关于 PIR 和其他运动检测器的几个问题

电器工程 微波 运动 探测器 安全 皮尔
2022-02-03 19:55:51

我从小就错误地认为运动检测器(作为防盗报警系统的一部分)旨在检测运动,而实际上是加热(如体温)物体的运动导致它们绊倒。我也知道有些非常敏感,甚至可以通过手指在键盘上打字来检测体热!

问题 #1:是否有运动检测器只检测运动,而移动物体不必辐射热量?

我问这个问题是因为上面的传感器可能会被一个放在它们上面的带有长杆的小玻璃相框蒙蔽。如果他们检测到运动,绕过将更加困难。

根据 Myth Busters 的说法,我认为我们应该排除声纳传感器,因为它们很容易被一层薄薄的织物绕过,比如像鬼一样穿着床单。

问题 2:除了微波运动检测器可能会出现问题,因为它们可以检测到木墙、家具和玻璃等固体物体的运动,这可能会导致误报——为什么不更频繁地使用它们?

问题#3:为什么有些报警系统中的 PIR 有三个黄色 LED 灯 | 红色 | 塑料传感器下面的绿色?我问他们也许检测到三种不同类型的运动,所以这可能与问题有关,而不是离题。

4个回答

PIR 传感器有很多优点:

  • 它们很便宜
  • 它们使用的电量非常少(因为它们是无源的)——这对于电池供电/无线传感器非常重要。我们在这里谈论微瓦。
  • 他们不传输任何东西(同样,因为他们是被动的),这意味着他们更容易获得认证
  • 他们产生很少的误报
  • 他们不需要校准
  • 他们可以有很宽的视野
  • 他们需要一个设备
  • 它们是固态的(没有移动部件)并且具有非常好的可靠性
  • 他们没有隐私或安全问题(例如,与基于摄像头的系统不同)
  • 他们看不到墙壁或玻璃(有助于避免检测到“外面”的东西)

不过,我很想看到一个 PIR 传感器实际上可以检测到在任何适当距离(1 或 2 米)上在键盘上移动的手指。鉴于 PIR 检测器的工作原理,这似乎不太可能。

一些缺点:

  • 它们通常在几米的距离内不是很敏感
  • 它们只检测与轴正交的平面中的运动(它比这更复杂,但它是一个很好的近似值)
  • 大多数仅检测沿单个轴的运动(取决于它们使用 2 个或 4 个表面以及菲涅耳透镜的形状)
  • 他们只检测他们能看到的东西,所以任何障碍物都会阻止他们看到任何东西
  • 它们只检测热源,通常是人类或动物
  • 您无法控制它们覆盖的确切区域

检测存在或运动的方法有很多很多,不过,就像 PIR 传感器一样,每种方法都有自己的优缺点,而且根据您想要检测的具体内容,许多方法可能并不适用。

你可以使用:

  • 多普勒(各种频率)
  • 距离传感器(ToF、超声波、激光雷达……)并测量变化
  • 振动传感器(MEMS 或压电)
  • 断梁传感器
  • 力电阻传感器
  • 热成像
  • 形状识别
  • 以上任何一项的组合……

可能还有更多,根据您的确切用例,一些或许多可能适用也可能不适用。

使用 2 个端口之一上的分路器在安静通道中的 VHF 或 UHF 信号可以测量墙壁上的反射信号,并通过使用肖特基二极管和放大器检测高达 10 或更多波长的反射,使用恒定功率放大器检测电平变化~100mW 左右。这与在回波损耗桥上使用 RSSI 相同。

我偶然发现这在 70 年代调整偶极子时在实验室中工作到 10 码,后来发现商业解决方案也能做到这一点。这个想法是区分反射的“驻波”在墙壁上的 mV 变化,任何干扰这些路径的人都会上下改变幅度,因此只需要一个带有慢速高通滤波器和比较器的 AC 全波整流器。

版本 A

IR 运动传感器非常准确,使用脉冲 IR 通过 PD 和信号调节器获得 AGC 平均反射回。然后相对于 AGC 信号的任何微小变化都会触发灯亮。它们可以在户外灯的大卖场找到,而且打开泛光灯非常便宜。只需将传感器连接到光耦合器即可获得警报信号。如果您的电网不可靠,则添加备用电池。

  • 另一种很酷的方法是使用一系列小镜子来反射 LED IR 激光束以进行中断,但成本更高。
  1. 运动感应非常广泛。

    多普勒雷达可以检测运动。任何检测到光变化的东西也会检测到运动(这与 PIR 传感器的概念几乎相同,但使用不同的组件来检测光的变化而不是辐射热的变化)。

根据 Myth Busters 的说法,我认为我们应该排除声纳传感器,因为它们很容易被一层薄薄的织物绕过,比如像鬼一样穿着床单。

与 PIR 传感器的薄应急毯相反?

  1. 这是雷达的一种形式。雷达往往是一种昂贵的技术,而且往往需要许可,因为它正在积极发射无线电波。它需要使用专用的无线电频段,如果没有,那么它会干扰您所有其他无线设备运行的频段。

  2. 为什么设备有状态读数?

尚无其他答案解决#3 - 三个 LED。您可能看到的是双技术运动检测器,而不是 PIR。它们包含一个 PIR,只有在触发(以节省能源)时才会激活第二种技术以检测运动(通常是微波)几秒钟。PIR 激活第一个 LED,微波激活第二个 LED。当它们同时触发一段时间后,第三个 LED 被激活,信号跳闸。

但是,这是试图做与您关注的用例不同的事情。您担心有人可能会阻止 PIR 的使用 - 这仍然可以工作(因为那样微波运动传感器将永远不会被触发)。这种安排的原因是为了减少误报。

另请注意,大多数家庭入侵者并不是精通家庭安全系统的老练对手。他们通常是受过不良教育的绝望人,希望为他们的下一次打击提供资金。入侵者警报的主要两个作用是首先鼓励他们选择一个更容易的目标(例如隔壁),其次是在大声响起时让他们尽快离开。有更容易和更可靠的众所周知的方法(我不会在这里发布)确保廉价的入侵者警报不会提醒任何人,而不是偷偷溜过穿着东西的 PIR。如果您的对手精通击败传统的家庭安全系统,您将需要一个更好的安全系统(如银行、高端珠宝店使用的)。