用于森林防火的大面阵中波红外系统无热化设计

森林防火的关键是通过火灾实时监测系统有效预测森林各区域的火灾风险。通过分析无人机在森林防火中的应用,提出了一种基于无人机的森林火灾实时监测中波红外相机系统。该系统的焦距为75 mm,工作波段为3.7~4.8 μm,F数为2.0,可匹配像元尺寸为12 μm×12 μm的1280×1024元制冷型中波红外焦平面阵列探测器。在光学设计中采用3种红外光学材料（硅、硒化锌和锗）的组合,并引入3个偶次非球面。通过优化设计实现了光学被动无热化功能。设计结果表明,在-60~100℃温度范围内,空间频率41.7 lp/mm处各视场的调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)均大于或接近0.4,成像质量良好。这种中波红外系统的成像质量与分辨率高,视场范围大,具有宽温度范围的自适应性,结构紧凑且易装调,在森林防火领域有着广泛的应用前景。     

无人机载森林防火告警系统设计

森林防火监测与告警手段多样,无人机平台具有运行费用少、操作简便、机动灵活等特点,在巡护监测林火中前景广阔。论文提出了一种基于红外探测器对森林起火点进行探测和告警,采用低成本四旋翼无人机为巡检平台,北斗接收模块对无人机定位的森林防火告警系统。通过理论计算和实际举例验证了此方案的实用性。结果表明本系统能够快速、准确地对起火点进行定位,无需人员实时监视,为森林火灾预防及火灾的快速扑救指挥提供了一种解决方案。     

智能家居防火防盗报警系统设计

针对目前家用防火防盗报警系统现状以及所存在的问题,介绍了一个以GSM短信模块和单片机为主要单元的智能防火防盗报警系统,并从基本工作原理、电路的构成等进行了详细的阐述.红外探测器实现盗情报警,温度与烟雾探测器融合,形成的复合式火灾探测器能够及时对火灾信号做出反应并发出报警,而多传感器在这一系统中的应用则有效降低了误报率,同时,使得系统的可靠性大幅提升.     

基于嵌入式的火灾检测系统设计

研究一种基于嵌入式的火灾检测系统,通过应用无线技术和嵌入式技术设计火灾检测系统。该系统能够实时地采集火灾因子,并采用无线通信和路由传输的方式将数据传输到处理器中,进而生成火灾决策和预警。互联网以及手机监测中心可以采用无线通信方法及时地获取预警信息和环境参数,根据所监测的烟尘、大气压、温度以及相对湿度等信息来综合分析森林环境状况,进而有效地预报火灾,避免森林火灾产生较大的经济损失。实验结果表明,该设计达到了预期目标。     

基于ZigBee的森林火灾监测设计

为了监测森林火险因子和着火点,并及时预防和消灭火灾,提出了基于ZigBee的森林火灾监测系统设计,系统由信息采集、无线收发、火灾监控功能模块组成。系统采用烟雾传感器、温湿度传感器、风力传感器采集各林区的环境参数信息,基于JN5139无线微控制器实现无线通信功能,并对传感器采集的环境参数数据进行处理和分析,监控中心根据分析结果实现火险预报、火情监测、应急预案功能。基于ZigBee的森林火灾监测系统可以实时监测林区环境参数信息,从而及时地预防森林火灾的发生或高效地实施火灾救援工作。     

一种新型红外信号处理平台的构建及应用

随着红外探测技术的高速发展,红外信号的实时处理面临着较大的挑战.在采用多单元与高帧频探测器的红外系统中,当使用较复杂的处理算法时,基于传统架构的信号处理平台已较难满足系统的实时处理要求.通用计算图形处理器（GPGPU）的出现与日益成熟为红外实时信号处理提供了良好的平台.根据红外系统中实时信号处理的特点,利用FPGA＋CPU＋GPU架构构建了一种新型红外信号处理平台,并进行了实际应用.结果表明,该平台能够胜任探测器单元数多、帧频高和算法较复杂的红外系统的实时信号处理任务.     

基于平面传感阵列的大型仓储火灾报警系统研究

针对现有大型仓储火灾报警系统存在无法定位火灾源头的问题,提出基于平面传感阵列的大型仓储火灾报警系统。该系统由平面传感阵列数据采集前端、火灾报警控制器及远程监控中心三部分组成。平面传感阵列数据采集前端由红外感烟发射器和接收器组成一个或者多个平面传感阵列,实时采集被监控区域的火源信息。火灾报警控制器控制数据采集前端扫描采集火源信息,进行火源定位和声光报警。远程监控中心进行远程系统状态监测、参数设置及探测器调试。经实验验证,该系统火灾报警响应时间为1-2秒,故障报警响应时间为70-72秒,定位误差不大于2m。     

动力舱红外成像火情探测系统

火情探测是特种车辆灭火抑爆系统的重要组成部分,火情探测能力的高低直接影响车辆及其内部乘载员的安全。现有动力舱火情探测系统主要利用温度传感器和非成像光学火情探测器,但由于动力舱结构复杂,环境恶劣,基于温度传感器的动力舱火情探测系统由于无法实现舱内空间全覆盖安装,因此容易产生火灾漏报现象,而非成像光学火情探测器由于灵敏度过高容易产生火情误报现象,动力舱应用甚少。与现有动力舱火情探测系统不同,设计了红外成像火情探测系统,采用测温热像装置和测温显控装置,能够实现对动力舱一定目标空间内的实时温度监控,通过温度识别算法和设定预警温度阈值、报警温度阈值,实现了高温预警功能和火灾报警功能。利用标准火焰测试平台对探测系统进行了实验测试,结果表明红外成像火情探测系统的火灾响应时间小于5 s,满足国军标的要求。该系统将火灾发生后的报警提升到火灾发生前预警,能够有效避免动力舱火灾漏报问题,保护特种车辆内部人员安全。     

一种基于GPRS的森林防火远程数据传输系统

针对传统的地面巡防、航空巡防等森林防火监测方法实时性差、监测效果不理想等问题,设计了基于GPRS技术的森林防火远程数据传输系统,硬件采用SIM300模块和单片机,由单片机发送指令控制GPRS工作,GRPS通过网络与上位机进行通信,并将数据上传给上位机.上位机以C++ Builder为开发环境,采用Microsoft SQL Server 2000作为系统的数据库,用C++Builder连接数据库,并实现数据的存储、显示和查询.实验结果表明,该系统能够实时监测森林各项信息数据,能够在很大程度上预防森林火灾的发生.     

森林防火通信系统建设探讨

我国是森林火灾多发的国家。森林火灾的发生使我国本身就稀缺的森林资源大幅减少,同时也给国家和人民带来了严重的经济损失和人身安全危害。森林防火通信系统的建设有助于及时、有效地预防森林火灾的发生,同时还有助于火灾救助工作的及时开展,将森林火灾的危害降至最低。     

锑化铟红外焦平面探测器发展现状

近年来,红外探测器技术发展迅速,在国防、气象、红外遥感和航空航天等众多领域应用广泛。作为中波红外波段最重要的探测器之一,锑化铟(InSb)红外焦平面探测器具有量子效率极高、暗电流小、器件响应线性度高、稳定性好、灵敏度极高等特点,因此备受人们的关注和重视。InSb焦平面探测器性价比高,优势十分突出,其快速发展在很大程度上提高了红外整机性能,同时还覆盖了导弹精确制导、卫星预警探测、机载搜索侦察、红外成像及消防、医疗、电力检测、工业测温等军民两用领域。梳理了国外发达国家在InSb红外焦平面探测器方面的研究情况,分析了其发展方向并对发展前景及趋势进行了展望。     

红外探测器组网预警技术研究

通过对红外探测器组网的可行性进行分析和对其优化配置,数据接入与融合以及预警系统评估技术进行研究,为发展预警探测系统的集成实验提供了技术支撑,并为提升我国红外探测器组网技术水平提出了一些新的思路.     

激光干扰红外预警卫星的有效压制区研究

激光干扰是未来对抗红外预警卫星的理想手段,为辅助指挥员分析和制定激光器的部署方案,提出了激光干扰红外预警卫星的有效压制区指标。首先分析了红外预警卫星的预警探测原理和激光干扰红外预警卫星的作用机理;其次建立了红外预警卫星在无干扰及受干扰条件下的最大探测距离模型,并研究了SBIRS GEO卫星的最大探测距离;最后定义了激光干扰红外预警卫星的有效压制区指标,给出了计算方法,实例研究了激光干扰对SBIRS GEO扫描型和凝视型探测器的有效压制区,结果显示:只要输出功率足够强,对于扫描型探测器,一部激光器能够掩护我国全境,而对于凝视型探测器,则需要多部激光器协作配合才能实现对导弹上升段的全程掩护。     

The study of antireflecting dielectric film material on mercury cadmium telluride detector surface

The performance of Mercury Cadmium Telluride (MCT) infrared detector is not only determined by electrical parameters of material, but also by the surface state of sensitive element. This paper shows that by coating the surface of 8–12u MCT detector with an antireflecting dielectric material, reflection on the surface of sensitive element is decreased and quantum efficiency is increased therefore detectivity and responsivity are increased, usually by 15–30%.     

基于红外热成像技术的车厢内部火灾预警研究

红外热成像技术是目前最为实用的火灾预警检测手段之一,可以有效提高列车车厢的运行安全。基于红外热像仪的原理及优点,结合动车组车厢较为狭长的特点,探讨红外探测器的镜头选择;提出了融合绝对温度和基于高度变化的火焰判定概率模型,提高了火焰检测的精度。在动车车组车厢环境中的测试验证了方法的有效性和稳定性,降低虚警。     

拼接红外探测器技术研究

红外探测器作为空间红外预警卫星的核心部件,随着红外探测器性能的不断提升,采用更大规模,更多谱段的红外探测器焦平面阵列是未来预警用红外探测器的发展趋势。通过多芯片,多谱段集成拼接制备出线列规模更长的红外探测器,以满足红外预警卫星大视场、高分辨率以及多光谱探测的能力。本文对国内外多芯片,多谱段拼接红外探测器组件发展现状以及技术路线进行对比,对小型化拼接探测器在其他领域的使用前景展望,最后点出大尺寸拼接红外探测器研制目前存在的主要问题。     

红外探测器组件可靠性指标分配初探

试图从分析工外探测器组件的组成及其可靠性因素入手，以６０元ＰＣ－ＭＣＴ探测器组件为例，介绍了 几种可靠性指标分配方法和相应的结果，并分别做出评估。     

Bioinspired Color Changing Molecular Sensor toward Early Fire Detection Based on Transformation of Phthalonitrile to Phthalocyanine

The fire detection plays a critical role in the maintenance of public security. Previous approaches of early fire warning, based on smoke or temperature response must be set in the proximity of a fire. They cannot provide the additional information of fire location or size and are susceptible to complicated situations. It is still a big challenge to make rapid and accurate early fire warning in precombustion because of the lack of reliable alarm signals. Herein, a precursor molecular sensor (PMS) is designed and synthesized that can present the chemical structure transformation to form phthalocyanines (Pcs) and release a color change signal at about 180 °C, learning from the plant chlorophyll metabolism. Further, the PMS is assembled to an early fire warning component (EWC) and an intelligent image recognition algorithm is introduced for unburned fire detection. The EWC generates a colorful alarm within 20 s at 275 °C. Therefore, the facile PMS provides a reliable real‐time monitoring strategy to the early fire warning detection in precombustion.