一种热成像监控仪的制作方法

本实用新型涉及热成像技术领域，更具体地说，涉及一种热成像监控仪。

背景技术：

热成像是通过非接触探测红外能量(热量)，并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的检测设备。目前，监控仪在对热释电传感器输入的目标人体的温度信号进行处理时，其容易受外部电磁波信号干扰，导致输出的温度参数的失真度较大。

因此，如何降低温度参数的失真度成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述监控仪易受外部电磁波信号干扰，导致输出的温度参数的失真度较大的缺陷，提供一种抗干扰较好且信号失真度较低的热成像监控仪。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种热成像监控仪，具备：

红外传感器，其设于监控仪的前端，其用于探测目标人体的温度信号；

信号放大电路，其输入端与所述红外传感器的输出端连接，其用于接收所述温度信号，并对所述温度信号进行增益；

信号处理电路，其信号输入端耦接于所述信号放大电路的信号输出端，所述信号处理电路用于接收经增益后的所述温度信号，并根据输入的所述温度信号以建立对应的动态图像。

在一些实施例中，所述信号处理电路包括微控制器，所述微控制器的信号输入端与所述信号放大电路的输出端连接，

所述微控制器用于接收所述温度信号以建立所述动态图像。

在一些实施例中，所述信号处理电路还包括并联连接的第十三电容及第十四电容，

所述第十三电容及所述第十四电容的一端与电源电路的输出端连接；

所述第十三电容及所述第十四电容的另一端与所述微控制器的电源输入端连接。

在一些实施例中，所述信号处理电路还包括第十六电阻，所述第十六电阻的一端与所述微控制器的时钟信号端连接。

在一些实施例中，所述信号放大电路包括第一放大电路及第二放大电路，所述第一放大电路的信号输入端与所述红外传感器的信号输出端连接，

所述第二放大电路的信号输入端与所述第一放大电路的信号输出端连接，所述第二放大电路的信号输出端耦接于所述信号处理电路的信号输入端。

在一些实施例中，所述电源电路包括滤波电路及稳压电路，

所述滤波电路的输入端外接电源，所述稳压电路的输入端耦接于所述滤波电路的输出端。

在本实用新型所述的热成像监控仪中，包括用于探测目标人体的温度信号的红外传感器、用于增益的信号放大电路及信号处理电路，其中，信号处理电路的信号输入端耦接于信号放大电路的信号输出端，信号处理电路用于接收经增益后的温度信号，并根据输入的温度信号以建立动态图像。与现有技术相比，通过信号处理电路对输入的温度信号进行降噪及抗干扰处理，然后根据处理后的温度信号建立对应的动态图像，可有效地解决监控仪在对输入的温度信号进行处理时，其容易受外部电磁波信号干扰，导致输出的温度参数的失真度较大的问题。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型提供的热成像监控仪一实施例的电源电路图；

图2是本实用新型提供的热成像监控仪一实施例的信号放大电路图；

图3是本实用新型提供的热成像监控仪一实施例的信号处理电路图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1至图3所示，在本实用新型的热成像监控仪的第一实施例中，热成像监控仪包括电源电路100、信号放大电路200及信号处理电路300。

其中，电源电路100包括滤波电路(由第一电容c101及第二电容c102连接而成)及稳压电路。

其中，滤波电路的输入端外接电源(对应+12v)，稳压电路的输入端(对应vin端)与耦接于滤波电路的输出端，即外部输入的电源经滤波电路滤波后输入稳压电路。

进一步地，稳压电路包括第一电源控制器u101及第二电源控制器u102，其中，第一电源控制器u101的电源输入端(对应1脚)外接+12v电源，即，输入的+12v电源经第一电容c101及第二电容c102滤波后输入第一电源控制器u101，实现+12v到+4v的转换。串联连接的第一电阻r101及第二电阻r102在线路中起到分压作用，发光二极管灯亮起时，表示模块已经正常供电，并将+4v电压输出至第二电源控制器u102。

第二电源控制器u102的电源输入端(对应3脚)与第一电源控制器u101的输出端(对应2脚)连接，其用于接收第一电源控制器u101输入+4v电压。

具体而言，输入的+4v电压经第四电容c104及第五电容c105滤波后第二电源控制器u102，经第二电源控制器u102处理后，以获得适用于红外传感器pir、信号放大电路200及信号处理电路300所需的+3.3v电压。

红外传感器201(对应图2中的pir)输出电信号的幅度和频率主要取决于目标人体的温度、探测区域背景、人体与传感器的距离、人体移动的速度及光学透镜系统的焦距，当人体温度和探测区域背景的温差很大，离传感器越近，输出电信号的幅值将越大。

具体而言，频率特性曲线在1hz附近比较平坦，对低频信号放大时失真小，3db带宽只有15.94hz。

具体地，红外传感器201设于监控仪的前端，其用于探测目标人体的温度信号，然后将该温度信号输出至信号放大电路200。

信号放大电路200具有对红外传感器201输出的低频微弱信号有比较高的放大增益且抗噪声干扰能力强的作用。

信号放大电路200输入端与红外传感器201的输出端连接，其用于接收温度信号，并对温度信号进行增益放大，然后将放大后的温度信号输出至信号处理电路300。

信号处理电路300具有信号处理(降噪及抗干扰)、运算及建模的作用。

其中，信号处理电路300的信号输入端与信号放大电路200的信号输出端连接，其用于接收经增益放大后的温度信号，并根据输入的温度信号以建立对应的动态图像，能够有效地解决监控仪在对输入的温度信号进行处理时，容易受外部电磁波信号干扰，导致输出的温度参数的失真度较大的问题。

在一些实施例中，为了提高动态图像的准确性，可在信号处理电路300中设置微控制器u301及第二十三电容c310。

其中，微控制器u301的采样速率可达40ms/s，其精度稳定可靠，能够保持着10位的精度；在40ms/s的采样速率下，enob(有效位数)仍然达到9.55位，差分非线性度±0.25lsb，信噪比和失真度保持在55db-69db。

微控制器u301在+3.3v的供电下，40ms/s全速工作时，功耗只有74mw；在5ms/s时，功耗将会降到17mw，在待机模式下，功耗只有0.65mw。对于输入信号的峰峰值，通常设置为1vp-p或者2vp-p。

具体地，微控制器u301的信号输入端(对应25脚)与信号放大电路200的输出端连接，其用于接收温度信号，并对进行处理以建立动态图像。

在一些实施例中，为了提高微控制器u301工作的稳定性，可在信号处理电路300中设置第十三电容c301及第十四电容c302，其中，第十三电容c301与第十四电容c302并联连接。

第十三电容c301及第十四电容c302的一端与电源电路100的输出端(对应+3.3v端)连接，第十三电容c301及第十四电容c302的另一端与微控制器u301的电源输入端(对应avss端)连接，电源电路100输出的+3.3v电压经第十三电容c301及第十四电容c302输入微控制器u301，为其提供工作电源。

在一些实施例中，信号处理电路300还包括第十六电阻r301，其中，第十六电阻r301的阻值可选为33欧姆。

第十六电阻r301的一端与微控制器u301的时钟信号端(对应clk端)连接。

在一些实施例中，为了提高温度信号的放大倍数，可在信号放大电路200中设置第一放大电路202、第二放大电路203及双限电压比较器204。

第一放大电路202对输入的微弱信号(温度参数)具有较高增益放大作用。

第一放大电路202的输入端与红外传感器201的输出端连接，第一放大电路202用于接收温度参数，并对温度参数进行一级增益放大，然后输出至第二放大电路203。

第二放大电路203的输入端与第一放大电路202的输出端连接，第二放大电路203用于接收经一级增益放大后的温度参数，并对温度参数进行二级增益放大，然后输出至双限电压比较器204。

双限电压比较器204用于比较一路输入电压和一路固定的电压基准。

其中，双限电压比较器204设有基准信号。

具体地，双限电压比较器204的输入端与第二放大电路203的输出端连接，其用于接收经二级增益放大后的温度参数。

双限电压比较器204将输入的温度参数与基准信号进行比较，若输入的温度参数大于基准信号，则双限电压比较器204输出探测到的目标人体温度信号。

在一些实施例中，为了提高输出温度信号的准确性，可在双限电压比较器204中设置第一电压比较器u2c及第二电压比较器u2d。

其中，电压比较器(u2c及u2d)对输入信号进行鉴别与比较。

具体地，第一电压比较器u2c的同相端(对应10脚)及第二电压比较器u2d的反相端(对应13脚)与第二放大电路203的输出端连接。

示例性地，只有当输入电压ui大于u2和小于u1时，第一电压比较器u2c和第二电压比较器u2d都输出高电平，所以uo输出高电平。

当ui大于u1时，ui自然也大于u2(因为u1>u2)，此时第一电压比较器u2c输出高电平，第二电压比较器u2d输出低电平，输出电压uo经第二电压比较器u2d输出端的第一二极管d201及第二二极管d202钳位，输出为低电平。

当ui小于u1时，此第一电压比较器u2c输出低电平，但是第二电压比较器u2d输出高电平，输出电压uo经第二电压比较器u2d输出端的第一二极管d201及第二二极管d202钳位，输出为高电平。

在一些实施例中，为了提高输出温度信号的增益效果，可在第一放大电路202设置第一放大器u2a，其具有对输入信号的电压信号或功率进行放大的作用。

具体地，第一放大器u2a的反相端(对应2脚)通过第七电阻r204与红外传感器201的输出端(对应2脚)连接，其用于接收红外传感器201输出的温度信号并进行一级放大。

第一放大器u2a的同相端(对应3脚)通过第八电容c201与公共端连接。

第一放大器u2a的输出端(对应1脚)通过串联连接的第九电阻r206、第十电容c203与第二放大电路203的输入端连接，并将输入的温度信号进行放大，然后输出至第二放大电路203。

在一些实施例中，为了提高输出温度信号的增益效果，可在第二放大电路203设置第二放大器u2b，其具有对输入信号的电压信号或功率进行放大的作用。

具体地，第二放大器u2b的反相端(对应6脚)与第一放大器u2a的输出端连接，其用于接收经第一放大器u2a增益放大后的温度信号，并对该温度信号进行二级放大。

第二放大器u2b的同相端(对应5脚)通过第十一电容c204与公共端连接，第二放大器u2b的输出端(对应7脚)与双限电压比较器204的输入端连接，经双限电压比较器204输出探测到的目标人体温度信号。

通过前置放大电路200能够有效滤除高频干扰，进而提高信噪比，以满足电红外传感器201输出对信号处理的要求，进而降低温度信号的误差范围，以提高探测温度的准确性。

在一些实施例中，电源电路100的输出端通过第四电阻r201与红外传感器201的电源输入端(对应1脚)连接，以对红外传感器201提供+3.3v电压。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。