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2025年4月7日 星期一
★ 可看到光之外的攝影機：檢查可見和不可見
Klacci 凱樂奇通關機
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一起來瞭解，來自整個電磁頻譜的成像技術的高階概述。
工業機器視覺攝影機和感測器，正在製造工廠和製造生產線外找到應用。 在生產線上，機器視覺系統遠遠超過了人類的檢查能力，並且可以每分鐘重複和可靠地檢查數千個零件。 機器視覺系統可以輕鬆評估，人眼看不見的物體細節，並以更高的可靠性和更少的錯誤，來檢查它們。
在製造之外，許多應用，包括軍事、執法、醫療保健和娛樂，正在利用僅由工業製造商使用的相同成像技術。
在本引物中，探索了影像感測器技術、機器視覺攝影機，及其檢測可見和不可見的能力，超越了人眼的能力。
檢查「可見光」-可見光
電磁光譜是用來描述整個光範圍的術語。 電磁能以波的形式傳播，從非常長的無線電波，到非常短的伽馬射線。 光通常以奈米（nm）為單位測量，每個奈米代表光的波長或光能帶。 人眼只能檢測到，被稱為可見光的電磁光譜部分的 400-700 奈米的波長。
在過去的 50 年裡，使用 CCD（電荷耦合器件）或 CMOS（互補金屬氧化物半導體）影像感測器的攝影機，穩步取代了人類的視力，以提供更有效率、更準確和更穩健的檢查。
每個都有獨特的優勢和劣勢，在不同的應用中都有優勢。 在大多數情況下，大多數應用都轉向使用 CMOS 探測器；然而，一些應用，如天文學，仍然看到 CCD 探測器的優勢，因為它們的噪音低。
圍繞可見光建構的機器視覺應用，幾乎涵蓋了你周圍看到的一切。 這包括所有類型的容器、半導體和 PCB 的離散零組件檢查、機器人控制和指導、監控和情況感知、郵件掃描和分類，以及鋁、鋼、印刷包裝，和無紡布材料的捲筒紙檢查。
檢查「看不見的」—— 紅外線和 X 射線
可見光譜可以分析零件或專案的表層。 紅外線的波長為 700 奈米-15,000 奈米，X 射射射波長為 0.01 奈米- 10 奈米，深入物體，提供有關其內部結構的資訊。
紅外線是指可見色譜的紅色端之外，和微波區域之前的區域。 所有物體在紅外光譜中輻射能量，即使是室溫下的物體和冰等冰凍物體。
各種安全、監控、軍事、醫療保健和製造應用，都使用紅外線攝影機。 它們檢測熱發射的紅外光（熱量）的能力，使它們非常適合夜視、發燒檢測和各種安全應用，僅舉幾例這種多功能技術日益成長的用途。
讓我們來看看不同類型的紅外線和 X 射線技術、它們的應用，以及支援它的感測器技術。
由 Teledyne DALSA 提供
近紅外線（NIR）成像
NIR 光譜中的工業影像處理，是一種強大的、非侵入性技術，用於生產線，以確保品質和提高生產力。 事實證明，這項技術是一系列產品的線上檢查，和分類的可靠製造工具。
極紅外線攝影機在波長為 750-1000 奈米的極紅外光譜中執行，並使用 CMOS 感測器，與可見光應用中使用的感測器相同。
印刷業使用 NIR 攝影機，來檢查貨幣中編織的安全功能。 紙幣生產變得越來越複雜，包括一系列安全功能，如嵌入式磁條、全像圖和水印。 使用可見光，很難檢查這些安全功能。
NIR 攝影機還檢查製藥和化妝品行業的安全標籤，並用於品牌保護。 與貨幣一樣，安全標籤具有只有 NIR 光才能看到的功能，這使得製作假冒標籤變得更加困難。
精準農業使用 NIR 成像，進行食品和作物分析。 健康的有機材料，比不健康的、死的或無機物質反射更多的紅外光。NIR 檢測作物中的水分、脂肪、澱粉和蛋白質，使農民能夠快速改進，以提高產品的品質和數量，提高收入和盈利能力。
SWIR 成像
短波紅外線（SWIR）光，通常被定義為 1000-3000 奈米波長範圍內的光，主要使用砷化銦銦（InGaAs）紅外線探測器來捕捉影像。
SWIR 可以透過濃稠的水蒸氣看到，包括霧霾和霧氣。 在霧和霧霾經常發生的港口和港口安全場景中，SWIR 辨識任何天氣下的船隻、人員和漂浮物體，甚至被霧氣遮擋。SWIR 還透過塑膠瓶等不透明包裝，來確定藥品、化學品和化妝品的填充量，以進行品質控制。
在太陽能電池製造中，SWIR 有助於最大限度地提高太陽能電池製造過程的效率。 由於矽在 1100 奈米以上是透明的，SWIR 在太陽能薄膜和結晶矽的品質中，辨識出微裂紋和異常。
在食品生產中，SWIR 檢測食品中的含水量。 例如，當產品變形時，水取代了有機物。 由於水吸收了 SWIR 光，因此在影像中，瘀傷區域顯示為黑斑，對比度要高得多。
MWIR 成像
中波紅外線（MWIR）使用 MCT（鎵化鎵/HgCdTe）探測器，並在 3000-5000 奈米波長範圍內執行。MWIR 是遠端監控的理想選擇。 即使在潮溼、霧、霧、雨或煙霧等具有挑戰性的條件下，MWIR 白天或晚上都能提供詳細的影像。
另一個有趣的應用是化學辨識。 化學品在熱耗散和發射率（物體發射紅外線能量能力的度量）方面發出特定的紅外光特徵。 執法部門使用 MWIR 來檢測和分類化學成分。 它可以透過袋子和包裝，來辦識化學品和物質，而無需觸控或分析它們。 例如，如果執法部門遇到白色粉末狀物質，MWIR 可以告訴他們是芬太尼、可卡因還是嬰兒爽身粉。
在工業應用中，溫度和熱力學是焊接和雷射切割等製造過程中，需要監控的關鍵參數，MWIR 非常適合品質控制。 例如，在焊接過程中，工藝參數的變化，會影響焊接接頭的品質、尺寸和效能。 發生的任何變化都可能影響焊接元件的機械行為，導致使用時出現故障。 因此，監測焊接過程對於確保焊接接頭的品質非常重要。MWIR 可以在流程中直接觀察焊弧，並可以辦識不符合生產品質標準的焊接缺陷。
LWIR 成像
長波紅外線（LWIR）使用由氧化釩（VOx）或非晶矽（a-Si）探測器製成的微孔儀，並在 8000-15000 奈米的波長範圍內工作。LWIR 檢測人類、車輛和動物的熱排放。MWIR 是遠端監控的理想選擇，而 LWIR 攝影機更適合周邊監控和短程監控。 例如，裝有 LWIR 熱成像攝影機的坦克或悍馬，將掃描以定位車輛和敵人目標。
在製造中，膠水檢測等熱敏應用使用 LWIR 攝影機進行品質控制。 熱膠檢查檢測和測量新放置的水滴，在產品上的位置。 檢查膠水的挑戰在於，它完全透明，通常位於深色背景上，因此使用傳統的可見成像很難成像水滴。 液體膠水通常在高溫時使用，因此具有與背景物體非常不同的散熱和發射率，這使得它很容易在熱影像中檢測到一個明確定義的白點。
LWIR 的最新應用之一是發燒檢測。 作為溫度計槍的替代品，LWIR 對人們皮膚溫度升高進行篩查。 紅外線攝影機不需要任何實體接觸，降低了使用者錯誤的風險，並提供幾乎即時的讀數。 作為診斷工具，它不夠準確。 然而，它可以快速辨識皮膚溫度升高的人類，這樣他們就可以從排隊中移出進一步篩查。 發燒掃描應用應在視野中，包括在已知溫度下校準的黑體散熱器，以提供更高的溫度參考，以提高準確性。
X 光
X 射線在極短波光譜.01-10 奈米波長下工作，並使用兩性 Si/Se 影像探測器。X 射線可以看穿任何固體表面，包括人體組織，是醫療診斷的理想選擇。 然而，它在製造業中還有其他幾個用途。
印刷電路板等多層零件，使用 X 光來檢測內層的問題。 檢查安全氣囊等多零件裝置，當產品完全組裝時，使用 X 光進行檢查。 安全氣囊有許多零件，包括在撞擊時迅速充氣的迷你爆炸裝置。 每個零件都需要精確到位，安全氣囊才有效。 在向汽車製造商傳送安全氣囊之前，X 光用於品質控制。
使用 X 光技術檢測汙染物，是食品加工廠品質控制的重要組成部分。X 光可以檢測金屬、骨骼、玻璃、石頭和一些塑膠碎片，而不會損壞包裝，以確保品質。
在本入門書中，我們提供了來自整個電磁光譜的成像技術的高階概述，這些技術使我們遠遠超出了眼睛所能看到的範圍。 除了成像、工業4.0、太空旅行、基因組學、醫療保健和人工智慧的進步，都在推動視覺技術的加速發展，以滿足製造之外越來越多的應用，並找到進入日常生活的道路。
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★ 未來的家用智慧門鎖趨勢是什麼？
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介紹
在過去的十年裡，智慧家居的概念發生了重大變化，智慧鎖成為最具變革性的創新之一。 這些裝置提供了便利性和連線性，使其成為現代生活不可或缺的一部分。
隨著技術的進步，智慧鎖的未來預示著更加令人興奮的發展。 本報導探討了智慧鎖技術的未來趨勢，研究了這些創新將如何塑造我們，如何保護我們的家園和與我們的生活空間互動。
與智慧家居生態系統的整合
智慧鎖未來最重要的趨勢之一，是它們與更廣泛的智慧家居生態系統無縫整合。 隨著越來越多的家庭採用智慧家居裝置，這些裝置之間互操作性的需求變得非常重要。 未來的智慧鎖將被設計成，與其他智慧家居小工具輕鬆配合使用，如攝影機、門鈴、照明系統和語音助手。
例如，想像一下一個場景，你的智慧鎖與智慧門鈴通訊，將訪客的即時影像直接提供到你的智慧手機。 與亞馬遜 Alexa、谷歌助理，和蘋果 Siri 等語音助手的整合，將允許使用者使用語音命令控制他們的鎖，從而提高便利性和可訪問性。
遠端門禁和控制
遠端控制和監控智慧鎖的能力很普遍，但未來的趨勢將使這種能力更上一層樓。 增強的行動應用 app，將為使用者提供即時通知，允許他們從世界任何地方授予或撤銷對家的訪問許可權。 對於需要為客人、服務提供商或送貨人員提供臨時訪問許可權的屋主來說，此功能很方便。
未來的智慧鎖將對訪問許可權和遠端訪問，提供更精細的控制。 屋主可以為某些人可以進入他們家設定具體的時間框架，確保僅在必要時才允許訪問。 例如，屋主只能在特定日期和時間獲得清潔服務。
能源效率和永續性
隨著世界越來越意識到環境永續性，未來的智慧鎖趨勢將側重於能源效率和環保設計。 製造商將開發消耗更少電力的智慧鎖，延長這些裝置的電池壽命。 一些智慧鎖甚至可能包含太陽能電池板等可再生能源，以減少對環境的影響。
此外，在智慧鎖的生產中使用永續材料將變得更加普遍。 製造商將優先考慮環保、耐用和可回收的材料，為更永續的未來做出貢獻。
高階連線選項
智慧鎖的未來將採用高階連線選項，如 5G 和 Wi-Fi 6，以提高其效能和可靠性。 這些技術將提供更快、更穩定的連線，確保智慧鎖能夠與智慧家居生態系統中的其他裝置無縫通訊。
此外，實現邊緣運算將使智慧鎖能夠本地處理資料，減少延遲並改善反應處理時間。 這將特別有利於即時應用 app，如生物識別身份驗證和警報。
客製化和個性化
隨著消費者尋求更個性化的體驗，未來的智慧鎖將提供更多出色的客製化選項。 屋主將能夠從各種設計、顏色和飾面中進行選擇，以搭配他們的家居裝飾。 此外，智慧鎖將提供可客製化的使用者介面，允許使用者根據自己的喜好定製裝置的設定和功能。
例如，使用者可以為不同的家庭成員或客人設定個性化的訪問程式碼，每個程式碼都有特定的許可權和限制。 這種等級的客製化將增強使用者體驗，並使智慧鎖對更廣泛的受眾更具吸引力。
與區塊鏈技術的整合
以透明度而聞名的區塊鏈技術，將在智慧鎖的未來中發揮重要作用。 透過利用區塊鏈，智慧鎖可以提供一種分散和防篡改的管理訪問許可權的方法。 每個訪問事件都可以記錄在區塊鏈上，建立一個不可變和可驗證的日誌，記錄誰以及何時訪問了該屬性。
這項技術將有利於出租物業和共享空間，這些空間需要多人進入。 區塊鏈可以確保訪問許可權得到安全和透明的管理，降低未經授權訪問的風險，並增強使用者信任。
語音和手勢辨識
語音和手勢辨識技術正在迅速發展，它們整合到智慧鎖中，將提供新的便利性和可訪問性。 未來的智慧鎖將辨識語音命令和特定手勢，允許使用者無需實體鑰匙或智慧手機即可解鎖門。
例如，屋主可以簡單地說出一個預先定義的短語，或執行特定的手勢來開啟門。 此功能對身障者或難以使用傳統鎖門機制的人特別有益。
預測性維護和自我診斷
未來的趨勢將側重於預測性維護和自我診斷能力，以確保智慧鎖的耐用性和可靠性。 智慧鎖將配備感測器和人工智慧演算法，以監控其效能，並在潛在問題變得嚴重之前檢測到潛在問題。
例如，如果鎖的電池電量不足或存在機械問題，智慧鎖可以通知房主的智慧手機，促使他們採取行動。 這種主動的維護方法將降低鎖定故障的可能性，並增強整體使用者體驗。
多重身份驗證
隨著網路威脅的發展，採取強有力措施的需求變得越來越重要。 未來的智慧鎖將採用多重身份驗證（MFA）。 MFA 要求使用者使用多種方法驗證其身份，例如 PIN 碼、生物辨識身份驗證，和智慧手機應用 app 的組合。
透過實施 MFA，智慧鎖可以顯著降低未經授權訪問的風險，即使其中一個身份驗證方法被洩露。
結論
智慧鎖的未來很有希望，許多趨勢將徹底改變我們如何保護我們的家庭和與生活空間互動的方式。 從高階連線選項到與智慧家居生態系統，和區塊鏈技術的整合，智慧鎖將繼續發展，並提供新的便利性和個性化水平。
隨著這些趨勢的展開，屋主可以期待一個更加互聯和安全的生活環境，智慧鎖在智慧家居生態系統中發揮著核心作用。 透過隨時瞭解這些未來趨勢，消費者在選擇最符合其需求和偏好的智慧鎖時，可以做出明智的決定。
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★ Axxon One 智慧虛擬機器的特點：網路安全和資料保護
網路安全和資料保護
系統完整性檢查
防止未經授權的 VMS 干擾
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