一种低延时高速响应移动探测信号处理方法、装置及探测系统制造方法及图纸

本申请公开了一种低延时高速响应移动探测信号处理方法、装置及探测系统，涉及移动探测领域。其方法包括，采集移动探测信号，所述移动探测信号内叠加有直流分量和交流分量；以与所述移动探测信号适配的参考电压对所述移动探测信号进行模数转换与/或识别处理。本申请具有减小采集移动探测信号中失真与降低系统延时的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种低延时高速响应移动探测信号处理方法、装置及探测系统
本申请涉及移动探测领域，尤其是涉及一种低延时高速响应移动探测信号处理方法、装置及探测系统。
技术介绍
目前，在移动探测领域，常常采用热释电红外感应、微波感应、超声波传感等移动探测方式来获取移动探测信号。热释电红外传感器(简称PIR)：热释电红外传感器是一种通过检测人体发出的热辐射，即红外线光谱,特别是10μm左右的红外线信号，并将其转换成电信号输出，来实现人体感应。为了提高探测灵敏度，这种热释电红外传感器一般都配有菲涅尔透镜，菲涅尔透镜对10μm左右的红外线信号非常敏感，而对环境的其它波长红外成分具有明显的抑止作用。一旦有人进入热释电红外传感器探测区域，人体红外辐射通过菲涅尔透镜聚焦，并被热释电红外传感器接收，热释电红外传感器在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，输出引脚便会有与人体一致的变化信号输出。PIR内部探头是半导体芯片，阻抗非常高，必须要有场效应管将高阻转换为低阻的信号输出；输出的信号必然存在直流分量，即直流偏置。也就是说，PIR的传感信号时由直流分量对应的交流信号叠加形成，PIR的输出到MCU前往往需要经过隔直的耦合电容将直流分量隔离掉，然后再传输到后面进行处理。微波感应器：微波感应器主要是运用微波多普勒效应原理实现，微波感应器发射预定的探测范围内发射连续微波波束或者脉冲微波波束，同时接收该微波波束被相应物体反射形成的一反射回波，并在后续基于多普勒效应原理通过混频检波的方式生成对应于所述激励信号和所述回波信号的频率差异的一多普勒中频信号，由于多普勒中频信号为对相应物体(如人)的活动的反馈，最终根据所述多普勒中频信号采样识别，可以对人体移动、微动、甚至呼吸或心跳等进行识别。微波感应器是基于多普勒效应，将发射的频率和回波频率进行混频之后得到一个多普勒中频信号。在混频过程当中，同样必然会产生直流分量。要输出信号，必须且无法避免的有直流分量在加上感应信号。微波感应器的混频输出必然由交流信号和直流分量叠加形成。基于此，所有PIR或微波感应器的输出信号，都必须在中间加一个隔直的耦合电容，将直流分量隔离掉，然后再传输到后面进行处理；同时，由于带有一定的直流分量，即直流偏置，如果直接放大，就会带来后级的所有处理电路、放大电路直流工作点完全跑偏。例如，如果直流偏置是0.3V,放大10倍就是3V，放大100倍就是30V，但是一般供电才3.3V或5V，这样，直流分量被同步放大，必然会造成严重失真。热释电红外传感器和微波感应器的输出信号时的交流信号，虽然加了隔直的耦合电容，能够隔离直流分量，而使交流分量通过，但是因为电容传输信号时通过充放电来完成，那么会带来时延和波形的失真。电容的充放电会对信号存在一个非线性的改变，对原始的波形造成扭曲和失真。热释电红外传感器输出引脚的输出电压一般为0.01mV～20mV，热释电红外传感器在应用到具体控制电路时，热释电红外传感器的输出端经过耦合电容后接两级以上的运算放大器(或其它放大电路)，进行成百上千、甚至上万倍大倍数的放大后才能进行信号采集。运算放大器可以是在热释电红外传感器和IC(或者MCU)之间的独立的电路，也有集成到IC中。同样的，微波感应模块的多普勒中频信号输出的电压一般为0.1mV～500mV，多普勒中频信号的输出与IC(或者MCU)之间通过一耦合电容后接两级以上的运算放大器进行成百上千、甚至上万倍大倍数的放大后才能进行采集。运算放大器可以是在微波感应器和IC之间的独立的电路，也有集成到IC中。如此，隔直的耦合电容造成的波形的失真经过运算放大器的放大，尤其是大倍率的放大，失真变得更加严重。
技术实现思路
为了减小采集移动探测信号中的失真与延时，本申请提供一种低延时高速响应移动探测信号处理方法、装置及探测系统。第一方面，本申请提供一种低延时高速响应移动探测信号处理方法，采用如下的技术方案：一种低延时高速响应移动探测信号处理方法，包括：接收移动探测模块输出的探测叠加信号，所述探测叠加信号内包含有直流分量和交流分量，所述交流分量构成移动探测信号；以与所述探测叠加信号最大幅度值设置以适配的参考电压对输出信号进行模数转换与/或识别处理。通过采用上述技术方案，通过以与所述移动探测信号适配的参考电压对所述探测叠加信号进行模数转换与/或识别处理。使得移动探测模块输出的探测叠加信号无需再经放大就可以直接输入至移动探测信号处理装置中。去除了现有的方式中移动探测器输出和移动探测信号处理装置之间的耦合电容；以避免探测信号传输的延迟、信号的过冲与失真问题，同时，缩短了信号回路，提高探测识别和控制输出及时性、响应实时性。减小采集移动探测信号中的失真。优选的：所述参考电压的电压值大于等于所述探测叠加信号的最大幅度值。优选的：所述方法还包括对所述模数转换后的数字信号运算处理以识别是否存在符合预设幅度、相位、频率中一个或以上组合的信号数值，以获得探测结果。优选的：所述方法还包括对所述模数转换后的数字信号运算处理前，对所述数字信号软件滤波，以将不符合预设幅度、相位、频率一个或以上组合的干扰信号滤除。优选的：所述方法还包括根据所述探测结果生成相对应的控制指令或控制信号。优选的：所述探测叠加信号为微波探测模块对人体活动进行探测输出的微波多普勒中频信号。优选的：所述参考电压由外部供电电压转换。优选的：所述外部供电电压为5V或3.3V。优选的：所述探测叠加信号为来自微波感应模块、热释电红外传感模块或超声波传感模块中一个或两个以上组合输出的移动传感信号。优选的：所述参考电压的模数转换位数为12位及以上。优选的：所述参考电压的电压值≥0.3V，且≤1.6V。优选的：所述参考电压为0.5V。第二方面，本申请提供一种低延时高速响应移动探测信号处理装置，采用如下的技术方案：一种低延时高速响应移动探测信号处理装置，包括：电压转换单元，用于转换外部供电电压以获取移动探测模块输出的探测叠加信号最大幅度值适配的参考电压；探测信号采集单元，接收探测叠加信号，分段并量化以获取量化值；其中，所述探测叠加信号内包含有直流分量和交流分量；算法单元，其基于识别策略，对数字探测信号进行存储、运算处理以获得探测结果；逻辑控制单元，其基于控制策略，生成对应探测结果的控制信号。第三方面，本申请提供一种低延时高速响应移动探测系统，采用如下的技术方案：一种低延时高速响应移动探测系统，包括如第二方面所述的低延时高速响应移动探测信号处理装置和用于输出探测叠加信号的移动探测模块。综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：(1)解决探测信号传输至MCU过程存在延迟、以及信号的过冲与失真问题，以及由延迟、非实时造成的探测识别和控制输出不及时、响应滞后的问题。(2)解决探测信号被成千上万倍放大，造成尖峰信号、噪声信号等也被放大，以造成信号失真、探测抗干扰能力低、影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低延时高速响应移动探测信号处理方法，其特征在于：包括：/n接收移动探测模块输出的探测叠加信号，所述探测叠加信号内包含有直流分量和交流分量，所述交流分量构成移动探测信号；/n以与所述探测叠加信号最大幅度值设置以适配的参考电压对输出信号进行模数转换与/或识别处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种低延时高速响应移动探测信号处理方法，其特征在于：包括：
接收移动探测模块输出的探测叠加信号，所述探测叠加信号内包含有直流分量和交流分量，所述交流分量构成移动探测信号；
以与所述探测叠加信号最大幅度值设置以适配的参考电压对输出信号进行模数转换与/或识别处理。


2.根据权利要求1所述的低延时高速响应移动探测信号处理方法，其特征在于：所述参考电压的电压值大于等于所述探测叠加信号的最大幅度值。


3.根据权利要求2所述的低延时高速响应移动探测信号处理方法，其特征在于：所述方法还包括对所述模数转换后的数字信号运算处理以识别是否存在符合预设幅度、相位、频率中一个或以上组合的信号数值，以获得探测结果。


4.根据权利要求3所述的低延时高速响应移动探测信号处理方法，其特征在于：所述方法还包括对所述模数转换后的数字信号运算处理前，对所述数字信号软件滤波，以将不符合预设幅度、相位、频率一个或以上组合的干扰信号过滤。


5.根据权利要求4所述的低延时高速响应移动探测信号处理方法，其特征在于：所述方法还包括根据所述探测结果生成相对应的控制指令或控制信号。


6.根据权利要求1至5任一所述的低延时高速响应移动探测信号处理方法，其特征在于：所述探测叠加信号为微波探测模块对人体活动进行探测输出的微波多普勒中频信号。


7.根据权利要求1至5任一所述的低延时高速响应移动探测信号处理方法，其特征在于：所述参考电压由外部供电电压转换。

【专利技术属性】
技术研发人员：邹高迪，邹新，邹明志，
申请(专利权)人：深圳迈睿智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44