[发明专利]热释电传感器、运动中人体热释电检测装置和检测方法

说明书

技术领域

本发明属于探测技术领域，具体涉及热释电传感器、运动中人体热释电检测装置和检测方法。

背景技术

热释电传感器以非接触方式检测出人体辐射的红外线能量的变化,被广泛地应用于自动门、监控、节能灯控制、野外监控等场景，但是这些应用都是传感器固定、人体运动的场景，很少有传感器中运动对人体进行检测的技术。

室内移动安防机器人被要求在静止和移动过程中都在室内做出无盲区、灵敏度高的检测，并且在很短时间周期内上报做出告警，同时虚警和漏警都要求很低。而现在市场很多传统热释电传感器或者集成的产品如果直接应用在安防移动机器人会存在以下几点问题：

1.探测距离太近，一般小于7m，不能满足室内环境的探测。

2.由于封锁时间太久，重复探测频率低，不利于快速二次探测，容易导致漏警。

3.运动中人体检测的虚警率太高。

4.由于机器人的本体高度并不高，传感器的安装位置相应较低，容易误触发。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种热释电传感器、运动中人体热释电检测装置和检测方法。

所述热释电传感器，包含热释电探头，还包含：

分压电路：输入端通过耦合电容连接热释电探头单元，输出端连接前级滤波电路输入端;通过电阻起分压作用，将热释电探头单元的电流信号转换为电压信号；

前级滤波电路：输出端通过耦合电容连接一级放大电路输入端，用于过滤所述分压电路输出信号中的高频噪声；

一级放大电路：输出端通过耦合电容连接二级放大电路，用于所述前级滤波电路输出信号的放大及去噪。

二级放大电路：输出端通过耦合电容连接双电压比较器电路输入端，用于放大所述一级放大电路输出信号，并将所述一级放大电路输出信号嵌位在一个合适范围内。

双电压比较器电路：用于在其输入信号达到一定阈值后触发后得到一个高电平信号。

优选地，所述二级放大电路和所述双幅电压比较器电路之间有后级滤波电路，所述后级滤波电路用于滤除二级放大电路输出信号的尖峰信号。

所述使用上述热释电传感器的运动中人体热释电检测装置，包含信号处理单元，所述信号处理单元包含单片机及其外设，所述热释电传感器具有三个，朝向三个方向，并呈圆周安装，各探测120度。

所述信号处理单元用于采集、处理热释电传感器信号，判断警态方向并报告上位机。

所述运动中人体热释电检测装置的检测方法，包含下列步骤：

步骤1：热释电传感器检测热源，如存在热源则被触发；

步骤2：信号处理单元采集热释电传感器TTL信号；

步骤3：信号处理单元对TTL信号进行滤波预处理；

步骤4：信号处理单元判断TTL电平，当一个或者两个TTL为高电平则认为初检测成功；否则返回步骤2；

步骤5：整个装置停止运动，热释电传感器做第二次检测；

步骤6：如热释电传感器未被触发，返回步骤1，否则系统进入封锁时间，装置不对再次接收到的信号做任何处理；；

步骤7：判断最后一次触发的热释电传感器方向，并作为警态方向；

步骤8：信号处理单元将警态方向报告上位机；

步骤9：封锁时间结束，返回步骤1.

本发明所涉及的热释电传感器采用了一级放大电路和二级放大电路，并在二级放大电路输出端设置直流偏置，对能对较弱的信号进行放大并避免削顶失真，增大了传感器探测距离；本发明所涉及人体热释电检测装置的三个热释电传感器朝向三个方向，并呈圆周安装，各探测120度。实现了360度无盲区检测；本发明所涉及检测方法采用两次检测方法，有效降低了误警率，且装置封锁时间通过软件控制单片机的定时器来决定，检测周期很短，有利于重复检测。

附图说明

图1为本发明的热释电传感器各电路连接示意图。

图2为本发明的人体热释电检测装置示意图。

具体实施方式

  本发明所涉及热释电传感器包括以下单元：

1．热释电探头：当接收到人体热信号后,其释放的电荷将会在回路引起电流的变化，另外在探头前侧加有一个菲涅尔透镜，以提高其灵敏度。

2．分压电路单元：输入端连接热释电探头单元，起到分压作用。由于回路电流变化使得电阻电压变化，适当的电阻选择会选择一个合适的变化明显的电压信号。

3．前级滤波电路：输出端连接一级放大电路输入端，为了尽量减少噪声进入放大器的输入端，采用去耦电容把部分高频噪声滤掉，这里采用一个RC低通滤波器