器通过异步空间接口连接有FLASH存储器，通过异步空间扩展接口与以太网相连，通过同步空间接口连接有SDRAM存储器，所述DSP处理器还具有JTAG在线编程接口。从而实现可编程，可存储，可网络传递等功能。
本实施例中，异步空间扩展接口通过LAN91C111以太网控制器连接以太网，LAN91C111以太网控制器是SMSC公司生产的专门用于嵌入式产品的10/100M快速以太网控制器，该器件具有可编程、CRC校验、异步或同步工作方式、小尺寸、低功耗等特点，是设计嵌入式以太网网络接口的较好选择。因为LAN91C111以太网控制器是为嵌入式系统设计,其外围电路相对比较简单。如图6所示，该以太网控制器：地址总线A1～A15相连；数据总线D0～D15相连，用于16位数据传输，LAN91C111以太网控制器端D16～D32悬空；LAN91C111段片选信号LAN_CS由ADSP-BF533通过CPLD来提供；两元件的读写电平ARE、写电平AWE相连；LAN91C111端的中断输出信号LAN_IRQ送入DSP处理器的I/0口PF1来触发中断。
本实施例中，电源集成于DSP处理器内部。使用LT1936电源稳压片，为整块板提供3.3V的电源，而且另一条不进行处理直接把12V的直流输送给红外控制聚焦的电机。
本实用新型对高温目标精确定位，具有测量精度高，测温的效果增强。
Claims (8)
1.一种红外成像测温系统，固定于云台上,其特征在于，所述红外成像测温系统包括采集红外图像信号的红外信号采集单元、采集可见光图像信号的可见光信号采集与处理单元，以及对同一视场内的红外图像信号和可见光图像信号进行匹配处理的监控中心的PC机；其中红外信号采集单元的输出端连接有PCB信号处理单元，红外信号采集单元将采集的红外图像数据传递给PCB信号处理单元进行处理；PCB信号处理单元具有网络接口，将处理好的图像数据经过网络接口网络传输给监控中心的PC机。
2.按照权利要求1所述的红外成像测温系统，其特征在于，所述可见光信号采集与处理单元将采集的可见光图像信号通过网络传输给监控中心的PC机上，其中可见光信号采集与处理单元采用可见光网络一体摄像机。
3.按照权利要求1所述的红外成像测温系统，其特征在于，所述红外信号采集单元包括红外镜头、非制冷红外焦平面、位于非制冷红外焦平面后侧的红外传感器以及进行图像信息数模转化的数模转化模块和进行数据传输的图像传输模块；其中，红外图像信息通过红外镜头汇聚至非制冷红外焦平面上并被位于非制冷红外焦平面后侧的红外传感器接收，红外传感器的输出端连接数模转化模块的输入端，数模转化模块的输出端与图像传输模块的输入端连接，并将数模转化后的红外图像信息传递给图像传输模块；图像传输模块的输出端与PCB信号处理单元的一输入端连接，将图像信息传递给PCB信号处理单元。
4.按照权利要求1所述的红外成像测温系统，其特征在于，所述PCB信号处理单元包括一DSP处理器，所述DSP处理器通过图像采集接口与红外信号采集单元的输出端连接。
5.按照权利要求4所述的红外成像测温系统，其特征在于，所述DSP处理器通过SPORT接口连接一单片机，所述单片机的输入端连接有多个温度传感器。
6.按照权利要求5所述的红外成像测温系统，其特征在于，所述DSP处理器还通过输出接口连接有CPLD模块，DSP处理器通过SPORT接口通过一电平转换模块与云台的接口相连，所述CPLD模块的输出端与电平转换模块的输入端相连。
7.按照权利要求5所述的红外成像测温系统，其特征在于，所述DSP处理器通过异步空间接口连接有FLASH存储器，通过异步空间扩展接口与以太网相连，通过同步空间接口连接有SDRAM存储器，所述DSP处理器还具有JTAG在线编程接口。
8.按照权利要求5所述的红外成像测温系统，其特征在于，所述DSP处理器采用ADI-BF533芯片。
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| CN201320527441.8U CN203482305U (zh) | 2013-08-28 | 2013-08-28 | 一种红外成像测温系统 |
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