CN207516807U - 一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，设置有AC/DC转换电路、热成像仪、主控制电路、无线传输电路、电机驱动电路、被控设备及网络安全管理系统，热成像仪连接主控制电路，主控制电路连接电机驱动电路，电机驱动电路与被控设备相连接，网络安全管理系统通过Internet连接无线传输电路，无线传输电路连接主控制电路；采用网络安全技术进行系统安全架构搭建，利用采用热成像技术设计的热成像仪进行热图监测，将监测结果结合预制策略，通过电机驱动电路对被控设备进行控制，实现被控设备按照所需进行运动；利用无线传输电路进行前端监测与后端的网络安全管理系统之间的数据通信，实现网络安全与热成像技术相结合的目的。

Description

一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统

技术领域

本实用新型涉及热成像技术、步进电机控制技术、网络安全技术等领域，具体的说，是一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统。

背景技术

红外热成像运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形，并可以进一步计算出温度值。红外热成像技术使人类超越了视觉障碍，由此人们可以「看到」物体表面的温度分布状况。

物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变，波长介于0.75μm到1000μm间的电磁波称为“红外线”，而人类视觉可见的“可见光”介于0.4μm到0.75μm。

其中波长为0.78～2.0μm的部分称为近红外，波长为2.0～1000μm的部分称为热红外线。红外线在地表传送时，会受到大气组成物质(特别是H₂O、CO₂、CH₄、N₂O、O₃等)的吸收，强度明显下降，仅在短波3μm～5μm及长波8～12μm的两个波段有较好的穿透率(Transmission)，通称大气窗口(Atmospheric window)，大部份的红外热像仪就是针对这两个波段进行检测，计算并显示物体的表面温度分布。此外，由于红外线对极大部份的固体及液体物质的穿透能力极差，因此红外热成像检测是以测量物体表面的红外线辐射能量为主。

照相机成像得到照片，电视摄像机成像得到电视图像，都是可见光成像。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。

由于黑体辐射的存在，任何物体都依据温度的不同对外进行电磁波辐射。波长为2.0～1000微米的部分称为热红外线。热红外成像通过热红外敏感CCD对物体进行成像，能反映出物体表面的温度场。热红外在军事、工业、汽车辅助驾驶、医学领域都有广泛的应用。

红外热成像原理并不神秘，从物理学原理分析，人体就是一个自然的生物红外辐射源，能够不断向周围发射和吸收红外辐射。正常人体的温度分布具有一定的稳定性和特征性，机体各部位温度不同，形成了不同的热场。当人体某处发生疾病或功能改变时，该处血流量会相应发生变化，导致人体局部温度改变，表现为温度偏高或偏低。

热释电传感器又称人体红外传感器，被广泛应用于防盗报警、来客告知及非接触开关等红外领域。

压电陶瓷类电介质在电极化后能保持极化状态，称为自发极化。自发极化随温度升高而减小，在居里点温度降为零。因此，当这种材料受到红外辐射而温度升高时，表面电荷将减少，相当于释放了一部分电荷，故称为热释电。将释放的电荷经放大器可转换为电压输出。这就是热释电传感器的工作原理。

当辐射继续作用于热释电元件，使其表面电荷达到平衡时，便不再释放电荷。因此，热释电传感器不能探测恒定的红外辐射。

步进电机又称为脉冲电机,基于最基本的电磁铁原理,它是一种可以自由回转的电磁铁,其动作原理是依靠气隙磁导的变化来产生电磁转矩。二十世纪初,在电话自动交换机中广泛使用了步进电机。由于西方资本主义列强争夺殖民地,步进电机在缺乏交流电源的船舶和飞机等独立系统中得到了广泛的使用。二十世纪五十年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上,对于数字化的控制变得更为容易。到了八十年代后,由于廉价的微型计算机以多功能的姿态出现,步进电机的控制方式更加灵活多样。

步进电机相对于其它控制用途电机的最大区别是,它接收数字控制信号电脉冲信号并转化成与之相对应的角位移或直线位移,它本身就是一个完成数字模式转化的执行元件。而且它可开环位置控制,输入一个脉冲信号就得到一个规定的位置增量,这样的所谓增量位置控制系统与传统的直流控制系统相比,其成本明显减低,几乎不必进行系统调整。步进电机的角位移量与输入的脉冲个数严格成正比,而且在时间上与脉冲同步。因而只要控制脉冲的数量、频率和电机绕组的相序,即可获得所需的转角、速度和方向。

作为一种控制用的特种电机,步进电机无法直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专用的驱动电源步进电机驱动器。在微电子技术,特别计算机技术发展以前,控制器脉冲信号发生器完全由硬件实现,控制系统采用单独的元件或者集成电路组成控制回路,不仅调试安装复杂,要消耗大量元器件,而且一旦定型之后,要改变控制方案就一定要重新设计电路。这就使得需要针对不同的电机开发不同的驱动器,开发难度和开发成本都很高,控制难度较大,限制了步进电机的推广。

由于步进电机是一个把电脉冲转换成离散的机械运动的装置,具有很好的数据控制特性,因此,计算机成为步进电机的理想驱动源,随着微电子和计算机技术的发展,软硬件结合的控制方式成为了主流,即通过程序产生控制脉冲,驱动硬件电路。单片机通过软件来控制步进电机,更好地挖掘出了电机的潜力。因此,用单片机控制步进电机已经成为了一种必然的趋势,也符合数字化的时代趋。

网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。

从网络运行和管理者角度说，希望对本地网络信息的访问、读写等操作受到保护和控制，避免出现“陷门”、病毒、非法存取、拒绝服务和网络资源非法占用和非法控制等威胁，制止和防御网络黑客的攻击。对安全保密部门来说，他们希望对非法的、有害的或涉及国家机密的信息进行过滤和防堵，避免机要信息泄露，避免对社会产生危害，对国家造成巨大损失。

随着计算机技术的迅速发展，在计算机上处理的业务也由基于单机的数学运算、文件处理，基于简单连接的内部网络的内部业务处理、办公自动化等发展到基于复杂的内部网(Intranet)、企业外部网(Extranet)、全球互联网(Internet)的企业级计算机处理系统和世界范围内的信息共享和业务处理。

在系统处理能力提高的同时，系统的连接能力也在不断的提高。但在连接能力信息、流通能力提高的同时，基于网络连接的安全问题也日益突出，整体的网络安全主要表现在以下几个方面：网络的物理安全、网络拓扑结构安全、网络系统安全、应用系统安全和网络管理的安全等。

因此计算机安全问题，应该像每家每户的防火防盗问题一样，做到防范于未然。甚至不会想到你自己也会成为目标的时候，威胁就已经出现了，一旦发生，常常措手不及，造成极大的损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，采用网络安全技术进行系统安全架构搭建，并利用采用热成像技术而设计的热成像仪进行热图监测，将前端的监测结果结合预制策略，通过电机驱动电路对被控设备进行控制，实现被控设备按照所需进行运动，从而实现自动化的控制被控设备的目的；利用无线传输电路进行前端监测与后端的网络安全管理系统之间的数据通信，实现网络安全与热成像技术相结合进行监测管理的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，设置有AC/DC转换电路、热成像仪、主控制电路、无线传输电路、电机驱动电路、被控设备及网络安全管理系统，所述热成像仪连接主控制电路，主控制电路连接电机驱动电路，电机驱动电路与被控设备相连接，网络安全管理系统通过Internet连接无线传输电路，无线传输电路连接主控制电路；所述热成像仪包括热释电传感器电路、信号处理电路、热成像仪供电电路，热成像仪供电电路连接热释电传感器电路及信号处理电流，信号处理电路连接主控制电路；在电机驱动电路内设置有反相器电路、隔离电路及驱动电路，反相器电路分别连接主控制电路和隔离电路，隔离电路连接驱动电路，驱动电路与被控设备相连接；AC/DC转换电路分别与主控制电路、热成像仪供电电路、隔离电路及驱动电路相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述热释电传感器电路内设置有热释电传感器UI1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2及电阻R7，热释电传感器UI1的供电脚通过相互串联的电阻R1和电阻R2连接热成像仪供电电路，且电阻R1和电阻R2的共接端通过电容C2接地，热释电传感器UI1的信号脚通过相互并联的电阻R7和电容C1接地，且热释电传感器UI1的信号脚输出信号至信号处理电路内，热释电传感器UI1的接地脚接地。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述信号处理电路包括集成运放芯片UI2、灵敏度调节电路、一级运放外围电路、输出延时电路及输出封锁时间电路，所述热释电传感器UI1的信号脚通过电阻R6连接集成运放芯片UI2的1IN-脚，输出延时电路及输出封锁时间电路皆与集成运放芯片UI2相连接，集成运放芯片UI2连接热成像仪供电电路；在灵敏度调节电路内设置有电阻R4、电阻R5、电位器W1、电容C3、电容C4及电容C5，电阻R4与电容C4相互并联，集成运放芯片UI2的1OUT脚通过电容C3连接相互并联的电阻R4和电容C4的第一共接端，电容C5与电位器W1相互并联，电阻R4和电容C4的第二共接端通过电阻R5连接相互并联的电容C5和电位器W1的第一共接端，电容C5和电位器W1的第二共接端连接集成运放芯片UI2的2OUT脚，相互并联的电容C5和电位器W1的第一共接端还与集成运放芯片UI2的2IN-脚相连接，一级运放外围电路分别与集成运放芯片UI2的1IN-脚和1OUT脚相连接，在集成运放芯片UI2的IB脚还通过电阻R11接地，在集成运放芯片的VC脚上还通过相互串联的电阻R3和电阻R8接地，集成运放芯片UI2的VO脚通过电阻R12连接主控制电路。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述一级运放外围电路内设置有电阻R9、电阻R10、电容C6、电容C7、电容C8及电容C9，电容C6和电阻R9相互并联，且相互并联的电阻R9和电容C6连接在集成运放芯片UI2的1IN-脚和1OUT脚之间，集成运放芯片UI2的1IN-脚通过相互串联的电阻R10和电容C7接地，且集成运放芯片UI2的1IN-脚亦通过相互串联的电容C8和电容C9接地；所述输出延时电路包括电位器W3及电容C10，输出封锁时间电路电位器W2和电容C11，电位器W2的第一个固定端连接集成运放芯片UI2的RR2脚，电位器W2的第二固定端与可调端共接且连接在集成运放芯片UI2的RC2脚上，电位器W2的可调端通过的电容C11接地；电位器W3的第一个固定端连接集成运放芯片UI2的RR1脚，电位器W3的第二固定端与可调端共接且连接在集成运放芯片UI2的RC1脚上，电位器W3的可调端通过的电容C10接地。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述热成像仪供电电路包括三端稳压器UI3、二极管D1、二极管D2、电容C12、电阻R13、电容C13、电容C14及电位器W3，三端稳压器UI3的Ui脚连接AC/DC转换电路，且三端稳压器UI3的Ui脚通过电容C14接地，二极管D1连接在三端稳压器UI3的Ui脚和Uo脚之间，三端稳压器UI3的Uo脚分别与集成运放芯片UI2的A脚、脚、VDD脚及电阻R1相连接，三端稳压器UI3的ADJ脚通过相互并联的电容C13和电位器W3接地，三端稳压器UI3的Uo脚通过相互并联的二极管D2和电阻R13连接三端稳压器UI3的ADJ脚。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述反相器电路包括分别与主控制电路相连接的反相器U5A、反相器U5B、反相器U5C及反相器U5D；所述隔离电路包括输入侧供电电路、输出侧供电电路、光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9，所述输入测供电电路分别与光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9内二极管的正极端相连接，输出侧供电电路分别与光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9内光敏三极管的集电极相连接，所述光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9内光敏三极管的发射极连接驱动电路；反相器U5A的输出端连接光耦UI6内光敏二极管的负极端，反相器U5B的输出端连接光耦UI7内光敏二极管的负极端，反相器U5C的输出端连接光耦UI8内光敏二极管的负极端，反相器U5D的输出端连接光耦UI9内光敏二极管的负极端。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述输入侧供电电路包括发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、发光二极管LED4、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17，光耦UI6内光敏二极管的正极通过相互串联的发光二极管LED4与电阻R14连接AC/DC转换电路，光耦UI7内光敏二极管的正极通过相互串联的发光二极管LED3与电阻R15连接AC/DC转换电路，光耦UI8内光敏二极管的正极通过相互串联的发光二极管LED2与电阻R16连接AC/DC转换电路，光耦UI9内光敏二极管的正极通过相互串联的发光二极管LED1与电阻R17连接AC/DC转换电路；所述输出侧供电电路包括电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21，光耦UI6内光敏三极管的集电极通过电阻R18连接AC/DC转换电路，光耦UI7内光敏三极管的集电极通过电阻R19连接AC/DC转换电路，光耦UI8内光敏三极管的集电极通过电阻R20连接AC/DC转换电路，光耦UI9内光敏三极管的集电极通过电阻R21连接AC/DC转换电路。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述驱动电路包括驱动芯片UI4、驱动供电电路及驱动输出电路，所述驱动供电电路和驱动输出电路皆与驱动芯片UI4相连接，驱动输出电路连接被控设备；所述光耦UI6内光敏三极管的发射极连接驱动芯片UI4的INT1脚，光耦UI7内光敏三极管的发射极连接驱动芯片UI4的INT2脚，光耦UI8内光敏三极管的发射极连接驱动芯片UI4的INT3脚，光耦UI9内光敏三极管的发射极连接驱动芯片UI4的INT4脚；所述驱动供电电路包括电阻R22，且AC/DC转换电路通过电阻R22连接驱动芯片UI4的INTA脚和INTB脚上，AC/DC转换电路亦通过相互并联的电容C15与电容C16滤波后，接入到驱动芯片UI4的VSS脚上。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述驱动输出电路包括电容C17、电容C18、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10，所述驱动芯片UI4的VS脚连接AC/DC转换电路，且驱动芯片UI4的VS脚通过相互并联的电容C17和电容C18接地，二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10的负极端共接且与驱动芯片UI4的VS脚相连接，驱动芯片UI4的GND脚、ISENA脚及ISENB脚皆接地，二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6的正极端皆接地，二极管D3和二极管D7相互串联且共接端连接驱动芯片UI4的OUT1脚，二极管D4和二极管D8相互串联且共接端连接驱动芯片UI4的OUT2脚，二极管D5和二极管D9相互串联且共接端连接驱动芯片UI4的OUT3脚，二极管D6和二极管D10相互串联且共接端连接驱动芯片UI4的OUT4脚，驱动芯片UI4的OUT1脚、OUT2脚、OUT3脚及OUT4脚通过接口端子J2连接被控设备。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述网络安全管理系统内设置有相互连接的后台管理系统、路由器及防火墙，所述防火墙接入Internet。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述集成运放芯片UI2采用热释电传感器处理芯片BIS0001。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述驱动芯片UI4采用L298N双H桥直流电机驱动芯片。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述主控制电路的主控芯片为AT89C52，所述被控设备为4相步进电机。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型采用网络安全技术进行系统安全架构搭建，并利用采用热成像技术而设计的热成像仪进行热图监测，将前端的监测结果结合预制策略，通过电机驱动电路对被控设备进行控制，实现被控设备按照所需进行运动，从而实现自动化的控制被控设备的目的；利用无线传输电路进行前端监测与后端的网络安全管理系统之间的数据通信，实现网络安全与热成像技术相结合进行监测管理的目的。

(2)本实用新型以AT89C52为主控芯片，利用P0、P1口作为热成像仪信号输入口，扫描多点热成像仪的监测信息，信息经运算处理后，通过P2口输出脉冲给L298N组成的电机驱动电路来驱动电机(被控设备)转动一定的角度。

(3)本实用新型所述的热成像仪采用热释电红外传感器进行图像数据采集判断，并结合热释电传感器处理芯片进行采集信息的处理，而后将所得传输至主控制电路内，结合预制的管控策略进行相应的数据传输(比如通过无线传输电路经Internet上传至网络安全管理系统内)。

(4)本实用新型利用反相器和光耦进行隔离传输，从而使得主控制电路能够稳定可靠的工作。

(5)本实用新型采用先防火墙后路由器的网络架构设置模式而设计的网管设备，能够避免Internet上的病毒信息侵扰后台管理系统，从而造成后台管理系统瘫痪的情况发生。

(6)本实用新型采用多台热成像仪(1～n台)而设计，能够实现多点监控的目的。

附图说明

图1为本实用新型原理框图。

图2为本实用新型所述电机驱动电路图。

图3为本实用新型所述热成像仪电路图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实用新型提出了一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，采用网络安全技术进行系统安全架构搭建，并利用采用热成像技术而设计的热成像仪进行热图监测，将前端的监测结果结合预制策略，通过电机驱动电路对被控设备进行控制，实现被控设备按照所需进行运动，从而实现自动化的控制被控设备的目的；利用无线传输电路进行前端监测与后端的网络安全管理系统之间的数据通信，实现网络安全与热成像技术相结合进行监测管理的目的，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：设置有AC/DC转换电路、热成像仪(进行生物体特征热图采集)、主控制电路、无线传输电路、电机驱动电路、被控设备及网络安全管理系统，所述热成像仪连接主控制电路，主控制电路连接电机驱动电路，电机驱动电路与被控设备相连接，网络安全管理系统通过Internet连接无线传输电路，无线传输电路连接主控制电路；所述热成像仪包括热释电传感器电路、信号处理电路、热成像仪供电电路，热成像仪供电电路连接热释电传感器电路及信号处理电流，信号处理电路连接主控制电路；在电机驱动电路内设置有反相器电路、隔离电路及驱动电路，反相器电路分别连接主控制电路和隔离电路，隔离电路连接驱动电路，驱动电路与被控设备相连接；AC/DC转换电路分别与主控制电路、热成像仪供电电路、隔离电路及驱动电路相连接。

优选的，AC/DC转换电路输出+5V电源VCC到热成像仪上进行供电，至主控制电路优选为+5V电源VCC，至电机驱动电路上为+5V电源VCC和+12V电源VCC，所述热成像仪至少设置1台，优选设置16台。在实际应用时，多台热成像仪能够实现多点监控，避免出现监控死角，热成像仪利用热成像技术将监控到的生物体特征(生物体热图)反馈到主控制电路上，主控制电路处理后利用电机驱动电路进行驱动被控设备，使得被控设备在一定范围内转动；主控制电路还可以进一步的传输到网络安全管理系统内，从而使得网络安全管理系统能够及时知晓监控处是否存在非法活动的情况；在进行数据传输时，前端监测所得数据将利用基于无线数据传输技术(比如wifi、蓝牙等)而设计的无线传输电路传输至Internet上，而后网络安全管理系统从Internet中接收该数据。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：在所述热释电传感器电路内设置有热释电传感器UI1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2及电阻R7，热释电传感器UI1的供电脚通过相互串联的电阻R1和电阻R2连接热成像仪供电电路，且电阻R1和电阻R2的共接端通过电容C2接地，热释电传感器UI1的信号脚通过相互并联的电阻R7和电容C1接地，且热释电传感器UI1的信号脚输出信号至信号处理电路内，热释电传感器UI1的接地脚接地。

优选的电容C2采用电解电容且电容C2的正极端连接电阻R1和电阻R2的共接端，优选的热释电传感器UI1采用LH1778热释电人体红外传感器，电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2及电阻R7皆采用贴片元件。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：所述信号处理电路包括集成运放芯片UI2、灵敏度调节电路、一级运放外围电路、输出延时电路及输出封锁时间电路，所述热释电传感器UI1的信号脚通过电阻R6连接集成运放芯片UI2的1IN-脚，输出延时电路及输出封锁时间电路皆与集成运放芯片UI2相连接，集成运放芯片UI2连接热成像仪供电电路；在灵敏度调节电路内设置有电阻R4、电阻R5、电位器W1、电容C3、电容C4及电容C5，电阻R4与电容C4相互并联，集成运放芯片UI2的1OUT脚通过电容C3连接相互并联的电阻R4和电容C4的第一共接端，电容C5与电位器W1相互并联，电阻R4和电容C4的第二共接端通过电阻R5连接相互并联的电容C5和电位器W1的第一共接端，电容C5和电位器W1的第二共接端连接集成运放芯片UI2的2OUT脚，相互并联的电容C5和电位器W1的第一共接端还与集成运放芯片UI2的2IN-脚相连接，一级运放外围电路分别与集成运放芯片UI2的1IN-脚和1OUT脚相连接，在集成运放芯片UI2的IB脚还通过电阻R11接地，在集成运放芯片的VC脚上还通过相互串联的电阻R3和电阻R8接地，集成运放芯片UI2的VO脚通过电阻R12连接主控制电路。

优选的，所述集成运放芯片UI2采用热释电传感器处理芯片BIS0001。

优选的，电容C3采用电解电容，且电容C3的正极端连接相互并联的电阻R4和电容C4的第一共接端，电位器W1的一个固定端和可调端共接，电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4及电容C5皆采用贴片元件。

优选的，在主控制电路和热成像仪之间通过接口端子J1进行搭接，集成运放UI2的VO脚通过电阻R12连接接口端子J1的OUT脚，且接口端子J1的OUT脚连接主控制电路。

热释电传感器处理芯片BIS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外接元器件就可构成被动式的热释电红外开关、报警用人体热释电传感器等。其管脚设置如下表：

热释电传感器处理芯片BIS0001管脚设置表：

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：所述一级运放外围电路内设置有电阻R9、电阻R10、电容C6、电容C7、电容C8及电容C9，电容C6和电阻R9相互并联，且相互并联的电阻R9和电容C6连接在集成运放芯片UI2的1IN-脚和1OUT脚之间，集成运放芯片UI2的1IN-脚通过相互串联的电阻R10和电容C7接地，且集成运放芯片UI2的1IN-脚亦通过相互串联的电容C8和电容C9接地；所述输出延时电路包括电位器W3及电容C10，输出封锁时间电路电位器W2和电容C11，电位器W2的第一个固定端连接集成运放芯片UI2的RR2脚，电位器W2的第二固定端与可调端共接且连接在集成运放芯片UI2的RC2脚上，电位器W2的可调端通过的电容C11接地；电位器W3的第一个固定端连接集成运放芯片UI2的RR1脚，电位器W3的第二固定端与可调端共接且连接在集成运放芯片UI2的RC1脚上，电位器W3的可调端通过的电容C10接地。

优选的，电容C7采用电解电容，且电容C7的负极端接地，电阻R9、电阻R10、电容C6、电容C7、电容C8及电容C9皆采用贴片元件；电容C10和电容C11皆采用贴片元件。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：所述热成像仪供电电路包括三端稳压器UI3、二极管D1、二极管D2、电容C12、电阻R13、电容C13、电容C14及电位器W3，三端稳压器UI3的Ui脚连接AC/DC转换电路，且三端稳压器UI3的Ui脚通过电容C14接地，二极管D1连接在三端稳压器UI3的Ui脚和Uo脚之间(优选的二极管D1的正极端连接在三端稳压器UI3的Uo脚上)，三端稳压器UI3的Uo脚分别与集成运放芯片UI2的A脚、脚、VDD脚及电阻R1相连接，三端稳压器UI3的ADJ脚通过相互并联的电容C13和电位器W3接地，三端稳压器UI3的Uo脚通过相互并联的二极管D2和电阻R13连接三端稳压器UI3的ADJ脚。

优选的，电容C12采用电解电容，且电容C12的正极端连接三端稳压器UI3的Uo脚，二极管D2的负极端连接三端稳压器UI3的Uo脚，电容C14采用电解电容，且电容C14的正极端连接三端稳压器UI3的Ui脚，在所述主控制电路和热成像仪之间设置有接口端子J1，接口端子J1的VCC脚连接AC/DC转换电路(+5V电源VCC)，接口端子J1的OUT脚连接电阻R12将集成运放芯片UI2的输出信号输送至主控制电路内，接口端子J1的GND脚接地；优选的三端稳压器UI3采用LM317三端可调稳压器芯片，电容C12、电阻R13、电容C13、电容C14皆采用贴片元件。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：所述反相器电路包括分别与主控制电路相连接的反相器U5A、反相器U5B、反相器U5C及反相器U5D；所述隔离电路包括输入侧供电电路、输出侧供电电路、光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9，所述输入测供电电路分别与光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9内二极管的正极端相连接，输出侧供电电路分别与光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9内光敏三极管的集电极相连接，所述光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9内光敏三极管的发射极连接驱动电路；反相器U5A的输出端连接光耦UI6内光敏二极管的负极端，反相器U5B的输出端连接光耦UI7内光敏二极管的负极端，反相器U5C的输出端连接光耦UI8内光敏二极管的负极端，反相器U5D的输出端连接光耦UI9内光敏二极管的负极端。

优选的反相器U5A、反相器U5B、反相器U5C及反相器U5D采用六非门74LS04中的任意4个非门，反相器U5A的输入端连接主控制电路内主控芯片的P20脚，反相器U5B连接主控制电路内主控芯片的P21脚，反相器U5C连接主控制电路内主控芯片的P22脚，反相器U5D连接主控制电路内主控芯片的P23脚；优选的，光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9皆采用4N25光耦。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：所述输入侧供电电路包括发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、发光二极管LED4、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17，光耦UI6内光敏二极管的正极通过相互串联的发光二极管LED4与电阻R14连接AC/DC转换电路(+5V电源VCC)，光耦UI7内光敏二极管的正极通过相互串联的发光二极管LED3与电阻R15连接AC/DC转换电路(+5V电源VCC)，光耦UI8内光敏二极管的正极通过相互串联的发光二极管LED2与电阻R16连接AC/DC转换电路(+5V电源VCC)，光耦UI9内光敏二极管的正极通过相互串联的发光二极管LED1与电阻R17连接AC/DC转换电路(+5V电源VCC)；所述输出侧供电电路包括电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21，光耦UI6内光敏三极管的集电极通过电阻R18连接AC/DC转换电路(+5V电源VCC)，光耦UI7内光敏三极管的集电极通过电阻R19连接AC/DC转换电路(+5V电源VCC)，光耦UI8内光敏三极管的集电极通过电阻R20连接AC/DC转换电路(+5V电源VCC)，光耦UI9内光敏三极管的集电极通过电阻R21连接AC/DC转换电路(+5V电源VCC)。

优选的发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、发光二极管LED4皆采用LED灯，且发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、发光二极管LED4的正极连接+5V电源VCC，电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17选用相同大小的贴片电阻。

优选的，电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21皆选用相同大小的贴片电阻。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：所述驱动电路包括驱动芯片UI4、驱动供电电路及驱动输出电路，所述驱动供电电路和驱动输出电路皆与驱动芯片UI4相连接，驱动输出电路连接被控设备；所述光耦UI6内光敏三极管的发射极连接驱动芯片UI4的INT1脚，光耦UI7内光敏三极管的发射极连接驱动芯片UI4的INT2脚，光耦UI8内光敏三极管的发射极连接驱动芯片UI4的INT3脚，光耦UI9内光敏三极管的发射极连接驱动芯片UI4的INT4脚；所述驱动供电电路包括电阻R22，且AC/DC转换电路通过电阻R22连接驱动芯片UI4的INTA脚和INTB脚上，AC/DC转换电路亦通过相互并联的电容C15与电容C16滤波后，接入到驱动芯片UI4的VSS脚上。

优选的电容C15采用电解电容，且电容C15的正极与驱动芯片UI4的VSS脚相连接。

实施例9：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：所述驱动输出电路包括电容C17、电容C18、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10，所述驱动芯片UI4的VS脚连接AC/DC转换电路，且驱动芯片UI4的VS脚通过相互并联的电容C17和电容C18接地，二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10的负极端共接且与驱动芯片UI4的VS脚相连接，驱动芯片UI4的GND脚、ISENA脚及ISENB脚皆接地，二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6的正极端皆接地，二极管D3和二极管D7相互串联且共接端连接驱动芯片UI4的OUT1脚，二极管D4和二极管D8相互串联且共接端连接驱动芯片UI4的OUT2脚，二极管D5和二极管D9相互串联且共接端连接驱动芯片UI4的OUT3脚，二极管D6和二极管D10相互串联且共接端连接驱动芯片UI4的OUT4脚，驱动芯片UI4的OUT1脚、OUT2脚、OUT3脚及OUT4脚通过接口端子J2连接被控设备。

优选的电容C17采用电解电容，且电容C17的正极端连接+12V电源，二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10皆选用相同型号的二极管。

实施例10：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图1、图2、图3所示，特别采用下述设置结构：在所述网络安全管理系统内设置有相互连接的后台管理系统、路由器及防火墙，所述防火墙接入Internet。

在进行搭建时，防火墙采用具有VPN功能的防火墙，所述后台管理系统能够远程的对监测前端(热成像电路)进行管理控制，并实时的将监测数据展示给后台人员。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述驱动芯片UI4采用L298N双H桥直流电机驱动芯片。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述主控制电路的主控芯片为AT89C52，所述被控设备为4相步进电机。

优选的，主控制电路采用AT89C52作为核心处理芯片，AT89C52是Atmel公司生产的低电压，高性能CMOS微处理器，片内带8KB的可反复擦写只读程序存储器，共有4个八位I/O接口，功能强大。L298N是SGS半导体公司生产的步进电机专用控制芯片，能产生四相控制信号，输出功率强，可用于控制两相、三相和四相步进电机，易于与单片机结合，实现单片机控制。

所述被控设备为用于安装摄像头的云台中的电机。

在实际应用中，以AT89C52为主控芯片，用P0，P1口作为热成像仪信号输入口，扫描多点(设计为16点，也可视具体情况扩展)热成像仪的监测信息，信息经运算处理后，通过P2口输出脉冲给L298N组成的电机驱动电路来驱动电机(被控设备)转动一定的角度，从而带动云台上的摄像头转动一定角度(水平方向为45°的倍数，最小45°，最大315°；竖直方向为15°的倍数，最小15°，最大75°，可通过软件修改)，实现自动控制。电机选用四相步进电机，每个电机用四位I/O口控制，P2口低四位控制水平方向电机，高四位控制竖直方向电机。

在设计使用时，热释电传感器UI1是一种能以非接触形式检测出人体或动物辐射的红外线能量变化并将其转换成电压信号输出的传感器。集成运放芯片UI2(BIS0001)是一种高性能的信号处理集成电路，由运算放大器、电压比较器、延迟时间和封锁时间定时器等构成，它与热释电传感器UI1和少量外接元器件可构成被动式的人体红外传感器采集电路(热成像仪)。

电路中热释电传感器UI1采用LHl778来监测人体红外信号，采集的信号经BIS0001放大处理后以高低电平的形式输出给主控制电路运算处理，从而实现对设防区域的信号采集。设计的信号处理电路中可通过调节精密电位器W1调节热释电传感器UI1探头的灵敏度，实现对感应距离的控制，在设计时优选默认为5m；调节电位器W3控制信号的输出延时时间(Tx)，设置时优选默认为Tx≈1s；调节电位器W2控制信号的输出封锁时间(Ti)，热成像仪在这个时间里输出低电平，设置时优选默认为1.2s，所以结合Tx和Ti可控制热成像仪的探测周期。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，其特征在于：设置有AC/DC转换电路、热成像仪、主控制电路、无线传输电路、电机驱动电路、被控设备及网络安全管理系统，所述热成像仪连接主控制电路，主控制电路连接电机驱动电路，电机驱动电路与被控设备相连接，网络安全管理系统通过Internet连接无线传输电路，无线传输电路连接主控制电路；所述热成像仪包括热释电传感器电路、信号处理电路、热成像仪供电电路，热成像仪供电电路连接热释电传感器电路及信号处理电流，信号处理电路连接主控制电路；在电机驱动电路内设置有反相器电路、隔离电路及驱动电路，反相器电路分别连接主控制电路和隔离电路，隔离电路连接驱动电路，驱动电路与被控设备相连接；AC/DC转换电路分别与主控制电路、热成像仪供电电路、隔离电路及驱动电路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，其特征在于：在所述热释电传感器电路内设置有热释电传感器UI1、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2及电阻R7，热释电传感器UI1的供电脚通过相互串联的电阻R1和电阻R2连接热成像仪供电电路，且电阻R1和电阻R2的共接端通过电容C2接地，热释电传感器UI1的信号脚通过相互并联的电阻R7和电容C1接地，且热释电传感器UI1的信号脚输出信号至信号处理电路内，热释电传感器UI1的接地脚接地。

3.根据权利要求2所述的一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，其特征在于：所述信号处理电路包括集成运放芯片UI2、灵敏度调节电路、一级运放外围电路、输出延时电路及输出封锁时间电路，所述热释电传感器UI1的信号脚通过电阻R6连接集成运放芯片UI2的1IN-脚，输出延时电路及输出封锁时间电路皆与集成运放芯片UI2相连接，集成运放芯片UI2连接热成像仪供电电路；在灵敏度调节电路内设置有电阻R4、电阻R5、电位器W1、电容C3、电容C4及电容C5，电阻R4与电容C4相互并联，集成运放芯片UI2的1OUT脚通过电容C3连接相互并联的电阻R4和电容C4的第一共接端，电容C5与电位器W1相互并联，电阻R4和电容C4的第二共接端通过电阻R5连接相互并联的电容C5和电位器W1的第一共接端，电容C5和电位器W1的第二共接端连接集成运放芯片UI2的2OUT脚，相互并联的电容C5和电位器W1的第一共接端还与集成运放芯片UI2的2IN-脚相连接，一级运放外围电路分别与集成运放芯片UI2的1IN-脚和1OUT脚相连接，在集成运放芯片UI2的IB脚还通过电阻R11接地，在集成运放芯片的VC脚上还通过相互串联的电阻R3和电阻R8接地，集成运放芯片UI2的VO脚通过电阻R12连接主控制电路。

4.根据权利要求3所述的一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，其特征在于：所述一级运放外围电路内设置有电阻R9、电阻R10、电容C6、电容C7、电容C8及电容C9，电容C6和电阻R9相互并联，且相互并联的电阻R9和电容C6连接在集成运放芯片UI2的1IN-脚和1OUT脚之间，集成运放芯片UI2的1IN-脚通过相互串联的电阻R10和电容C7接地，且集成运放芯片UI2的1IN-脚亦通过相互串联的电容C8和电容C9接地；所述输出延时电路包括电位器W3及电容C10，输出封锁时间电路电位器W2和电容C11，电位器W2的第一个固定端连接集成运放芯片UI2的RR2脚，电位器W2的第二固定端与可调端共接且连接在集成运放芯片UI2的RC2脚上，电位器W2的可调端通过的电容C11接地；电位器W3的第一个固定端连接集成运放芯片UI2的RR1脚，电位器W3的第二固定端与可调端共接且连接在集成运放芯片UI2的RC1脚上，电位器W3的可调端通过的电容C10接地。

5.根据权利要求4所述的一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，其特征在于：所述热成像仪供电电路包括三端稳压器UI3、二极管D1、二极管D2、电容C12、电阻R13、电容C13、电容C14及电位器W3，三端稳压器UI3的Ui脚连接AC/DC转换电路，且三端稳压器UI3的Ui脚通过电容C14接地，二极管D1连接在三端稳压器UI3的Ui脚和Uo脚之间，三端稳压器UI3的Uo脚分别与集成运放芯片UI2的A脚、VRF/_R__E__S__E__T^_脚、VDD脚及电阻R1相连接，三端稳压器UI3的ADJ脚通过相互并联的电容C13和电位器W3接地，三端稳压器UI3的Uo脚通过相互并联的二极管D2和电阻R13连接三端稳压器UI3的ADJ脚。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，其特征在于：所述反相器电路包括分别与主控制电路相连接的反相器U5A、反相器U5B、反相器U5C及反相器U5D；所述隔离电路包括输入侧供电电路、输出侧供电电路、光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9，所述输入侧供电电路分别与光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9内二极管的正极端相连接，输出侧供电电路分别与光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9内光敏三极管的集电极相连接，所述光耦UI6、光耦UI7、光耦UI8及光耦UI9内光敏三极管的发射极连接驱动电路；反相器U5A的输出端连接光耦UI6内光敏二极管的负极端，反相器U5B的输出端连接光耦UI7内光敏二极管的负极端，反相器U5C的输出端连接光耦UI8内光敏二极管的负极端，反相器U5D的输出端连接光耦UI9内光敏二极管的负极端。

7.根据权利要求6所述的一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，其特征在于：所述输入侧供电电路包括发光二极管LED1、发光二极管LED2、发光二极管LED3、发光二极管LED4、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17，光耦UI6内光敏二极管的正极通过相互串联的发光二极管LED4与电阻R14连接AC/DC转换电路，光耦UI7内光敏二极管的正极通过相互串联的发光二极管LED3与电阻R15连接AC/DC转换电路，光耦UI8内光敏二极管的正极通过相互串联的发光二极管LED2与电阻R16连接AC/DC转换电路，光耦UI9内光敏二极管的正极通过相互串联的发光二极管LED1与电阻R17连接AC/DC转换电路；所述输出侧供电电路包括电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21，光耦UI6内光敏三极管的集电极通过电阻R18连接AC/DC转换电路，光耦UI7内光敏三极管的集电极通过电阻R19连接AC/DC转换电路，光耦UI8内光敏三极管的集电极通过电阻R20连接AC/DC转换电路，光耦UI9内光敏三极管的集电极通过电阻R21连接AC/DC转换电路。

8.根据权利要求6所述的一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，其特征在于：所述驱动电路包括驱动芯片UI4、驱动供电电路及驱动输出电路，所述驱动供电电路和驱动输出电路皆与驱动芯片UI4相连接，驱动输出电路连接被控设备；所述光耦UI6内光敏三极管的发射极连接驱动芯片UI4的INT1脚，光耦UI7内光敏三极管的发射极连接驱动芯片UI4的INT2脚，光耦UI8内光敏三极管的发射极连接驱动芯片UI4的INT3脚，光耦UI9内光敏三极管的发射极连接驱动芯片UI4的INT4脚；所述驱动供电电路包括电阻R22，且AC/DC转换电路通过电阻R22连接驱动芯片UI4的INTA脚和INTB脚上，AC/DC转换电路亦通过相互并联的电容C15与电容C16滤波后，接入到驱动芯片UI4的VSS脚上。

9.根据权利要求8所述的一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，其特征在于：所述驱动输出电路包括电容C17、电容C18、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10，所述驱动芯片UI4的VS脚连接AC/DC转换电路，且驱动芯片UI4的VS脚通过相互并联的电容C17和电容C18接地，二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10的负极端共接且与驱动芯片UI4的VS脚相连接，驱动芯片UI4的GND脚、ISENA脚及ISENB脚皆接地，二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6的正极端皆接地，二极管D3和二极管D7相互串联且共接端连接驱动芯片UI4的OUT1脚，二极管D4和二极管D8相互串联且共接端连接驱动芯片UI4的OUT2脚，二极管D5和二极管D9相互串联且共接端连接驱动芯片UI4的OUT3脚，二极管D6和二极管D10相互串联且共接端连接驱动芯片UI4的OUT4脚，驱动芯片UI4的OUT1脚、OUT2脚、OUT3脚及OUT4脚通过接口端子J2连接被控设备。

10.根据权利要求1～5，7～9任一项所述的一种基于热成像仪搭建的防爆安防监控系统，其特征在于：在所述网络安全管理系统内设置有相互连接的后台管理系统、路由器及防火墙，所述防火墙接入Internet。