專利名稱：一種基于fpga的紅外熱成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱成像 技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種基于FPGA的紅外熱成像裝置。
背景技術(shù)：
紅外成像主要是紅外探測(cè)的過程，是通過紅外探測(cè)器將不可見的紅外輻射轉(zhuǎn)換為可見或可測(cè)量信號(hào)的過程。紅外熱成像技術(shù)從當(dāng)初的機(jī)械掃描機(jī)構(gòu)到目前的全固體小型化電子自掃描成像機(jī)構(gòu)。傳統(tǒng)制冷型紅外探測(cè)系統(tǒng)光機(jī)掃描機(jī)械制冷器價(jià)格昂貴，設(shè)備體積龐大，性能可靠性差等諸多缺點(diǎn)。近年來，特別是非制冷紅外熱成像技術(shù)的發(fā)展使紅外熱成像技術(shù)拓展了更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，多應(yīng)用在便攜式設(shè)備上的一種基于FPGA的紅外熱成像裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種基于FPGA的紅外熱成像裝置，其特征在于包括順序連接的紅外焦平面陣列、模擬信號(hào)調(diào)制單元、FPGA處理器，還包括連接在紅外焦平面陣列和FPGA的施密特門，所述FPGA處理器連接有單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、SRAM、系統(tǒng)調(diào)試接口，還包括連接在紅外焦平面陣列和單片機(jī)之間的TEC控制單元。進(jìn)一步的說，所述模擬信號(hào)調(diào)制單元包括低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器，所述低通濾波器采用運(yùn)算放大器，所述A/D轉(zhuǎn)換器采用14位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD6644。進(jìn)一步的說，所述TEC(熱電冷卻器)控制單元的控制器采用ADN8830芯片。進(jìn)一步的說，所述單片機(jī)采用MSP430芯片。本實(shí)用新型具有以下有益效果一、本實(shí)用新型一種體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用在便攜式設(shè)備上。二、本實(shí)用新型采用TEC控單元，穩(wěn)定探測(cè)器輸出的參數(shù)，對(duì)這些器件的工作溫度實(shí)現(xiàn)了精確的控制。

圖I為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明該系統(tǒng)分為以下幾個(gè)部分模擬信號(hào)調(diào)制部分其作用是配合探測(cè)器的讀出電路，同時(shí)把輸出的模擬視頻進(jìn)行濾波處理。主要針對(duì)探測(cè)器前端數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)；TEC(熱電冷卻器)控制單元使用單片機(jī)結(jié)合專用驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行溫度控制處理，單片機(jī)用簡(jiǎn)單的增量PID控制驅(qū)動(dòng)芯片，使溫度變化控制在IOmK之內(nèi)。[0018]FPGA外圍設(shè)備的構(gòu)建信號(hào)處理完成后圖像輸出方式有兩種一種將信號(hào)通過D / A輸出給顯示器；另一鐘信號(hào)通過CY7C68013傳送給計(jì)算機(jī)，可進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試接口建立CY7C68013電路的搭建，使用USB2. O協(xié)議的高速通訊方式(480Mbps)，通過編寫CY7C68013固件和FPGA程序，實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)的通訊控制部分外圍設(shè)備構(gòu)建。通過單片機(jī)MSP430控制ADN8830實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單增量式PID控制；電源管理部分根據(jù)各個(gè)模塊的需求進(jìn)行電源設(shè)計(jì)，針對(duì)模擬和數(shù)字部分不同要。視頻顯示部分FPGA處理后的紅外圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行D / A轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的模擬圖像信號(hào)與視頻載波疊加合成全電視PAL制(或N制)信號(hào)。一種基于FPGA的紅外熱成像裝置，其特征在于包括順序連接的紅外焦平面陣·列、模擬信號(hào)調(diào)制單元、FPGA處理器，還包括連接在紅外焦平面陣列和FPGA的施密特門，所述FPGA處理器連接有單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、SRAM、系統(tǒng)調(diào)試接口，還包括連接在紅外焦平面陣列和單片機(jī)之間的TEC制單元。進(jìn)一步的說，所述模擬信號(hào)調(diào)制單元包括低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器，所述低通濾波器采用運(yùn)算放大器，所述A/D轉(zhuǎn)換器采用14位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD6644。進(jìn)一步的說，所述TEC(熱電冷卻器)控制單元的控制器采用ADN8830芯片。進(jìn)一步的說，所述單片機(jī)采用MSP430芯片，MSP430負(fù)責(zé)設(shè)置溫度點(diǎn)給定，還負(fù)責(zé)軟件實(shí)現(xiàn)增量式PID算法。ADN8830溫度給定引腳上的電壓值是通過DAC8803給定的，給定點(diǎn)為當(dāng)前的環(huán)境溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓值。當(dāng)前溫度點(diǎn)的測(cè)量是通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)的，溫度傳感器型號(hào)為TMP100，它與MSP430通過12C總線進(jìn)行通訊。施密特門在系統(tǒng)中有兩個(gè)作用，一個(gè)是為輸入信號(hào)整形，使輸出電壓的波形的邊沿變得更陡，另一個(gè)是對(duì)數(shù)字的脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波，使得干擾不會(huì)使接收方發(fā)生誤動(dòng)作。施密特門采用芯片SN74LVC3G14。FPGA處理器主要功能(I)圖像盲元填充算法；(2)圖像非均勻性校正(3)與CY7C68013的接口部分通訊；(4) SRAM接口部分，實(shí)現(xiàn)圖像的暫存；(5)給前端工作時(shí)序。
權(quán)利要求1.一種基于FPGA的紅外熱成像裝置，其特征在于包括順序連接的紅外焦平面陣列、模擬信號(hào)調(diào)制單元、FPGA處理器，還包括連接在紅外焦平面陣列和FPGA的施密特門，所述FPGA處理器連接有單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、SRAM、系統(tǒng)調(diào)試接口，還包括連接在紅外焦平面陣列和單片機(jī)之間的TEC控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于FPGA的紅外熱成像裝置，其特征在于所述模擬信號(hào)調(diào)制單元包括低通濾波器和A/D轉(zhuǎn)換器，所述低通濾波器采用運(yùn)算放大器，所述A/D轉(zhuǎn)換器采用14位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD6644。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于FPGA的紅外熱成像裝置，其特征在于所述TEC控制單元的控制器采用ADN8830芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于FPGA的紅外熱成像裝置，其特征在于所述單片機(jī)采用MSP430芯片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及熱成像技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種基于FPGA的紅外熱成像裝置。其旨在在于提供一種體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，多應(yīng)用在便攜式設(shè)備上的一種非制冷紅外熱成像裝置該紅外熱成像裝置，包括順序連接的紅外焦平面陣列、模擬信號(hào)調(diào)制單元、FPGA處理器，還包括連接在紅外焦平面陣列和FPGA的施密特門，F(xiàn)PGA處理器連接有單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器、SRAM、系統(tǒng)調(diào)試接口，還包括連接在紅外焦平面陣列和單片機(jī)之間的TEC控制單元。本實(shí)用新型用作熱成像裝置。
文檔編號(hào)G01J5/00GK202793595SQ20122040864
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者李亮 申請(qǐng)人:成都捷康特科技有限公司