专利名称：用于cbrne传感器的系统集成模块的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于识别包括化学、生物、放射性、核与高爆(CBRNE) 物品在内的危险物品的传感器系统，尤其涉及一种具有模块化设计核网络通信功 能的传感器接口系统。
背景技术：
现有技术通过诸如DB9和USB端口之类的专用连接提供用于模拟传感器的 计算机连接，其将传感器配置为专用计算机的外围设备。除了与传感器的专用计 算机连接之外，其它设备提供作为独立功能和硬件的校准(calibration)。与传感 器相关联的这些独立设备并不是具有自动校准和支持功能以允许传感器进行独 立现场配置的分布式网络部件。随着世界各地恐怖分子的出现，非常需要提供能 够跨分布式传感器网络进行配置的独立网络部件的传感器系统。
而且，现有的用于化学、生物、放射性、核与高爆(CBRNE)检测的传感 器系统并不具备对模拟传感器进行高精度校准的能力。随着对通过使用光谱分析 软件而提供特定化学、生物、放射性、核与高爆物品的检测、识别和量化的CBRNE 传感器系统日益增加的需求，需要传感器阵列的高精度校准和同步。
因此，需要克服以上所讨论的现有技术所具有的问题。
发明内蓉
根据本发明的一个实施例， 一种传感器集合系统和传感器集成模块(SIM) 提供了有效的系统和集成模块以用于将一个或多个传感器配置在分布式数据坷 络上，以提供在远程处理器进行分析的光语数据。所述SIM为一种或多种类型 的传感器提供了模块化接口。根据本发明的一个实施例，所述传感器集成模块(SIM)支持传感器系统被 设计为利用模拟或数字^r测器识别特定危险物品的功能。所述SIM提供了将多 个传感器组合到具有每个传感器独立寻址的有组织阵列中的能力以及使得能够 实现分布式网络体系结构的通信能力。所述SIM提供了将光镨数据送到远程多 通道分析器或者随时间从每个传感器收集光谱数据，并且根据所捕捉的数据创建 每个传感器数据或传感器分组集合的柱状图以及将光语数据转发到分析系统的 能力。为了支持所述其所支持的一个或多个检测器的校准和同步，所述SIM通 过自动增益控制设备提供了自动校准和校准维护。该系统还提供了自动的校准验 证能力。模拟和数字传感器接口安装在可连接到SIM处理器主板的子板上。这 使得能够快速变换模拟或数字接口类型而不会对SIM处理器主办造成影响。根据一个实施例，所述传感器集成模块(SIM)使得能够使用模块化传感器 接口单元将多个创感器集成到阵列中，所述模块化传感器接口单元为每个检测器 部件提供独立的TCP/IP地址，提供所述阵列的信号处理以及将每个检测器和传 感器阵列建立为分布式网络上的网络部件的通信能力。所述分布式网络可包括诸 如互联网之类的广域网络。所述SIM提供诸如用于消除模拟漂移的自动增益控 制、传感器校准方法之类的支持功能，并且自动校准-险证处理在传感器被用来提 供物品识别中所使用的数据时是重要的问题。用于所配置的传感器阵列的自动校 准和支持功能允许独立的现场配置。本发明的一个实施例允许将各种模拟和数字传感器配置为支持物品检测和 识别系统的网络部件以便用于现场配置。此外，所述实施例提供了用于传感器集 成模块的模块化体系结构和设计，其利用用于特定传感器接口的子板以使得到任 意商用现有或私有传感器的模块化接口对传感器接口的设计具有最小的影响。
图1是图示传感器接口系统和传感器集成模块示例的功能组件的简单功能 框图。图2是在子板上具有模拟和数字组件的传感器集成模块(SIM)的示例的透视图。图3是图示随图1所示的传感器接口系统和传感器集成模块使用的FPGA和 嵌入式处理器的示例的简单示意图。图4是图示SIM控制卡数字电路和连接器的简单示意图。图5是图示具有多个FPGA和子板的SIM卡冗余的示例的筒单示意图。图6是图示SIM体系结构的示例的简单示意图。图7是图示随图1所示的传感器接口系统和传感器集成才莫块使用的自动增益 控制电路的示例的简单示意图。图8是图示分布式传感器网络配置中所设置的传感器集成模块的示例的功 能才匡图。
具体实施方式
虽然该说明书以确定被认为是新颖的本发明的特征的权利要求作为结束，但 是相措根据以下结合附图所进行的描述，会更好地理解本发明，所述附图中沿用 相同的附图标记。将要理解的是，所公开的实施例仅仅是本发明的示例，其能够 以各凑形式来实现。因此，这里所^Hf的特定结构和功能细节并不解释为限制，结构+以各种方式实质性釆用本发明的表示勤出。此外，这里所使用的术语和短 语并非旨在进行限制；相反，其旨在提供本发明的可理解描述。根据一个实施例，本发明通过提供支持独立传感器的系统和方法以及为传感 器阵列提供了当模拟和数字传感器被配置在用于化学、生物、放射性、核与高爆 (CBRNE)物品识别的现场应用中时所需的网络连接和关键功能而克服了现有技 术的问题。现在所要描述的是根据本发明示例性实施例的连接到用于光谱分析的数字网 络的示例性传感器集成模块。图1和2图示了示例性SIM。传感器集成模块(SIM)的 能是提供到检测器 (101;)的模块化接口 (102)并且处理来自检测器(103)的原始信号，并且为检测器(106 )提供支持功能，以;^提供校准监3见(106 )并4^供it字才交准方法(104 ),过网络(108)将被处理的检测器数据发送到远程服务器进行分析。诸如图8所示的示例性SIM、传感器和数字网络系统提供了优于现有检测器配置的明显改善的效率和配置能力。图8图示了传感器集成才莫块的示例，其具有所连4姿的(多个)传感器805和 (多个)传感器接口 801、信号处理器和中央处理器803、(多个)数字通信(804)以及电源(806)。以下将讨论数字网络放射性检测和识别系统的示例性实施例的发明特征和优势。然而，假设读者已经具有了对于放射性和传感器技术的理解。 参见图8,具有(多个)传感器的示例性SIM使得能够连接到包括模拟在内的分布式传感器网络系统。传感器805与数据收集系统810和传感器基础模块807通信耦合。每个传感器被指定以独立的网络地址以识别所述传感器以便进行网络访问。■参见图8,在该示例中，数据收集系统(810)经由有线、无线通信链路和.或 其它通信链路(816)与每个网络传感器设备(805 )通信耦合。所述数据收集系 统(810)包括信息处理系统，所述信息处理系统具有收集来自传感器单元(805 ) 的信4的数据通信接口。在该示例中，所收集的信号标识来自每个已经检测到放 射性的传感器设备的详细光镨数据。数据收集系统(810)与本地控制器和监视器系统(840)通信耦合。所述本 地系统(840)包括信息处理系统，所述信息处理系统包括计算机、内存、存储器， 以及诸如监视器上的显示器和键盘或其它用户输A/输出设备之类的用户接口 。在 该示例中，所述本地系统还包括多通道分析器842和光镨分析器(843 )。所述多通道分析器(MCA) (842)包括由许多单独的通道分析器(SCA)所 组成的设备。所述单个通道分析器询问来自独立传感器(805)或传感器群组的光 谱数据。收集光谱图像或光谱柱状图。所述光谱数据被光谱分析系统(843 )用来识别存在的目标化学、生物、放射 性、rf与高爆(CBRNE)物品。所述信息处理系统所执行的一个功能是光谱分析，其由光镨分析器(843 )所执行以识别一个或多个目标物品。关于目标物品检测和 识别，光谱分析器(843 )将所存在物品的一个或多个光谱图像与已知物品数据库(850)中所存储的一个或多个光谱图像所标识的已知物品进行比较。通过捕捉目 标物品的多种变化，可以将多个图像与所存在的目标物品的一个或多个光谱图像 进行比较。已知数据库(850 )保存所要识别的每个同位素的一个或多个光谱图像。 这些多个光语图像标识光谱数据各种级别的获取，从而可以使用从一个或多个传 感器获得的各种数量的光语数据来比较和识别目标物品。无"i仑从传感器获取的数 据量是否小(或者大)，光谱分析系统(843 )都将从传感器获取的数据与每个待 识别目标物品的一个或多个光谱图像进行比较。这明显提升了将从传感器所获取 的光谱图像属于与每个可能的待识别目标物品的光谱图像数据相匹配的可靠性和 效率。 一旦确定了 (多个)传感器所检测的光语数据中存在一个或多个可能的目 标物品，所述信息处理系统就能够将目标物品混合与了进行检验的可能物品、货 物和/或产品进行比较。根据一个实施例，所述光谱分析系统(843 )包括对所收集数据进4亍分析并识 别所存在同位素的信息处理系统和软件。示例光谱分析软件系统能够由多种形式构成，其中一种方法提供所识别同位 素的多重确认。根据集装箱内容验证系统的实施例，可用于诸如光谱分析软件中 的光镨分析的方法示例包括1 )如美国专利No.6847731中所描述的边际设置(margin setting)方法；和2 )如发明人David L. Frank于2006年1月17日提交 的题为"Method For Determination Of Constituents Present From Radiation Spectra And, If Available, Neutron And Alpha Occurrences " 的美国临时专利申i貪 No.60/759331中所描述的LINSCAN方法(光语线性分析方法)；其共同的全部教 导结杏于此作为参考。通过诸如从中央监视位置远程操作所述系统，可由有限数目的监管人员对大 量地点进行安全监视。应当清楚的是，许多不同应用可从支持网络的传感器获益。 例如，如本领域技术人员所应当理解的，与远程监S见系统进行通信的支持叉车网 络的传感器单元允许对诸如在港口、铁路和联合运输车站，以及在船只、飞机、卡车、仓库和其它承载环境，以及在城市、公路、运输系统、地铁和在这种需要监视CBRNE物品和识别CBRNE物品的其它场所对大量应用进行CBRNE检测和 识别。该支持网络的监视能力(本地和远程监视)以及显著降低的研发和运行这 样的监视系统的成本提供了显著的商业优势。本发明的优选实施例能够以硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。根据本 发明优选实施例的系统能够以集中方式在一个计算机系统中实现，或者以不同部 件跨多个互连计算机系统进行分布的分布式方式来实现。任意类型的计算机系统 或者适于执行这里所描述的方法的其它装置都是适合的。硬件和软件的典型组合 可以是具有计算机程序的通用计算机系统，当被加载和执行时，所述计算机程序 控制计算机系统以使得其执行这里所描述的方法。叙据本发明的实施例还能够以计算机程序产品来实现，所述计算机程序产品 包括使得能够执行这里所描述的方法的所有特征，并且当在计算机系统中加载时， 其能句多执行这些方法。本文中的计算机程序工具或计算机程序意味着任意语言、 代码或符号的指令集合的任意表示形式，所述指令集合旨在使得具有信息处理能 力的系统直接或者在以下步骤之一或二者之后执行特定功能a)转换为另一种语 言、代码或符号以及b)以不同素材形式进行再现。每个计算机系统可包括一个或多个计算机以及至少一个计算机可读介质，允 许计算机从所述计算机可读介质读取数据、指令、消息或消息分组以及其它计算 机可娃信息。所述计算机可读介质可包括非易失性存储器、诸如ROM、闪存、磁 盘驱动存储器、CD-ROM和其它持久存储。此外，计算机可读介质可包括例如易 失性存储器，诸如RAM、緩沖器、高速緩存和网络电路。此外，所述计算机可读 介质可包括诸如网络链路和/或网络接口之类的瞬时状态介质中的计算机可读信 息，戶/i述网络链路和/或网络接口包括允许计算机读取这样的计算机可读信息的有 线网络或无线网络。在另一个实施例中，所述SIM对CBRNE传感器提供支持功能，诸如校准、 同步以及SIM和传感器健康诊断。需要跨一个或多个模拟/数字检测器维护校准信号的能力来向光谱分析软件提检测和识别。阵列中多个模拟/数字传感器的校准是一个耗时的过程。 一旦已经设置的传感 器，重新校准的能力就是高成本的并且可能需要额外的工程支持。使用自动校准 方法的能力提供了更为有效和有用的传感器系统。在延长时间内维护校准和消除 模拟信号漂移的能力确保了传感器提供精确的信息。此外，作为自动传感器测试 功能的一部分的测试传感器校准精度的能力提供了用于使用自动校准工具的校准验证和决策。所述SIM还提供了以最小影响来寻址任意商用现有或私有传感器的 传感器接口。作为示例，自动校准方法被用来支持放射性传感器。这是通过使用检查来源 以使存能够进行传感器有意义的校准来实现的，所述传感器诸如用于捕捉要在同 位素^别中使用的数据的伽马射线闪烁检测器。以下示例使用i^个来源， 一个用 于针对低端能量源进行校准，第二个用于针对高端能量源进行校准。对阵列内的 每个检测器完成硬件校准并进行归档。收集光谱数据的软件设备还能够执行次级 校准以对校准进行微调以达到极端精度。以下给出了自动传感器硬件校准的示例。诸如数个微居里(|iCi)的镅-241 (Am-241)之类的低端来源能够被用来设置检测器前置放大器增益并且建立较低 的鉴别阈值(discriminationthreshold)。 Am-241发射阿尔法和伽马放射(阿尔法放 射用在AmBe "化学"中子源中)，但是这里我们感兴趣的是低能量或"软"伽马 射线。Am-241产生具有36 %衰减概率的59.5 KeV的伽马，以及具有43 %衰减概 率的14KeV的伽马，即使后者如此微弱，但是那些也能够穿透^r测器外壳。诸如 数微居里的铯-137 (Cs-137)来源的示例可被用来以较高伽马能量马^正适当的检测 器操作。Cs-137 (实际上为衰减产物Ba-137m)发射具有90%衰减概率的662keV (.662 MeV)的伽马。处理器控制传感器设备上的增益。通过软件对所述增益进 行调节以将来自每个检测器的放射检测器信号置于特定的校准公差之内。使用Am-241和Cs-137检查来源，所述系统软件裤序调整数字前置放大器增 益以使得Am-241伽马射线得以校准以匹配为每个来源预先确定的特定光谱标识。在另一示例中，通过使用锁相环(PLL)来实现自动增益控制。PLL是将所生成的信号保持在与参考信号的固定相位关系的闭环反馈控制系统(图7)。集成电 路能够保持具有从每秒钟分数周期(a fraction of a cycle)到数千兆赫(many gigahertz) 信号频率的完整锁相环。在用于模拟传感器的电路中使用PLL限制的模拟信号漂 移。将传感器信号锁闭在校准之中的需要对于将要使用传感器数椐来识别特定化 学、生物、放射性、核或高爆物品的那些系统是关键的。模式识别系统利用已知 物品的光谱标识与传感器数据进行比较。如果传感器数据没有正确校准并且没有 保持在校准之内，则会对所述模式识别系统有所危害。图7图示了用于支持》丈射 性检测器的示例性PLL电路。PLL —般由置于负反馈配置中的相位检测器、低通滤波器和压控振荡器 (VCO)所构建。在反馈路径或基准路径或者其二者中可具有分配器，以便使得 PLL "输出时钟是所述基准的有理倍数。通过以可编程的脉冲呑除计数器替代反 馈路^中简单的处以N (divide-by-N)计数器，可能获得PLL之夕卜的基准频率的 分数倍数。所述振荡器生成周期性的输出信号。假设所述振荡器最初基本处于与基准信 号相同的频率。接着，如果来自所述振荡器的相位下降到所述基准以下，则相位 检测翁使得电荷泵改变控制电压，从而加速所述振荡器。类似地，如果所述相位 提高到所述基准以上，则所述相位检测器使得电荷泵改变控制电压以使得所述振 荡器减速。低通滤波器对来自所述电荷泵的突发控制输入进行平滑。由于所述振 荡器最初可能远离基准频率，所以实际上相位检测器还对频率进行响应以便提高 允许输入的锁相范围(lock-in range )。在另 一个实施例中，通过两种方法来执行自动4交准驺、〖正。第一种方法测试包 括4企测器在内的整个系统。第二种方法是部分测试，其使用预定传感器输出信号 来-3H正支持检测器的模拟电路。在另 一个实施例中，通过对针对输入光谱信号所建立的基准信号进行分析来 执行自动校准。软件确定基准信号处于适当排列中。所^述软件能够基于对所述基 准信号的分析来调整柱状图中的光语数据。所述软件还能够通过数字电位计将调 整指向检测器电压并且具有对连接到所述检测器的模拟接口模块执行调整的能力。在另一个实施例中，传感器集成模块(SIM)使得可互换的传感器接口模块能 够包含于子板上。所支持的传感器可以是化学、生物、放射性、核与高爆传感器。 例如见图6。SIM的以下示例以基于可互换子板上所包含的模拟传感器接口而向放射性检 测器提供开放接口的设计为J^出。模拟部分负责对才企测器输出进行放大和整形， 并且将模拟脉沖转换为数字信号。数字部分读取所述数字信号，检测输入脉冲的 峰值并且通过通信路径将峰值数据发送到执行光谱分析的处理器(图2 )。所述SIM使用诸如Altera Cyclone II FPGA之类的处理器。嵌入式Nios II处理 器可被置于Cyclone FPGA之内。所述Nios处理器可具有以太网控制器和TCP/IP 栈以允许其与网络进行通信(见图3 )。将FPGA和传感器处理器的功能组合到单个FPGA中具有许多优点。在这种 新的设计中，消除了处理器和FPGA之间的通信管理费用。此外，由于Nios处理 器与峰值检测器处于相同芯片上，所以所述Nios能够管理检测器峰值数据传输以 优化网络带宽。可将外部快速SRAM对接到FPGA以确保所需的内存容量并且使 得能够支持扩展数目的传感器。嵌入式Nios处理器还能够通过网络对FPGA的配 置进行管理和更新，允许单元在现场自动升级。可将数摸转换器集成到所述系统 中以便进行自测。数字电路将使用所述数摸转换器向其自身发送测试脉冲以确保 所有电子设备正常工作。Cyclone FPGA能够通过一般I/O接口与模拟电路进行对接。如图4所示，所 述FPGA的I/O管脚可连接至SIU上的一系列连接器。所述连接器能够支持足够 多的I/O管脚以允许所述FPGA同时与多达24个检测器进行对接。所述模拟或数字电賴4皮设计为可作为子卡与SIM进行对接的独立电路板(图 2)。隔离模拟电路可有助于降低噪声，并且允许更多的通用接口连接到数字电路。通过使用到数字硬件的通用接口，能够将许多检观'i器对接到SIM而无需重新 设计所述SIM。所述子卡上将包括模数转换器，从而新型模拟检测器能够轻易地 对接到所述SIM。对于每个新检测器或检测器群组而言，仅需要对新的模拟子卡进行设计以便对接到所述SIM。例如，能够像支持8Nal和4CZT检测器的子卡那 样轻易地连接支持6 Nal和6 CZT检测器的子卡。所述子卡允许设计具有4艮大的灵 活性，从而整个子卡能够仅专用于Nal或CZT传感器，或者子卡可被设计为具有 Nal和CZT的混合。可通过设计定制模拟子板将新型检测器(化学、生物、放射性、核与高爆) 对接到SIM。无需重新设计所述SIM以适应这些新;险测器。对于所述SIM仅有的 修改在于可能的固件更新。这将允许简单地将新;险测器插入新的子板中并更新 FPGA固件而利用新检测器使得系统在现场被重新适配、修复或升级。该设计可包括若干FPGA子板配置，其出于冗余的目的而并行独立工作。如 图5所示,单独的SIU能够支持均连接到专用子卡的若干个FPGA。如果特定FPGA 或子卡出现故障，其它的FPGA-子卡系统将继续正常工作。每个FPGA还可以与 两个以太网(TCP/IP)的端口进行对接，以防其中一个以太网端口出现故障。所迷SIM可以放置在装有Nal, CZT，中子检测器和电源单元板的传感器盒子 中，或者设置成独立的模块(stand-alone module)。 该控制板的(多个)以太网端 口可以连接到内部的路由器。出于冗余的目的，该传感器可以有两个或者多个以 太网螆口连接到网络上。在另一个实施例中，所述SIM结合有电源单元以支持(多个)传感器。通过 SIM遒信链路对所述电源进行远程控制以使得能够对(多个)传感器的功率输入 进行数字调整。虽然已经公开了本发明的特定实施例，但是本领域技术人员将会理解的是， 能够对所述特定实施例进行修改而不会背离本发明的精神和范围。因此，本发明 的范^并不被限制为所述特定实施例，所附权利要求旨在覆盖处于本发明范围之 内的任何和所有这些应用、》务改和实施例。
权利要求
1.一种传感器接口系统，其用于与一个或多个能够感测化学、生物、放射性、核与高爆(CBRNE)物品的传感器的集合进行对接，所述传感器接口系统包括一个或多个数字和/或模拟传感器接口，用于与以下传感器进行对接化学传感器；生物传感器；放射性传感器；核传感器；和高爆传感器；用于将来自模拟传感器的信号转换为数字数据的模拟信号-数字数据转换器，其与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口相耦合；信号处理器和中央处理器，其与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口相耦合并且与所述模拟信号-数字数据转换器相耦合，用于接收并处理来自所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口的信号；通信设备，其与所述信号处理器和中央处理器相耦合，用于将表示来自与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口耦合的一个或多个传感器的信号的数字数据耦合到通信网络；与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口中的每一个相关联的独立TCP/IP地址，并且其用于提供分别对表示来自与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口耦合的一个或多个传感器中每一个的信号的数字数据的网络访问；电压提供模块，其与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口相耦合，用于支持分别连接到所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口的一个或多个传感器，并且利用软件控制来调整用于校准所述一个或多个传感器的功率；软件控制接口，其与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口中的每一个相耦合并且与所述信号处理器和中央处理器相耦合，用来将软件控制耦合到所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口以对与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口相耦合的传感器进行校准；数字数据收集系统，其与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口通信耦合，用于收集来自所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口的传感器数据；多通道分析器系统，其与所述数字数据收集系统通信耦合，用于准备所搜集的传感器数据的柱状图；光谱分析系统，其与所行速多通道分析器系统和所述数字数据收集系统通信耦合，用于接收和分析所收集的传感器数据以检测放射性并且识别与所述传感器数据相关联的一个或多个目标物品；第一数据存储器件，用于存储表示由所述光谱分析系统所使用的化学、生物、放射性、核与高爆(CBRNE)物品光谱的数据，其中存储在第一数据存储单元中的一个或多个光谱图像表示每个CBRNE物品，所述第一数据存储器件与所述光谱分析系统通信耦合；信息处理系统，其与所述光谱分析系统通信耦合，用于分析所识别的一个或多个目标CBRNE物品并确定它们所表示的可能物品或货物；和第二数据存储器件，用于存储表示与被测集装箱或目标相关的货单的数据，所述第二数据存储器件与所述信息处理系统通信耦合，所述信息处理系统进一步用于将所确定的可能物品或货物和与被测集装箱或目标相关的货单进行比较以确定所述被测集装箱或目标内是否包含未授权物品或货物。
2. 如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个数字和/或模拟传感器接 口安装在一个子板上。
3. 如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个数字和/或才莫拟传感器接 口的至少 一个用于与中子、阿尔法粒子或贝塔粒子中任意类型的 一个或多个放射 性传感器进行连接。
4. 如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个数字和/或模拟传感H^妄 口的至少一个用于直接与化学、生物或高14全测器中任意类型的一个或多个检测 器进行连接。
5. 如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口和所述电压供电模块进行组合并集成到检测器设计中以提供用于检测化学、生 物、放射性、核与高爆物品的支持网络的传感器接口。
6. 如权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个无线或有线通信系统以经 由使用TCP/IP地址的网络访问将所述数字数据从与一个或多个放射性传感器相 耦合的 一个或多个数字和/或模拟传感器接口传送到所述数字数据收集系统。
7. 如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个数字和/或模拟传感器接 口和所述电压供电模块进行组合并集成到检测器设计中以提供用于检测化学、生 物、放射性、核与高爆物品的支持网络的传感器接口，并且进一步包括放射源，其集成到所述支持网络的传感器接口中，可以连续或周期性地向放用于校准放射性检测器的基准信号。
8. 如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个数字和/或模拟传感器接 口和所述电压供电模块进行组合并集成到检测器设计中以提供用于检测化学、生 物、放射性、核与高爆物品的支持网络的传感器接口，并且进一步包括i联网通信接口 ，其与所述支持网络的传感器接口相耦合以提供网络检测 器，其中多个用户可通过互联网连接到所述支持网络的传感器接口并且能够从与 所述史持网络的传感器接口相耦合的放射性检测器获取数字数据。
9. 如权利要求1所述的系统，其中与所述一个或多个数字和/或模拟传感器 接口耦合的一个或多个放射性传感器连续或有选择地向微量级的^:射物品进行 暴露以提供用于放射传感器校准的基准信号。
10. 如权利要求9所述的系统，其中所述多通道分析器系统使用与所述一个或多个放射性传感器相关联的基准信号来调整从所述一个或多个放射性传感器收集的放射数据以获取所收集放射数据的适当校准。
11. 如权利要求l所述的系统，其中所述光谱分析系统通过使用计算机程序产品上用于向信息处理系统提供指令的软件来分析所收集的传感器数据以检测和识别与所检测传感器数据相关联的一个或多个CBRNE物品。
12. 如权利要求l所述的系统，进一步包括网络服务器，其与所述信号处理器和中央处理器、所述数字数据收集系统、所述多通道分析器系统和所述光谱分析系统通信耦合以使得一个或多个用户能够通过网络从所述网络服务器访问与以下至少一个相关的信息表示来自一个或多个传感器的信号的数字数据，对于所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口的软件控制，所收集的传感器数据、柱状图数据，以及放射性检测和与所收集的传感器数据相关联的一个或多个目标物品的识别。
13. 如权利要求1所述的系统，进一步包括TCP/IP网络通信接口，用于经由TCP/IP通信协议与通信设备进行网络通信。
14. 如权利要求l所述的系统，其中所述通信设备提供开放通信接口以使得能够经由任意的传统网络通信协议与另 一个联网设备进行网络通信。
15.如权利要求l所述的系统，其中峰值检测器集成到所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口的至少一个中以用于所述多通道分析器系统根据所收集的传感器数据识别所;险测的能量范围。
16.如权利要求l所述的系统，其中峰值检测器碼成到所述多通道分析器系统中以根据所收集的传感器数据识别所检测的能量范围。
17. —种传感器集成才莫块，其用于耦合一个或多个能够感测化学、生物、放射性、核与高爆(CBRNE)物品的传感器的集合与收集和处理所述传感器数据的传感器数据分析器系统之间的传感器数据以识别与所述传感器数据相关联的一个或多个CBRNE物品，所述传感器集成模块包括一个或多个数字和/或模拟传感器接口，用于与以下传感器进行对接化学传感器；生物传感器；放射性传感器；核传感器；和高爆传感器；用于将来自模拟传感器的信号转换为数字数据的模拟信号-数字数据转换器,t其与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口相耦合；'信号处理器和中央处理器，其与所述一个或多个数字和/或才莫拟传感器"l妄口相耦合并且与所述模拟信号-数字数据转换器相耦合，用于接收并处理来自所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口的信号；通信设备，其与所述信号处理器和中央处理器相耦合，用于将表示来自与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口耦合的一个或多个传感器的信号的数字数据耦合到通信网络；与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口中的每一个相关联的独立TCP/IP地址，并且其用于提供分别对表示来自与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口耦合的 一个或多个传感器中每一个的信号的数字数据的网络访问，并且其中传感器数据分析系统能够经由通信网络与所述传感器集成^^莫块通信耦合以通过所述通信网络经由TCP/IP通信收集表示来自一个或多个传感器中每一个的信号的数字数据并对其进行分析；电压提供模块，其与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口相耦合，用于支持分别连接到所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口的 一个或多个传感器，5并且利用软件控制来调整用于校准所述一个或多个传感器的功率；软件控制接口 ，其与所述一个或多个数字和/或模拟传感器接口中的每一个.相耦合并且与所述信号处理器和中央处理器相耦合，用来将软件控制耦合到所述 一个或多个数字和/或才莫拟传感器4妄口以对与所述一个或多个凄t字和/或才莫拟传感 器接口相耦合的传感器进行校准。
18. 如权利要求17所述的传感器集成模块，进一步包括: 互联网通信接口，其与所述通信设备通信耦合以提供网络检测器，其中多个 用户可通过互联网连接到所述传感器集成模块以获取表示来自 一个或多个传感 器中每一个的信号的数字数据，以便由远程定位的传感器数据分析器对所述数字 数据进行处理和反洗以远程识别与所述传感器数据相关联的一个或多个目标 CBRNE物 品。
19. 如权利要求18所述的传感器集成模块,其中所述传感器集成模块提供表 示来自一个或多个传感器中每一个的信号的数字数据，所述数字数据包括用于远 程定位的传感器数据分析器对所识别的一个或多个目标CBRNE物品进行光谱分 析并且确定它们所表示的可能物品或货物的信息。
全文摘要
一种传感器接口和传感器集成模块支持独立传感器和传感器阵列，当在用于化学、生物、放射性、核与高爆(CBRNE)材料识别的现场应用中采用时，具有模拟和数字传感器所需的网络连接性和关键功能。所述传感器集成模块使得能够使用模块化的传感器接口单元对单个传感器进行有效集成或者将多个传感器集成到阵列中，并且为每个检测器部件提供独立的TCP/IP地址，为传感器数据提供信号处理并且提供将每个检测器和传感器阵列建立为分布式网络上的网络部件的通信功能。
文档编号G06Q50/00GK101632099SQ200780050013
公开日2010年1月20日 申请日期2007年11月29日 优先权日2007年1月17日
发明者大卫·L·弗兰克 申请人:创新美国科技有限公司;大卫·L·弗兰克