CN207570673U - 一种红外智能传感器模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种红外智能传感器模块，主控芯片电路包括主控芯片U1，所述主控芯片U1引脚分别连接人机交互电路、红外传感器电路和对外接口电路；所述对外接口电路包括插槽J1以及与插槽J1连接的第一隔离驱动器U3和第二隔离驱动器U4，第一隔离驱动器U3和第二隔离驱动器U4通过UART通信接口连接到主控芯片U1，实现智能硬件设备通过插槽J1与主控芯片U1进行数据交互，本实用新型的红外传感器电路将二进制数据包通过I2C串口线传输给主控芯片电路，主控芯片电路将获得的数据包进行解析处理，得到相关的室内人数数据、人体温数据和室温数据将其通过UART串口电路传给智能硬件。

Description

一种红外智能传感器模块

技术领域

本实用新型涉及一种红外传感器应用电路，特别涉及人数识别的红外传感器的智能模块。

背景技术

随着高科技的发展，智能硬件的越来越普及。传感器作为信息采集的重要工具，是各自智能硬件的重要组成部分，也是体现智能硬件越来越智能的重要组成部分。因此，随着市场对传感器模组智能程度的要求越来越高，也推动传感器的发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种红外智能传感器模块，通过红外热电堆传感器技术，经过相关处理可得出其扫描范围内的人体个数，从而可以直接告诉智能硬件当前室内的人体个数、室内温度、人体温度等多种数据。

本实用新型的技术方案：一种红外智能传感器模块，其特征在于：包括主控芯片电路以及与所述主控芯片电路连接的人机交互电路、红外传感器电路和对外接口电路；

所述主控芯片电路包括主控芯片，所述主控芯片引脚分别连接人机交互电路、红外传感器电路和对外接口电路；

所述人机交互电路包括连接到主控芯片GPIO引脚上的两组LED显示电路用以显示主控芯片的工作状态；

所述红外传感器电路包括红外传感驱动器以及红外感应器，红外感应器采集数据并经红外传感驱动器处理后通过I2C通信接口传输到主控芯片；

所述对外接口电路包括插槽以及与插槽连接的第一隔离驱动器和第二隔离驱动器，第一隔离驱动器和第二隔离驱动器通过UART通信接口连接到主控芯片，实现智能硬件设备通过插槽与主控芯片进行数据交互。

所述主控芯片为STM32F103芯片，主控芯片的两个引脚分别串联连接电容C3和电容C4后接地，实现主控芯片滤波。

所述LED显示电路包括发光二极管D1和发光二极管D2，发光二极管D1连接场效应管D3的源极，场效应管D3的栅极连接到主控芯片的GPIO引脚上，场效应管D3的基极接地，在场效应管D3的栅极还并联有分压电阻R1和接地的电容C1，发光二极管D2连接场效应管D4的源极，场效应管D4的栅极连接到主控芯片的GPIO引脚上，场效应管D4的基极接地，在场效应管D3的栅极还并联有分压电阻R2和接地的电容C2。

所述红外传感器电路包括TPS334红外热电堆传感器，TPS334红外热电堆传感器自身包含红外传感驱动器，红外传感驱动器输入端通过红外感应器采集温度数据，红外传感驱动器的输出端引脚分别通过电阻R3和电阻R4连接到主控芯片的I2C引脚用以将温度数据传输给主控芯片，在电阻R3和电阻R4上还分别并联有接地的电容C5和电容C6用以对红外传感驱动器进行保护。

所述对外接口电路的插槽为4脚插槽，插槽的VCC引脚为给整个模块进行供电，插槽的RX引脚连接电阻R9一端，电阻R9的另一端连接到第一隔离驱动器，第一隔离驱动器的输出引脚串联连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接到主控芯片的UART输入引脚，完成数据从插槽的RX引脚传输到主控芯片，主控芯片的UART输出引脚连接电阻第二隔离驱动器，第二隔离驱动器连接电阻R13的一端，R13的另一端连接到插槽的TX引脚，完成输出从主控芯片传输到插槽的TX引脚，插槽的TX引脚再将数据传输给智能硬件。

所述第一隔离驱动器的输入端还连接有与电阻R9并联连接的接地的电阻R8，第一隔离驱动器的电源端通过电阻R7连接到VCC，第一隔离驱动器的输出端还连接并联的电阻R6和电容C8一端，电阻R6的另一端接电阻R5，电容C8的另一端接地，电容C7一端接地，一端接到电阻R5，所述第二隔离驱动器与主控芯片的UART输出引脚连接线上还连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地，第二隔离驱动器的电源端通过电阻R11连接到VCC，第二隔离驱动器的输出端还连接并联的电容C9和电阻R12一端，电容C9的另一端接地，电阻R12的另一端接电阻R13，电容C10一端接地，另一端接到电阻R13。

本实用新型的有益效果是：红外传感器电路将扫描范围内的空间转换成一个二维平面矩阵图，然后采集该矩阵中每一个点的温度值，并将其转换成为二进制数据包通过I2C串口线传输给主控芯片电路，主控芯片电路将获得的数据包进行解析处理，得到相关的室内人数数据、人体温数据和室温数据将其通过UART串口电路传给智能硬件。并且通过控制LED显示电路来显示目前主控芯片处于的各种状态。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型整体电路结构示意图。

图中：1-人机交互电路，2-主控芯片电路，3-红外传感器电路，4-对外接口电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种红外智能传感器模块，包括主控芯片电路2以及与所述主控芯片电路2连接的人机交互电路1、红外传感器电路3和对外接口电路4；

所述主控芯片电路2包括主控芯片U1，所述主控芯片U1引脚分别连接人机交互电路1、红外传感器电路3和对外接口电路4；

所述人机交互电路1包括连接到主控芯片GPIO引脚上的两组LED显示电路用以显示主控芯片U1的工作状态；

所述红外传感器电路3包括红外传感驱动器U2以及红外感应器，红外感应器采集数据并经红外传感驱动器U2处理后通过I2C通信接口传输到主控芯片U1；

所述对外接口电路4包括插槽J1以及与插槽J1连接的第一隔离驱动器U3和第二隔离驱动器U4，第一隔离驱动器U3和第二隔离驱动器U4通过UART通信接口连接到主控芯片U1，实现智能硬件设备通过插槽J1与主控芯片U1进行数据交互。

请参阅图2，所述主控芯片U1为STM32F103芯片，主控芯片U1的两个引脚分别串联连接电容C3和电容C4后接地，实现主控芯片U1滤波。

主控芯片U1将根据红外热电堆传感器采集到的数据，分析得出如室内人数、人体温度、室内温度等数据，然后将这些数据打包成约定的格式通过UART通信接口发送给智能硬件端。并且在此期间根据主控芯片U1处于不同的状态，从而控制发光二极管发出不同状态的光。其中，红外热电堆传感器通过I2C通信接口将数据传输给主控芯片U1。

所述LED显示电路包括发光二极管D1和发光二极管D2，发光二极管D1连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极连接到主控芯片U1的GPIO引脚上，三极管Q1的集电极连接二极管D3，在发光二极管D1和三极管Q1上还并联有分压电阻R1和接地的电容C1，发光二极管D2连接三极管Q2的发射极，三极管Q2的基极连接到主控芯片U1的GPIO引脚上，三极管Q2的集电极连接二极管D4，在发光二极管D2和三极管Q2上还并联有分压电阻R2和接地的电容C2。

当主控芯片U1的GPIO引脚输出高电平时，电压经过D3、D4使三极管导通直接接地，因此D1、D2发光二极管就得到足够的电压从而发光；当主控芯片GPIO引脚输出低电平时，此时D3、D4处于关断状态，因此D1、D2被电阻R1、R2分走电压从而得不到足够的电压导致不发光。其中电容C1、C2起保护电路的作用，当GPIO不断的输出高低电平切换时，可以起到缓冲电量的作用，削减瞬时电压，从而保护三极管和主控芯片U1。本实用新型中，将根据主控芯片U1处于不同的状态，从而操控两个发光二极管发出不同状态的发光，有长亮，不同频率的闪烁等状态。

所述红外传感器电路包括TPS334红外热电堆传感器，TPS334红外热电堆传感器自身包含红外传感驱动器U2，TPS334红外热电堆传感器，扫描室内空间，获取32乘以32个矩阵点，并采集每个点的温度，然后将该温度集进行模数转换再通过I2C通信接口将数据传给主控芯片U1。其数据流为红外感应器SENSOR采集数据，经过U2数据处理获得数字化数据包，红外传感驱动器U2的输出端引脚分别通过电阻R3和电阻R4连接到主控芯片U1的I2C引脚用以将温度数据数字化数据包传输给主控芯片U1，在电阻R3和电阻R4上还分别并联有接地的电容C5和电容C6用以对红外传感驱动器U2进行保护。

所述对外接口电路的插槽J1为4脚插槽，插槽J1的VCC引脚为给整个模块进行供电，插槽J1的RX引脚连接电阻R9一端，电阻R9的另一端连接到第一隔离驱动器U3，第一隔离驱动器U3的输出引脚串联连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接到主控芯片U1的UART输入引脚，完成数据从插槽J1的RX引脚传输到主控芯片U1，主控芯片U1的UART输出引脚连接电阻第二隔离驱动器U4，第二隔离驱动器U4连接电阻R13的一端，R13的另一端连接到插槽J1的TX引脚，完成输出从主控芯片U1传输到插槽J1的TX引脚，插槽J1的TX引脚再将数据传输给智能硬件。

所述第一隔离驱动器U3的输入端还连接有与电阻R9并联连接的接地的电阻R8，第一隔离驱动器U3的电源端通过电阻R7连接到VCC，第一隔离驱动器U3的输出端还连接并联的电阻R6和电容C8一端，电阻R6的另一端接电阻R5，电容C8的另一端接地，电容C7一端接地，一端接到电阻R5，所述第二隔离驱动器U4与主控芯片U1的UART输出引脚连接线上还连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地，第二隔离驱动器U4的电源端通过电阻R11连接到VCC，第二隔离驱动器U4的输出端还连接并联的电容C9和电阻R12一端，电容C9的另一端接地，电阻R12的另一端接电阻R13，电容C10一端接地，另一端接到电阻R13。

本实用新型的一种红外智能传感器模块，红外传感器电路将扫描范围内的空间转换成一个二维平面矩阵图，然后采集该矩阵中每一个点的温度值，并将其转换成为二进制数据包通过I2C串口线传输给主控芯片电路，主控芯片电路将获得的数据包进行解析处理，得到相关的室内人数数据、人体温数据和室温数据将其通过UART串口电路传给智能硬件。并且通过控制LED显示电路来显示目前主控芯片处于的各种状态。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种红外智能传感器模块，其特征在于：包括主控芯片电路以及与所述主控芯片电路连接的人机交互电路、红外传感器电路和对外接口电路；

所述主控芯片电路包括主控芯片，所述主控芯片引脚分别连接人机交互电路、红外传感器电路和对外接口电路；

所述人机交互电路包括连接到主控芯片GPIO引脚上的两组LED显示电路用以显示主控芯片的工作状态；

所述红外传感器电路包括红外传感驱动器以及红外感应器，红外感应器采集数据并经红外传感驱动器处理后通过I2C通信接口传输到主控芯片；

所述对外接口电路包括插槽以及与插槽连接的第一隔离驱动器和第二隔离驱动器，第一隔离驱动器和第二隔离驱动器通过UART通信接口连接到主控芯片，实现智能硬件设备通过插槽与主控芯片进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的一种红外智能传感器模块，其特征在于：所述主控芯片为STM32F103芯片，主控芯片的两个引脚分别串联连接电容C3和电容C4后接地，实现主控芯片滤波。

3.根据权利要求1所述的一种红外智能传感器模块，其特征在于：所述LED显示电路包括发光二极管D1和发光二极管D2，发光二极管D1连接场效应管D3的源极，场效应管D3的栅极连接到主控芯片的GPIO引脚上，场效应管D3的基极接地，在场效应管D3的栅极还并联有分压电阻R1和接地的电容C1，发光二极管D2连接场效应管D4的源极，场效应管D4的栅极连接到主控芯片的GPIO引脚上，场效应管D4的基极接地，在场效应管D3的栅极还并联有分压电阻R2和接地的电容C2。

4.根据权利要求1所述的一种红外智能传感器模块，其特征在于：所述红外传感器电路包括TPS334红外热电堆传感器，TPS334红外热电堆传感器自身包含红外传感驱动器，红外传感驱动器输入端通过红外感应器采集温度数据，红外传感驱动器的输出端引脚分别通过电阻R3和电阻R4连接到主控芯片的I2C引脚用以将温度数据传输给主控芯片，在电阻R3和电阻R4上还分别并联有接地的电容C5和电容C6用以对红外传感驱动器进行保护。

5.根据权利要求1所述的一种红外智能传感器模块，其特征在于：所述对外接口电路的插槽为4脚插槽，插槽的VCC引脚为给整个模块进行供电，插槽的RX引脚连接电阻R9一端，电阻R9的另一端连接到第一隔离驱动器，第一隔离驱动器的输出引脚串联连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接到主控芯片的UART输入引脚，完成数据从插槽的RX引脚传输到主控芯片，主控芯片的UART输出引脚连接电阻第二隔离驱动器，第二隔离驱动器连接电阻R13的一端，R13的另一端连接到插槽的TX引脚，完成输出从主控芯片传输到插槽的TX引脚，插槽的TX引脚再将数据传输给智能硬件。

6.根据权利要求5所述的一种红外智能传感器模块，其特征在于：所述第一隔离驱动器的输入端还连接有与电阻R9并联连接的接地的电阻R8，第一隔离驱动器的电源端通过电阻R7连接到VCC，第一隔离驱动器的输出端还连接并联的电阻R6和电容C8一端，电阻R6的另一端接电阻R5，电容C8的另一端接地，电容C7一端接地，一端接到电阻R5，所述第二隔离驱动器与主控芯片的UART输出引脚连接线上还连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接地，第二隔离驱动器的电源端通过电阻R11连接到VCC，第二隔离驱动器的输出端还连接并联的电容C9和电阻R12一端，电容C9的另一端接地，电阻R12的另一端接电阻R13，电容C10一端接地，另一端接到电阻R13。