[发明专利]一种基于多普勒技术的占用传感器及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及节能技术领域，特别是一种基于多普勒技术的占用传感器及其检测方法。

背景技术

随着能源尤其是矿物燃料的日益消耗，资源利用率和能源节约这两大议题逐渐被提上日程。而智能节能也作为节约能源的一种重要方式被提出、运用并不断发展。我国是一个能源消耗大国，无论是在商业用途或是民用场合，照明、供暖、通风、空调等的消耗都不容忽视，而这些设施更多的是工作于无人状态下，因此，提供一种能够感知无人状态然后自动切断负载电源而达到节能目的的传感器显得极为重要。这类传感器被称为占用传感器，目前广泛应用于建筑节能系统的占用传感器主要包括红外传感器和超声波传感器两种：

红外传感器是通过测量温度，将温度转变为电信号并与门限值比较从而判定是否有人存在的。其缺点是这类传感器检测方法容易检测到如走路、跑步等的大幅度动作，却很难检测到写字、看电视等微小的动作状态，而接收到的信号中除了人体运动本身的信息外，还包括噪声和干扰的信号，这些都增加了传感器灵敏度设置的难度。若灵敏度太高，则有可能将噪声干扰等非人体运动信号误判为有人存在，从而在无人情况下打开设备造成资源浪费，也即“假阳性判别”；若灵敏度太低，则有可能无法检测到人体如写字看电视等的微小运动，从而在有人存在的状态下关闭设备给用户造成不便，也即“假阴性判别”。

超声波传感器是通过发射频率为25～40KHz的超声波信号，经由物体或人反射，对反射回的超声波信号频率进行判定从而确定是否有人存在的。与红外线传感器检测方法相比，超声波传感器检测虽然可以检测到微小的甚至是障碍物后的运动，但也存在着成本高、错判率高等缺点。而且，超声波传感器发射的超声波也有可能对一些听觉设备以及其他传感器，甚至是能够识别超声波的动物造成干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多普勒技术的占用传感器及其检测方法，利用连续波多普勒雷达，实时准确地检测给定空间是否有人存在，从而达到有人则开设备无人则关设备的智能节能的目的。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于多普勒技术的占用传感器，包括多普勒雷达检测模块和电路控制模块，其中：

多普勒雷达检测模块，发射射频信号并接收遇到目标物体后反射回的回波信号，产生描述物体运动的多普勒频率信号，发送至电路控制模块；

电路控制模块，接收多普勒雷达检测模块输出的信号并进行判定，确定给定空间内是否有人存在，从而控制室内设备。

进一步地，所述多普勒雷达检测模块包括发射单元和接收单元，其中：

发射单元包括顺次连接的交流电源、耦合器、功率放大器和发射天线；其中耦合器一路输出通过功率放大器作为发射信号，另一路输出通过驱动放大器与接收单元中混频器相连接；发射单元发射射频信号；

接收单元包括顺次连接的接收天线、低噪声放大器和混频器；接收单元接收遇到目标物体后反射回的回波信号，并通过与发射信号混频得到多普勒频率信号。

进一步地，所述电路控制模块包括顺次连接的A/D转换单元、微处理器单元、D/A转换单元和继电器开关单元，其中：

A/D转换单元：将多普勒雷达检测模块输出的连续信号转换成数字离散信号；

微处理器单元：根据传入的实时信号与当前开关状态进行判定，决定下一时刻开关的状态；

D/A转换单元：将微处理器中处理所得的结果信号转换成连续的模拟信号；

继电器开关单元：执行室内设备的开关状态，室内设备包括照明、供暖、通风、空调设备。

进一步地，所述微处理器单元根据传入的实时信号与当前开关状态进行判定，决定下一时刻开关的状态，具体如下：

1)若当前开关状态为开，且持续T1时间内均没有实时信号传入，则判定下一时刻开关状态为关；

2)若当前开关状态为关，且持续T2内均有实时信号传入，则判定下一时刻开关状态为开；

3)除上述1)和2)两种情况外，其余情况开关均保持当前状态；

其中，T1、T2由用户根据需求确定。

进一步地，步骤如下：

步骤1，设置多普勒雷达检测模块和电路控制模块；

步骤2，多普勒雷达检测模块发射射频信号，并接收遇到目标物体后反射回的回波信号，产生描述物体运动的多普勒频率信号并发送至电路控制模块；

步骤3，电路控制模块接收多普勒雷达检测模块输出的信号并进行判定，确定给定空间内是否有人存在，从而控制室内设备的开关状态。