光電傳感器信息融合技術的有效運用分析

陸 豪

（武漢紡織大學，湖北武漢，430200）

光電傳感器信息融合技術的有效運用分析

陸 豪

（武漢紡織大學，湖北武漢，430200）

在社會的快速發展下，計算機技術、信息技術的發展日新月異，再加上數據信息理論的日趨成熟，光電傳感器的多方面功能明顯增強，比如對目標的分類、識別等，從而使其可以更好地服務于人們的生產、生活等。鑒于此，人們對光電傳感器的研究方向也發生一定的轉變，即從理論方法層面逐漸轉移到實際應用層面。本文先簡單概述光電傳感器信息融合技術；然后分析其應用的重要意義；最后重點探討了具體的應用情況。

信息融合技術；運用；光電傳感器

光電傳感器主要由三大部分組成，即光源、光學電路、光電元件。由于它具有靈敏度高、輕便等優勢，目前被廣泛用于多種自動化設備檢測裝置等領域中[1]。隨著光電傳感器的發展與應用，在上世紀八十年代，在美國的軍事領域中，開始將光電傳感器信息融合技術應用其中，隨后推廣到航天領域、工業領域等，成為推動所應用領域發展的一個重要支撐力量。

1 光電傳感器信息融合技術

1.1 概念

對于光電傳感器信息融合過程來講，主要是一個為了完成某些任務（比如對目標的分類、識別、跟蹤等），所采取的一系列信息自動分析、綜合處理的過程[2]。從該技術的最早應用領域——軍事領域來看，通過對目標的識別、跟蹤，可以實現對目標屬性中的監視功能，以此為依據，精確定位，并做出預估判決。就目前我國航天技術而言，取得了高速的發展，其中很大一部分要歸功于光電傳感器信息融合技術的應用，它既可以大大提高系統的可靠性，同時還能改善空間的分辨率，可以說是我國GDP快速增長的重要技術支持。

1.2 工作原理

在實際應用中，光電傳感器可以檢測到光強度的變化，并且對其進行轉換，以電信號的方式展示出來。作為一種小型的電子設備，光電傳感器的工作原理如下：發送器向目標發射光束（可來源于紅外射二極管、發光二極管等），光束經過相關光學元件（比如光圈、透鏡），傳達給接受器中，并且將其輸送至可過濾該信號是否有效的檢測電路中[3]。

值得注意的是，由反射板、光導纖維作為光電傳感器結構的一種，它具有自身的特色。通常情況下，從穩定性角度來看，三角形最佳。因此，要想確保光束可以準確無誤地從反射板返回到發射裝置中，這個反射板裝置就需要采用三角椎體反射材料，此結構穩固度好，且實用性強。

2 光電傳感器信息融合技術的應用優勢

2.1 有益于控制信息丟失

在光電傳感器的使用中，從其信息獲取過程來看，實際上就是一個一對一的對應抽樣過程，將信息傳輸至傳感器中[4]。在這個過程中，信息丟失是一個不可避免的問題。但是，應用光電傳感器信息融合技術后，可在一定程度上控制信息丟失，提高信息傳輸的安全性、完整性。

2.2 有助于提高信息綜合處理效率

在軍事領域中，光電傳感器需要處理的信息量非常龐大，且比較冗雜，采用人工處理，難免會帶來困擾，且還不能保障其正確性。應用光電傳感器信息融合技術后，可以有效解決上述問題，提高信息綜合處理的效率。

2.3 有利于彌補環境因素帶來的問題

在光電傳感器的應用中，環境因素會影響其性能的有效發揮。就目前國內外研究情況來看，尚無可以開發出可適用于任何環境、且還能保障其性能的光電傳感器。采用光電傳感器信息融合技術后，則可以在一定程度上彌補環境因素帶來的問題。

3 光電傳感器信息融合技術的具體應用

隨著光電傳感器信息融合技術的發展，目前已被廣泛用于各個領域中，為人們的日常生活、生產等提供了便利。

3.1 應用于抄表系統研制中

在人們的日常生活中，電費結算是必不可少的問題。在以往的電費結算中，由電力部門工作人員上門查看，通過人工讀取、記錄、計算方式，工作效率低下，且浪費大量的人力，甚至還會出現誤差，給用戶帶來麻煩。鑒于此，電力部門一直致力于技術研發。近年來，隨著傳感器技術、微電子技術、通訊技術等多種技術的發展，采用光電傳感器信息融合技術，可以研制自動抄表系統。

在電渦流、磁場的共同作用下，電能表會產生轉矩驅動，進而發生旋轉。根據上述原理，采用光電傳感器信息融合技術，可以將鋁盤的轉數轉變為脈沖數，經過光電耦合隔離電路，將脈沖數輸送至CPU的TO端口，并且對其進行計算[5]。采用光電耦合器，對防止干擾信號進入微機具有一定的效果，在此基礎上結合其他傳輸方式，可以形成一個自動抄表系統。目前，由于該系統尚不成熟，其中還有很多需改進之處，故沒有被大規模使用。但是，隨著研究的不斷深入，詳細自動抄表系統會在全國范圍內推廣使用。

3.2 應用于節能燈具設計中

在社會的不斷發展與進步中，人們的發展理念發生重大轉變，節能環保理念深入人心。在節能LED照明系統的設計過程中，光敏感傳感器、紅外傳感器等均被應用其中，具有使用方便、自主控制等優勢。

3.2.1 光敏感傳感器的應用

對于光敏感傳感器而言，光敏電阻是它的一個最為簡單的電子器件，它對微弱的電信號、光線的明暗變化均具有較強的感應能力。因此，在節能燈設計中，借助簡單的電子線路放大處理，就可以實現對燈具的自動開關處理。此外，在遠程的照明燈具中，比如公共設施中的草坪燈、街燈等，均可以實現經濟、簡單的自動控制。

3.2.2 紅外傳感器的應用

在IED照明系統設計中，紅外熱釋電傳感器（PIR）的應用時間相對較長，已十年之久。紅外傳感器的視角比較有限，要想擴大探測區，需要借助菲涅爾透鏡的作用，實現對移動熱源（比如人、車等）的監視。其中，菲涅爾透鏡具有兩個作用：①對探測區進行分類，分為明區和暗區，借助溫度變化的形式，確保進入探測區的人在PIR上產生變化，發出信號；②聚焦作用，對紅外信號進行折射，使其到達在PIR上。

3.3 應用于工業自動化裝置中

與其他信號處理器相比，光電傳感器具有多方面的優勢，比如非接觸、性能可靠、響應快等。因此，在工業領域中，可將光電傳感器用于非接觸物體測量等方面。目前，相關的應用行業產品如下。

3.3.1 點鈔機的計數傳感器

點鈔機的計數傳感器具有操作簡單、準確性高、耐用性強等優勢，故而不僅被用于銀行等金融機構中，而且還用于企業辦公中。在實際應用中，當沒有鈔票時，信號輸出為0；當有鈔票時，則會輸出信號1。在后期的商業經濟、財務自動化業務中，需要不斷加強對點鈔機的計數傳感器的研究，提高其性能，從而提高工作效率。

3.3.2 光電式煙霧報警器

在各類建筑中，安裝光電式煙霧報警器，可及時向人們發出警報，有助于及早發現、控制火災，降低火災損失。在實際的運行中，當沒有煙霧時，在發光二極管中，其發出的光線屬于直線傳播，且光電三極管未接收到信號，不會輸出信號；當存在煙霧時，受煙霧顆粒的影響，發光二極管發出的光線會被折，發光三極管則會接收信號，產生信號輸出，并且發出警報。

4 結束語

綜上所述，光電傳感器信息融合技術具有多方面的應用優勢，比如有益于控制信息丟失、有助于提高信息綜合處理效率、有利于彌補環境因素帶來的問題。目前，它被用于抄表系統研制中、節能燈具設計中、工業自動化裝置中。在后期應用中，人們仍需不斷加強研究，提高其性能，拓展其應用范圍，從而可以更好地服務社會。

[1]孫翟.光電傳感器信息融合技術的實際應用研究[J].科技傳播,2013（19）:209+194.

[2]張天宇.基于多傳感器信息融合技術的礦用防撞系統的研究與實現[D].電子科技大學,2010.

[3]郭平平.多傳感器信息融合濾波技術研究[D].中北大學,2010.

[4]馬國勝.基于多傳感器融合技術的瓦斯監控系統實現[D].武漢理工大學,2010.

[5]雷倩茹.基于信息融合技術的火災探測方法研究[D].華北電力大學（北京）,2010.

陸豪，男，本科，研究方向：光電信息科學與工程。

Analysis of the effective use of the photoelectric sensor Information Fusion Technology

Lu Hao
（Wuhan Textile University,Hubei Wuhan,430200）

In the rapid development of society, the development of computer technology, information technology advances, coupled with data information theory matures, many other features significantly enhanced photoelectric sensor, such as classification targets, recognition, so that it can to better serve the people's production and life. In view of this, it is research on photoelectric sensor has also undergone some changes, namely a gradual shift from the theoretical to the practical level, the application level method. This paper briefly outlines the photoelectric sensor information fusion technology; then analyze the significance of its application; and finally focuses on the particular application.

information fusion technology; use; photoelectric sensor

TP212.9

A