CN109407085A - 一种人体感应电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人体感应电路，包括：高频振荡模块、发射天线、接收天线、检波输出模块，所述高频振荡模块用于产生高频信号，所述发射天线与所述高频振荡模块连接，用于将所述高频信号以发射波的形式向外发射；所述接收天线的两端分别与所述高频振荡模块和所述检波输出模块连接，并将所述发射波输出给所述检波输出模块检波输出。在本发明中，通过产生并发射高频信号，并对所述高频信号遇到人体后反射回来的波形进行检波处理，识别出人体活动情况，设计简单，可靠性高，成本较低，研发周期较短且易于做户外防水设计。
Description
技术领域
本发明涉及感应电路领域，尤其涉及一种人体感应电路。
背景技术
人体检测，即通过仪器或装置探测周围人体活动情况，随着社会智能化程度的提高，人体检测技术应用越来越普遍，应用领域越来越广。
现有的人体检测多采用人体红外热释感应技术，由菲涅尔透镜、PIR、滤波放大和控制执行部分组成，设计成本和难度较高，感应效果受环境温度影响很大，且不利于作户外防水处理。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种一种人体感应电路。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种人体感应电路,包括：
高频振荡模块，用于产生高频信号，所述高频振荡模块包含三极管Q1；
发射天线，与所述三极管Q1的基极连接，用于将所述高频信号以发射波的形式向外发射；
接收天线，与所述三极管Q1的射极连接，用于接收所述发射波遇到物体后反射回来的反射波；
检波输出模块，与所述接收天线连接，用于检测所述反射波相对于所述发射波的相位移频，并根据所述相位移频输出检测信号。
在本发明中，通过产生并发射高频信号，并对所述高频信号遇到人体后反射回来的波形进行检波处理，识别出人体活动情况，设计简单，可靠性高，成本较低，研发周期较短且易于做户外防水设计。
附图说明
图1为本发明提供的一种人体感应电路的模块图；
图2为本发明提供的一种人体感应电路的原理图；
图3为本发明提供的又一种人体感应电路的原理图；
图4为本发明提供的一种人体感应电路的工作示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1-4所示，本发明提供一种人体感应电路，包括：高频振荡模块1、发射天线F、接收天线J、检波输出模块2，所述高频振荡模块1用于产生高频信号，所述高频振荡模块1包含三极管Q1；所述发射天线F的一端与所述三极管Q1的基极连接，用于将所述高频信号以发射波的形式向外发射；所述接收天线J与所述三极管Q1的射极连接，用于接收所述发射天线F发射的发射波经过人体或物体后反射回来的反射波；所述检波输出模块2与所述接收天线J的另一端连接，用于检测所述反射波相对于所述发射波的相位移频，所述相位移频即所述反射波相对于所述发射波的相位变化，并根据所述相位移频输出检测信号，通过所述检测信号可以判断所述人体感应电路感应范围内是否有人体经过。
在本发明实施例中，所述高频振荡模块1产生高频信号，所述高频信号经所述发射天线F以发射波的形式发射出去，当所述发射波遇到人体后以反射波的形式反射回来，所述反射波相对于所述发射波会有相位变化，所述接收天线J接收所述反射波并将所述反射波输出给所述检波输出模块2，所述检波输出模块2检测所述反射波相对于所述发射波的相位移频，并根据所述相位移频输出检测信号；当所述人体感应电路感应范围内无人体经过时，不产生反射波，所述检波输出模块2无输出，通过所述检波输出模块2输出的检测信号即可以判断所述人体感应电路感应范围内是否有人体经过。
优选的，所述发射天线F围绕天线板布置，可以是三边，也可以是多边；天线板尺寸越大，所述发射天线F越长，则发射信号越强，发射距离越远，感应距离也就越远。
优选的，所述高频振荡模块1也可以为RC、LC或其它振荡电路，所述高频振荡模块1的形式和参数非本发明重点，只要能实现高频振荡及输出高频信号即可，此处不做限制。
综上所述，本发明提供一种全新的人体感应电路，产生并发射高频信号，通过对所述高频信号遇到人体后反射回来的波形进行检波处理，识别出所述人体感应电路感应范围内的人体活动情况，本发明设计简单，可靠性高，成本较低，研发周期较短且易于做户外防水设计。
作为本发明的一个实施例，如图2所示，所述高频振荡模块1包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1,所述电容C1～C4并联连接，一端接地，另一端接电源正极，所述电阻R1一端与电源正极连接，另一端通过所述电容C5接地，所述三极管Q1的集电极与电源正极连接，所述三极管Q1的基极通过电阻R2与所述电阻R1和所述电容C5的连接点连接，所述三极管Q1的基极还通过电阻R3接地，所述三极管Q1的基极还与所述发射天线F连接，所述三极管Q1的射极与所述接收天线J连接。
在本发明实施例中，所述电容C1～C5、所述电阻R1～R3和所述三极管Q1组成RC振荡电路，当有外部电源输入时，所述RC振荡电路输出高频振荡信号，所述高频振荡信号的频率范围与所述电容C1～C5和所述电阻R1～R3的数值匹配有关，可以按照需求进行选择和设置，对所述电容C1～C5和所述电阻R1～R3的数值本发明不做限制，只要能实现高频振荡及输出高频信号即可。所述高频振荡模块1产生的高频信号经所述发射天线F以发射波的形式向外发射出去。
作为本发明的一个实施例，如图2所示，所述检波输出模块2包括电容C6、电容C7、电容C8、电阻R4、电阻R5，所述电容C6和所述电容C7并联，一端与所述接收天线J的输出端连接，另一端接地，所述电阻R5与所述电容C6并联，所述电阻R5一端与所述接收天线J的输出端连接，另一端通过所述电容C8接地，其中所述电阻R5与所述电容C8的连接端为所述检测信号输出端。所述接收天线J接收的反射波通过接收天线J的输出端输出给检波输出模块2，通过所述检波输出模块2检测所述发射波和所述发射波的相位移频。作为本领域普通技术人员可知的是，所述检波输出模块2不限于上述连接方式，可以采用其他检波输出模块2替代，只要能检测所述发射波相对于所述发射波的变化即可，所述变化包括但不限于相位、频率或幅值。
在本发明实施例中，所述检波输出模块2与所述接收天线J的输出端连接，当所述接收天线J接收到发射波时，将所述发射波通过所述接收天线J的输出端输出给所述检波输出模块2，当有人体靠近所述人体感应电路的感应范围时，所述发射波经过人体产生反射波，所述反射波相对于所述发射波的相位发生变化，所述检波输出模块2通过检测所述反射波相对于所述发射波的相位移频，输出低频信号；当没有人体靠近所述人体感应电路的感应范围时，不产生反射波，所述检波输出模块2无输出，通过所述检波输出模块2的低频输出即可判断是否有人体靠近所述人体感应电路。
作为本发明的一个实施例，如图3所示，所述人体感应电路还可以包括放大驱动模块3，由电容C9、电容C10、电容C11、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D1、三极管Q2和信号处理芯片U1组成，所述电容C9通过所述电阻R6与所述信号处理芯片U1的输入端IN连接，所述信号处理芯片U1的一个输出端1OUT经过所述电阻R8接入所述信号处理芯片U1的输入端IN，所述电容C10与所述电阻R8并联，所述信号处理芯片U1的RC端通过电阻R7与外接电源连接，通过电容C11接地，所述信号处理芯片U1的另一输出端OUT通过电阻R9与所述三极管Q2的基极连接，通过二极管D1分别与所述信号处理芯片U1的VC端和电阻R10连接，所述电阻10一端连接所述二极管的负极，另一端与所述信号处理芯片U1的A端连接并接入外接电源，所述三极管Q2的射极接地，集电极接外接负载。所述检测输出电路输出的信号通过所述电容C9和所述电阻R6进入所述信号处理芯片U1的输入端IN，经所述信号处理芯片U1处理放大并经输出端OUT输出，控制所述三极管Q2的通断，进而驱动所述三极管Q2集电极连接的负载，所述信号处理芯片U1的另一输出端1OUT输出经所述电容C10和所述电阻R8后进入所述信号处理芯片U1的输入端IN，用于反馈调节所述信号处理芯片U1的输入信号，从而实现对所述人体感应电路感应距离的设置。
在本发明实施例中，为了便于将人体检测信号应用于实际，通过将所述检测输出电路输出的信号经过所述放大驱动模块3处理并放大为驱动信号，所述驱动信号可以用来驱动指示灯、蜂鸣器、计数器等负载。
优选的，所述放大驱动模块3中的电阻R8为可调节电阻，所述电阻R8的电阻值调节范围为0～1.5M欧姆。人体离所述人体感应电路距离不同，所述发射波相对于所述发射波的相位移频不同，即通过所述检波输出模块2输出的低频信号的大小不同，再通过调节所述电阻R8的大小，可以控制所述信号处理芯片U1接收识别所述检波输出模块2输出的低频信号的大小，从而实现对所述人体感应电路感应距离的控制。当调节所述电阻R8增大时，所述信号处理芯片U1可以接收识别所述检波输出模块2输出的较低频率的信号，使所述人体感应电路的感应距离变大，灵敏度越高；同理，调节所述电阻R8减小时，所述信号处理芯片U1可以接收识别所述检波输出模块2输出的较高频率的信号，使所述人体感应电路的感应距离变小，灵敏度越低。
优选的，所述信号处理芯片U2的型号具体为EG4002A。EG4002芯片为目前市面常用的红外热释电处理芯片，采用此型号的芯片即可以利用此芯片的定时功能，使所述放大驱动模块3定时输出驱动负载，又有利于所述人体感应电路的产业化。
优选的，如图3所示，为了给所述放大驱动模块3提供较稳定的工作电源，所述人体感应电路还包括稳压模块4，所述稳压模块4由电容C12、电容C13和稳压芯片U2组成，所述稳压芯片U2的输入端VIN接外部电源，并通过所述电容C12接地，消除部分干扰，所述稳压芯片U2的输出端VOUT接所述放大驱动模块3的电源输入端，并通过所述电容C13接地消除输出端的部分干扰。
在本发明实施例中，外部接入电源通过所述稳压芯片U2的输入端VIN输入，经过所述稳压芯片U2稳压后通过输出端VOUT输出较稳定的电源给所述放大驱动模块3。
作为本发明的一个实施例，所述高频振荡模块1产生的高频信号的频率范围为2.4-3.2GHz。此频率范围为所述人体感应电路较合适的工作频率，如前所述，可以通过设置所述高频振荡模块1的电阻和/或电容的数值来获得。当然，作为本领域普通技术人员可知的是，对于不考虑人体感应灵敏度和精度的情况下，此频率范围以外的频率也是可以实现本发明所述的功能的。
作为本发明的一个实施例，为了提高所述接收天线J感应信号的强度和灵敏度，所述接收天线J回形布置在电路板或所述人体感应电路上。
优选的，为了使所述反射波有效穿过所述接收天线J，所述接收天线J后面不敷设覆铜板。
优选的，还可以通过加宽所述接收天线J的线宽和回形布置时的波形幅度来提高所述接收天线J感应信号的强度和灵敏度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种人体感应电路，其特征在于，包括：
高频振荡模块，用于产生高频信号，所述高频振荡模块包含三极管Q1；
发射天线，与所述三极管Q1的基极连接，用于将所述高频信号以发射波的形式向外发射；
接收天线，与所述三极管Q1的射极连接，用于接收所述发射波遇到物体后反射回来的反射波；
检波输出模块，与所述接收天线连接，用于检测所述反射波相对于所述发射波的相位移频，并根据所述相位移频输出检测信号。
2.根据权利要求1所述的人体感应电路，其特征在于，所述高频振荡模块包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和电阻R1,所述电容C1～C4并联连接，一端接地，另一端与外接电源连接，所述电阻R1一端与外接电源连接，另一端通过所述电容C5接地，所述三极管Q1的集电极与外接电源连接，所述三极管Q1的基极通过电阻R2与所述电阻R1和所述电容C5的连接点连接，所述三极管Q1的基极还通过电阻R3接地，所述三极管Q1的基极还与所述发射天线F连接，所述三极管Q1的射极与所述接收天线J连接。
3.根据权利要求1所述的人体感应电路，其特征在于，所述检波输出模块包括电容C6、电容C7、电容C8、电阻R4、电阻R5，所述电容C6和所述电容C7并联，一端与所述接收天线的输出端连接，另一端接地，所述电阻R5与所述电容C6并联，所述电阻R5一端与所述接收天线的输出端连接，另一端通过所述电容C8接地，其中所述电阻R5与所述电容C8的连接端为所述检测信号输出端。
4.根据权利要求1所述的人体感应电路，其特征在于，还包括放大驱动模块，由电容C9、电容C10、电容C11、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D1、三极管Q2和信号处理芯片U1组成，所述电容C9通过所述电阻R6与所述信号处理芯片U1的输入端IN连接，所述信号处理芯片U1的一个输出端1OUT经过所述电阻R8接入所述信号处理芯片U1的输入端IN，所述电容C10与所述电阻R8并联，所述信号处理芯片U1的RC端通过电阻R7与外接电源连接，通过电容C11接地，所述信号处理芯片U1的另一输出端OUT通过电阻R9与所述三极管Q2的基极连接，通过二极管D1分别与所述信号处理芯片U1的VC端和电阻R10连接，所述电阻10一端连接所述二极管的负极，另一端与所述信号处理芯片U1的A端连接并接入外接电源，所述三极管Q2的射极接地，集电极接外接负载。
5.根据权利要求4所述的人体感应电路，其特征在于，所述电阻R8为可调节电阻，所述电阻R8的电阻值调节范围为0～1.5M欧姆。
6.根据权利要求4所述的人体感应电路，其特征在于，所述信号处理芯片型号为EG4002A。
7.根据权利要求4所述的人体感应电路，其特征在于，还包括稳压模块，由电容C12、电容C13和稳压芯片U2组成，所述稳压芯片U2的输入端VIN接外部电源，并通过所述电容C12接地，所述稳压芯片U2的输出端VOUT与所述放大驱动模块的电源输入端连接，并通过所述电容C13接地。
8.根据权利要求1所述的人体感应电路，其特征在于，所述高频振荡模块产生的高频信号的频率范围为2.4-3.2GHz。
9.根据权利要求1所述的人体感应电路，其特征在于，所述接收天线回形布置，且密布通孔。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |