[发明专利]一种光电检测和控制系统

说明书

本发明属于光电检测及控制技术领域，具体公开了一种光电检测和控制系统，包括光照度采集模块、温度采集模块、光电检测模块、光电控制模块和供电模块，供电模块为光电检测模块和光电控制模块供电；光电检测模块包括光电检测温度补偿单元和自动增益控制单元；光照度采集模块输出端与光电检测温度补偿单元的输入端连接，光电检测温度补偿单元的输出端与自动增益控制单元的输入端连接，自动增益控制单元与光电控制模块双向通信连接，温度采集模块的输出端与光电控制模块的输入端连接。本发明实现光电检测和光电控制一体化的同时，提高光电检测精度。本发明适用于光电检测和控制。

技术领域

本发明属于光电检测及控制技术领域，具体地说是一种光电检测和控制系统。

背景技术

光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术。它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的。

目前，市面上的光电检测装置适用于实地检测，检测出来的光照数据不能实时发送和及时保存，而且现有技术中基于光电检测装置的控制装置，主要是大型实验室检测仪器和小型的便携式检测装置，大型实验室检测仪器虽然检测准确度高、运算能力强，但是功能应用性受限且体积较大，不易方便携带，小型的便携式检测装置则检测精度较弱，且数据的保存和运算能力是一个短板。随着光电检测应用的领域越来越广泛，实现光电检测和光电控制一体化的嵌入式产品逐渐成为发展趋势。

理论上，光信号与其经过光电检测器件转换后的电信号应该呈良好的线性关系，而由于光电检测系统外部噪声的影响，往往所测得的电信号并不能真实的反映光信号所携带的信息。这些外部噪声是光电检测系统受到的外界干扰，包括光辐射源的随机波动和附加的光调制、光路传输介质的湍流和背景起伏、杂散光的入射以及检测系统所受到的电磁干扰等。除此之外，光电检测器件的响应度会受到工作环境温度的极大影响。光电检测器件的工作温度不同时，工作性能将会有所变化。当超过温度的容限值后，一般将引起缓慢的特性劣化。由于温度和噪声引起的误差的存在，检测精度就有一定的限制，系统的复杂性和控制技术的精确性形成了尖锐的矛盾。因此，对于相关光电检测必须对其系统的温度漂移进行必要的误差补偿，降低噪声引起的误差，提高光电检测的精度。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种光电检测和控制系统，以实现光电检测和光电控制一体化的同时，提高光电检测精度。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方法如下：

一种光电检测和控制系统，包括光照度采集模块、温度采集模块、光电检测模块、光电控制模块和供电模块，供电模块为光电检测模块和光电控制模块供电；光电检测模块包括光电检测温度补偿单元和自动增益控制单元；光照度采集模块输出端与光电检测温度补偿单元的输入端连接，光电检测温度补偿单元的输出端与自动增益控制单元的输入端连接，自动增益控制单元与光电控制模块双向通信连接，温度采集模块的输出端与光电控制模块的输入端连接。

作为限定：光电检测和控制系统还包括上位机，上位机中加载有经过训练的神经网络模型，光电控制模块与上位机的双向通信连接，光电控制模块对自动增益控制单元输出的电压信号进行采样，并转换为光电流数据，进而再转换为光照度数据；神经网络模型采用两个输入端节点和一个输出端节点，两个输入端节点分别为光电控制模块输出的光电流数据和温度采集模块输出至光电控制模块的温度数据，一个输出端节点为光照度；神经网络模型通过温度、光电流与标定的光照度进行训练，对光电控制模块输出的光电流数据和温度采集模块输出至光电控制模块的温度数据进行非线性误差补偿。