本發(fā)明涉及違禁品檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種違禁品檢測(cè)儀及違禁品檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)發(fā)展與文明的進(jìn)步，人們對(duì)于公共安全與毒品控制的要求日益增高?，F(xiàn)在公共場(chǎng)所已經(jīng)有一些類(lèi)似的設(shè)備，比如安檢儀，但是其裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且擁有放射性源；針對(duì)這一問(wèn)題，美國(guó)斯柏克公司(spectrex)提供了一種利用化學(xué)試劑檢測(cè)爆炸物與毒品的檢測(cè)儀(型號(hào)為ex-detectxd-2)，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是需要手動(dòng)添加試劑，因此重復(fù)檢測(cè)時(shí)間比較長(zhǎng)，大大影響了檢測(cè)效率。

所以，如何提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)放射性源，并且使用方便快捷的違禁品檢測(cè)裝置成為本領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種違禁品檢測(cè)儀及違禁品檢測(cè)方法，用于解決現(xiàn)有違禁品檢測(cè)裝置不能同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和使用方便快捷的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種違禁品檢測(cè)儀，包括信號(hào)發(fā)生器、環(huán)形器、天線、檢波器、濾波器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和處理器；所述信號(hào)發(fā)生器、所述環(huán)形器、所述檢波器、所述濾波器、所述放大器、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述處理器依次連接，所述天線與所述環(huán)形器連接；

所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生ka波段的毫米波信號(hào)，通過(guò)所述環(huán)形器傳送給所述天線，并通過(guò)所述天線輻射出去；

所述天線接收回波信號(hào)，并通過(guò)所述環(huán)形器將所述回波信號(hào)傳送給所述檢波器，所述檢波器分離出所述回波信號(hào)中的低頻信號(hào)，所述低頻信號(hào)經(jīng)所述濾波器濾去雜波后，再經(jīng)過(guò)所述放大器進(jìn)行放大，最后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號(hào)；

所述處理器對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，得到特征值，并將所述特征值與標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍進(jìn)行比較，得出所述待測(cè)物品的種類(lèi)。

可選的，所述違禁品檢測(cè)儀還包括供電電源；所述供電電源具備10000ma的電池容量。

可選的，所述違禁品檢測(cè)儀還包括人機(jī)交互界面，與所述處理器連接，用于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍、檢測(cè)時(shí)間和顯示檢測(cè)結(jié)果。

可選的，所述違禁品檢測(cè)儀還包括音頻播放器和指示燈；所述音頻播放器與所述處理器連接，用于可疑品的報(bào)警；所述指示燈與所述處理器連接，用于顯示所述檢測(cè)儀的電源狀態(tài)、故障狀態(tài)和待測(cè)物品的狀態(tài)；所述指示燈包括電源指示燈、故障指示燈和可疑品指示燈。

可選的，所述放大器的放大倍數(shù)大于或等于100，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣速率大于或等于1m/s。

可選的，所述天線為天線增益為30dbi、波束寬度為5度的喇叭天線。

本發(fā)明還提供了一種違禁品檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括：

獲取ka波段的毫米波信號(hào)輻射待測(cè)物品后的回波信號(hào)；

分離出所述回波信號(hào)中的低頻信號(hào)；

將所述低頻信號(hào)進(jìn)行濾波，除去雜波信號(hào)，得到標(biāo)準(zhǔn)低頻信號(hào)；

將所述標(biāo)準(zhǔn)低頻信號(hào)進(jìn)行放大后，再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號(hào)；

對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，得到特征值；

判斷所述特征值是否屬于標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍，得到判斷結(jié)果：

當(dāng)判斷結(jié)果表示所述特征值屬于所述標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍，確定所述待測(cè)物品為可疑品；

當(dāng)判斷結(jié)果表示所述特征值不屬于所述標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍，確定所述待測(cè)物品為非可疑品。

可選的，對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，得到特征值，具體包括：

將所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到一組信號(hào)數(shù)據(jù)組；

對(duì)所述信號(hào)數(shù)據(jù)組中元素進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)偏差處理，得到標(biāo)準(zhǔn)偏差值；

剔除所述信號(hào)數(shù)據(jù)組中小于3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差的元素，對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)組中剩余的有用元素進(jìn)行取平均值處理，所求得的平均值即為相應(yīng)的特征值。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

1、本發(fā)明提供的違禁品檢測(cè)儀采用毫米波源作為待檢樣品的信號(hào)源，通過(guò)采集處理毫米波與待測(cè)物品相互作用的回波信號(hào)中帶有特征值的電磁信號(hào)，計(jì)算得出特征值，并與標(biāo)準(zhǔn)閾值進(jìn)行比對(duì)，從而反演得出待測(cè)目標(biāo)的物質(zhì)種類(lèi)，并判斷待測(cè)物品是否為可疑品。整個(gè)測(cè)試過(guò)程為實(shí)時(shí)檢測(cè)，能夠快速得出檢測(cè)結(jié)果，并且本發(fā)明的違禁品檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠廣泛應(yīng)用于邊檢口岸、火車(chē)站、飛機(jī)場(chǎng)等交通樞紐。

2、毫米波是非電離的，在適度的輻射功率下，對(duì)人體健康不會(huì)造成影響。因此安全性比較高。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種違禁品檢測(cè)儀的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種違禁品檢測(cè)方法的實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種違禁品檢測(cè)儀及違禁品檢測(cè)方法，用于解決現(xiàn)有違禁品檢測(cè)裝置不能同時(shí)滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和使用方便快捷的問(wèn)題。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明一種違禁品檢測(cè)儀的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，一種違禁品檢測(cè)儀，包括信號(hào)發(fā)生器101、環(huán)形器102、天線103、檢波器104、濾波器105、放大器106、模數(shù)轉(zhuǎn)換器107和處理器108；所述信號(hào)發(fā)生器101、所述環(huán)形器102、所述檢波器104、所述濾波器105、所述放大器106、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器107和所述處理器108依次連接，所述天線103與所述環(huán)形器102連接；

所述信號(hào)發(fā)生器101產(chǎn)生ka波段的毫米波信號(hào)，通過(guò)所述環(huán)形器102傳送給所述天線103，并通過(guò)所述天線103輻射出去；

所述天線103接收回波信號(hào)，并通過(guò)所述環(huán)形器102將所述回波信號(hào)傳送給所述檢波器104，所述檢波器104分離出所述回波信號(hào)中的低頻信號(hào)，所述低頻信號(hào)經(jīng)所述濾波器105濾去雜波后，再經(jīng)過(guò)所述放大器106進(jìn)行放大，最后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器107進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號(hào)；

所述處理器108對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，得到特征值，并將所述特征值與標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍進(jìn)行比較，得出所述待測(cè)物品的種類(lèi)。

根據(jù)圖1所示，所述違禁品檢測(cè)儀還可以包括供電電源109；所述供電電源具備10000ma的電池容量，為違禁品檢測(cè)儀的其他部件供電，能保證產(chǎn)品滿載正常工作2小時(shí)以上，整個(gè)供電電池的體積基本保持在8cm×5cm×3cm的體積范圍內(nèi)。供電電源109還具備充電的功能。供電電源109所能提供的電壓為5v，供電電源109還包括一個(gè)升壓電路，可以將5v電壓轉(zhuǎn)化為其他元器件的工作電壓。

根據(jù)圖1所示，所述違禁品檢測(cè)儀還可以包括人機(jī)交互界面110，通過(guò)lcd顯示接口與所述處理器108連接，用于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍、檢測(cè)時(shí)間和顯示檢測(cè)結(jié)果。人機(jī)交互界面110，是違禁品檢測(cè)儀與操作者之間的橋梁，它能夠有效的將檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)有效的反應(yīng)給操作者，并且操作者能夠根據(jù)實(shí)際的檢測(cè)情況對(duì)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)設(shè)定，如標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍的設(shè)定，檢測(cè)時(shí)間的設(shè)定等。所述人機(jī)交互界面110還包括按鍵(圖1中為示出)，按鍵通過(guò)按鍵接口與處理器108連接。

根據(jù)圖1所示，所述違禁品檢測(cè)儀還可以包括音頻播放器111和指示燈112；所述處理器108具有音頻輸出接口，所述音頻播放器111通過(guò)音頻輸出接口與所述處理器108連接，用于可疑品的報(bào)警；所述指示燈112與所述處理器108連接，用于顯示所述檢測(cè)儀的電源狀態(tài)、故障狀態(tài)和待測(cè)物品的狀態(tài)；所述指示燈112包括電源指示燈、故障指示燈和可疑品指示燈。

所述放大器106的放大倍數(shù)大于或等于100，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器107的采樣速率大于或等于1m/s。

信號(hào)發(fā)生器101可以是腔體振蕩器，保證毫米波的發(fā)射頻率為ka波段，輸出功率為13dbm，輸出端口為wr-22，電源接口為穿心電容針。

天線103為天線增益為30dbi、波束寬度為5度的高聚焦喇叭天線。頻段：ka波段，焦距范圍：3-10cm，接口：wr-22；長(zhǎng)度：≤100mm，焦斑作用范圍：軸向(15cm-20cm)橫向(0-2cm)。

檢波器104的載頻為ka波段，靈敏度：≥800mv/mw，輸入接口：wr-22，輸出接口：sma。

濾波器105的可以為帶通濾波器，其具體性能參數(shù)為：頻帶：1khz±0.3khz，帶寬：0.6khz，截止頻率：1.5khz。

本發(fā)明提供的違禁品檢測(cè)儀主要用于毒品和人體攜帶相關(guān)危險(xiǎn)物的無(wú)接觸式檢測(cè)，可測(cè)樣品為毒品類(lèi)和危險(xiǎn)品(如炸藥、酒精、煤油、汽油等)；樣品最小可檢測(cè)量：1g-2g(裸露)，10g-30g(特定種類(lèi)的包裝物或者容器)；檢測(cè)準(zhǔn)確率≥70％；產(chǎn)品外觀尺寸：18cm×10cm×5cm(長(zhǎng)、高、寬)；重量：≤2kg；檢測(cè)儀采集端的輸入信噪比：s/n＝10:1。

現(xiàn)有的毒品檢測(cè)設(shè)備，檢測(cè)裝置復(fù)雜，檢測(cè)流程復(fù)雜，無(wú)法做到便攜式和實(shí)時(shí)檢測(cè)。本發(fā)明創(chuàng)造性的將毫米波技術(shù)運(yùn)用到毒品檢測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)具有高分辨率，小型化、便攜式、無(wú)放射性等特點(diǎn)，能夠廣泛應(yīng)用于邊檢口岸、火車(chē)站、飛機(jī)場(chǎng)等交通樞紐。同時(shí)該產(chǎn)品能夠有效遏制目前日益嚴(yán)重的毒品犯罪，以及社會(huì)影響力大的公共安全犯罪問(wèn)題。

圖2為本發(fā)明一種違禁品檢測(cè)方法的實(shí)施例的流程圖，所述方法具體應(yīng)用于圖1所示的違禁品檢測(cè)儀上。

如圖2所示，一種違禁品檢測(cè)方法的具體流程如下：

步驟201，獲取ka波段的毫米波信號(hào)輻射待測(cè)物品后的回波信號(hào)；

本方法采用的輸出功率為13dbm,波長(zhǎng)為8mm的連續(xù)波信號(hào)源，且ka波段是電磁頻譜的微波波段的一部分，ka波段的頻率范圍為26.5-40ghz。先將本發(fā)明的違禁品檢測(cè)儀開(kāi)機(jī)，待檢測(cè)儀自檢完成以后，根據(jù)待測(cè)物品的承載容器選擇目標(biāo)容器的種類(lèi)，然后手持本發(fā)明的違禁品檢測(cè)儀，距離待檢測(cè)物品3-10cm，水平掃過(guò)待檢物品，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程時(shí)間不超過(guò)1s。(檢測(cè)前，通過(guò)視覺(jué)先確定檢測(cè)物品的承載容器和檢測(cè)物的物理狀態(tài)，從而先進(jìn)行粗劃分，縮小閾值的檢索區(qū)間。)違禁品檢測(cè)儀的天線會(huì)接收到混合有目標(biāo)特征值的回波信號(hào)。

步驟202，分離出所述回波信號(hào)中的低頻信號(hào)；

由于ka波段的毫米波信號(hào)和待測(cè)物品相互作用后的信號(hào)，與ka波段的毫米波信號(hào)相比是低頻信號(hào)，此處利用檢波器分離出其中的低頻信號(hào)。

步驟203，將所述低頻信號(hào)進(jìn)行濾波，除去雜波信號(hào)，得到標(biāo)準(zhǔn)低頻信號(hào)；

通過(guò)此步驟可以減少雜波信號(hào)的干擾，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

步驟204，將所述標(biāo)準(zhǔn)低頻信號(hào)進(jìn)行放大后，再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號(hào)；

此步驟中必須保證放大倍數(shù)大于或等于100，采樣速率大于或等于1m/s，可取4000個(gè)采樣數(shù)據(jù)。

步驟205，對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，得到特征值，

具體的，步驟205具體包括：

步驟2051，將所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波處理，得到一組信號(hào)數(shù)據(jù)組；

步驟2052，計(jì)算所述信號(hào)數(shù)據(jù)組中元素的標(biāo)準(zhǔn)偏差，得到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差值；

步驟2053，剔除所述信號(hào)數(shù)據(jù)組中小于3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差值的元素，對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)組中剩余的有用元素進(jìn)行取平均值處理，所求得的平均值即為相應(yīng)的特征值。

步驟206，判斷所述特征值是否屬于標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍，得到判斷結(jié)果：在違禁品檢測(cè)儀中，預(yù)裝了標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍，對(duì)每一種材質(zhì)的特征值所處的范圍都進(jìn)行了詳細(xì)的記錄，將計(jì)算得出的特征值和標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍進(jìn)行比較，就可以推斷待測(cè)物質(zhì)的種類(lèi)。

步驟207，當(dāng)判斷結(jié)果表示所述特征值屬于所述標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍，確定所述待測(cè)物品為可疑品；此時(shí)違禁品檢測(cè)儀的可疑品指示燈就會(huì)亮起，音頻播放器會(huì)發(fā)出嘟嘟的報(bào)警聲，人機(jī)交互界面也會(huì)顯示“可疑品”字樣。

步驟208，當(dāng)判斷結(jié)果表示所述特征值不屬于所述標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍，確定所述待測(cè)物品為非可疑品。

本發(fā)明提供的違禁品檢測(cè)方法，利用特定頻率的毫米波與毒品相互作用，使用快速、多次平均、以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差(±3σ)為基準(zhǔn)判別特征信號(hào)提取回波特征值，與標(biāo)準(zhǔn)閾值范圍進(jìn)行比對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)違禁品的分辨。采用本方法進(jìn)行非金屬物質(zhì)的檢測(cè)，降低了硬件和軟件復(fù)雜度，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的小型化，同時(shí)也保證了檢測(cè)結(jié)果的高精度。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。