专利名称：人体活动量传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测人体活动量大小的人体活动量传感器。属于家用电器的检测技术领域。
利用热释电红外传感器检测人体辐射红外线的人体检测器已使用得较普遍，主要的核心部件－－热释电红外传感器中有红外线波长 7～15μm带通特性的滤光器，使检测器仅对温度变化在人体温度范围敏感(人体的体温约30℃，即300K，则人体辐射的远红外线能量的波长在于9～10μm有一个峰)，这样对飘动的热气和灯光、日光等的抗干扰能力较强。使用装有两个联接成差动形式的检测单元的传感器，可以对周围急剧温度变化、外部振动和外来干扰光噪声不敏感。因为信号同时进入两个检测元件，两者的差动效应使上述不需要的信号相互抵消。这样，只有移动中人体辐射的红外线以不同的时序进入两个检测单元，不会互相抵消，因而可以正确地检测出人体的活动情况。
传统的人体检测器框图如图1所示本实用新型的目的是设计一种人体活动量传感器，使其能检测出人体活动剧烈的程度。
本实用新型的内容是人体活动量传感器，包括1、 聚光系统，为一菲涅尔透镜。
2、 热释电传感器，为一双单元热释电探头。
3、 用于将热释电传感器产生的电信号放大的频域限制放大器，由运算放大器L3A、L3B组成。
4、 用于对上述电信号进行整形的波形整形电路，由可变电阻R11及运算放大器L3B组成。
5、 用于对上述输出脉冲进行定时计数的脉冲计数器，其中L1负责输出定时脉冲，R1、C4确定时间间隔的长度，数字芯片L4A、L4B完成反相功能，数字芯片L4C、L4D完成反相延时功能，数字芯片L5A、L5B为十进制计数器。
6、用于将上述计数器的数值进行锁存的数据锁存器和数据插座，由锁存器L2和插座8PIN组成。
本实用新型的电路方框图如图2所示。
从原理上讲，利用红外探测到人体以大约0.2～2米／秒的速度移动的同时辐射出的红外线后，经聚光系统的菲涅尔透镜作用，双单元热释电探头便会产生微弱的频率约为0.1Hz～10Hz电信号，经过特制的频域限制(0.1Hz～10Hz)高增益信号放大器后便可获得具有一定幅度的电信号。此时在本实用新型中，首先采用不可重触发的单稳触发器对波形进行整形，以获得相对于人活动情况的输出脉冲，然后再利用时钟产生器与脉冲计数器进行定时(如定时时间为1分钟、4分钟等)计数、锁存，从而获得人体活动量的具体数量值。
图1已有技术电路框图图2本实用新型电路框图图3人体活动量传感器用数字电路器件实现的电路图图4人体活动量传感器用微处理器实现的电路图
以下结合附图，详细介绍本实用新型的内容图3所示的人体活动量传感器高增益放大整形电路主要完成人体活动信号的检测、高增益放大和脉冲波形整形，以确保定时计数的准确性。其中运算放大器L3A、L3B完成高增益放大和波形整形功能，其灵敏度由可调电阻R11调节。图3电路的输出(physical)为一串矩形脉冲。
人体活动量传感器的定时脉冲计数锁存电路是用多个数字电路芯片构成的，其中L1负责输出定时脉冲，其定时间隔的长度由R1、C4确定。数字芯片L4A、L4B完成反相功能，数字芯片L4C、L4D完成反相延时功能，数字芯片L5为十进制计数器，数字芯片L2将计数器的数值进行锁存。8PIN为锁存器的输出端插座。
图4所示的人体活动量传感器的定时脉冲计数锁存显示电路由微处理器U201及其外接的数据锁存器U202、外接程序存储单元U203完成脉冲计数。此方案的具体实现用软件控制，微处理器还可以用来完成其他逻辑处理和控制功能。
只要适当调整可变电阻的值，便可获得人体活动量的大小。一般情况是，无人时为零，轻微活动或睡眠时为100以下，一般步行为100－200之间，较重活动200－300之间，重活动为300以上。
本实用新型设计的人体活动量传感器，能自动检测出人体活动剧烈的程度，为家用电器的智能化提供了必备的人体活动情况，是家用电器更新换代的首选传感器。
权利要求1.一种人体活动量传感器，包括(1)聚光系统，为一菲涅尔透镜；(2)热释电传感器，为一双单元热释电探头；其特征在于还包括(3)用于将热释电传感器产生的电信号放大的频域限制放大器，由运算放大器L3A、L3B组成；(4)用于对上述电信号进行整形的波形整形电路，由可变电阻R11及运算放大器L3B组成；(5)用于对上述输出脉冲进行定时计数的脉冲计数器，其中L1负责输出定时脉冲，R1、C4确定时间间隔的长度，数字芯片L4A、L4B完成反相功能，数字芯片L4C、L4D完成反相延时功能，数字芯片L5A、L5B为十进制计数器；(6)用于将上述计数器的数值进行锁存的数据锁存器和数据插座，由锁存器L2和插座8PIN组成。
2.一种人体活动量传感器，包括(1)聚光系统，为一菲涅尔透镜；(2)热释电传感器，为一双单元热释电探头；其特征还在于包括(3)用于将热释电传感器产生的电信号放大的频域限制放大器，由运算放大器L2A、L2B组成；(4)用于对上述电信号进行整形的波形整形电路，由可变电阻R10及运算放大器L2B构成；(5)用于逻辑处理和控制的定时脉冲计数锁存及显示接口电路，由微处理器U201、外接的数据锁存器U202、外接程序存储单元U203组成。
专利摘要本实用新型涉及一种人体活动量传感器。属于家用电器的检测技术领域。该传感器对热释电红外探头检测到的信号进行波形整形、定时计数、锁存等技术处理，从而达到对传感器检测范围内人体活动量大小进行定量检测的目的，主要包括热释电红外探头、频域限制的高增益信号放大器、时钟产生器、脉冲计数器和输出锁存或显示器接口。
文档编号A61B5/11GK2214797SQ94216958
公开日1995年12月13日 申请日期1994年7月16日 优先权日1994年7月16日
发明者张良杰, 王普, 李衍达 申请人:清华大学, 中国航空技术进出口广州公司