[實用新型]一種無線紅外感應模塊及監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621119376.5
• 申請日: 2016-10-13
• 公開（公告）號: CN206399539U
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 褚紅旭;金鑫;段納;陳星星;宋姍
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: G01J5/34
• 分類號: G01J5/34
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本實用新型涉及一種無線紅外感應模塊及監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是一種工礦企業(yè)監(jiān)測時使用的具有無線紅外感應模塊及監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術

熱釋電無線紅外傳感器對波長范圍在8-14um的紅外輻射很敏感，傳感器會把熱能轉換成電信號。由黑體輻射理論可知，自然界幾乎所有物質均能產生電磁波輻射，只是輻射大小和模式不同，人體幾乎接近黑體輻射，所以熱釋電紅外傳感器可以有效的監(jiān)測到人體的輻射。根據(jù)維恩位移定律，黑體電磁輻射峰值波長與自身溫度之間成反比，即λmax=2898/T，T為黑體的絕對溫度。人體各部分熱輻射波長峰值在8-12um之間，最大峰值波長約為9.5um，而輻射功率大約為100w/m[3-6]。歐美是熱釋電紅外傳感器的主要生產者和主要應用市場，近年來，日本的許多公司也開始研究和開發(fā)多種熱釋電紅外傳感器。在微小型化的設計方面，國外MEMS（微機械電子模塊）工藝發(fā)展比較早，主要有以下幾種加工工藝：以硅表面加工和體加工為主的硅微細加工、利用X射線光刻等。各個國家各具特色。

自從二戰(zhàn)以來，熱釋電紅外傳感器經(jīng)歷了三次發(fā)展階段，60 年代以前紅外技術剛剛起步，以 Hg Cd Te 為代表的量子型紅外傳感器為代表；60 年代以后紅外技術已經(jīng)發(fā)展的很成熟，很多紅外探測器已經(jīng)應用在軍事上；到了 80 年代，隨著工藝以及性能的完善，在報警、自動開關等民用上也得到了廣泛應用。但是，由于熱釋電探測器存在探測區(qū)域較小，精度不高等問題，所以，熱釋電探測器在其他領域的應用并不多見?，F(xiàn)在紅外熱釋電設備的微小型設計仍然處于發(fā)展的階段。當下的紅外熱釋電掃描技術仍存在很多不足之處，比如：紅外熱釋電掃描誤差較大，無法正確有效地識別掃描對象，需要較大體積的紅外熱釋電模塊才能有效減少誤差，無法實現(xiàn)嵌入功能。

當前，集成智能傳感器、嵌入式系統(tǒng)、無線通信等的物聯(lián)網(wǎng)技術正應用于礦山領域，傳統(tǒng)的有線式監(jiān)測模式，存在諸多弊端，已不能滿足現(xiàn)代化智能礦山監(jiān)測的需求。無線技術作為重要的感知手段，具有自組網(wǎng)、低成本、部署靈活、功耗低等優(yōu)點，特別適合于井下巷道龐大，錯綜復雜的環(huán)境。目前，藍牙技術工作在公眾通用的2.4GHz ISM頻段，提供1Mbps的傳輸速率和10m的傳輸距離，在計算機外設方面應用較廣泛，但其協(xié)議本身較復雜、開發(fā)成本高、通信距離短，限制了其發(fā)展；WIFI技術的帶寬高，通信距離為50~100米，適合于多媒體的應用。

發(fā)明內容

本實用新型的目的是針對上述技術目的，提供一種結構簡單，可靠性好，本質安全，組網(wǎng)靈活的無線紅外感應模塊及監(jiān)測系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述技術目的，本實用新型的無線紅外感應模塊，包括檢測電路和設在檢測電路外的殼體，殼體內設有密封圈和防靜電材料；

所述檢測電路包括數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊、WIFI模塊，檢測模塊和傳輸模塊，其中數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端與檢測模塊相連接，輸出端與傳輸模塊相連接，數(shù)據(jù)處理模塊還與通信模塊相連接；

所述檢測模塊包括順序連接的紅外熱釋電模塊、遠算放大器和模/數(shù)轉換電路，紅外熱釋電模塊、遠算放大器和模/數(shù)轉換電路與數(shù)據(jù)處理模塊依次電性連接，模/數(shù)轉換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊通過光耦進行連接，在實現(xiàn)SPI協(xié)議實現(xiàn)通信的同時實現(xiàn)電性隔離；所述傳輸模塊包括分別與數(shù)據(jù)處理模塊相連接的繼電器和數(shù)/模轉換電路；

數(shù)據(jù)處理模塊、WIFI模塊，檢測模塊和傳輸模塊分別與電源模塊相連接并由其供電。

所述殼體上設有菲涅爾透鏡，所述紅外熱釋電模塊具有一個外感應窗口，所述殼體側面設有兩個導聯(lián)線出口與一個紅外熱釋電感應窗口，紅外熱釋電外感應窗口大小由選用的菲涅爾透鏡大小決定。

所述紅外熱釋電模塊上引出一根延伸出外殼的繼電器導聯(lián)線，導聯(lián)線為帶有屏蔽層的導線。

所述紅外熱釋電模塊采用DS205B四靈敏元元件，電源模塊提供環(huán)境參考電壓，所述遠算放大器使用LM258運算放大元件；所述模/數(shù)轉換模塊或者數(shù)/模轉換模塊的芯片是AD7176-2，光耦隔離芯片為HCPL-2630；所述電源模塊采用RM3273S電源芯片，整個電源模塊大小為34mm* 22mm *18mm。

所述數(shù)據(jù)處理模塊為STM8微控制器；所述WIFI模塊RT5350，WIFI模塊RT5350的串口1用于和計算機通信，是RT5350微處理器的控制臺，串口2和微處理器相連，將接收到的網(wǎng)絡信息轉發(fā)至串口2。

所述殼體外設有單獨復位按鍵，與殼體內控制器模塊相連。