CN219625696U - 一种可配置触发距离的人体探测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可配置触发距离的人体探测装置，包括集成电路板，集成电路板的顶端分别集成有处理模块、雷达芯片和天线；集成电路板的一端开设有通信串口，通信串口包括第一通信串口、第二通信串口、第三通信串口、第四通信串口、第五通信串口、第六通信串口、第七通信串口和第八通信串口。本实用新型使用微波雷达检测技术，利用多普勒效应的方式检测人体的移动，消除基于红外检测易受温度及外部环境影响的干扰，通过软件方式达到可设定人体靠近距离检测及触发阈值设定，使用专用集成电路实现微波信号的收发，替换传统的基于人体红外射线的检测方式，且通过对通信串口的设计，能够实现延时设置和感知范围的调节。
Description
技术领域
本实用新型涉及雷达传感器领域，特别涉及一种可配置触发距离的人体探测装置。
背景技术
随着社会的发展，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以热释电红外传感器为核心的人体存在检测产品就是其中之一。
热释电红外传感器是基于热电效应原理的热电型红外传感器，其中被动式热释红外传感器应用最为广泛，这种探头是以探测人体辐射为目标的，所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。
而被动式热释红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电源，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出，一旦人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理电路处理后可作为检测信号输出，这种容易受各种热源、光源和射频辐射的干扰，且人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可配置触发距离的人体探测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可配置触发距离的人体探测装置，包括：
集成电路板，所述集成电路板的顶端分别集成有处理模块、雷达芯片和天线；
所述集成电路板的一端开设有通信串口，所述通信串口包括第一通信串口、第二通信串口、第三通信串口、第四通信串口、第五通信串口、第六通信串口、第七通信串口和第八通信串口；
所述处理模块和通信串口电性连接，所述处理模块包括延时设置单元和感知范围调节单元，所述天线和雷达芯片电性连接。
优选的，所述第一通信串口、第三通信串口、第四通信串口和第五通信串口均设置为电源接口。
优选的，所述第一通信串口和第五通信串口均设置为电源地接口，所述第三通信串口设置为电源输入接口，所述第四通信串口设置为电源输出接口。
优选的，所述第二通信串口设置为指示灯阳极接口。
优选的，所述第六通信串口、第七通信串口和第八通信串口设置为参数配置接口，且所述第六通信串口、第七通信串口和第八通信串口分别对应连接延时设置单元和感知范围调节单元。
本实用新型的技术效果和优点：
本实用新型使用微波雷达检测技术，利用多普勒效应的方式检测人体的移动，消除基于红外检测易受温度及外部环境影响的干扰，通过软件方式达到可设定人体靠近距离检测及触发阈值设定，使用专用集成电路实现微波信号的收发，实现低成本和高可靠性的检测产品，替换传统的基于人体红外射线的检测方式，且通过对通信串口的设计，能够实现延时设置和感知范围的调节。
附图说明
图1为本实用新型整体的模块构成原理示意图。
图2为本实用新型处理模块的组成示意图。
图3为本实用新型集成电路的电路连接原理图。
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。
本实用新型提供了如图1-3所示的一种可配置触发距离的人体探测装置，包括：
集成电路板，集成电路板的顶端分别集成有处理模块、雷达芯片和天线；
本实用采用的雷达芯片为X波段雷达芯片，中心频率为10.525GHz，天线采用定频、定向发射和接收天线（1TIR）。
集成电路板的一端开设有通信串口，通信串口包括第一通信串口、第二通信串口、第三通信串口、第四通信串口、第五通信串口、第六通信串口、第七通信串口和第八通信串口；
本实用新型的集成电路板模组内集成由中频解调、信号放大和数字处理等功能，然后通过开放通信串口，具备延时设置、感知范围可调等能力，方便客户自主调节参数。
第一通信串口、第三通信串口、第四通信串口和第五通信串口均设置为电源接口；
第一通信串口和第五通信串口均设置为电源地接口，第三通信串口设置为电源输入接口，第四通信串口设置为电源输出接口；
第二通信串口设置为指示灯阳极接口。
处理模块和通信串口电性连接，处理模块包括延时设置单元和感知范围调节单元，天线和雷达芯片电性连接；
第六通信串口、第七通信串口和第八通信串口设置为参数配置接口，且第六通信串口、第七通信串口和第八通信串口分别对应连接延时设置单元和感知范围调节单元。
对于通信系统，适当的调制方法可以提高频谱利用效率，提高通信系统的抗干扰性能。对于雷达，其目的不是像通信系统那样传输数据，但在调制雷达信号后，可以增加检测和获取信息的维度，并根据实际使用需要选择调制方法。根据不同的调制方法，雷达可以分为CW雷达，(M)FSK雷达以及FMCW雷达等。雷达的中频信号（IF）它是指低频信号，包含有用信号和调制信号，如CW多普勒频移信号，FMCW的Chirp信号属于中频信号的范畴，射频信号（RF）是指将中频信号混合到高频，通过电磁波辐射到空间的信号。
其中恒频连续波，即频率不随时间变化的连续波属于无调制雷达信号，通过测量运动物体的多普勒频移来估计径向速度，但不能判断距离和方向。
频移键控即可利用载波信号范围不变，但频率会周期性变化，如FSK即在两个频点之间切换，属于二进制调制模式，对于更高的调制模式称为多进制频移键控，即MFSK，可以测量移动物体的距离、速度。
调频连续波指具有一定带宽和频率线性变化的连续信号，称为Chirp信号，FMCW如果结合多天线方案，可以测试多个物体的距离和速度等，还可以测量物体的方位角。目前FMCW应用广泛ADAS车载雷达。
从技术角度看，与其他两种方案相比，FMCW与距离测试、多目标测试、角度测试相比，CW和FSK有很大的优势，FMCW比CW技术增加了距离、角度等多维信息，因此FMCW微动和存在检测的精度和灵敏度较高。
实施例一，本方案中以10.5G FMCW雷达方案基于XR816C雷达芯片方案，其内置10.5GHz雷达传感器集成数字锁相环，支持FMCW测距、划定感应区、屏蔽区外干扰、低功耗、低成本，外挂一颗8位MCU，该MCU对雷达芯片输出的中频信号进行采样及数字滤波，提取出人体运动信息并支持距离检测，可以准确过滤区域外的目标。
多普勒FMCW雷达模块方案的应用场景示例；
室内照明－屏蔽墙外干扰：设置安全距离，屏蔽办公室，会议室墙外人员行走。
书柜照明：在书柜前方靠近取书时感应灯光，区域外人员办公，行走无干扰。
智能冰箱：设置距离感应距离以外的人或物体运动冰箱屏幕不亮，当人靠近冰箱时，屏幕亮起。
智能卫生间：卫生间场景可包括镜前灯（人来灯亮、人走灯灭）、杀菌灯、智能厕所、感应垃圾桶、智能浴霸、感应洗手液等使用场景，为不同产品设置更准确的感应距离。
本实用新型工作原理：
本装置雷达采用多普勒效应，当运动物体以一定速度运动时，其频率和相位会随着运动速度的大小而变化，这被称为多普勒频移，对于观察者来说，当运动物体靠近观察者时，运动物体的频率会增加，当运动物体远离观察者时，运动物体的频率会降低，天线是一种转换器，将传输线上传播的导波转换为在无界媒体（通常是自由空间）中传播的电磁波或相反的转换器，其基本工作原理是当高频电流通过导体时，周围空间形成电场和磁场，形成外辐射电磁波，天线作为发射天线；相反，当导体周围环境中存在电磁波时，导体上形成高频电流，天线作为接收天线。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可配置触发距离的人体探测装置，包括：
集成电路板，所述集成电路板的顶端分别集成有处理模块、雷达芯片和天线；
其特征在于，所述集成电路板的一端开设有通信串口，所述通信串口包括第一通信串口、第二通信串口、第三通信串口、第四通信串口、第五通信串口、第六通信串口、第七通信串口和第八通信串口；
所述处理模块和通信串口电性连接，所述处理模块包括延时设置单元和感知范围调节单元，所述天线和雷达芯片电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种可配置触发距离的人体探测装置，其特征在于，所述第一通信串口、第三通信串口、第四通信串口和第五通信串口均设置为电源接口。
3.根据权利要求2所述的一种可配置触发距离的人体探测装置，其特征在于，所述第一通信串口和第五通信串口均设置为电源地接口，所述第三通信串口设置为电源输入接口，所述第四通信串口设置为电源输出接口。
4.根据权利要求1所述的一种可配置触发距离的人体探测装置，其特征在于，所述第二通信串口设置为指示灯阳极接口。
5.根据权利要求1所述的一种可配置触发距离的人体探测装置，其特征在于，所述第六通信串口、第七通信串口和第八通信串口设置为参数配置接口，且所述第六通信串口、第七通信串口和第八通信串口分别对应连接延时设置单元和感知范围调节单元。
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