可以使用多種不同類型的傳感器來檢測基本運(yùn)動(dòng)，但過去十年最常見的解決方案可能是使用 PIR 傳感器。PIR 傳感器基于維恩位移定律；根據(jù)該定律，不同溫度下的黑體輻射曲線將在與溫度成反比的不同波長下達(dá)到峰值?；旧?，如果觀察紅外頻譜，可以看到，不同溫度下的物體會(huì)輻射不同水平的能量。圖 1-1 展示了在使用紅外攝像頭拍攝的圖像中看到的結(jié)果。

圖 1-1 紅外照片

PIR 運(yùn)動(dòng)檢測器是用于檢測人或動(dòng)物的一般運(yùn)動(dòng)的無源傳感器。PIR 運(yùn)動(dòng)檢測器不會(huì)產(chǎn)生上面紅外圖像中顯示的所有像素，通常只包含兩個(gè)檢測元件，如圖 1-2 所示。這兩個(gè)檢測元件在位置上會(huì)相互偏移，因此它們的視場 (FoV) 略有不同。每個(gè)傳感器都會(huì)對自身 FoV 中的一般溫度變化做出響應(yīng)。只有兩個(gè)傳感器雖然聽起來可能很有限，但分析這兩個(gè)傳感器元件產(chǎn)生的組合信號可以提供大量有價(jià)值的信息。

圖 1-2 PIR 運(yùn)動(dòng)傳感器圖示

當(dāng)人在兩個(gè)視場中移動(dòng)，從一個(gè)傳感器元件的 FoV 經(jīng)過下一個(gè)傳感器元件的 FoV 時(shí)，傳感器將從檢測元件輸出波形。此波形如圖 1-3 所示。在圖 1-3(a) 中可以看到，該信號的方向可以告訴我們運(yùn)動(dòng)的方向。在圖 1-3(b) 中，信號的幅度可以指示物體的距離，甚至還可能指示人/動(dòng)物的體型。最后，在 3C 中，運(yùn)動(dòng)速度也會(huì)影響看到的波形速度。在具體走廊中，行走的人與奔跑的人將具有不同的特征。成人與兒童或?qū)櫸锏奶卣饕膊煌?/p>

圖 1-3 PIR 傳感器輸出信號

在為特定應(yīng)用設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)檢測器時(shí)，通常會(huì)選擇兩個(gè)主要規(guī)格：最大范圍和最小運(yùn)動(dòng)速度。一般來說，PIR 運(yùn)動(dòng)檢測器會(huì)嘗試檢測最遠(yuǎn) 10-12 米的距離，運(yùn)動(dòng)頻率范圍通常為 0.7Hz 至 30Hz。應(yīng)用所需的確切性能將影響系統(tǒng)在信號調(diào)節(jié)方面以及軟件閾值設(shè)置中需要的靈敏度。希望檢測的距離越遠(yuǎn)，信號幅度就越小，信噪比也越低。對于遠(yuǎn)處物體的運(yùn)動(dòng)，PIR 傳感器輸出端的典型信號電平為微伏級，因此需要對信號進(jìn)行放大和濾波。最低速度越低，就越難緩慢滑過監(jiān)控器，但系統(tǒng)更容易出現(xiàn)由環(huán)境變化引起的誤觸發(fā)。

通常很不希望出現(xiàn)誤檢，在電池供電的應(yīng)用中更是如此。通常，PIR 運(yùn)動(dòng)檢測會(huì)在應(yīng)用處于低功耗模式時(shí)進(jìn)行監(jiān)控。誤檢將喚醒系統(tǒng)的其余部分或觸發(fā)錯(cuò)誤警報(bào)。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，必須權(quán)衡該風(fēng)險(xiǎn)與上述靈敏度。過去，PIR 的信號鏈?zhǔn)歉鶕?jù)具體用例設(shè)計(jì)的，并在硬件中采用固定的增益和帶寬，這意味著其具有固定的檢測距離和速度。幸運(yùn)的是，使用 MSPM0L1306 可以集成信號鏈，因此實(shí)際可以通過軟件對其進(jìn)行配置，進(jìn)而提供更高的靈活性，無需更改硬件的任何部分。

最后，市場上有模擬和數(shù)字兩種 PIR 傳感器。數(shù)字傳感器集成了其信號鏈和檢測算法。此類傳感器更易于集成到應(yīng)用中，但通常會(huì)增加大量成本，因此不適合低成本應(yīng)用。本文檔重點(diǎn)介紹模擬 PIR 傳感器，因?yàn)檫@種傳感器可降低總體系統(tǒng)成本，并可輕松與內(nèi)置 OPA 集成。