[发明专利]用于CBRNE传感器的系统集成模块

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于识别包括化学、生物、放射性、核与高爆(CBRNE)物品在内的危险物品的传感器系统，尤其涉及一种具有模块化设计核网络通信功能的传感器接口系统。

背景技术

现有技术通过诸如DB9和USB端口之类的专用连接提供用于模拟传感器的计算机连接，其将传感器配置为专用计算机的外围设备。除了与传感器的专用计算机连接之外，其它设备提供作为独立功能和硬件的校准(calibration)。与传感器相关联的这些独立设备并不是具有自动校准和支持功能以允许传感器进行独立现场配置的分布式网络部件。随着世界各地恐怖分子的出现，非常需要提供能够跨分布式传感器网络进行配置的独立网络部件的传感器系统。

而且，现有的用于化学、生物、放射性、核与高爆(CBRNE)检测的传感器系统并不具备对模拟传感器进行高精度校准的能力。随着对通过使用光谱分析软件而提供特定化学、生物、放射性、核与高爆物品的检测、识别和量化的CBRNE传感器系统日益增加的需求，需要传感器阵列的高精度校准和同步。

因此，需要克服以上所讨论的现有技术所具有的问题。

发明内容

根据本发明的一个实施例，一种传感器集合系统和传感器集成模块(SIM)提供了有效的系统和集成模块以用于将一个或多个传感器配置在分布式数据网络上，以提供在远程处理器进行分析的光谱数据。所述SIM为一种或多种类型的传感器提供了模块化接口。

根据本发明的一个实施例，所述传感器集成模块(SIM)支持传感器系统被设计为利用模拟或数字检测器识别特定危险物品的功能。所述SIM提供了将多个传感器组合到具有每个传感器独立寻址的有组织阵列中的能力以及使得能够实现分布式网络体系结构的通信能力。所述SIM提供了将光谱数据送到远程多通道分析器或者随时间从每个传感器收集光谱数据，并且根据所捕捉的数据创建每个传感器数据或传感器分组集合的柱状图以及将光谱数据转发到分析系统的能力。为了支持所述其所支持的一个或多个检测器的校准和同步，所述SIM通过自动增益控制设备提供了自动校准和校准维护。该系统还提供了自动的校准验证能力。模拟和数字传感器接口安装在可连接到SIM处理器主板的子板上。这使得能够快速变换模拟或数字接口类型而不会对SIM处理器主办造成影响。

根据一个实施例，所述传感器集成模块(SIM)使得能够使用模块化传感器接口单元将多个创感器集成到阵列中，所述模块化传感器接口单元为每个检测器部件提供独立的TCP/IP地址，提供所述阵列的信号处理以及将每个检测器和传感器阵列建立为分布式网络上的网络部件的通信能力。所述分布式网络可包括诸如互联网之类的广域网络。所述SIM提供诸如用于消除模拟漂移的自动增益控制、传感器校准方法之类的支持功能，并且自动校准验证处理在传感器被用来提供物品识别中所使用的数据时是重要的问题。用于所配置的传感器阵列的自动校准和支持功能允许独立的现场配置。

本发明的一个实施例允许将各种模拟和数字传感器配置为支持物品检测和识别系统的网络部件以便用于现场配置。此外，所述实施例提供了用于传感器集成模块的模块化体系结构和设计，其利用用于特定传感器接口的子板以使得到任意商用现有或私有传感器的模块化接口对传感器接口的设计具有最小的影响。

附图说明

图1是图示传感器接口系统和传感器集成模块示例的功能组件的简单功能框图。

图2是在子板上具有模拟和数字组件的传感器集成模块(SIM)的示例的透视图。

图3是图示随图1所示的传感器接口系统和传感器集成模块使用的FPGA和嵌入式处理器的示例的简单示意图。

图4是图示SIM控制卡数字电路和连接器的简单示意图。

图5是图示具有多个FPGA和子板的SIM卡冗余的示例的简单示意图。

图6是图示SIM体系结构的示例的简单示意图。

图7是图示随图1所示的传感器接口系统和传感器集成模块使用的自动增益控制电路的示例的简单示意图。

图8是图示分布式传感器网络配置中所设置的传感器集成模块的示例的功能框图。

具体实施方式