一种被动红外候鸟监测设备制造技术

本发明专利技术公开了一种被动红外候鸟监测设备，包括红外镜头、红外成像板、电源板、信号处理板和接口板，红外镜头固定在底座上，底座通过螺丝与红外成像板固定连接，红外成像板、电源板、信号处理板和接口板依次通过排针插口连接，电源板分别连接红外成像板、信号处理板、接口板，红外成像板双向连接信号处理板，信号处理板双向连接接口板，接口板通过以太网连接上位机，本发明专利技术采用被动红外技术，根据鸟类与背景温度差异探测出候鸟。其探测距离远，比可见光大3‑6倍，扩大了监测范围，保护了候鸟繁殖地和栖息地；还具有体积小、功能强、操作简单、便于携带等优点，适合于野外恶劣的环境工作。

A passive infrared migratory bird monitoring device

The invention discloses a passive infrared bird monitoring equipment, including infrared camera, infrared imaging board, power board, signal processing board and interface board, infrared camera is fixed on the base, the base is fixedly connected by screws and infrared imaging plate, infrared imaging board, power board, signal processing board and interface board are connected through pin socket, power supply board are respectively connected with infrared imaging board and signal processing board, interface board, infrared imaging plate two-way connection signal processing board, signal processing board two-way connection interface board and the interface board is connected to the PC via Ethernet, the invention adopts passive infrared technology, according to the background of the temperature difference between the detected birds and migratory birds. The detection distance, than visible light 3 6 times, to expand the scope of monitoring, protection of migratory birds breeding and habitat; also has the advantages of small volume, strong function, simple operation, convenient carrying and other advantages, suitable for harsh environment work.

【技术实现步骤摘要】
一种被动红外候鸟监测设备
本专利技术涉及红外监测
，具体为一种被动红外候鸟监测设备。
技术介绍
红外热成像技术是一项前途广阔的高新技术。比0.78微米长的可见光光谱红色以外电磁波，称为红外线，又称红外辐射。其中波长为0.78～2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0-1000微米的部分称为热红外线。自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像。同一场景的热图像和可见光图像不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是表面温度分布图像。红外热成像使人眼不能直接看到表面温度分布，变成可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体，都会不停地发出热红外线。红外线(或热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射，它还具有两个重要的特性：(1)物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无接触的温度测量和热状态分析，从而为工业生产、节约能源、保护环境等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。(2)大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3-5微米和8-14微米的热红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口，可以使人们在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的战场，清晰地观察到前方的情况。被动地接收目标的热辐射，通过光学成像系统聚焦到探测元件上进行光电转换，放大信号，数字化后，经图像技术处理，在屏幕上以伪色显示出场景温度场——热红外图像(热图、热像)。热图像色调的明暗决定于物体表面温度及辐射率。候鸟是那些有迁徙行为的鸟类，它们每年春秋两季沿着固定的路线往返于繁殖地和避寒地之间。在不同的地域，根据候鸟出现的时间，可以将候鸟分为夏候鸟、冬候鸟、旅鸟、漂鸟；本专利技术研究了的被动非制冷长波红外候鸟监测设备，采用被动红外技术，根据鸟类与背景(树木、湿地、湖泊等)温度差异探测出候鸟。其探测距离远，比可见光大3-6倍，扩大了监测范围，保护了候鸟繁殖地和栖息地；准全天候，白天和夜间都能工作，能够克服多雾等恶劣天气；没有电磁辐射和人工光照，对候鸟没有伤害和惊吓，更有利于候鸟观测；体积小、功能强、操作简单、便于携带等优点，适合于野外恶劣的环境工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种被动红外候鸟监测设备，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种被动红外候鸟监测设备，包括红外镜头、红外成像板、电源板、信号处理板和接口板，所述红外镜头固定在底座上，所述底座通过螺丝与红外成像板固定连接，所述红外成像板、电源板、信号处理板和接口板依次通过排针插口连接，所述电源板分别连接红外成像板、信号处理板、接口板，所述红外成像板双向连接信号处理板，所述信号处理板双向连接接口板，所述接口板通过以太网连接上位机。优选的，所述红外成像板包括红外探测器、偏压电源模块、有源低通滤波模块和模拟采样点路，所述红外探测器、偏压电源模块分别连接电源板，所述偏压电源模块连接有源低通滤波模块，所述有源低通滤波模块连接红外探测器，所述模拟采样电路将红外探测器模拟输出经过一级运放、二级运放连接AD转换模块，所述AD转换模块连接信号处理板；所述AD转换模块连接射频变压器，所述射频变压器连接晶振。优选的，所述信号处理板包括FPGA芯片，所述FPGA芯片连接电源板，所述FPGA芯片分别连接SRAM模块、FLASH模块、JTAG模块，所述FPGA芯片分别通过以太网接口模块、DAC模块连接接口板。优选的，所述接口板上设有CON3接口、RJ45接口、SMA接口，所述CON3接口连接电源适配器；所述RJ45接口连接上位机；所述SMA接口连接监视器。优选的，所述红外镜头采用C型安装方式，F数为1，焦距40mm。优选的，其使用方法包括以下步骤：A、系统上电后，等待40秒左右，待红外探测器温度稳定后进入成像阶段；B、在成像阶段，受以太网命令控制，首先在探测器前遮挡一个温度均匀的高温黑体，发送“高温”命令，采集高温数据；然后在探测器前遮挡一个温度均匀的低温黑体，发送“低温”命令，采集低温数据；FPGA芯片计算非均匀校正的偏置系数、增益系数，存入SRAM模块；最后从SRAM读取系统，对实时图像进行非均匀校正；C、两点非均匀校正后，随着时间的推移，红外探测器偏移越来越严重，此时可使用的单点修正，在探测器前遮挡一个温度均匀的黑体，发送“单点”命令，采集数据，FPGA芯片计算新的偏置系数，存入SRAM模块；最后从SRAM读取系统，对实时图像进行非均匀校正。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用被动红外技术，根据鸟类与背景(树木、湿地、湖泊等)温度差异探测出候鸟。其探测距离远，比可见光大3-6倍，扩大了监测范围，保护了候鸟繁殖地和栖息地；准全天候，白天和夜间都能工作，能够克服多雾等恶劣天气；没有电磁辐射和人工光照，对候鸟没有伤害和惊吓，更有利于候鸟观测；同时还具有体积小、功能强、操作简单、便于携带等优点，适合于野外恶劣的环境工作。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术的控制原理框图；图3为本专利技术的红外成像板原理框图；图4为本专利技术的信号处理板原理框图；图5为本专利技术的监控流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-5，本专利技术提供一种技术方案：一种被动红外候鸟监测设备，包括红外镜头1、红外成像板2、电源板3、信号处理板4和接口板5，红外镜头采用C型安装方式，F数为1，焦距40mm；所述红外镜头1固定在底座6上，所述底座6通过螺丝7与红外成像板2固定连接，所述红外成像板2、电源板3、信号处理板4和接口板5依次通过排针插口连接，所述电源板3分别连接红外成像板2、信号处理板4、接口板5，所述红外成像板2双向连接信号处理板4，所述信号处理板4双向连接接口板5，所述接口板5通过以太网连接上位机8；其中电源板为整个红外成像系统提供多种种类直流电压，并能为红外探测器提供温控能力；红外成像板：安装红外探测器，负责为红外探测器提供多路偏压信号，放大红外信号，红外模拟转化为数字信号；信号处理板：负责控制红外探测器工作状态，采集红外图像，进行非均匀校正、图像增强后，通过以太网发送红外图像至上位机，同时接收以太网命令；接口板：包含电源接口、以太网接口和视频接口等。本实施例中，红外成像板2包括红外探测器9、偏压电源模块10、有源低通滤波模块11和模拟采样电路，所述红外探测器9、偏压电源模块10分别连接电源板3，所述偏压电源模块10连接有源低通滤波模块11，所述有源低通滤波模块11连接红外探测器9，所述模拟采样电路将红外探测器9模拟输出经过一级运放12、二级运放13连接AD转换模块14，所述AD转换模块14连接信号处理板4，所述AD转换模块14连接射频变压器15，所述射频变压器15连接晶振16，其中，一级运放是高输入阻抗的射随运放，二级运放是可变增益的全差分运放，AD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被动红外候鸟监测设备，包括红外镜头、红外成像板、电源板、信号处理板和接口板，其特征在于：所述红外镜头固定在底座上，所述底座通过螺丝与红外成像板固定连接，所述红外成像板、电源板、信号处理板和接口板依次通过排针插口连接，所述电源板分别连接红外成像板、信号处理板、接口板，所述红外成像板双向连接信号处理板，所述信号处理板双向连接接口板，所述接口板通过以太网连接上位机。

【技术特征摘要】
1.一种被动红外候鸟监测设备，包括红外镜头、红外成像板、电源板、信号处理板和接口板，其特征在于：所述红外镜头固定在底座上，所述底座通过螺丝与红外成像板固定连接，所述红外成像板、电源板、信号处理板和接口板依次通过排针插口连接，所述电源板分别连接红外成像板、信号处理板、接口板，所述红外成像板双向连接信号处理板，所述信号处理板双向连接接口板，所述接口板通过以太网连接上位机。2.根据权利要求1所述的一种被动红外候鸟监测设备，其特征在于：所述红外成像板包括红外探测器、偏压电源模块、有源低通滤波模块和模拟采样点路，所述红外探测器、偏压电源模块分别连接电源板，所述偏压电源模块连接有源低通滤波模块，所述有源低通滤波模块连接红外探测器，所述模拟采样电路将红外探测器模拟输出经过一级运放、二级运放连接AD转换模块，所述AD转换模块连接信号处理板；所述AD转换模块连接射频变压器，所述射频变压器连接晶振。3.根据权利要求1所述的一种被动红外候鸟监测设备，其特征在于：所述信号处理板包括FPGA芯片，所述FPGA芯片连接电源板，所述FPGA芯片分别连接SRAM模块、FLASH模块、JTAG模块，所述FPGA芯片分别通过以太网接口模块、DAC模块连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹瑞滨，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：发明
国别省市：山东,37