光电传感器信息融合技术的有效运用分析

陆 豪

（武汉纺织大学，湖北武汉，430200）

光电传感器信息融合技术的有效运用分析

陆 豪

（武汉纺织大学，湖北武汉，430200）

在社会的快速发展下，计算机技术、信息技术的发展日新月异，再加上数据信息理论的日趋成熟，光电传感器的多方面功能明显增强，比如对目标的分类、识别等，从而使其可以更好地服务于人们的生产、生活等。鉴于此，人们对光电传感器的研究方向也发生一定的转变，即从理论方法层面逐渐转移到实际应用层面。本文先简单概述光电传感器信息融合技术；然后分析其应用的重要意义；最后重点探讨了具体的应用情况。

信息融合技术；运用；光电传感器

光电传感器主要由三大部分组成，即光源、光学电路、光电元件。由于它具有灵敏度高、轻便等优势，目前被广泛用于多种自动化设备检测装置等领域中[1]。随着光电传感器的发展与应用，在上世纪八十年代，在美国的军事领域中，开始将光电传感器信息融合技术应用其中，随后推广到航天领域、工业领域等，成为推动所应用领域发展的一个重要支撑力量。

1 光电传感器信息融合技术

1.1 概念

对于光电传感器信息融合过程来讲，主要是一个为了完成某些任务（比如对目标的分类、识别、跟踪等），所采取的一系列信息自动分析、综合处理的过程[2]。从该技术的最早应用领域——军事领域来看，通过对目标的识别、跟踪，可以实现对目标属性中的监视功能，以此为依据，精确定位，并做出预估判决。就目前我国航天技术而言，取得了高速的发展，其中很大一部分要归功于光电传感器信息融合技术的应用，它既可以大大提高系统的可靠性，同时还能改善空间的分辨率，可以说是我国GDP快速增长的重要技术支持。

1.2 工作原理

在实际应用中，光电传感器可以检测到光强度的变化，并且对其进行转换，以电信号的方式展示出来。作为一种小型的电子设备，光电传感器的工作原理如下：发送器向目标发射光束（可来源于红外射二极管、发光二极管等），光束经过相关光学元件（比如光圈、透镜），传达给接受器中，并且将其输送至可过滤该信号是否有效的检测电路中[3]。

值得注意的是，由反射板、光导纤维作为光电传感器结构的一种，它具有自身的特色。通常情况下，从稳定性角度来看，三角形最佳。因此，要想确保光束可以准确无误地从反射板返回到发射装置中，这个反射板装置就需要采用三角椎体反射材料，此结构稳固度好，且实用性强。

2 光电传感器信息融合技术的应用优势

2.1 有益于控制信息丢失

在光电传感器的使用中，从其信息获取过程来看，实际上就是一个一对一的对应抽样过程，将信息传输至传感器中[4]。在这个过程中，信息丢失是一个不可避免的问题。但是，应用光电传感器信息融合技术后，可在一定程度上控制信息丢失，提高信息传输的安全性、完整性。

2.2 有助于提高信息综合处理效率

在军事领域中，光电传感器需要处理的信息量非常庞大，且比较冗杂，采用人工处理，难免会带来困扰，且还不能保障其正确性。应用光电传感器信息融合技术后，可以有效解决上述问题，提高信息综合处理的效率。

2.3 有利于弥补环境因素带来的问题

在光电传感器的应用中，环境因素会影响其性能的有效发挥。就目前国内外研究情况来看，尚无可以开发出可适用于任何环境、且还能保障其性能的光电传感器。采用光电传感器信息融合技术后，则可以在一定程度上弥补环境因素带来的问题。

3 光电传感器信息融合技术的具体应用

随着光电传感器信息融合技术的发展，目前已被广泛用于各个领域中，为人们的日常生活、生产等提供了便利。

3.1 应用于抄表系统研制中

在人们的日常生活中，电费结算是必不可少的问题。在以往的电费结算中，由电力部门工作人员上门查看，通过人工读取、记录、计算方式，工作效率低下，且浪费大量的人力，甚至还会出现误差，给用户带来麻烦。鉴于此，电力部门一直致力于技术研发。近年来，随着传感器技术、微电子技术、通讯技术等多种技术的发展，采用光电传感器信息融合技术，可以研制自动抄表系统。

在电涡流、磁场的共同作用下，电能表会产生转矩驱动，进而发生旋转。根据上述原理，采用光电传感器信息融合技术，可以将铝盘的转数转变为脉冲数，经过光电耦合隔离电路，将脉冲数输送至CPU的TO端口，并且对其进行计算[5]。采用光电耦合器，对防止干扰信号进入微机具有一定的效果，在此基础上结合其他传输方式，可以形成一个自动抄表系统。目前，由于该系统尚不成熟，其中还有很多需改进之处，故没有被大规模使用。但是，随着研究的不断深入，详细自动抄表系统会在全国范围内推广使用。

3.2 应用于节能灯具设计中

在社会的不断发展与进步中，人们的发展理念发生重大转变，节能环保理念深入人心。在节能LED照明系统的设计过程中，光敏感传感器、红外传感器等均被应用其中，具有使用方便、自主控制等优势。

3.2.1 光敏感传感器的应用

对于光敏感传感器而言，光敏电阻是它的一个最为简单的电子器件，它对微弱的电信号、光线的明暗变化均具有较强的感应能力。因此，在节能灯设计中，借助简单的电子线路放大处理，就可以实现对灯具的自动开关处理。此外，在远程的照明灯具中，比如公共设施中的草坪灯、街灯等，均可以实现经济、简单的自动控制。

3.2.2 红外传感器的应用

在IED照明系统设计中，红外热释电传感器（PIR）的应用时间相对较长，已十年之久。红外传感器的视角比较有限，要想扩大探测区，需要借助菲涅尔透镜的作用，实现对移动热源（比如人、车等）的监视。其中，菲涅尔透镜具有两个作用：①对探测区进行分类，分为明区和暗区，借助温度变化的形式，确保进入探测区的人在PIR上产生变化，发出信号；②聚焦作用，对红外信号进行折射，使其到达在PIR上。

3.3 应用于工业自动化装置中

与其他信号处理器相比，光电传感器具有多方面的优势，比如非接触、性能可靠、响应快等。因此，在工业领域中，可将光电传感器用于非接触物体测量等方面。目前，相关的应用行业产品如下。

3.3.1 点钞机的计数传感器

点钞机的计数传感器具有操作简单、准确性高、耐用性强等优势，故而不仅被用于银行等金融机构中，而且还用于企业办公中。在实际应用中，当没有钞票时，信号输出为0；当有钞票时，则会输出信号1。在后期的商业经济、财务自动化业务中，需要不断加强对点钞机的计数传感器的研究，提高其性能，从而提高工作效率。

3.3.2 光电式烟雾报警器

在各类建筑中，安装光电式烟雾报警器，可及时向人们发出警报，有助于及早发现、控制火灾，降低火灾损失。在实际的运行中，当没有烟雾时，在发光二极管中，其发出的光线属于直线传播，且光电三极管未接收到信号，不会输出信号；当存在烟雾时，受烟雾颗粒的影响，发光二极管发出的光线会被折，发光三极管则会接收信号，产生信号输出，并且发出警报。

4 结束语

综上所述，光电传感器信息融合技术具有多方面的应用优势，比如有益于控制信息丢失、有助于提高信息综合处理效率、有利于弥补环境因素带来的问题。目前，它被用于抄表系统研制中、节能灯具设计中、工业自动化装置中。在后期应用中，人们仍需不断加强研究，提高其性能，拓展其应用范围，从而可以更好地服务社会。

[1]孙翟.光电传感器信息融合技术的实际应用研究[J].科技传播,2013（19）:209+194.

[2]张天宇.基于多传感器信息融合技术的矿用防撞系统的研究与实现[D].电子科技大学,2010.

[3]郭平平.多传感器信息融合滤波技术研究[D].中北大学,2010.

[4]马国胜.基于多传感器融合技术的瓦斯监控系统实现[D].武汉理工大学,2010.

[5]雷倩茹.基于信息融合技术的火灾探测方法研究[D].华北电力大学（北京）,2010.

陆豪，男，本科，研究方向：光电信息科学与工程。

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