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红外跟踪监测器

2020年新型冠状病毒突袭,威胁人们的生命安全,影响大家的正常生活。在人流密集区,如机场、车站、医院、超市等场所,进行体温检测是遏制疫情大规模传播的主要手段。



对于大规模人体测量,传统体温计有很多劣势,挨个测量耗时较长,且需要贴近测量、容易引发交叉感染。而人体测温热像仪使用非接触红外测温原理,人群经过时即可完成测温。在公共场所部署人体测温热像仪,初步筛选发热人群,相比传统测温方式具有更大的优势。


2019北京市“创计划”创客挑战赛赛场上,有一组选手就是基于红外线原理,设计了一款用于防护运动员训练安全的红外跟踪检测器,今天就让我们来看看这款作品的创作过程及运作过程吧~


作品名称:红外跟踪监测器



团队介绍


刘映彤(青岛实验高中)——设计、建模

王浩然(北京市大峪中学)——设计、制作、主要讲解

付子耕(清华附中)——编程、演示操作


设计灵感


一次中国杯男单自由滑热身,闫涵和羽生结弦发生相撞事故,场面惨烈,二人都血洒冰场。



滑冰运动员赛前在冰场上热身时,由于参赛选手较多,又各自专注于自身准备活动,难免发生相撞事故,轻则影响比赛,重则断送职业生涯。为减少此类事件的发生,我们设计了这款红外跟踪监测器,通过对运动员定位追踪,一定情况下对运动员进行警报,并可与教练员实时交流。


作品介绍


红外跟踪监测器是一款具有跟踪、警示和沟通三合一功能的运动员训练辅助工具。 由 人体红外警报装置、简单指导沟通装置、红外跟踪装置 三部分组成 。


人体红外警报装置主要由人体热释电红外传感器组成,它依靠红外传感来感知人体的靠近与远离,从而对装置一定范围内实时进行感知。当在一定安全距离内感知到人体靠近时,这就会触动报警装置,对运动员进行蜂鸣提醒。


这款检测器还设计了实时语音指导装置,对于冰上训练或比赛的运动员,教练可在观众席进行实时指导沟通。



造型上,整体以无人机3D打印模型为主体,底部设置为车模型。由于材料有限,我们以模型替代真实的无人机,但我们希望未来能用真的无人机替代模型,改进运用更加灵敏的人体热释电红外传感器实现对人体准确检测,改进相关材料的使用,使之轻巧便捷。



应用前景


在日常训练中,使用这样一台装置既可以让教练和运动员进行实时沟通,又可以一定程度上保证运动员的安全,那真是再好不过了。



面对现在的疫情,我们设计的红外跟踪检测器进行适当的修改,也可以派上用场。在小区,门口设立一台红外检测器,实时检测人群的体温,减少人工劳动量也更加便捷;或者通过无人机进行无人的快递传送,尽量减少面对面传播的可能。


学生感悟



我是来自北京市大峪中学的王浩然,很荣幸能参加“创计划”创客挑战赛,有幸与我的两位组员进行为期两天的学习与进步,由于我对编程、建模方面不熟悉,我们组作品的这两个部分基本是由我的两位组员负责进行的,而我因为是现学现用,进度较慢,只是做了辅助工作。我觉得这个过程对于我专心钻研,提升科学素养很有帮助,我也很喜欢这个将创意变成手边的实物的创造的过程。


另外,我也开心能够在比赛中获奖,这是对我和我的组员莫大的肯定与鼓励。对我来说,这次比赛不仅仅是创客技能学习,也是人际交流的磨合与提升。在本次比赛中,各个小组都有着极好的创意与思考,在短短两天的时间里将想法实体化,真的非常厉害。而且本次以冬奥为主题,作品更具实用性。我希望以后还能参加此类比赛,提高自我的科学素养,开拓我的思维,以及解决实际问题的能力。


对于今后的发展,我想开展对于生物、化学专业的学习,相比于工程,我认为科学研究方面的职业或者专业更适合我。



我是来自青岛实验高级中学的刘映彤,这是我第一次参加创计划比赛,通过比赛,我真正感受了“行知合一,人文固本”的内涵。比赛让我的能力得到提升,同时开拓了我的眼界,在这个过程中也结交了志同道合的朋友,帮助我成为更好的自己。创计划,加油!



知识拓展


红外检测光谱的优点:

1.简单方便,有不同的测样器件可直接测定液体、固体、半固体和胶状体等样品,检测成本低。

2.分析速度快,一般样品可在1min内完成。

3.适用于近红外分析的光导纤维易得到,故易实现在线分析及监测,极适合于生产过程和恶劣环境下的样品分析。

4.不损伤样品可称为无损检测。

5.分辨率高可同时对样品多个组分进行定性和定量分析等。所以目前近红外技术在食品产业等领域应用较广泛。



关于“创计划”


“创计划”是清华创客日系列活动之一,自2017年以来,已成功举办3届。创新人才培养计划已经覆盖北京、天津、河北、山东、河南、浙江、安徽、江苏、陕西、新疆、内蒙、广东等全国十个省份两个直辖市,共有1238名学生参与。


2020创新人才培养计划已经全面启动,愿不久的将来我们能与更多地区共同携手,不断丰富创客文化,让创客的种子在全国更广范围播撒开来。



文章分类: 2019案例
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