CN113612939A - 一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，涉及红外线设备技术领域，包括底座、摄像头本体，所述摄像头本体安装在底座的上表面，摄像头本体的一侧固定安装有摄像面板，所述摄像面板以及对应的摄像头本体的一侧均固定安装有卡扣，所述卡扣嵌入在建筑室内吊顶或墙体内部，所述摄像面板表面的中心处开设有安装槽，所述安装槽的内部固定安装有密封仓，所述密封仓的中心处设置有圆盘。该基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，能检测到实时温度、温度变化程度、温度变化方向的性能，这使得其可以用在多个领域，包括室内或车内空调温度感应原件、消防监控、电梯监控、家电温度控制、安全门、室内人员监控、乘客分类等领域。
Description
技术领域
本发明涉及红外线设备技术领域，具体为一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头。
背景技术
室内人员检测一直是建筑智能控制所需收集的室内数据的难点与重点技术问题，室内环境无法使用卫星定位，信号干扰强度大，而使用一些基于介质的检测方法，如RFID等，成本高，且使用不方便，而使用WIFI等检测方式又有较大的误差，或使用市场上一些常见传感器方法，只能在感应到人移动后，才会执行相应的操作，以灯的自动控制为例，怎么才能做到有人时亮灯，不管人是走动还是静止，无人时才关灯，而不是感应到人体动作才开灯。
所以目前常用检测方法，在对室内人员的感应及时、准确性方面不尽人意。市场上也一直缺乏一种使用方便且检测误差小的检测方式，这就需要研发一种对静止人体也能检测的高灵敏度的检测方式。
为此，我们提出了一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头来解决上述问题。
发明内容
本发明提供了一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，具备可以高效且精准的统计出目标区域内的人员信息的优点，以解决上述背景技术中所提出的问题。
为实现可以高效且精准的统计出目标区域内的人员信息的目的，本发明提供如下技术方案：一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，包括底座、摄像头本体，所述摄像头本体安装在底座的上表面，所述摄像头本体的一侧固定安装有摄像面板，所述摄像面板以及对应的摄像头本体的一侧均固定安装有卡扣，所述卡扣嵌入在建筑室内吊顶或墙体内部，所述摄像面板表面的中心处开设有安装槽，所述安装槽的内部固定安装有密封仓，所述密封仓的中心处设置有圆盘，所述密封仓的尾端固定安装有安装筒，所述密封仓的内部设置有处理器，所述处理器通过安装框架设置在密封仓的内部，所述处理器的外部导线连接有红外传感阵列。
作为本发明的一种优选技术方案，所述摄像头本体内部的两侧还分别设置有用于散热的旋转风扇。
作为本发明的一种优选技术方案，所述摄像头本体的吊顶安装高度3米，红外传感阵列的检测面积为6m*6m，分辨率为187mm*187mm，NETD为0.1KRMS，可测量的物体温度范围为-20至300℃。
作为本发明的一种优选技术方案，所述圆盘为黑色半透明圆盘，所述圆盘为单向透光材质。
作为本发明的一种优选技术方案，所述红外传感阵列在整个测量范围的视角标准为90°x90°，由引脚TO39进行封装。
作为本发明的一种优选技术方案，所述处理器为STARM32位Cortex-M3单片机，最高工作频率72MHz，单周期乘法和除法器，内部SRAM64K字节，具有2路I2C接口，支持SMBus/PMBus，USB2.0全速/主机/OTG控制器以及10/100M以太网MAC。
作为本发明的一种优选技术方案，所述摄像头本体典型目标物体温度精度为1°，可在整个测量范围内保持高精度水平，视角标准为90°x90°，引脚TO39封装。
作为本发明的一种优选技术方案，所述摄像头本体内部设置有核心板32单片机中搭载AI算法，可将人员热辐射信号转化为数值，然后生成一个64*64的网格图像，并基于AI人员识别算法，侦测室内区域的实时人数，并最终将识别结果上传云端。
与现有技术相比，本发明提供了一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，具备以下有益效果：
1、该基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，传感阵列检测到的室内热辐射温度后在单片机上转化为数值，转化后的数值，通过算法绘制成热成像图，体现被测人体的形状、状态，可以显示出人体的行走方向，温度变化量以及高低温度趋向，来检测人体的细微动作、活动带来的温度变化，并通过深度学习等AI算法，对该网格内的人员数量、分布位置、移动方向进行检测。
2、该基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，能检测到实时温度、温度变化程度、温度变化方向的性能，这使得其可以用在多个领域，包括室内或车内空调温度感应原件、消防监控、电梯监控、家电温度控制、安全门、室内人员监控、乘客分类等领域。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的安装筒的连接结构示意图；
图3为本发明的安装框架的连接结构示意图；
图4为本发明的红外传感阵列的补偿电路图；
图5为本发明的硬件的构成部分示意图；
图6为本发明的电路原理图。
图中：1、底座；2、摄像头本体；3、摄像面板；4、卡扣；5、安装槽；6、密封仓；7、圆盘；8、安装筒；9、安装框架；10、处理器；11、红外传感阵列。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明公开了一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，包括底座1、摄像头本体2，所述摄像头本体1内部的两侧还分别设置有用于散热的旋转风扇，所述摄像头本体2安装在底座1的上表面，所述摄像头本体2的一侧固定安装有摄像面板3，所述摄像面板3以及对应的摄像头本体2的一侧均固定安装有卡扣4，所述卡扣4嵌入在建筑室内吊顶或墙体内部，所述摄像面板3表面的中心处开设有安装槽5，所述安装槽5的内部固定安装有密封仓6，所述密封仓6的中心处设置有圆盘7，所述圆盘7为黑色半透明圆盘7，所述圆盘7为单向透光材质，所述密封仓6的尾端固定安装有安装筒8，所述密封仓6的内部设置有处理器10，所述处理器10为STARM32位Cortex-M3单片机，最高工作频率72MHz，单周期乘法和除法器，内部SRAM64K字节，具有2路I2C接口，支持SMBus/PMBus，USB2.0全速/主机/OTG控制器以及10/100M以太网MAC，处理器10还包含了一个WIFI电路，在红外传感阵列11中包含了一个使用电桥补偿法的补偿电路，硬件共有4大部分(如图5所示)，其中RS485总线模块中包含一个WIFI电路，电路原理图(如图6所示)，如图4所示，硬件电路补偿TPS434集成了一个热敏电阻,为了防止红外传感器的输出出现漂移,图中R1、R2、R3与TPS434中的热敏电阻组成一个电桥,与TPS434中的热电堆串联起来,对冷端起到了温度补偿的作用,然后通过高精度运算放大,接入单片机的AD采样通道，单片机的AD采样转换采用中断实现,当AD通道将模拟值采样、转换完成后,产生一个中断,单片机进入中断服务程序去处理得到的数字量,每产生一次中断,单片机得到一个AD通道16个不同时刻的数字量,对这16个数字量求平均值,得到一个更精确的值，所述处理器10通过安装框架9设置在密封仓6的内部，所述处理器10的外部导线连接有红外传感阵列11，所述摄像头本体1的吊顶安装高度3米，红外传感阵列11的检测面积为6m*6m，分辨率为187mm*187mm，NETD为0.1KRMS，可测量的物体温度范围为-20至300℃，所述摄像头本体1典型目标物体温度精度为1°，可在整个测量范围内保持高精度水平，视角标准为90°x90°，引脚TO39封装，所述摄像头本体1内部设置有核心板32单片机中搭载AI算法，可将人员热辐射信号转化为数值，然后生成一个64*64的网格图像，并基于AI人员识别算法，侦测室内区域的实时人数，并最终将识别结果上传云端，该基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，传感阵列检测到的室内热辐射温度后在单片机上转化为数值，转化后的数值，通过算法绘制成热成像图，体现被测人体的形状、状态，可以显示出人体的行走方向，温度变化量以及高低温度趋向，来检测人体的细微动作、活动带来的温度变化，并通过深度学习等AI算法，对该网格内的人员数量、分布位置、移动方向进行检测。
***内部工作方式：红外传感阵列1检测到的室内热辐射温度后在核心板32单片机上转化为数值，转化后的数值，通过算法生成一个32*32的网格，最后绘制成热成像图，体现被测人体的形状、状态，热源分散在这256个热电堆元件上，可以显示出人体的行走方向，温度变化量以及高低温度趋向，来检测人体的细微动作、活动带来的温度变化，并通过深度学习等AI算法，对该网格内的人员数量、分布位置、移动方向进行检测；最后将检测结果通过IoT技术上传云端服务器。
本发明的工作原理及使用流程：在使用时，红外传感阵列11获得被测目标温度数据，然后通过高精度放大电路将信号放大后送入处理器10，处理器10集成了13路12bitAD模拟输入通道，对红外传感阵列11采到的每一个模拟量进行转换、分析、处理，处理结果通过算法计算并生成易于展示的形式，最后将结果通过WIFI无线传输的方式根据TCP/IP协议输出。
综上所述，该基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，以Cortex-M3单片机为计算载体，运用红外热电堆技术的红外传感阵列11为探测手段，结合处理器10内部集成的数据处理算法、热源信号可视化技术和无线通信技术，实现高精度的室内人员实时检测，该基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，能检测到实时温度、温度变化程度、温度变化方向的性能，这使得其可以用在多个领域，包括室内或车内空调温度感应原件、消防监控、电梯监控、家电温度控制、安全门、室内人员监控、乘客分类等领域。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，包括底座(1)、摄像头本体(2)，其特征在于：所述摄像头本体(2)安装在底座(1)的上表面，所述摄像头本体(2)的一侧固定安装有摄像面板(3)，所述摄像面板(3)以及对应的摄像头本体(2)的一侧均固定安装有卡扣(4)，所述卡扣(4)嵌入在建筑室内吊顶或墙体内部，所述摄像面板(3)表面的中心处开设有安装槽(5)，所述安装槽(5)的内部固定安装有密封仓(6)，所述密封仓(6)的中心处设置有圆盘(7)，所述密封仓(6)的尾端固定安装有安装筒(8)，所述密封仓(6)的内部设置有处理器(10)，所述处理器(10)通过安装框架(9)设置在密封仓(6)的内部，所述处理器(10)的外部导线连接有红外传感阵列(11)。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，其特征在于：所述摄像头本体(1)内部的两侧还分别设置有用于散热的旋转风扇。
3.根据权利要求1所述的一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，其特征在于：所述摄像头本体(1)的吊顶安装高度3米，红外传感阵列(11)的检测面积为6m*6m，分辨率为187mm*187mm，NETD为0.1KRMS，可测量的物体温度范围为-20至300℃。
4.根据权利要求1所述的一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，其特征在于：所述圆盘(7)为黑色半透明圆盘(7)，所述圆盘(7)为单向透光材质。
5.根据权利要求1所述的一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，其特征在于：所述红外传感阵列(11)在整个测量范围的视角标准为90°x90°，由引脚TO39进行封装。
6.根据权利要求1所述的一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，其特征在于：所述处理器(10)为STARM32位Cortex-M3单片机，最高工作频率72MHz，单周期乘法和除法器，内部SRAM64K字节，具有2路I2C接口，支持SMBus/PMBus，USB2.0全速/主机/OTG控制器以及10/100M以太网MAC。
7.根据权利要求1所述的一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，其特征在于：所述摄像头本体(1)典型目标物体温度精度为1°，可在整个测量范围内保持高精度水平，视角标准为90°x90°，引脚TO39封装。
8.根据权利要求1所述的一种基于红外线传感阵列的室内人员侦测摄像头，其特征在于：所述摄像头本体(1)内部设置有核心板32单片机中搭载AI算法，可将人员热辐射信号转化为数值，然后生成一个64*64的网格图像，并基于AI人员识别算法，侦测室内区域的实时人数，并最终将识别结果上传云端。
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