基于高可靠微波感應的人體傳感器設計

　　1  工作原理 

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

　　高可靠微波感應控制器內部由環(huán)形天線和微波三極管組成一個工作頻率為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而反射的回波。內部微波三極管的半導體PN結混頻后差拍檢出微弱的頻移信號（即檢測到人體的移動信號） ,微波專用微處理器HT7610A首先去除幅度太小的干擾信號只將一定強度的探測頻移信號轉化成寬度不同的等幅脈沖，電路只識別脈沖足夠寬的單體信號，如人體、車輛其鑒別電路才被觸發(fā)，或者兩秒內有2～3個窄脈沖，如防范邊沿區(qū)人走動2～3步，鑒寬電路也被觸發(fā)，啟動延時控制電路工作。如果是較弱的干擾信號，如小體積的動物，遠距離的樹木晃動、高頻通訊信號、遠距離的閃電和家用電器開關時產生的干擾予以排除。最后輸HT7610A鑒別出真正大物體移動信號時，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，有輸出時為高電平（4伏以上），沒有輸出時為低電平。

　　微波專用的微處理器HT7610A的時鐘頻率為16KH，當初次加電時，系統將閉鎖60秒，期間完成微處理器的初始化并建立電場，這時LED1點亮60秒后熄滅，系統自動進入檢測狀態(tài)，當檢測到有效信號時，將有5秒信號輸出，并由指示燈LED2同步顯示。

　　控制器的外形上圖所示，面板上設置有靈敏度調整孔，可以使監(jiān)控距離在1～7米范圍內可調，順時針轉動距離變遠，逆時針轉動距離變近，LED1、LED2用于指示TX982的工作狀態(tài)，1.2米長的雙芯屏蔽線用于連接電源和負載，其中紅色線用來接正電源，白色線接輸出，銅網屏蔽層接電源負極，必要時可以用類似電纜加長至50米以內使用。

　　高可靠微波感應控制器電源電壓為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，有輸出時為高電平（4V以上），靜態(tài)時為低電平，使用請參考下圖。

 　　這是微波人體傳感器驅動繼電器的電路圖：

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

　　2  典型應用

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

　　下面介紹運用高可靠微波感應控制器制作的兩例實用電子裝置，它們的共同特點是線路新穎簡單，實用性強，制作容易，性價比高。

　　2.1 自動感應燈

　　該自動燈可以自動識別周圍環(huán)境光的亮度，能夠實現人來燈亮，人走燈滅，不會誤動作，可靠性高，而且電路的工作狀態(tài)不會受自身燈光的干擾，可以廣泛地運用在走廊、衛(wèi)生間、庭院等場合實現自動照明。

　　自動感應燈的電路如圖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，當高可靠微波感應控制器檢測到有人活動時，白線輸出下拉電平10秒，A點變成低電平經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點經分壓后低于1/2電源電壓為低電平，與非門F2封鎖輸出高電平通過R4使C3上的電壓充至電源電壓，夜晚GM的阻值較大，B點為高電平，此時如果有人在監(jiān)控范圍內活動，F1輸出高電平，共同使F2開通輸出低電平，經F3、F4反相后變成高電平，通過R5使雙向可控硅BCR導通，燈泡點亮。如果人員離開監(jiān)控范圍，TX982停止輸出A點重新變成高電平，經F1反相后變成低電平，F2封鎖，輸出高電平通過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F3、F4翻轉，BCR截至燈泡熄滅。該電路的可靠性較高，站長用該電路制作的走廊燈已經可靠工作了近一年。

　　2.2 遙控型入侵報警器

　　遙控型入侵報警器如圖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處于充足電狀態(tài)，能夠使報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，通過調整W可以使輸出端A點輸出穩(wěn)定的14.9V直流電壓。

　　電阻R4可以限制充電電流過大，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。當按下發(fā)射機TWH9236的A、B、C、D中的任意一個鍵時，接收機TWH9238的A、B、C、D輸出端也會對應輸出高電平，并且鎖住保存輸出時的狀態(tài)。

　　這里將A鍵設定為入侵報警器工作按鈕，其它的三個鍵設定為入侵報警器解除按鈕。所以只要按下發(fā)射機A鍵，接收機的A輸出端就會輸出4伏左右的高電平并保持，再按發(fā)射機B、C、D按鍵的任意一個時接收機的A輸出端又會變成低電平并保持。當A輸出端輸出高電平時，通過電阻R1使三極管T1導通，繼電器J吸合，12V正電源通過繼電器觸點加至高可靠微波感應控制器的電源端，此時發(fā)光二極管LED點亮，指示入侵報警器已經工作，經過60秒高可靠微波感應控制器初始化結束后，入侵報警器正式工作，這時只要有人員進入監(jiān)控區(qū)域，高可靠微波感應控制器的白線輸出端就會輸出10秒左右的下拉信號，使T2導通，高響度報警器TWH11C就會發(fā)出120dB刺耳的公安警報警聲。當A輸出端輸出低電平時，繼電器J斷開，高可靠微波感應控制器得不到工作電壓所以不工作。

　　3  使用注意事項

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

　　高可靠微波感應控制器盡量安裝在室內靠墻角上方，軸向對準門窗部位安裝，室外應注意抗風防水并降低靈敏度使用。

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

　　高可靠微波感應控制器的輸出端屬于一種“下拉”控制方式，正電源通過繼電器由白色線進入微波感應控制器內部，使繼電器流入電流而工作，因此用電壓測量法無法測出是否有輸出。