基于高可靠微波感應(yīng)的人體傳感器設(shè)計(jì)

　　微波感應(yīng)控制器使用直徑9厘米的微型環(huán)形天線作微波探測(cè)，其天線在軸線方向產(chǎn)生一個(gè)橢圓形半徑為0～5米（可調(diào)）空間微波戒備區(qū)，當(dāng)人體活動(dòng)時(shí)其反射的回波和微波感應(yīng)控制器發(fā)出的原微波場(chǎng)（或頻率）相干涉而發(fā)生變化，這一變化量經(jīng)HT7610A進(jìn)行檢測(cè)、放大、整形、多重比較以及延時(shí)處理后由白色導(dǎo)線輸出電壓控制信號(hào)。

　　高可靠微波感應(yīng)控制器內(nèi)部由環(huán)形天線和微波三極管組成一個(gè)工作頻率為2.4GHz的微波振蕩器，環(huán)形天線既做發(fā)射天線也可接收由人體移動(dòng)而反射的回波。內(nèi)部微波三極管的半導(dǎo)體PN結(jié)混頻后差拍檢出微弱的頻移信號(hào)（即檢測(cè)到人體的移動(dòng)信號(hào)） ,微波專用微處理器HT7610A首先去除幅度太小的干擾信號(hào)只將一定強(qiáng)度的探測(cè)頻移信號(hào)轉(zhuǎn)化成寬度不同的等幅脈沖，電路只識(shí)別脈沖足夠?qū)挼膯误w信號(hào)，如人體、車輛其鑒別電路才被觸發(fā)，或者兩秒內(nèi)有2～3個(gè)窄脈沖，如防范邊沿區(qū)人走動(dòng)2～3步，鑒寬電路也被觸發(fā)，啟動(dòng)延時(shí)控制電路工作。如果是較弱的干擾信號(hào)，如小體積的動(dòng)物，遠(yuǎn)距離的樹(shù)木晃動(dòng)、高頻通訊信號(hào)、遠(yuǎn)距離的閃電和家用電器開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的干擾予以排除。最后輸HT7610A鑒別出真正大物體移動(dòng)信號(hào)時(shí)，控制電路被觸發(fā)，輸出2秒左右的高電平，并有LED2同步顯示，輸出方式為電壓方式，有輸出時(shí)為高電平（4伏以上），沒(méi)有輸出時(shí)為低電平。

　　微波專用的微處理器HT7610A的時(shí)鐘頻率為16KH，當(dāng)初次加電時(shí)，系統(tǒng)將閉鎖60秒，期間完成微處理器的初始化并建立電場(chǎng)，這時(shí)LED1點(diǎn)亮60秒后熄滅，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)到有效信號(hào)時(shí)，將有5秒信號(hào)輸出，并由指示燈LED2同步顯示。

　　控制器的外形上圖所示，面板上設(shè)置有靈敏度調(diào)整孔，可以使監(jiān)控距離在1～7米范圍內(nèi)可調(diào)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)距離變遠(yuǎn)，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)距離變近，LED1、LED2用于指示TX982的工作狀態(tài)，1.2米長(zhǎng)的雙芯屏蔽線用于連接電源和負(fù)載，其中紅色線用來(lái)接正電源，白色線接輸出，銅網(wǎng)屏蔽層接電源負(fù)極，必要時(shí)可以用類似電纜加長(zhǎng)至50米以內(nèi)使用。

　　高可靠微波感應(yīng)控制器電源電壓為12～16V的整流變換器供電，靜態(tài)耗電量在5MA左右。

　　輸出形式為電壓方式，有輸出時(shí)為高電平（4V以上），靜態(tài)時(shí)為低電平，使用請(qǐng)參考下圖。

　　這是微波人體傳感器驅(qū)動(dòng)繼電器的電路圖：

　　高可靠微波感應(yīng)控制器工作非常可靠，一般沒(méi)有誤報(bào)，是以往紅外線、超聲波、熱釋電元件組成的報(bào)警電路以及常規(guī)微波電路所無(wú)法比擬的，是目前用于安全防范和自動(dòng)監(jiān)控的最佳產(chǎn)品。所以非常適合在倉(cāng)庫(kù)、商場(chǎng)、博物館或者金融部門使用，具有安裝隱蔽、監(jiān)控范圍大、系統(tǒng)成本低的優(yōu)點(diǎn)。

2  典型應(yīng)用

　　注意：早期的高可靠微波感應(yīng)人體傳感器采用的是三極管開(kāi)漏下拉輸出，應(yīng)用可以參考下面的圖紙，最新的高可靠微波感應(yīng)人體傳感器采用的是電平輸出，使用稍做變化！

　　下面介紹運(yùn)用高可靠微波感應(yīng)控制器制作的兩例實(shí)用電子裝置，它們的共同特點(diǎn)是線路新穎簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，制作容易，性價(jià)比高。

　　2.1 自動(dòng)感應(yīng)燈

　　該自動(dòng)燈可以自動(dòng)識(shí)別周圍環(huán)境光的亮度，能夠?qū)崿F(xiàn)人來(lái)燈亮，人走燈滅，不會(huì)誤動(dòng)作，可靠性高，而且電路的工作狀態(tài)不會(huì)受自身燈光的干擾，可以廣泛地運(yùn)用在走廊、衛(wèi)生間、庭院等場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)照明。

　　自動(dòng)感應(yīng)燈的電路如圖1所示：由C1、C2、R1、DW、D1組成典型的電容降壓電路，向高可靠微波感應(yīng)控制器和CD4011提供11V直流工作電壓，CD4011BP是COMS四與非門集成電路，當(dāng)高可靠微波感應(yīng)控制器檢測(cè)到有人活動(dòng)時(shí)，白線輸出下拉電平10秒，A點(diǎn)變成低電平經(jīng)F1反相后變成高電平，R3和光敏電阻GM組成光控電路，白天GM阻值較小，B點(diǎn)經(jīng)分壓后低于1/2電源電壓為低電平，與非門F2封鎖輸出高電平通過(guò)R4使C3上的電壓充至電源電壓，夜晚GM的阻值較大，B點(diǎn)為高電平，此時(shí)如果有人在監(jiān)控范圍內(nèi)活動(dòng)，F(xiàn)1輸出高電平，共同使F2開(kāi)通輸出低電平，經(jīng)F3、F4反相后變成高電平，通過(guò)R5使雙向可控硅BCR導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮。如果人員離開(kāi)監(jiān)控范圍，TX982停止輸出A點(diǎn)重新變成高電平，經(jīng)F1反相后變成低電平，F(xiàn)2封鎖，輸出高電平通過(guò)R4向C3緩慢充電，約30秒后C3上的電壓大于1/2電源電壓實(shí)F3、F4翻轉(zhuǎn)，BCR截至燈泡熄滅。該電路的可靠性較高，站長(zhǎng)用該電路制作的走廊燈已經(jīng)可靠工作了近一年。

　　2.2 遙控型入侵報(bào)警器

　　遙控型入侵報(bào)警器如圖2所示：電源部分由12V/1.2Ah的鉛酸蓄電池和LM317組成恒壓、限流浮充電不間斷電源，可以確保蓄電池隨時(shí)處于充足電狀態(tài)，能夠使報(bào)警器在市電停電的情況下正常工作。鉛酸蓄電池的浮充電壓為14.2V。LM317接成恒壓源，通過(guò)調(diào)整W可以使輸出端A點(diǎn)輸出穩(wěn)定的14.9V直流電壓。

　　電阻R4可以限制充電電流過(guò)大，D2可以防止市電停電后蓄電池反向放電。TWH9236/9238是遙控發(fā)射、接收組件。當(dāng)按下發(fā)射機(jī)TWH9236的A、B、C、D中的任意一個(gè)鍵時(shí)，接收機(jī)TWH9238的A、B、C、D輸出端也會(huì)對(duì)應(yīng)輸出高電平，并且鎖住保存輸出時(shí)的狀態(tài)。

　　這里將A鍵設(shè)定為入侵報(bào)警器工作按鈕，其它的三個(gè)鍵設(shè)定為入侵報(bào)警器解除按鈕。所以只要按下發(fā)射機(jī)A鍵，接收機(jī)的A輸出端就會(huì)輸出4伏左右的高電平并保持，再按發(fā)射機(jī)B、C、D按鍵的任意一個(gè)時(shí)接收機(jī)的A輸出端又會(huì)變成低電平并保持。當(dāng)A輸出端輸出高電平時(shí)，通過(guò)電阻R1使三極管T1導(dǎo)通，繼電器J吸合，12V正電源通過(guò)繼電器觸點(diǎn)加至高可靠微波感應(yīng)控制器的電源端，此時(shí)發(fā)光二極管LED點(diǎn)亮，指示入侵報(bào)警器已經(jīng)工作，經(jīng)過(guò)60秒高可靠微波感應(yīng)控制器初始化結(jié)束后，入侵報(bào)警器正式工作，這時(shí)只要有人員進(jìn)入監(jiān)控區(qū)域，高可靠微波感應(yīng)控制器的白線輸出端就會(huì)輸出10秒左右的下拉信號(hào)，使T2導(dǎo)通，高響度報(bào)警器TWH11C就會(huì)發(fā)出120dB刺耳的公安警報(bào)警聲。當(dāng)A輸出端輸出低電平時(shí)，繼電器J斷開(kāi)，高可靠微波感應(yīng)控制器得不到工作電壓所以不工作。

3  使用注意事項(xiàng)

　　高可靠微波感應(yīng)控制器產(chǎn)生的微波信號(hào)在傳輸、反射接收以及放大處理過(guò)程中可能引起微量噪波，過(guò)分提高靈敏度將引起噪波誤觸發(fā)，在7米處人體移動(dòng)3～4步被觸發(fā)的靈敏度已達(dá)到使用極限，應(yīng)調(diào)至在5米處移動(dòng)3～4步被觸發(fā)最佳。

　　高可靠微波感應(yīng)控制器盡量安裝在室內(nèi)靠墻角上方，軸向?qū)?zhǔn)門窗部位安裝，室外應(yīng)注意抗風(fēng)防水并降低靈敏度使用。

　　高可靠微波感應(yīng)控制器應(yīng)采用12V 100mA直流電源供電，并保證任何時(shí)候供電電壓不低于10伏，以使電路穩(wěn)定工作，如果高響度報(bào)警器和高可靠微波感應(yīng)控制器公用電源時(shí)電源容量不應(yīng)小于500mA。

　　高可靠微波感應(yīng)控制器的輸出端屬于一種“下拉”控制方式，正電源通過(guò)繼電器由白色線進(jìn)入微波感應(yīng)控制器內(nèi)部，使繼電器流入電流而工作，因此用電壓測(cè)量法無(wú)法測(cè)出是否有輸出。