本實用新型屬于自動防護與自動控制領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度人體紅外探測裝置。

背景技術(shù)：

人體目標(biāo)是環(huán)境中最重要和最活躍的元素，對場景中的人體目標(biāo)進行檢測、識別和跟蹤一直以來都是關(guān)注的熱點，且與可見光成像相比，紅外熱成像因其具有強大的“穿透”能力。目前利用激光、紅外、微波等方式檢測人體應(yīng)用已很廣泛,實現(xiàn)的人體檢測基本是檢測動態(tài)的人體,當(dāng)人體處于靜態(tài)時,除利用紅外成像、圖像分析等成本高昂的檢測方法外，還沒有一種低成本的傳感器檢測方法能精確的檢測到靜態(tài)人體，所以利用低成本的熱釋電紅外傳感器來智能并精確的檢測靜態(tài)人體是具有重大意義的。

但目前熱釋電傳感器存在許多不足：1、在寵物、熱氣流等干擾下，信號識別的準(zhǔn)確率有所下降。之所以如此，主要原因是因為缺乏對熱釋電傳感器輸出的紅外信號進行充分有效的分析，對信號中所含有的特征信息沒有進行有效的數(shù)據(jù)挖掘。僅僅采用脈沖計數(shù)/定時、設(shè)定信號幅度閾值觸發(fā)等簡單方法，導(dǎo)致信號準(zhǔn)確率下降。2、傳統(tǒng)熱釋電紅外傳感器只能進行被動式工作,不能探測靜態(tài)物體，如何優(yōu)化被動檢測的方法成為亟需解決的問題。

為了檢測靜態(tài)的人體，現(xiàn)有專利方法如下：公開號為CN203502117U、CN102510601A、CN201983863U、CN103399351A，CN201766566U等的中國專利，都是利用傳感器和人體的相對運動來檢測靜態(tài)人體，該系列方法都忽略了傳感器運動時，環(huán)境中的紅外光線也與之形成了運動，熱釋電傳感器即使無人情況下依舊會產(chǎn)生輸出，且設(shè)備損耗大,耗能較多，可靠性較差。

公開號為CN105093346A CN103148946A，CN101922462A，CN10292809，CN103148946A，CN201234378Y的中國專利：對于動態(tài)人體的檢測需配合定位裝置。而如果不用定位裝置可以使整個檢測系統(tǒng)變?yōu)楹唵?，成本更低。對于靜止人體檢測都是通過控制擋板周期性遮擋紅外熱釋電傳感器,使傳感器輸出變?yōu)槊}沖信號,通過判斷脈沖信號的變化,來設(shè)別是否有人。該系列方法雖能檢測到靜態(tài)人體，但沒有對信號進行充分的分析，僅僅采用脈沖計數(shù)/定時、設(shè)定信號幅度閾值觸發(fā)等簡單方法，且脈沖信號放大后有較多毛刺，從而影響信號判斷的準(zhǔn)確率。而本實用新型通過使傳感器輸出為正弦波信號會有益于信號的放大分析，大大提高檢測的精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)的不足提供了一種高精度人體紅外探測裝置，無需電機一直運轉(zhuǎn)，無需配合定位裝置，即可用一個熱釋電傳感器，同時實現(xiàn)靜態(tài)與動態(tài)的人體檢測。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案

一種高精度人體紅外探測裝置，包含不透明外殼、熱釋電傳感器、控制電路板、電機、正弦波軌跡擋板和固定板，所述固定板設(shè)置于不透明外殼內(nèi)部并垂直于不透明外殼內(nèi)壁，所述正弦波軌跡擋板與固定板平行且通過電機的轉(zhuǎn)動軸連接，所述熱釋電傳感器設(shè)置在固定板上，所述電機設(shè)置在固定板的中心對稱點上，所述控制電路板包含窄帶濾波放大電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、單片機、電機驅(qū)動電路和功率驅(qū)動電路，所述熱釋電傳感器依次通過窄帶濾波放大電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊連接單片機，所述電機驅(qū)動電路和功率驅(qū)動電路分別與單片機連接。

作為本實用新型一種高精度人體紅外探測裝置的進一步優(yōu)選方案，所述熱釋電傳感器的芯片型號為KDS209。

作為本實用新型一種高精度人體紅外探測裝置的進一步優(yōu)選方案，所述熱釋電傳感器包括PIR傳感器,與PIR傳感器前端設(shè)置的起聚焦作用的菲涅爾透鏡和傳感器信號處理電路。

作為本實用新型一種高精度人體紅外探測裝置的進一步優(yōu)選方案，所述不透明外殼為筒狀。

作為本實用新型一種高精度人體紅外探測裝置的進一步優(yōu)選方案，所述正弦波軌跡擋板上設(shè)有豁口，豁口的邊緣軌跡為正弦波。

本實用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、一種高精度人體紅外探測裝置可以使用一個熱釋電傳感器檢測靜態(tài)與動態(tài)人體，通過單片機的智能控制，使電機無需持續(xù)運作即可完成靜態(tài)與動態(tài)人體檢測；

2、電機可選普通直流電機,成本低廉，耗能少，且對于電機轉(zhuǎn)速并無太大要求；

3、本實用新型結(jié)構(gòu)精簡，體積小，制作成本低，便于安裝；

4、本實用新型無需定位裝置即可檢測動態(tài)人體，且靜態(tài)檢測通過傳感器輸出為正弦波信號，從而可以使用窄帶濾波器實現(xiàn)高倍放大，且正弦信號經(jīng)放大電路放大后毛刺少，大大提高系統(tǒng)的檢測靈敏度，大大增加了檢測的距離和精度，會有益于對信號進行更充分有效的分析。

附圖說明

圖1是一個實施例的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是圖1實施例的電路組成框圖；

圖3是圖2實施例中運動人體檢測信號處理與單片機連接圖；

圖4是圖2實施例中靜止人體檢測信號處理與單片機連接圖；

圖5是圖2中的單片機所控制的驅(qū)動電路圖；

圖6是圖1中正弦波軌跡擋板平面示意圖。

圖1中標(biāo)號具體如下：1-不透明外殼，2-熱釋電傳感器，3-控制電路板，4-正弦波軌跡擋板，5-固定板，6-電機。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明：

如圖1所示，一種高精度人體紅外探測裝置，包含不透明外殼1、熱釋電傳感器2、控制電路板3、電機6、正弦波軌跡擋板4和固定板5，所述固定板5設(shè)置于不透明外殼1內(nèi)部并垂直于不透明外殼1內(nèi)壁，所述正弦波軌跡擋板4與固定板5平行且通過電機6的轉(zhuǎn)動軸連接，所述熱釋電傳感器2設(shè)置在固定板5上，所述電機6設(shè)置在固定板5的中心對稱點上。

控制電路板組成如圖2所示，所述控制電路板3包含窄帶濾波放大電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、單片機、電機驅(qū)動電路和功率驅(qū)動電路，所述熱釋電傳感器2依次通過窄帶濾波放大電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊連接單片機，所述電機驅(qū)動電路和功率驅(qū)動電路分別與單片機連接。

所述熱釋電傳感器的芯片型號為KDS209，所述不透明外殼為筒狀，所述正弦波軌跡擋板上設(shè)有豁口，豁口的邊緣軌跡為正弦波，豁口的數(shù)量為整數(shù)個正弦周期，如圖6所示，。

動態(tài)人體檢測信號處理電路如圖3所示，熱釋電傳感器的輸出經(jīng)過放大器放，然后經(jīng)過比較器后輸出高低電平。該輸出信號用于判斷是否存在動態(tài)人體。

靜態(tài)人體檢測信號處理電路如圖4所示，熱釋電傳感器的正弦波輸出經(jīng)過濾波放大后，然后經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)傳輸給單片機，單片機通過一系列處理分別判斷波形幅值和的區(qū)別，判斷當(dāng)前環(huán)境是否有人。

本實用新型通過單片機的一系列智能判斷來調(diào)整靜態(tài)與動態(tài)人體檢測模式的工作時間。

控制功率驅(qū)動電路的導(dǎo)通與斷路的信號是作為單片機選擇靜止檢測與動態(tài)檢測的標(biāo)準(zhǔn)之一。如圖5所示，本實施例通過控制繼電器的吸合與釋放，控制功率驅(qū)動電路的導(dǎo)通與否。

以下是一種可檢測靜止與運動人體的紅外探測裝置與方法的詳細(xì)工作步驟：

a）首先控制電機帶動正弦波軌跡擋板勻速轉(zhuǎn)動，然后單片機智能控制電機停止運轉(zhuǎn)的時間和正弦波軌跡擋板轉(zhuǎn)動延時的為100ms時間使傳感器停于正弦軌跡擋板的豁口中，保證熱釋電傳感器2能直接接收人體紅外信號。

b）功率驅(qū)動電路初始為斷路，（若為導(dǎo)通狀態(tài)，則說明系統(tǒng)已經(jīng)開始正常工作，執(zhí)行步驟c））。

c）執(zhí)行傳感器動態(tài)檢測。如圖3所示，傳感器將檢測的信號經(jīng)過窄帶濾波放大，然后通過比較器輸出高低電平信號，單片機持續(xù)掃描傳感器模塊高低電平輸出。若檢測到有人，使功率驅(qū)動電路導(dǎo)通，傳感器繼續(xù)進行動態(tài)檢測；若傳感器模塊輸出為低電平，那么執(zhí)行步驟d）。

d）若發(fā)現(xiàn)功率驅(qū)動電路為斷路，那么返回步驟c）。若發(fā)現(xiàn)功率驅(qū)動電路為導(dǎo)通狀態(tài)，說明可能存在靜止人體。執(zhí)行步驟e）。

e）單片機執(zhí)行定時程序定時時間內(nèi)，依舊持續(xù)檢測傳感器模塊的輸出。若定時時間內(nèi)，出現(xiàn)了高電平，那么清空定時器值，返回步驟b）；未檢測到有動態(tài)人體，那么執(zhí)行步驟f）。

f）單片機控制電機勻速旋轉(zhuǎn)，不去檢測傳感器模塊開關(guān)量輸出，對熱釋電傳感器輸出的正弦波波形幅值分別進行對比。若出現(xiàn)差別，執(zhí)行步驟f），若無差別執(zhí)行步驟b）

g）若出現(xiàn)差別，說明當(dāng)前環(huán)境下有靜止人體，那么保持功率驅(qū)動電路的導(dǎo)通。

應(yīng)當(dāng)指出的是,盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型,以上所述實施內(nèi)容,是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式的一種,是對本實用新型所作的進一步詳細(xì)說明,不能認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明,而是要求符合與本文所公開的思路和原理相一致的最寬的范圍，如對于孔位置的檢測方式，內(nèi)部結(jié)構(gòu)各部件固定方式等。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實用新型構(gòu)思和算法的前提下,還可以做出若干簡單改進或替換。在附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的原理范圍內(nèi),都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護范圍。