专利名称：一种用于目标监测的无线终端节点及系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及信号处理领域，更具体地说，涉及一种用于目标监测的无线终端节点及系统。
技术背景 在某些场合，需要对某些区域内的人或物的逗留时间进行监测。例如出于对老年人的身体状况的考虑，可以在卫生间内安装用于目标监测的终端节点，对卫生间内人员的逗留时间进行监测。一旦该区域(卫生间)内的人员逗留时间超过一定时间长度，则意味着该区域内的人员(老年人)可能发生意外。当监测到这一状况时，用于目标监测的终端节点就可以向控制中心发出告警信号，以便相关人员能够及时察觉。现有技术中，用于目标监测的无线终端节点，主要采用的是热释电红外传感器。热释电红外传感器的基本工作原理是通过对两个监测点感应到的温度进行比较，如果两个监测点监测到的温度不同，则认为有人经过该区域；否则，认为该区域内不存在监测目标。 由于该热释电红外传感器只能对动态目标进行监测，因此，现有技术中，对热释电红外传感器做出了如下改进在热释电红外传感器的一个监测点附近安装一个直流电机。该直流电机的转动部分安装有叶片。叶片在直流电机的带动下一直旋转。在叶片旋转过程中，会间隔性地遮挡热释电红外传感器的相应监测点。当有人静止在监测区域内时，由于叶片的遮挡，热释电红外传感器的两个监测点也会监测到不同的温度，进而能够实现对静态目标的监测。但是，由于现有技术中的具有静态目标监测功能的无线终端节点，其叶片需要一直转动，导致用于目标监测的无线终端节点的能耗大大提高，进一步导致作为所述直流电机电源的电池的使用寿命很短，需要频繁更换。特别是在实际应用中，一个无线网络中，存在为数众多的无线终端节点。因此，具有静态目标监测功能的无线终端节点的能耗过高，是一个亟待解决的问题。

实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于目标监测的无线终端节点及系统，以解决现有技术中具有静态目标监测功能的无线终端节点的能耗过高的问题。本实用新型提供一种用于目标监测的无线终端节点，包括双元热释电红外传感器，其中的一个灵敏元旁边设置有用于静态目标监测的直流电机；与所述灵敏元相连的静态目标监测单元；与所述双元热释电红外传感器中另一个灵敏元相连的动态目标监测单元；所述静态目标监测单元的信号输出端，通过驱动电路与所述直流电机相连，以控制所述直流电机工作；接收所述静态目标监测单元和动态目标监测单元的信号并进行处理的单片机；[0013]将所述单片机处理后的信号发射出去的无线信号发射模块。优选的，还包括所述动态目标监测单元的信号输出端，通过驱动电路与所述直流电机相连。优选的，所述无线信号发射模块为采用ZigBee技术的无线信号发射模块。优选的，所述直流电机为直流减速电机。 优选的，所述单片机与所述静态目标监测单元和动态目标监测单元之间，通过滤波电路相连。优选的，所述无线信号发射模块为接收到所述单片机的唤醒信号后由休眠状态转为工作状态的无线信号发射模块。一种用于目标监测的无线终端节点，包括双元热释电红外传感器，其中的一个灵敏元旁边设置有用于静态目标监测的直流电机；与所述灵敏元相连的静态目标监测单元；与所述双元热释电红外传感器中另一个灵敏元相连的动态目标监测单元；接收所述静态目标监测单元和动态目标监测单元的信号并进行处理，依据处理结果对所述直流电机进行控制的单片机；将所述单片机处理后的信号发射出去的无线信号发射模块。一种用于目标监测的系统，包括前述用于目标监测的无线终端节点。从上述技术方案可以看出，本实用新型实施例中，通过设置单片机，对直流电机的工作状态进行控制，可以在监测区域内有人员存在时，启动用于静态目标监测的直流电机， 在监测区域内无人时，令所述直流电机停止，从而大大降低了具有静态目标监测功能的无线终端节点的能耗，延长了直流电机以及该直流电机的电源的使用寿命。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例所述无线终端节点结构图；图2为本实用新型实施例所述直流电机与动态目标监测单元及静态目标监测单元的连接关系示意图；图3为本实用新型实施例所述直流电机与动态目标监测单元及静态目标监测单元的另一连接关系示意图；图4为本实用新型另一实施例所述无线终端节点结构图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。参见图1，为本实用新型实施例所述无线终端节点结构图。如图1所示，所述节点包括双元热释电红外传感器101 ；双元热释电红外传感器101的两个灵敏元中的一个灵敏元1011旁边设置有用于静态目标监测的直流电机102，直流电机102上安装有叶片； 与所述灵敏元1011相连的静态目标监测单元103 ；与所述双元热释电红外传感器101中另一个灵敏元1012相连的动态目标监测单元104 ；静态目标监测单元103和动态目标监测单元1 04监测到的信号通过前端红外数据采集板105发送至单片机106 ；单片机106处理后的信号可由无线信号发射模块107发射出去。其中，热释电红外传感器的原理是利用接收到的红外线的辐射能量大小来探测温度的变化。双元热释电红外传感器101是采用双灵敏元对目标进行监测的热释电红外传感
O参见图2，为本实用新型实施例所述直流电机与动态目标监测单元及静态目标监测单元的连接关系示意图。如图2所示，所述静态目标监测单元103的信号输出端，通过驱动电路1021与所述直流电机102相连，以控制所述直流电机102工作。现将其控制过程简要说明如下由于静态目标监测单元103对静态目标进行监测的原理，与背景技术中所述具有静态目标监测功能的无线终端节点相同，因此，当监测区域无人进入时，直流电机102不转动，静态目标监测单元103此时只具有动态目标监测功能。当有人员进入监测区域，静态目标监测单元103会产生一个高电平信号。所述高电平信号经过所述驱动电路1021的放大， 可以驱动直流电机102开始转动。直流电机102开始转动后，静态目标监测单元具有静态目标监测功能。此时，如果人员静止，则静态目标监测单元103也会产生相应的高电平信号，该信号经驱动电路1021的放大，可以驱动或维持直流电机102转动。当人员离开监测区域，则静态目标监测单元103将不再产生高电平信号，直流电机102停止转动。通过上述对直流电机102的工作状态的控制，本实用新型实施例所述用于目标监测的无线终端节点，可以在监测区域内有人员存在时，启动用于静态目标监测的直流电机， 在监测区域内无人时，令所述直流电机停止，从而大大降低了具有静态目标监测功能的无线终端节点的能耗，延长了直流电机以及该直流电机的电源的使用寿命。为了进一步提高对直流电机控制的可靠性，本实用新型还可以将所述动态目标监测单元的信号输出端，通过驱动电路与所述直流电机相连。参见图3，为本实用新型实施例所述直流电机与动态目标监测单元及静态目标监测单元的另一连接关系示意图。如图3所示，所述静态目标监测单元103的信号输出端，以及所述动态目标监测单元104的信号输出端，分别通过驱动电路1021与所述直流电机102 相连，以控制所述直流电机102工作。图3所示实施方式与图2所示实施方式的区别在于图3所述实施方式中，动态目标监测单元104也能利用自身的监测信号通过驱动电路1021对直流电机102进行控制，提高对直流电机控制的可靠性。本实用新型另一实施例中，所述无线终端节点也可以通过所述单片机对用于静态目标监测的直流电机进行控制[0044]仍以图1为例，所述单片机106可对用于静态目标监测的直流电机102进行控制。 具体控制过程，可以采用如下方式当动态目标监测单元104监测到有人员进入监测区域后，向单片机106发送信号；单片机106接收到该信号后，启动所述直流电机102。此时，安装有叶片的直流电机102开始转动，使得静态目标监测单元103具有静态目标监测功能。当人员离开监测区域，动态目标监测单元104和静态目标监测单元103的监测信号，都将变为表示该区域内无待监测目标的状态，单片机106接收到该状态的信号后，控制所述直流电机102停止工作。通过上述对直流电机102的工作状态的控制，本实用新型实施例所述用于目标监测的无线终端节点，可以在监测区域内有人员存在时，启动用于静态目标监测的直流电机， 在监测区域内无人时，令所述直流电机停止，从而大大降低了具有静态目标监测功能的无线终端节点的能耗，延长了直流电机以及该直流电机的电源的使用寿命。本实用新型所述实施例中，所述无线信号发射模块可以为采用ZigBee技术的无线信号发射模块。Zigbee是IEEE 802. 15. 4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。因此，使用采用ZigBee技术的无线信号发射模块后，可以提高采用本实用新型所述无线终端节点的无线网络的组网灵活性，即可随时增加或减少传感节点。
本实用新型所述实施例中，所述直流电机可以为直流减速电机。直流减速电机与普通直流电机相比，转速较低，可以避免由于电机转速过高，导致叶片对双元热释电红外传感器的灵敏元的遮挡时间过长，影响静态目标监测的准确性。参见图4，为本实用新型另一实施例所述无线终端节点结构图。本实施例与图1所示无线终端节点的区别在于前端红外数据采集板105与单片机106之间设置有滤波电路 108。原本静态目标监测单元103和动态目标监测单元104的监测信号直接经由前端红外数据采集板105发送至单片机106，本实施例中，所述监测信号还需经过滤波电路108的滤波，可以提高无线终端节点的抗干扰性。本实用新型所述实施例中，为了进一步降低无线终端节点的能耗，所述无线信号发射模块可以具有休眠模式。具有休眠模式的无线信号发射模块，在没有接收到所述单片机的唤醒信号时，处于低功耗的休眠状态；当接收到所述单片机的唤醒信号后，由休眠状态转为工作状态，可以发射无线信号。此后，如果在一定时间内没有接收到所述唤醒信号，则由工作状态转为休眠状态。另外，对所述唤醒信号的产生过程，此处简要说明如下单片机根据接收到的静态目标监测单元和动态目标监测单元的监测信号，分析该区域内的被监测人员在该区域内的逗留时间是否超过某一设定值，如果超过该设定值，则发出唤醒信号，唤醒所述无线信号发射模块，并通过所述无线信号发射模块向外发射告警信号。 本实用新型还公开了一种用于目标监测的系统。所述系统采用了本实用新型所述的用于目标监测的无线终端节点。 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此， 本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。
权利要求1.一种用于目标监测的无线终端节点，其特征在于，包括双元热释电红外传感器，其中的一个灵敏元旁边设置有用于静态目标监测的直流电机；与所述灵敏元相连的静态目标监测单元；与所述双元热释电红外传感器中另一个灵敏元相连的动态目标监测单元； 所述静态目标监测单元的信号输出端，通过驱动电路与所述直流电机相连，以控制所述直流电机工作；接收所述静态目标监测单元和动态目标监测单元的信号并进行处理的单片机； 将所述单片机处理后的信号发射出去的无线信号发射模块。
2.根据权利要求1所述的无线终端节点，其特征在于，还包括所述动态目标监测单元的信号输出端，通过驱动电路与所述直流电机相连。
3.根据权利要求1或2所述的无线终端节点，其特征在于，所述无线信号发射模块为 采用ZigBee技术的无线信号发射模块。
4.根据权利要求1或2所述的无线终端节点，其特征在于，所述直流电机为直流减速电机。
5.根据权利要求1或2所述的无线终端节点，其特征在于，所述单片机与所述静态目标监测单元和动态目标监测单元之间，通过滤波电路相连。
6.根据权利要求1或2所述的无线终端节点，其特征在于，所述无线信号发射模块为 接收到所述单片机的唤醒信号后由休眠状态转为工作状态的无线信号发射模块。
7.一种用于目标监测的无线终端节点，其特征在于，包括双元热释电红外传感器，其中的一个灵敏元旁边设置有用于静态目标监测的直流电机；与所述灵敏元相连的静态目标监测单元；与所述双元热释电红外传感器中另一个灵敏元相连的动态目标监测单元； 接收所述静态目标监测单元和动态目标监测单元的信号并进行处理，依据处理结果对所述直流电机进行控制的单片机；将所述单片机处理后的信号发射出去的无线信号发射模块。
8.一种用于目标监测的系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的用于目标监测的无线终端节点。
专利摘要本实用新型公开一种用于目标监测的无线终端节点，包括双元热释电红外传感器，其中的一个灵敏元旁设置有用于静态目标监测的直流电机；与该灵敏元相连的静态目标监测单元；与另一个灵敏元相连的动态目标监测单元；静态目标监测单元的信号输出端，通过驱动电路与所述直流电机相连，以控制直流电机工作；接收静态目标监测单元和动态目标监测单元的信号并进行处理的单片机；将单片机处理后的信号发射出去的无线信号发射模块。本实用新型还公开了一种用于目标监测的系统。采用本实用新型所述的无线终端节点或系统，可以降低具有静态目标监测功能的无线终端节点的能耗，延长用于静态目标监测的直流电机以及相应电源的使用寿命。
文档编号G01J5/10GK202075849SQ20112006842
公开日2011年12月14日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者姜婷婷, 安勇, 赵伟光 申请人:昆山市工业技术研究院有限责任公司