CN111585598A - 一种微波传感器及其数据通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微波传感器及其数据通信方法，传感器包括控制模块和微波模块，所述微波模块包括一个可产生的微波载波的振荡器，所述微波模块用于在所述控制器控制下实现在一个所述振荡器产生的载波上实现运动检测和数据发送和/或数据接收，即该一个振荡器的载波除了可以用于运动检测外，还可用于数据收发的调制解调，成功解决了因为通讯模块干扰造成的误触发问题，而且结构简单，成本低，便于实现传感器组网，利用数据发送功能，可实现传感器在检测到运动信息后利用自身的载波进行调制将检测结果发送出去，同理，利用数据接收功能，传感器可接收另一同频段的传感器或发射机发射的调制后的信号，可实现对传感器参数的设置。

Description

一种微波传感器及其数据通信方法

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种微波传感器及其数据通信方法。

背景技术

单三极管多普勒雷达传感器由于体积小、价格低以及发射功率符合ISM频段要求等特点，目前已广泛应用于运动感应。相对于PIR运动传感器，雷达传感器以漏报风险低以及便于隐藏安装等特点使其在安防、人体入侵检测以及电器设备的人体接近检测等领域也有广阔的应用前景。

随着物联网(IoT)的发展，传感器的联网应用越来越被需要。但是微波传感器与其通讯模块结合时容易受到周围电磁环境的干扰，而且微波雷达工作的ISM频段干扰信号较多，从而导致其与通讯模块结合在一起时因为受通讯模块干扰而造成的误触发问题难以解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种微波传感器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种微波传感器，包括控制模块和微波模块，所述微波模块包括一个可产生的微波载波的振荡器，所述微波模块用于在所述控制器控制下实现在一个所述振荡器产生的载波上实现运动检测和数据发送和/或数据接收。

优选的，数据发送/数据接收采用2ASK调制/解调方式，所述振荡器用于产生收发通路共用的所述微波载波；

所述微波模块还包括收发共用天线和切换开关，其中：所述混频器，用于将所述振荡器产生的所述微波载波的部分功率输向所述收发共用天线，将所述微波载波的另一部分功率作为所述混频器自身的本振信号，并将所述收发共用天线接收的信号与所述本振信号进行混频产生发往所述控制模块的中频信号；所述切换开关设置于所述振荡器中或者设置于所述振荡器至所述收发共用天线之间的任意位置，所述切换开关的受控端连接所述控制模块，所述控制模块可控制所述切换开关的开关状态以实现运动检测、数据发送和/或数据接收；

或，所述微波模块还包括接收天线、发射天线、微波耦合器、混频器和切换开关，其中：微波耦合器连接所述振荡器，用于将所述微波载波的部分功率耦合到混频器作为混频器的本振信号，以及将所述微波载波的另一部分功率输向所述发射天线；混频器用于将所述接收天线接收的信号与所述本振信号进行混频产生发往所述控制模块的中频信号；所述切换开关设置于所述振荡器中或者设置于所述振荡器至所述发送天线之间的任意位置，所述切换开关的受控端连接所述控制模块，所述控制模块可控制所述切换开关的开关状态以实现运动检测时的用于数据发送以及检测运动目标的运动检测信号的发送。

优选的，所述控制模块在运动检测以及在数据接收时控制所述切换开关保持在导通状态；所述控制模块在数据发送时，将要发送的数据转换为二进制数据，并根据所述二进制数据产生对应的二进制编码电平信号输送至所述切换开关的受控端。

优选的，所述切换开关为天线开关，设置于所述混频器和所述收发共用天线之间；或者，所述切换开关为所述振荡器的电源开关。

优选的，数据发送/数据接收采用2FSK调制/解调方式，所述振荡器用于产生收发通路共用的所述微波载波；

所述微波模块还包括收发共用天线和用于收发通路合并的混频器，其中：所述混频器，用于将所述振荡器产生的所述微波载波的部分功率输向所述收发共用天线，将所述微波载波的另一部分功率作为所述混频器自身的本振信号，并将所述收发共用天线接收的信号与所述本振信号进行混频产生发往所述控制模块的中频信号；所述控制模块还连接所述振荡器，所述控制模块可控制所述振荡器的振荡频率以实现运动检测、数据发送和/或数据接收；

或，所述微波模块还包括接收天线、发射天线、微波耦合器、混频器，其中：微波耦合器连接所述振荡器，用于将所述微波载波的部分功率耦合到混频器作为混频器的本振信号，以及将所述微波载波的另一部分功率输向所述发射天线；混频器用于将所述接收天线接收的信号与所述本振信号进行混频产生发往所述控制模块的中频信号，所述控制模块还连接所述振荡器，所述控制模块可控制所述振荡器的振荡频率以实现运动检测、数据发送和/或数据接收。

优选的，所述控制模块用于：在运动检测以及数据接收时控制所述振荡器的振荡频率恒定；以及在数据发送时，将要发送的数据转换为二进制数据，并生成与所述二进制数据对应的模拟电压以控制所述振荡器的振荡频率随着所述二进制数据的电平变化而变化。

优选的，所述控制模块包括对所述中频信号放大的中频放大器、对放大后的中频信号进行滤波的中频低通滤波器和用于实现运动检测、数据发送和数据接收的切换以及用于实现2ASK调制/解调或者2FSK调制/解调的单片机。

优选的，所述控制模块控制所述微波传感器分时处于运动检测或数据发送，以实现：

在数据发送时，所述振荡器和所述收发共用天线用于发送经过调制的数据；

在运动检测时，所述振荡器和所述收发共用天线用于连续发送用于检测运动目标的运动检测信号，同时实时捕获接收到的外部信号，所述外部信号包括：运动目标基于所述运动检测信号所产生的多普勒频移信号，以及其他传感器或者发射机发出的经过调制的数据。

优选的，所述控制模块具体用于：

在运动检测过程中判定检测到运动目标时停止运动检测，将检测结果作为要发送的数据发送出去之后再继续运动检测；

以及，在运动检测过程中定时进入数据接收模式，在数据接收模式时判断是否有发送给自身的经过调制的数据，如无则继续运动检测，如有则将所述中频信号解码并执行相关操作后继续运动检测。

优选的，每个微波传感器具有一个可被不同微波传感器接收并识别的地址码，使得一个微波传感器可以接收并识别一个以上的微波传感器发送的数据。

本发明另一方面还提供了一种微波传感器数据通信方法，所述传感器包括控制模块和微波模块，所述微波模块在所述控制器控制下实现在一个所述振荡器产生的载波上实现运动检测，所述方法包括：所述微波模块在所述控制器控制下实现在一个所述振荡器产生的载波上实现数据发送和/或数据接收。

本发明的微波传感器及其数据通信方法，具有以下有益效果：本发明微波传感器包括控制模块和微波模块，微波模块包括一个可产生的微波载波的振荡器，该一个振荡器的载波除了可以用于运动检测外，还可用于数据收发的调制解调，成功解决了因为通讯模块干扰造成的误触发问题，而且结构简单，成本低，便于实现传感器组网，利用数据发送功能，可实现传感器在检测到运动信息后利用自身的载波进行调制将检测结果发送出去，同理，利用数据接收功能，传感器可接收另一同频段的传感器或发射机发射的调制后的信号，可实现对传感器参数的设置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本发明微波传感器的结构示意图；

图2是本发明微波传感器的实施例一的电路简图；

图3是一个具体应用实例中传感器中的单片机的控制流程示意图；

图4是一个具体应用实例中传感器应用于停车场车位检测时的示意图；

图5是本发明微波传感器的实施例二的电路简图；

图6是实施例二中的振荡器的电路图；

图7是本发明微波传感器的实施例三的电路简图；

图8是本发明微波传感器的实施例四的电路简图；

图9是本发明微波传感器的实施例五的电路简图；

图10是本发明微波传感器的实施例六的电路简图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，词语“相连”或“连接”，不仅仅包括将两个实体直接相连，也包括通过具有有益改善效果的其他实体间接相连。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明总的思路是：构造一种微波传感器，包括控制模块和微波模块，所述微波模块包括一个可产生的微波载波的振荡器，所述微波模块在所述控制器控制下实现在一个所述振荡器产生的载波上实现运动检测和数据发送和/或数据接收，即利用同一个振荡器产生的微波载波，一方面，基于多普勒效应实现运动目标的检测，另一方面，利用该微波载波可以对要发送的数据进行调制，成功解决了因为通讯模块干扰造成的误触发问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参考图1，本发明的微波传感器包括控制模块100和微波模块200，所述微波模块200包括一个可产生的微波载波的振荡器201，所述微波模块200用于在所述控制器控制下实现在一个所述振荡器201产生的载波上实现运动检测和数据发送和/或数据接收。

本发明中，实现运动检测的原理是：载波发送出去之后，如果碰到运动目标，则基于多普勒效应，会产生多普勒频移信号，传感器接收到该多普勒频移信号即可判断出检测到运动目标，传统的微波传感器的运动检测都是基于这种原理实现运动检测，但是传统的微波传感器在检测到目标后，其自身并不能将数据发出去，而是需要配备通讯模块来辅助其发送数据，同理，传统的微波传感器必须借助通讯模块来接收数据。而本发明提出利用运动检测的载波实现数据调制解调，使得传感器自身具备数据收发功能。

本发明中，实现数据发送和数据接收的原理是：将要发送的数据(也称调制数据)加载到载波上发送出去，如此相当于实现了数据调制。同理，传感器接收到经过调制的数据后可以参考其自身调制时所采用的载波信息，对接收的数据进行解调。

优选的，本发明中，数据发送/数据接收采用2ASK调制/解调方式或者2FSK调制/解调方式。

下面将以三个具体的实施例为例对本发明进行详细说明。

实施例一

参考图2，本实施例中，数据发送/数据接收采用2ASK调制/解调方式。微波传感器包括控制模块100和微波模块200，所述微波模块200包括振荡器201、天线207、切换开关206、混频器204、两个微波低通滤波器202和205，所述控制模块100包括中频放大器102、中频低通滤波器101和单片机103。其中，振荡器201的输出依次经由一个微波低通滤波器202、一个滤波电容203后连接混频器204，混频器204依次经过中频低通滤波器101、中频放大器102、后连接单片机103的一个A/D端口，天线207经由了另一个微波低通滤波器205连接混频器204。

其中，振荡器201可以选择三极管振荡器201，振荡器201与不带数据通信功能的现有微波模块200相同。单三极管振荡器201用于产生收发通路共用的微波载波，本实施例中，振荡器201的工作频率是ISM频段规定的5.8GHz或10.525GHz。

其中，微波低通滤波器用于抑制振荡器201的高次谐波。天线207用于发射信号以及接收信号。

其中，所述切换开关206的受控端连接单片机103的调制(MOD)端口，单片机103可控制所述切换开关206的开关状态以实现运动检测、数据发送和/或数据接收。理论上，所述切换开关206可以设置于所述振荡器201中或者设置于所述振荡器201至所述天线207之间的任意位置。本实施例中，切换开关206的位置选择在天线207和微波低通滤波器之间，切换开关206具体为一个带开关的衰减器，衰减器所带的开关导通时的插入损耗，比衰减器所带的开关断开时的插入损耗小20dB以上。

其中，所述混频器204可同时完成收发通路的合路，混频环具体用于：将所述振荡器201产生的所述微波载波的部分功率输向所述天线207，将所述微波载波的另一部分功率作为所述混频器204自身的本振信号，并将所述天线207接收的信号与所述本振信号进行混频产生发往所述控制模块100的中频信号。参考图2，本实施例中，混频环混频器204由混频环和二极管D1组成，混频环由6段1/4波长的微带线M1～M6顺次首尾连接而成，微带线M1和M6的连接节点与滤波电容203连接，微带线M2和M3的连接节点与微波低通滤波器205连接，二极管D1连接于M1、M2的连接节点和M5、M6的连接节点之间。混频环上相邻节点的电长度，即微带线的电长度，是工作频率的1/4波长。微带线M1和M2的连接节点连接中频低通滤波器101，微带线M7连接微带线M1和M2的连接节点，用于调节收发通路载波功率的分配，微带线M7的宽度和长度会影响发射功率和本振功率的分配，也就是说，通过改变M7的宽度和长度可以改变从天线发射出去和进入混频器204的功率大小。正是因为混频器204的存在，可以把频率较高的调制后的数据信号变成中频信号。

其中，中频放大器102用于对中频信号进行放大，中频低通滤波器101用于对放大后的中频信号进行滤波。

单片机103用于实现运动检测、数据发送和数据接收的切换以及用于实现2ASK调制/解调。

下面分别对数据发送、数据接收以及运动检测这三种功能进行说明。

1)数据发送时，所述单片机103将要发送的数据转换为二进制数据，并生成与所述二进制数据对应的编码电平信号，将二进制编码电平信号输送至切换开关206的受控端以控制切换开关206的通断，使收发公用天线输出的微波载波的有无随该二进制编码电平信号的变化而变化，也就是说，二进制编码电平信号为1时天线端有微波信号输出，二进制电平为0时天线端没有微波信号输出，二进制编码电平信号取决于需要发送的数据。对于传感器来说，需要发送的数据一般是运动检测结果或控制信息等。

上述提到将要发送的数据转换为二进制数据，此为现有技术。根据二进制数据生成与之对应的二进制编码电平信号具体是：二进制数据的1对应衰减器所带开关导通时所需的高电平，二进制数据的0对应衰减器所带开关断开时所需的低电平。比如假如衰减器所带开关导通时所需的高电平为H，开关断开时所需的低电平为L，二进制编码为11100011，则对应的二进制编码电平信号HHHLLLHH。

2)数据接收时，所述单片机103控制所述切换开关206保持在导通状态，天线收到另一同频段的其他传感器或发射机发射出来的经过调制的数据，也即收到交变(有或无)的微波载波信号，然后，将天线收到的信号通过混频器204与本振信号混频产生交变(有或无)的中频信号，中频信号通过滤波和放大后送入单片机103的A/D端口，最后由数据接收专用的软件算法通过抽样判决等解调出原始数据。

3)运动检测时，所述单片机103控制所述切换开关206保持在导通状态，一方面，天线连续发射用于检测运动目标的运动检测信号；另一个方面，天线会接收运动目标基于所述运动检测信号所产生的多普勒频移信号，单片机103根据该多普勒频移信号即可判定检测到运动目标。

从上可见，运动检测和数据接收时，电路状态是相同的。而数据发送时的电路状态与运动检测和数据接收不同。所以，本发明中，所述控制模块100控制所述微波传感器分时处于运动检测或数据发送，即如果所述微波传感器处于运动检测，则不能实现数据发送，反之如果所述微波传感器处于数据发送，则不能实现运动检测。如此，在数据发送时，所述振荡器201和所述天线207用于发送经过调制的数据；在运动检测时，所述振荡器201和所述天线207用于连续发送用于检测运动目标的运动检测信号，同时实时捕获接收到的外部信号，所述外部信号包括运动目标基于所述运动检测信号所产生的多普勒频移信号以及其他传感器或者发射机发出的经过调制的数据，即在运动检测时，既可以接收运动目标产生的多普勒频移信号实现运动目标的检测，又可以接收经过调制的数据实现数据接收。

需要说明的是，本发明旨在传感器原有传感功能(即运动检测功能)的基础上，增加数据发送、数据接收中至少一种数据通信功能。至于这些数据通信功能何时启用、发送或者接收的数据具体是何种数据，这些并不限制。理论上，只要需要发送数据，则可以通过将要发送的数据转换为二进制编码电平信号，并将二进制编码电平信号输送至切换开关206的受控端即可实现数据调制后发送。同理，如果要接收数据，只需控制所述切换开关206保持在导通状态，此时接收的外部信号可能是多普勒频移信号，也可能是经过调制的数据，判断是经过调制的数据还是多普勒频移信号的依据是中频信号的频率，因为多普勒频移信号产生的中频信号的频率低于100Hz(对于人体运动而言)，而经过调制的数据产生的中频信号的中频频率可以是10kHz以上，处理器可以分时对这两种外部信号进行处理。

参考图2，下面介绍一种同时具有运动检测、数据发送、数据接收功能的微波传感器的单片机103的软件控制流程，在该应用实例中传感器要发送的数据主要是运动检测的结果，传感器接收的数据是发射机比如遥控器下发的传感器工作参数数据。该应用实例中单片机103的具体控制流程是：主程序初始化后进入运动检测；一方面，在运动检测过程中判定检测到运动目标时停止运动检测，切换到数据发送，将检测结果作为要发送的数据发送出去之后再切换回继续运动检测；另一方面，在运动检测过程中定时进入数据接收模式，在数据接收模式时判断是否有发送给自身的经过调制的数据(比如数据中包含了数据目的设备的地址码，则当地址码与传感器自身的地址码一致时则可以判定所接收的数据确实是发送给自身的数据)，如无则继续运动检测，如有则将单片机103接收的中频信号进行解码并执行相关操作(比如单片机通过抽样、判决后提取出有用信息就能完成对雷达传感器检测区域范围、环境照度门限、动作延迟时间等工作参数的无线设置)后继续运动检测。此处，所谓数据接收模式是指的处理接收数据的软件算法，因为多普勒频移信号和经过调制的数据的编码格式不同，在软件判断上有一些不同，所以引入了一个定时切换软件算法的机制。

进一步优选的，本发明中每个微波传感器具有一个可被不同微波传感器接收并识别的地址码，使得一个微波传感器可以接收并识别一个以上的微波传感器发送的数据。如图3所示，在一个停车场车位检测的应用中，为了区分不同传感器上报的代表车位是否占用的运动检测结果，需要为每个传感器分配一个地址码A-H，该地址码会与运动检测结果一并作为要发送的数据发送出去。

实施例二

该实施例与实施例一的不同之处在于，如图5，将实施例一中的设置在天线207和微波低通滤波器205之间的切换开关206去除，参考图6，本实施例中是直接将所述振荡器201的电源开关ESW1作为切换开关，相应的，单片机103的调制(MOD)端口改为连接至电源开关ESW1的受控端。

如图6中，振荡器包括：电源开关ESW1、振荡用的三极管Q1等，具体连接参考图6此处不再赘述。其中的电源开关ESW1具体为三极管，三极管的基极通过电阻R3连接单片机的调制(MOD)端口，电源开关ESW1导通时，振荡器接入5V电源，图中RF Out节点可产生载波，电源开关ESW1断开时，振荡器没有接入电源，无法产生载波。

需要说的是，实际上，无论是实施例一还是实施例二，直接受控于单片机调制(MOD)端口的开关，可以是三极管、MOS管，还可以是其他可行的电子开关。

另外，软件上，在将要发送的数据转换为二进制编码电平信号时，需要考虑电源开关ESW1的特性，具体的，因本实施例中电源开关ESW1是PNP三极管，所以二进制的1对应电源开关ESW1导通时所需的低电平，二进制的0对应电源开关ESW1断开时所需的高电平。显然，如果电源开关ESW1的导通、断开是所需的高电平、低电平，与实施例一中的衰减器所带开关导通、断开是所需的高电平、低电平是相同的，则实施例一与实施例二在软件上无需改动。

可见，与实施例一的原理不同之处在于，实施例一中振荡器的电源开关一直处于导通状态，振荡器是一直有产生载波的，只不过在数据发送时天线端载波的输出是交变(有或无)的。而本实施例二中，电源开关ESW1在数据发送时是交变(导通或断开)，振荡器仅在电源开关ESW1导通时产生载波，即载波并非一直产生而是交变(有或无)的。

其他内容可以参考实施例一，此处不再赘述。

实施例三

实施例三与实施例一、二的不同之处在于，本实施例中数据发送/数据接收采用2FSK调制/解调方式，所述控制模块100中的单片机103通过控制所述振荡器201的振荡频率以实现运动检测、数据发送和/或数据接收。

例如，对于压控型振荡器来说，通过改变振荡器输入电压得到不同输出频率，有模拟压控振荡器和数字压控振荡器两类，工作原理相似。通过改变输入电压，使振荡回路的等效R、L、C参数改变，从而改变输出频率。例如，通过控制场效应管的栅极电压来改变它的导通电阻、或是通过改变变容二极管的反向电压来改变它的电容等，都可使振荡回路的等效R、L、C参数改变，达到改变输出频率的目的。

因此，本实施例与前述实施例一的不同之处在于：硬件电路上，参考图7，将实施例一中的设置在天线207和微波低通滤波器205之间的切换开关206去除，同时，本实施例中利用一个压变电容二极管代替振荡回路中的电容，压变电容连接单片机的D/A端口，通过改变D/A端口输出的模拟电压，即可改变电容上的电压，电容量随之改变，从而振荡器的振荡频率也随之改变。其他电路结构参考前述实施例，此处不再赘述。另外，软件上，本实施例需要根据要发送的数据生成对应的模拟电压给振荡器。

下面分别对数据发送、数据接收以及运动检测这三种功能进行说明。

1)数据发送时，所述单片机103将要发送的数据转换为二进制数据，传感器的单片机D/A端口输出的模拟电压随二进制数据的变化而变化，比如二进制数据为1时输出模拟电压U1使得振荡频率为f1，二进制数据为0时输出模拟电压U2使得振荡频率为f2。同理，二进制编码电平信号取决于需要发送的数据。对于传感器来说，需要发送的数据一般是运动检测结果或控制信息等。

2)数据接收时，传感器的单片机D/A端口输出的模拟电压保持恒定，从而使得传感器的振荡频率保持不变，天线207收到发送端发射出来的不同频率微波载波信号后，通过混频器与本振信号混频产生两个不同频率的中频信号，中频信号通过滤波和放大后送入单片机的A/D端口，最后由数据接收专用的软件算法通过抽样判决等解调出原始数据。

3)运动检测时，传感器的单片机D/A端口输出的模拟电压保持恒定，从而使得传感器的振荡频率保持不变，一方面，天线连续发射用于检测运动目标的运动检测信号；另一个方面，天线会接收运动目标基于所述运动检测信号所产生的多普勒频移信号，单片机103根据该多普勒频移信号即可判定检测到运动目标。

实施例四

参考图8，是本发明微波传感器的实施例四的电路简图。本实施例中的控制模块100的电路组成以及单片机的功能以及软件控制过程与实施例一中相同，此处不再赘述，所不同的是微波模块。

本实施例中，微波模块300包括：振荡器301、电容302、微波耦合器303、微波低通滤波器304、切换开关305、发射天线306、电感307、混频器308、微波低通滤波器309、接收天线310和电阻311。

其中，微波耦合器303的输入通过电容302连接所述振荡器301，发射天线306先后通过切换开关305、微波低通滤波器304连接微波耦合器303的一个输出，混频器308连接微波耦合器303的另一个输出，接收天线310经由微波低通滤波器309连接混频器308。

同理，理论上，本实施例中的切换开关305可以设置于所述振荡器301中或者设置于所述振荡器301至所述发射天线306之间的任意位置。

微波耦合器303用于将振荡器301产生的微波载波的部分功率耦合到混频器308作为混频器308的本振信号，以及将所述微波载波的另一部分功率输向所述发射天线306。电阻311是耦合器303的负载电阻。微波低通滤波器304、309用于抑制振荡器301的高次谐波。混频器308用于将所述接收天线310接收的信号与本地的本振信号进行混频产生发往所述控制模块100的中频信号。混频器308由4段1/4波长微带线(M1～M4)和二极管D1组成，微带线M5和M6用于在中频输出通路上隔离微波信号，电感307是混频器308的匹配电感。切换开关305用于与单片机配合实现2ASK调制，本实施例对于切换开关305的控制原理与实施例一相同，此处不再赘述。

实施例五

参考图9，是本发明微波传感器的实施例五的电路简图。该实施例与实施例四的不同之处在于，如图9，将实施例四中的设置在发射天线306和微波低通滤波器304之间的切换开关305去除，本实施例中是直接将所述振荡器201的电源开关作为切换开关，相应的，单片机103的调制(MOD)端口改为连接至振荡器301的电源开关的受控端，具体可以参考实施例二部分。其他电路结构与实施例四相同，此处不再赘述。另外，本实施例中对于振荡器301的电源开关的控制与实施例二相同，此处不再赘述。

实施例六

参考图10，是本发明微波传感器的实施例六的电路简图。本实施例中数据发送/数据接收采用2FSK调制/解调方式，其电路组成可以参考实施例五，本实施例中的数据发送、数据接收以及运动检测这三种功能的实现可以参考实施例三，此处不再赘述。

本发明另一方面还公开了微波传感器数据通信方法，该微波传感器为如前所述的任一种微波传感器，所述方法包括：所述微波模块在所述控制器控制下实现在一个所述振荡器产生的载波上实现数据发送和/或数据接收。

优选的，所述方法中，数据发送/数据接收采用2ASK调制/解调方式。所述控制模块可控制所述切换开关的开关状态以实现运动检测、数据发送和/或数据接收，具体包括：所述控制模块在运动检测以及在数据接收时控制所述切换开关保持在导通状态；所述控制模块在数据发送时，将要发送的数据转换为二进制数据，并根据所述二进制数据产生对应的二进制编码电平信号输送至所述切换开关的受控端。

优选的，所述方法中，数据发送/数据接收采用2FSK调制/解调方式，所述控制模块可控制所述振荡器的振荡频率以实现运动检测、数据发送和/或数据接收，具体包括：控制模块在运动检测以及数据接收时控制所述振荡器的振荡频率恒定；以及在数据发送时，将要发送的数据转换为二进制数据，并生成与所述二进制数据对应的模拟电压以控制所述振荡器的振荡频率随着所述二进制数据的电平变化而变化。

本发明的方法中，控制模块控制所述微波传感器分时处于运动检测或数据发送，以实现：在数据发送时，所述振荡器和所述收发共用天线用于发送经过调制的数据；在运动检测时，所述振荡器和所述收发共用天线用于连续发送用于检测运动目标的运动检测信号，同时实时捕获接收到的外部信号，所述外部信号包括：运动目标基于所述运动检测信号所产生的多普勒频移信号，以及其他传感器或者发射机发出的经过调制的数据。

其他更多内容可以参考上述传感器实施例部分，此处不再赘述。

综上所述，本发明的微波传感器及其数据通信方法，具有以下有益效果：本发明微波传感器包括控制模块和微波模块，微波模块包括一个可产生的微波载波的振荡器，该一个振荡器的载波除了可以用于运动检测外，还可用于数据收发的调制解调，成功解决了因为通讯模块干扰造成的误触发问题，而且结构简单，成本低，便于实现传感器组网，利用数据发送功能，可实现传感器在检测到运动信息后利用自身的载波进行调制将检测结果发送出去，同理，利用数据接收功能，传感器可接收另一同频段的传感器或发射机发射的调制后的信号，可实现对传感器参数的设置。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种微波传感器，其特征在于，包括控制模块和微波模块，所述微波模块包括一个可产生的微波载波的振荡器，所述微波模块用于在所述控制器控制下实现在一个所述振荡器产生的载波上实现运动检测和数据发送和/或数据接收。

2.根据权利要求1所述的微波传感器，其特征在于，数据发送/数据接收采用2ASK调制/解调方式，所述振荡器用于产生收发通路共用的所述微波载波；

所述微波模块还包括收发共用天线、用于收发通路合并的混频器和切换开关，其中：所述混频器，用于将所述振荡器产生的所述微波载波的部分功率输向所述收发共用天线，将所述微波载波的另一部分功率作为所述混频器自身的本振信号，并将所述收发共用天线接收的信号与所述本振信号进行混频产生发往所述控制模块的中频信号；所述切换开关设置于所述振荡器中或者设置于所述振荡器至所述收发共用天线之间的任意位置，所述切换开关的受控端连接所述控制模块，所述控制模块可控制所述切换开关的开关状态以实现运动检测、数据发送和/或数据接收；

或，所述微波模块还包括接收天线、发射天线、微波耦合器、混频器和切换开关，其中：微波耦合器连接所述振荡器，用于将所述微波载波的部分功率耦合到混频器作为混频器的本振信号，以及将所述微波载波的另一部分功率输向所述发射天线；混频器用于将所述接收天线接收的信号与所述本振信号进行混频产生发往所述控制模块的中频信号；所述切换开关的受控端连接所述控制模块，所述切换开关设置于所述振荡器中或者设置于所述振荡器至所述发送天线之间的任意位置，所述控制模块可控制所述切换开关的开关状态以实现运动检测时的用于数据发送以及检测运动目标的运动检测信号的发送。

3.根据权利要求2所述的微波传感器，其特征在于，所述控制模块在运动检测以及在数据接收时控制所述切换开关保持在导通状态；所述控制模块在数据发送时，将要发送的数据转换为二进制数据，并根据所述二进制数据产生对应的二进制编码电平信号输送至所述切换开关的受控端。

4.根据权利要求2所述的微波传感器，其特征在于，所述切换开关为天线开关，设置于所述混频器和所述收发共用天线之间；或者，所述切换开关为所述振荡器的电源开关。

5.根据权利要求1所述的微波传感器，其特征在于，数据发送/数据接收采用2FSK调制/解调方式，所述振荡器用于产生收发通路共用的所述微波载波；

所述微波模块还包括收发共用天线和用于收发通路合并的混频器，其中：所述混频器，用于将所述振荡器产生的所述微波载波的部分功率输向所述收发共用天线，将所述微波载波的另一部分功率作为所述混频器自身的本振信号，并将所述收发共用天线接收的信号与所述本振信号进行混频产生发往所述控制模块的中频信号；所述控制模块还连接所述振荡器，所述控制模块可控制所述振荡器的振荡频率以实现运动检测、数据发送和/或数据接收；

或，所述微波模块还包括接收天线、发射天线、微波耦合器、混频器，其中：微波耦合器连接所述振荡器，用于将所述微波载波的部分功率耦合到混频器作为混频器的本振信号，以及将所述微波载波的另一部分功率输向所述发射天线；混频器用于将所述接收天线接收的信号与所述本振信号进行混频产生发往所述控制模块的中频信号，所述控制模块还连接所述振荡器，所述控制模块可控制所述振荡器的振荡频率以实现运动检测、数据发送和/或数据接收。

6.根据权利要求5所述的微波传感器，其特征在于，所述控制模块用于：在运动检测以及数据接收时控制所述振荡器的振荡频率恒定；以及在数据发送时，将要发送的数据转换为二进制数据，并生成与所述二进制数据对应的模拟电压以控制所述振荡器的振荡频率随着所述二进制数据的电平变化而变化。

7.根据权利要求2或5所述的微波传感器，特征在于，所述控制模块包括对所述中频信号放大的中频放大器、对放大后的中频信号进行滤波的中频低通滤波器和用于实现运动检测、数据发送和数据接收的切换以及用于实现2ASK调制/解调或者2FSK调制/解调的单片机。

8.根据权利要求2或5所述的微波传感器，其特征在于，所述控制模块控制所述微波传感器分时处于运动检测或数据发送，以实现：

在数据发送时，所述振荡器和所述收发共用天线用于发送经过调制的数据；

在运动检测时，所述振荡器和所述收发共用天线用于连续发送用于检测运动目标的运动检测信号，同时实时捕获接收到的外部信号，所述外部信号包括：运动目标基于所述运动检测信号所产生的多普勒频移信号，以及其他传感器或者发射机发出的经过调制的数据。

9.根据权利要求1所述的微波传感器，其特征在于，每个微波传感器具有一个可被不同微波传感器接收并识别的地址码，使得一个微波传感器可以接收并识别一个以上的微波传感器发送的数据。

10.一种微波传感器数据通信方法，其特征在于，所述传感器为如权利要求1-9任一项所述的传感器，所述方法包括：所述微波模块在所述控制器控制下实现在一个所述振荡器产生的载波上实现数据发送和/或数据接收。

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