选择什么传感器来跟踪室内人员的存在?

电器工程 传感器 家庭自动化
2022-01-16 06:50:09

这是一个关于家庭自动化的爱好项目。这个想法是廉价微控制器的分布式系统,可以进行测量、通信、输出数据和控制设备。

该系统应该执行的一项重要任务是检测每个房间是否有人在里面(醒着或睡着的区别将是一个过分的奖励:))。如果这是可行的,我仍然不知所措。PIR-s? 网络摄像头?麦克风?门口的光学柜台?超声波?

每个传感器输出的可用处理能力:5MIPS 的 avr 指令(8 位 RISC)3 秒 = 1500 万条指令。

典型的使用场景是:

  • 公寓是空的(系统应该知道这一点)。
  • 门打开,一行4人进入走廊。(系统应该知道有人在走廊里)。
  • 两个人去一个房间(系统应该逐个房间跟踪他们的路径,延迟不超过几秒钟,而且知道走廊里还有人)。
  • ,其中一个返回,另一个坐在椅子上,(第一个要被跟踪。系统也应该知道坐在哪个房间里的人)。
  • 与此同时,其余两人在走廊的 2 x 2 米区域内随机游荡(脱鞋、挂大衣)(系统应该知道他们仍在该区域内)。
  • 一个人去另一个房间,打开收音机然后睡觉(系统应该知道那里有一个睡觉的人)。
  • 有人离开公寓并在 10 分钟后返回(这里唯一的要求是系统知道里面还有人)。
  • 三人离开(系统应该知道里面还有人)。
  • 很久以后,卧铺者起床,闲逛了半个小时,然后离开了公寓(系统应该按房间跟踪他的位置,延迟不超过几秒钟,并知道他什么时候离开,现在里面没有人了) .

我没有宠物。


同一个问题已经被问到,并在 SE 姐妹上得到了一些很好的答案:问题

4个回答

特别是对于家庭爱好项目,我可能会从 PIR(无源红外线)传感器开始。它们既便宜又非常有效地检测温暖的物体,例如四处移动的人体。

但是,PIR 传感器不会检测到静态温暖物体,例如睡觉或坐在沙发上的人。如果该地点周围有足够的 PIR 传感器,您可能可以通过您知道有人在哪里以及在哪个方向上移动来推断人们在哪里静止不动。PIR 传感器本身并不能为您提供方向,但是按顺序激活的足够多的传感器可以。例如,在走廊中依次触发的三个传感器是一个强有力的线索,有人正在朝那个方向走过走廊。如果你看到有人进入房间,然后在房间里移动,但门口什么都没有,那么你可以很好地猜测进入的人还在里面但一动不动。

该系统并非万无一失,但 PIR 传感器价格便宜且非常灵敏,因此如果使用足够多的传感器,我认为您可以达到相当实用的水平。

要记住的一件事是,其他温暖的移动物体也会触发 PIR 传感器,例如四处移动的宠物。如果你有一只狗,那么瞄准传感器,让它们只看到离地板几英尺的运动会有所帮助。猫跳来跳去很多,但更小,所以也许有一种方法可以不触发猫。如果你知道唯一温暖的移动物体是人类,这个系统会容易得多。

皮尔_ 我在以前的工作中测试了 Matsushita/Panasonic NaPiOn PIR,也用于家庭自动化,它们运行良好。这些是运动检测器,它对接收器信号的变化做出反应,但您可以使用存在检测器,如果检测器接收到静态信号,它也会发出信号。

我用不同类型的衣服进行了测试,比如套头衫上的外套,它总是在几米的距离内检测到我,所以显然头部和手的辐射已经足够了。所以我想一个睡在毯子下的人也会被检测到(除非她完全被毯子覆盖)。

PIR 擅长检测移动的人类。
如果每个房间有许多人,您可以通过跟踪人员并确定他们在“从雷达上消失”时的位置,从而成功地推断出非移动人类的存在。

多普勒雷达模块曾经在开门器中很常见,现在大部分被 PIR 所取代,是出色的运动探测器。您可以相对轻松地自己制作。它们还检测移动的猫狗和飘动的窗帘等。
通过带通滤波输出可以将检测限制在人类身上。有人告诉我,人体关节产生的关节频率是独一无二的——尤其是在猫和狗的频率相同时。有人告诉我这是一个非常可靠的人员探测器。

超声波可能不如 PIR 或 RADAR 好

您提到的其他系统可能能够以光束计数器类型的角色触发,但缺乏 PIR 和 RADAR 的实际人员检测能力。

额外加分:可以使用便宜的 DIY 力传感器检测到熟睡的人。取两条铝箔,稍微揉皱。然后将它们卷起来形成一个电容器。使用塑料袋或箔作为绝缘体/电介质。

在床/沙发底座或脚的全部重量下挤压它。然后测量容量。例如,使其成为振荡器电路的一部分并计算中断,或计算为其充电所需的 CPU 周期。

检测添加或移除枕头就足够了。它会随着时间的推移而漂移,但可以可靠地检测事件:重量增加、重量减轻、重量转移。(是的,我确实记录了我的睡眠时间。)如果有人决定睡在地板上,这将无济于事,但这是一个开始。