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红外技术在智能产品中的应用研究   

热度0票  浏览2次 时间:2022年7月29日 11:18
    (401520 重庆工商职业学院 重庆)
  【摘 要】近年来,随着信息化技术的不断发展和转型升级,红外技术的应用得到了广阔的发展机遇,且在智能产品中扮演着重要角色。智能产品日趋自动化,如何将红外技术和智能产品有机融合是当前研究的重点。鉴于此,针对红外技术在智能产品中的应用现状及面临困境,结合其智能化的数据收集能力和覆盖面广的突出优势,提出了相应的设计策略,以期为智能产品的可持续发展提供参考依据。
  【关键词】红外技术;智能产品;应用一、引言红外技术主要是利用物体表面所辐射出的红外信息进行智能识别,在智能产品中应用的核心技术就是红外传感器,随着科学技术的不断发展,红外技术在智能产品中被广泛应用 [1] 。红外技术于18世纪被英国学者发现,早期主要应用于军事和航空领域,进入21世纪后,红外技术已渗透到军事、医学、农业、工业、交通及服务业等相关产业,如智能识别、远程控制及产品检测,极大地促进了红外技术的高速发展。红外技术和智能产品的有机融合,其具有复杂性、全面性、集成性及示范性的特点,现阶段,如何增强红外技术在智能产品应用中的针对性和合理性是当前研究的重点,进而迎合消费者的心理需求及提升用户体验,基于此,本文介绍了红外技术的基本工作原理,阐述了其在智能产品设计中的应用现状及前景,针对当前红外技术在智能产品设计中面临的困境,提出了相应的设计策略,以期为红外技术的可持续发展提供参考依据。
  二、红外技术基本概述及工作原理
  (一)红外技术基本概述
  众所周知,地球上任何物体均会发射出红外信息,其本质 上是一种能量,物体表面的温度的不同直接决定其辐射波段及强度分布的各异,并体现在反馈信息的差异上来 [2] 。
  基于红外技术的智能产品设计主要是利用红外信息进行探测和感知来实现的。红外涉及的四个波段,在学术界分别称为近红外波段、中红外波段、远红外波段、极远红外波段 [3] (具体见表1),其主要应用是实现产品的智能化及目标探测。
  表1红外波段划分
  红外波段 近红外 中红外 远红外 极远红外
  波长(um) 0.74-3 3-6 8-25 15-1000
  由于智能产品所处的背景和环境各不相同,导致探测目标辐射的红外波段有所差异,进而所辐射的红外信息及强度具有差异性,利用互联网技术和智能装置将红外信息进行处理并转化为电信号便可实现智能识别的目的。
  (二)工作原理
  基于红外技术的智能产品应用系统,主要由红外光学系统、红外探测器及电子信号处理装置三部分组成 [4] 。对于红外光学系统而言,部分智能产品均需要相关的传输介质才能实现识别的功能,红外光学系统的主要作用是保证智能产品能够动态实时地收集红外信号及信息。对于红外探测器而言,又称“红外传感器”,其是智能产品的核心组成部分,它能够将红外信息转化为电信号,本质上是一种智能转换元件。对于电子信号处理装置而言,红外信号相比于其他信号相对较弱,同时还伴随着一些干扰信息,必须对其信号进行滤波、处理和放大,增强红外技术在智能产品设计中的有效性和针对性,从而直接获得目标信息基于红外技术的智能产品主要组成结构及其工作原理如图1所示。
  图1基于红外技术的智能产品组成结构
  三、红外技术在智能产品中应用的特点
  (一)应用范围及覆盖面广
  现阶段,相比于传统技术而言,红外技术在智能产品中的应用最大优势在于其应用范围及覆盖面广,随着科学手段不断创新发展,红外技术与电磁学、光学等技术的有机融合,可在短时间内实现智能产品的信息数据处理,同时能够将红外信号高效快速反馈至产品终端,并借助于信息化数据处理系统及大数据处理技术对数据进行科学分析和归类,使其智能性更强。
  其次,红外技术在智能产品应用过程中,可以对目标物体进行实时监测和处理,将信号的接受范围控制在0.1mm之内,比如工程上常用的智能监测产品,通过红外技术能够快速实现施工区域内的坐标定位和覆盖,结合三维软件对其进行处理,进而形成三维模型和立体图像,充分保障施工的安全性和准确性。
  (二)智能化的数据收集系统
  在科学技术的创新驱动下,诸多现代化技术与红外技术高度融合,比如,大数据处理技术、数字化识别技术、三维识别技术等,基于此,在构建智能产品体系过程中,将不同技术进行有效整合必将成为未来发展的趋势。现阶段,将红外技术和智能产品的高度融合,主要是建立智能化的数据收集系统,实现信息化及智能化工作。相比于传统的智能产品,红外技术的创新应用,极大地简化了数据处理的方式,有效缩短了数据识别的时间,最大程度上保证智能产品的工作效率。
  在红外技术体系不断完善的背景下,智能产品还能够对数据进行大量存储,根据用户需求体验随时进行数据的识别和提取,进而全面优化数据库,提高产品的便捷性。其次,红外技术能够对数据信息进行有效监测,基于此,智能产品在正常工作基础上,能够对不同地理环境、背景要素进行智能识别,从而促进智能产品的高效发展。
  三、红外技术在智能产品中的应用现状及面临困境(一)应用现状
  智能产品与红外技术的创新融合,主要是利用各种红外传感器对周边事物和环境进行智能感知,再通过智能装置及相关软件对目标物体信息进行有效识别和认知,为用户提供便捷和舒适的高效服务。当前,基于红外技术的智能产品主要分为三类:一是传统的互联网智能产品,主要是通过通信信号、终端接收装置及控制模块实现智能工作,一般由智能手机、平板及电脑等电子产品进行远程控制,比如智能钥匙、智能电视、智能台灯等,这类智能产品对于红外技术的应用具有局限性,智能化程度相对较低。二是红外技术与现代化新技术的有机融合赋予智能产品新的功效,利用AI技术(人工智能)、AR技术(增强现实)、3D技术(模型构建),有效突破了智能产品在材料、功能及生产等方面的瓶颈,比如红外3D打印机、红外智能音箱、红外智能旅游产品等;三是基于红外技术应用的全新智能化产品,比如远程导盲杖、VR虚拟眼镜等,其具有鲜明的智能特征,给消费人群的生活和工作带来了更多的便利,用户能够根据智能产品的交互设计自由切换功能。
  (二)面临困境
  智能产品相比于传统的工业制造产品,对功能、数据处理、交互性等方面提出了更高的要求,导致其产品的结构设计相对复杂,同时,实用性和便捷性是红外技术应用及设计的重点,亦是用户体验的重要保障。现阶段,红外技术在智能产品中的应用所面临的困境主要表现在实用性和易用性不高,智能产品的交互方式、操作界面接工作流程相对繁琐,主要原因如下:
  其一,在通过智能设备控制过程中,需对信号源进行不断转化,在特定条件下无法有效实现其功效,不同厂家智能产品的红外控制终端具有唯一性其控制终端具有差异性,严重影响用户的体验。
  其二,基于红外技术的智能产品操作界面相对繁琐,尤其是年龄偏大的用户群体无法有效识别其图标,导致操作重复率高。
  四、基于红外技术在智能产品中设计策略
  通过对市场和消费者进行充分调研发现,当前智能产品的消费人群主要分为三类:基本型需求用户、期望型需求用户、惊喜型需求用户,通过用户对产品的初期、中期、后期体验,得出了基于红外技术的智能产品用户需求表(表2)。
  在红外技术的创新应用背景下,合理的人机交互方式是智能产品高效使用的前提条件,能够最大程度上满足消费者的用户体验,同时也能满足用户的情感诉求。智能产品的结构设计必须科学简易,并设置多种控制方式,从而实现产品的良性交互功能。
  首先,红外技术在智能产品中的应用必须要让消费者能有良好的初次体验,并且能够高效实现对产品的简易操作,同时要充分保证操作界面的美观简洁,消费者不需要通过反复操作就能实现产品的体验。
  其次,设置多种红外控制方式,制定个性化的功能,除常见智能设备的控制外,还可以增设红外语音控制、肢体语言控制等更为便捷方式,以满足不同消费群体的个性化需求。最后,合理的人机交互方式是用户对红外技术认知的基础,从而有效激发用户的情感诉求,设定各种情景模式,给予消费者不同的心理体验。
  五、结语
  综上所述,随着科学技术的不断创新发展,红外技术在智能产品中扮演着重要角色,亦在工业、农业、医学及服务业等行业发挥着重要作用,同时,基于红外技术的智能产品设计必须立足于用户体验,最大程度满足消费者的个性化需求。鉴于此,红外技术和智能产品的有机融合,必将向智能化、便捷化及全面化方向发展。
  参考文献:
  [1]陈祥林,龙韵翔,杨丹等.一种基于LED红外技术的智能光灸环设备的研制[J].生物医学工程研究,2019,38(04):472-475[2]王帅,汪丹,陈明刚.燃气触媒红外技术在工程机械行业的应用[J].涂层与防护,2019,40(06):25-28+34[3]桂要生,向桥,杨康.基于红外技术的智能照明控制系统设计[J].计算机与数字工程,2009,37(08):102-104[4]周有城,武春龙,孙建广等.面向智能产品的数字孪生体功能模型构建方法[J].计算机集成制造系统,2019,25(06):1392-1404
  作者简介:
  曹李华(1987.6-)男,汉,重庆市,硕士研究生,讲师,研究方向:信号获取与处理技术。
  表2基于红外技术的智能产品用户需求表
  需求类型 首次体验 中期体验 后期体验
  基本型需求 能够满足日常的生活需求 稳定的功能需求 对于故障的出现无法认同期望型需求 易学且具有良好的体验效果 交互式的功能需求 允许故障的出现惊喜型需求 能够实现一步到位的用户体验 精确地感知体验 希望有新的智能产品替代



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