一種檢測動靜態人體的智能探測裝置的制作方法

專利名稱：一種檢測動靜態人體的智能探測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種檢測動靜態人體的智能探測裝置，尤其是利用熱釋電傳感器檢測靜態人體技術。
背景技術：
利用紅外、微波等方式檢測人體應用已很廣泛，目前實現的人體檢測基本是檢測 運動的人體，當人靜止不動時，除利用紅外成像、圖像分析外，還沒有一種傳感器可以精確 檢測到靜止不動的人體，而低成本可以精確檢測到靜止人體的是十分重要和必要的，例如 當辦公室、學校教室公共場合，當室內沒有人時應關閉室內的照明、空調及其他用電設備， 那么準確檢測室內是否有人是十分關鍵的，檢測人體主要解決的問題是，第一必須低成本， 第二是靜止人體的檢測，即當人不動時能準確檢測到，而低成本精確檢測靜止人體目前除 我們研究已經應用的產品外，還沒有見到同類產品。公開號為CN200989946的中國專利“被動式熱釋紅外靜止人體目標探測裝置”是 在熱釋紅外探頭上設置了往復搖擺機構，使其能夠對靜止人體目標進行有效地探測，產生 高靈敏度的控制信息。被動式熱釋紅外靜止人體目標探測裝置在試驗過程中顯示，當沒有 人存在時，由于們裝置的往復搖擺機構不斷動作，依然有控制信號輸出，可靠性較差。公開號為CN1949001的中國專利“熱釋電探測器同時識別靜止人體與活動人體的 方法和結構”是將電機與熱釋電探測器連接在一起，通過電機的正、反向交替轉動，使熱釋 電探測器與靜止的人體或活動的人體都形成相對速度差，從而使熱釋電探測器既能識別活 動人體又能識別靜止人體。但該裝置在人運動時，電機也在運轉，浪費電能，并伴隨著不必 要的機械損耗。另外此專利沒有考慮到電機轉速的不同對檢測精度的影響。公開號為CN2718902Y的中國專利“一種智能人體開關”給出了實現靜態人體的方 案，該檢測方案主要是通過在菲涅耳透鏡及控制電路板，人體熱釋電傳感器和光敏電阻之 間設置有電機驅動的帶孔轉盤。該專利在人體移動和靜止時，電機都要帶動轉盤轉動。該 專利可實現人體靜止人體檢測，但電機一直轉動，設備損耗大，耗能較多；另外此專利沒有 考慮到電機轉速的不同對檢測精度的影響。

實用新型內容為克服上述現有技術的不足，提供一種耗能少，檢測精度高，易安裝的檢測動靜態 人體的智能探測裝置。為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案一種檢測動靜態人體的智能探測裝置，該裝置設有殼體，所述殼體內設有底托，所 述底托上安裝有電機，電機的轉軸與中軸的一端連接，中軸的另一端與上蓋連接；所述中軸 上還裝有熱釋電檢測模塊，所述熱釋電檢測模塊通過中軸與上蓋上的菲涅爾透鏡相對應； 所述殼體內還設有電源，所述電源分別給熱釋電檢測模塊和控制模塊供電；所述熱釋電檢 測模塊還與控制模塊連接；所述控制模塊分別與用電設備和電機連接。[0009]所述熱釋電檢測模塊包括熱釋電傳感器，所述熱釋電傳感器與濾波電路和放大電 路依次連接；所述放大電路與控制模塊連接。所述電源由市電經過限流電阻、一個整流橋、穩壓二極管后，通過78M05得到5V VCC數字電源；所述VCC數字電源通過一個IOuH的電感產生一個AVCC模擬電源。所述控制模塊包括中央處理器。一種檢測動靜態人體的智能探測裝置的檢測方法，該檢測方法包括以下步驟Stepl 裝置工作在動態人體檢測模式，此時電機處于靜止狀態，熱釋電傳感器檢 測有無動態人體；Step2 當檢測到動態人體信號時，控制模塊輸出控制信號，使用電設備工作；在 指定時間內熱釋電傳感器如沒有檢測到動態人體信號，則進入靜態人體檢測模式，啟動電 機，電機以2轉/分到12轉/分速度帶動熱釋電傳感器與菲涅爾透鏡轉動；Step3:如熱釋電傳感器輸出模擬的動態人體信號，則說明有靜止人體存在，用電 設備繼續工作；Step4:如熱釋電傳感器在設定時間內沒有動態人體信號輸出，則說明沒有靜止人 體存在，關閉用電設備，裝置自動進入動態人體檢測模式，返回stepl繼續執行。在所述St印2或st印3或st印4中，動態人體信號是正弦波電壓信號。所述st印2中，所述控制信號為低電平時，用電設備工作。本實用新型的有益效果本裝置既可以檢測動態人體，又可以檢測靜態人體，并且 只有檢測靜態人體時電機才轉動，解決了檢測動靜態人體時電機一直轉動的問題，降低了 能耗；靜態人體的檢測利用了熱釋電傳感器和菲涅爾透鏡相對人體做最佳速度運動輸出最 大控制信號的特點，提高了檢測精度；該裝置可應用于人來人在用電設備開，人走用電設備 關等節能控制中。

圖1檢測動靜態人體的智能探測裝置示意圖；圖2靜止人體檢測組成框圖；圖3檢測部分原理框圖；圖4傳感器輸出信號值與傳感器運動速度關系；圖5熱釋電傳感器相對人體速度為0. 5轉/分時，輸出與時間關系曲線；圖6熱釋電傳感器相對人體速度為2轉/分時，輸出與時間關系曲線；圖7熱釋電傳感器相對人體速度為3轉/分時，輸出與時間關系曲線；圖8熱釋電傳感器相對人體速度為14轉/分時，輸出與時間關系曲線；圖9熱釋電傳感器相對人體速度為20轉/分時，輸出與時間關系曲線；圖10獲得5V數字電源電路圖；圖11獲得AVCC模擬電源電路圖；圖12熱釋電傳感器及放大電路電路圖；圖13控制部分電路圖；圖14LAMP管腳控制用電設備開關電路圖；圖15M0T0管腳控制電機開關電路圖[0035]其中，1電源，2熱釋電檢測模塊，3控制模塊，4傳動機構，5用電設備，6熱釋電傳 感器，7濾波電路，8放大電路，9上蓋，10中軸，11底托，12菲涅爾透鏡，13電機。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明—種檢測動靜態人體的智能探測裝置，如圖1所示，該裝置設有殼體，所述殼體內 設有底托11，所述底托11上安裝有電機13，電機13的轉軸與中軸10的一端連接，中軸10 的另一端與上蓋9連接；所述中軸10上還裝有熱釋電檢測模塊2，所述熱釋電檢測模塊2通 過中軸10與上蓋9上的菲涅爾透鏡12相對應；所述殼體內還設有電源1，所述電源1分別 給熱釋電檢測模塊2和控制模塊3供電；所述熱釋電檢測模塊2還與控制模塊3連接；所述 控制模塊3分別與用電設備5和電機13連接。檢測動靜態人體的智能探測裝置電路包括熱釋電檢測模塊2、控制模塊3、傳動機 構4、電源1和用電設備5組成，如圖2所示。1、電源部分如圖11所示，220V的交流電通過引線到達線路板后，經過限流電阻限流，通過一 個整流橋獲得一個直流的18V左右的直流電壓，再經過穩壓二極管獲得一個穩定的9V的直 流電壓，通過78M05得到一個穩定的5V的VCC數字電源，該電源1通過導線給CPU供電。如 圖12所示VCC數字電源通過一個IOuH的電感產生一個AVCC模擬電源，給熱釋電檢測模塊
2 ^[共 ο2檢測部分功能說明及原理熱釋電檢測模塊2是整個產品的核心部分，熱釋電檢測模塊2的框圖如圖3所示。 該部分屬于模擬電路放大，所以電源1使用AVCC模擬電源。如圖12所示，熱釋電傳感器6 通過R8獲得電源，當有動態的人體紅外線信號到達熱釋電傳感器6后，熱釋電傳感器6會 輸出一個微弱的幾毫伏的電壓，該電壓無法驅動AD轉化器工作，必須通過放大電路8來放 大后才能進行測量，在進入放大之前先經過濾波電路7的阻容濾波濾除尖脈沖等沒用的噪 聲信號。該放大電路8使用了 2級放大，將信號的峰峰值放大到0-5V，然后輸入到CPU的AD 轉化管腳進行AD轉化，將電壓值轉化為數字量，根據數字量來檢測有人沒人。如果輸出的 數字量大于設定的閾值則判為有人，反之判為沒人。熱釋電傳感器6只能檢測動態人體信 號，當有人運動時，人體紅外線經過菲涅爾透鏡12聚焦后照射到熱釋電傳感器6上，當人在 菲涅爾透鏡12前運動時，人體的紅外線通過菲涅爾透鏡12的明暗區，紅外線信號被轉換成 強弱不同的紅外線信號照射到熱釋電傳感器6上，熱釋電傳感器6輸出類似于正弦波的信 號。當靜止的人站在菲涅爾透鏡12前時，熱釋電傳感器6沒有類似于正弦波的信號輸出， 而是輸出一個平穩的電壓信號，這跟沒人的情況是一致的，所以無法檢測靜止的人。熱釋電傳感器6屬于熱型傳感器，是基于熱釋電效應工作的。入射熱流通過紅外 投射窗，投射到面積為A的熱釋電響應單元上，輻射熱流被響應單元吸收層吸收產生一個 溫升θ，θ的大小取決于吸收層傳遞給熱釋電材料的熱傳導。θ變化引起熱釋電薄膜自 發極化，自發極化結果使響應單元上下表面電極產生熱釋電電荷，外接前置放大電路就形 成熱釋電電流i。[0044]
權利要求一種檢測動靜態人體的智能探測裝置，其特征是，該裝置設有殼體，所述殼體內設有底托，所述底托上安裝有電機，電機的轉軸與中軸的一端連接，中軸的另一端與上蓋連接；所述中軸上還裝有熱釋電檢測模塊，所述熱釋電檢測模塊通過中軸與上蓋上的菲涅爾透鏡相對應；所述殼體內還設有電源，所述電源分別給熱釋電檢測模塊和控制模塊供電；所述熱釋電檢測模塊還與控制模塊連接；所述控制模塊分別與用電設備和電機連接。
2.如權利要求1所述的一種檢測動靜態人體的智能探測裝置，其特征在于，所述熱釋 電檢測模塊包括熱釋電傳感器，所述熱釋電傳感器與濾波電路和放大電路依次連接；所述 放大電路與控制模塊連接。
3.如權利要求1所述一種檢測動靜態人體的智能探測裝置，其特征在于，所述電源由 市電經過限流電阻、一個整流橋、穩壓二極管后，通過78M05得到5V VCC數字電源；所述VCC 數字電源通過一個IOuH的電感產生一個AVCC模擬電源。
4.如權利要求1或2所述的一種檢測動靜態人體的智能探測裝置，其特征是，所述控制 模塊包括中央處理器。
專利摘要本實用新型公開了一種檢測動靜態人體的智能探測裝置，該裝置可工作在動靜態人體檢測兩種模式下。此裝置的動態人體檢測主要是利用熱釋電傳感器的被動檢測功能；靜態人體的檢測主要是使熱釋電傳感器和菲涅爾透鏡相對人體做最佳速度運動輸出最大的控制信號，實現準確檢測靜態人體的功能。此裝置能耗少，檢測精度高，可廣泛應用于人來人在用電設備開，人走用電設備關等節能控制中。
文檔編號G01V8/10GK201707454SQ201020194840
公開日2011年1月12日 申請日期2010年5月19日 優先權日2010年5月19日
發明者呂紅麗, 姚慶梅, 徐紅東, 王桂娟, 王秋霞, 董從銀, 趙秀珍, 邵蘭云 申請人:山東建筑大學