一种可调节的被动红外探测设备及具有其的智能装置的制作方法

本实用新型涉及一种被动红外(下文的“PIR”均为“被动红外”的英文简称，“PIR”的英文全称为“Passive Infrared”)探测设备，特别是涉及一种可调节的被动红外探测设备及具有其的智能装置。

背景技术：

随着人们生活水平的不断提高，人们对生活环境、生活安全和生活便利等要求越来越高，因此，目前越来越多的人们安装智能家居，比如被动红外探测器、智能无线摄像机等。这些智能家居大多有人体检测功能，即在布防状态下有外人闯入则会自动检测到并报警。人体检测功能的原理是使用被动红外传感器。这类传感器通过检测人体发出的10um左右的红外光来判断人体是否接近，例如：人体接近时直接输出高电平，无接近时输出低电平。但是，被动红外传感器的灵敏度预先设置好，无法根据用户的需求以及应用场景的变化进行调节，因此不能很好地的发挥产品功能。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可调节的被动红外探测设备来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

为实现上述目的，本实用新型提供一种可调节的被动红外探测设备，所述可调节的被动红外探测设备包括PIR传感器、PIR处理电路和灵敏度调节电路，其中：所述PIR传感器的信号输出端连接所述PIR处理电路的输入端，所述PIR传感器探测到的红外信号经由所述PIR处理电路信号的放大和过滤处理后输出；所述灵敏度调节电路连接所述PIR处理电路，用于基于灵敏度调节指令设置所述PIR处理电路的灵敏度。

进一步地，所述可调节的被动红外探测设备还包括主处理器，其具有指令接收端、指令输出端和红外信号接收端，其中：所述指令接收端接收所述灵敏度调节指令；所述指令输出端连接所述灵敏度调节电路，将所述灵敏度调节指令输入给所述灵敏度调节电路；所述红外信号接收端连接所述PIR处理电路，接收经由所述PIR处理电路处理后的所述红外信号。

进一步地，所述灵敏度调节电路包括接收有PWM的第一调节指令的输入端、连接所述PIR处理电路的输出端。

进一步地，所述灵敏度调节电路包括低通滤波器，所述低通滤波器具有接收所述第一调节指令的输入端、连接所述PIR处理电路(2)的输出端和接地端。

进一步地，所述灵敏度调节电路包括接收无PWM的第二调节指令的输入端、连接所述PIR处理电路的输出端。

进一步地，所述灵敏度调节电路包括MOS管和分压电路，其中：所述MOS 管的栅极接收所述第二调节指令，漏极通过所述分压电路连接所述PIR处理电路，源极接地。

进一步地，所述分压电路包括串联的第一分压电阻和第二分压电阻，其中：所述PIR处理电路连接在所述第一分压电阻和第二分压电阻之间，所述第一分压电阻的另一端接电源和地，所述第二分压电阻连接所述MOS管的漏极。

进一步地，所述第一分压电阻与地之间设滤波电容。

进一步地，所述灵敏度调节电路还包括第一电阻和第二电阻，其中：所述第一电阻的一端接收所述第二调节指令，另一端连接所述MOS管的栅极；所述第二电阻的一端连接在所述第一电阻与所述MOS管的栅极之间，另一端接地。

本实用新型还提供一种智能装置，该智能装置包括如上所述的可调节的被动红外探测设备。

本实用新型能够根据用户需求以及应用场景的变化，利用调节灵敏度调节电路对PIR处理电路的灵敏度进行调节，更好地的发挥产品红外探测功能。

附图说明

图1根据本实用新型所提供的可调节的被动红外探测设备一实施例的原理性示意图。

图2是图1中的灵敏度调节电路一实施例的示意图。

图3是图1中的灵敏度调节电路另一实施例的示意图。

图4是图1中的PIR处理电路的E931.97及其外围电路的示意图。

附图标记：

具体实施方式

在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实施例所提供的可调节的被动红外探测设备包括PIR传感器1、PIR处理电路2和灵敏度调节电路3，其中：

PIR传感器1利用热电偶原理检测人体发射出的红外能量，但是输出电压幅值很小，数量级一般也仅有毫伏量级。因此，PIR传感器1的信号输出端连接PIR处理电路2的输入端，PIR传感器1探测到的红外信号经由PIR处理电路2信号的放大和过滤处理后输出。通过PIR处理电路2将PIR传感器1输出的电压的有用部分进行放大处理，并且过滤掉其它无用的干扰信号。

PIR处理电路2包括信号处理芯片，该信号处理芯片采用的是ELMOS公司的E931.97，此款芯片不仅能放大PIR传感器1探测到的红外信号，还能针对人体走动的频率进行针对性过滤干扰信号。

图4示出的是PIR处理电路2的E931.97及其外围电路的示意图，如图4 所示。E931.97具有对信号进行放大和过滤处理的SENS管脚，该SENS管脚连接灵敏度调节电路3。通常情况下，SENS管脚需要外部供电，且供电电压越小灵敏度越高(PIR传感器1探测到的红外信号越容易被捕捉)，电压越高灵敏度越低。当电压在VDD/4以上时，灵敏度不变，一直是最小。

鉴于此，本实施例将灵敏度调节电路3连接PIR处理电路2，用于基于灵敏度调节指令设置PIR处理电路2的灵敏度。也就是说，通过调节灵敏度调节电路3调节供给SENS管脚的供电电压，控制E931.97捕捉红外信号的参数，不同的参数具有不同的探测距离，因此本实施例能够根据用户需求以及应用场景的变化，利用调节灵敏度调节电路对PIR处理电路的灵敏度进行调节，更好地的发挥产品红外探测功能。

当然，需要说明的是，即便是PIR处理电路2使用的是其他信号处理芯片，利用上述实施例相同的原理，也可以实现对PIR处理电路2的灵敏度的调节。

在一个实施例中，所述可调节的被动红外探测设备还包括主处理器4，主处理器4具有指令接收端、指令输出端和红外信号接收端，其中：所述指令接收端接收所述灵敏度调节指令。所述指令输出端连接所述灵敏度调节电路3，将所述灵敏度调节指令输入给所述灵敏度调节电路3。所述红外信号接收端连接PIR处理电路2，接收经由PIR处理电路2处理后的所述红外信号。

例如：主处理器4具有GPIO(通用输入输出)管脚进行状态变化，GPIO (General Purpose Input Output，通用输入/输出)，人们利用工业标准I2C、 SMBus或SPI接口简化了I/O口的扩展。当微控制器或芯片组没有足够的I/O 端口，或当系统需要采用远端串行通信或控制时，GPIO产品能够提供额外的控制和监视功能。用户可以通过不同产品的交互系统(例如显示屏、WIFI、按钮等形式)把调节灵敏度的指令传递给主处理器4，然后主处理器4通过GPIO 管脚输送给灵敏度调节电路3。

但是，由于主处理器4的GPIO管脚有的有PWM功能，有的没有PWM功能，有PWM功能的GPIO管脚输送给灵敏度调节电路3的信号为有PWM的第一调节指令，没有PWM功能的GPIO管脚输送给灵敏度调节电路3的信号为无PWM的第二调节指令。针对这两种调节指令的形式不同，灵敏度调节电路3的实现方式也不相同。

一种实现方式是：如图2所示，灵敏度调节电路3包括接收有PWM的第一调节指令的输入端、连接PIR处理电路2的输出端。通过该实施例中的灵敏度调节电路3，可以实现多档位、连续调节灵敏度的需求。

在一个实施例中，灵敏度调节电路3包括低通滤波器，所述低通滤波器具有接收所述第一调节指令的输入端PIR_SET_PWM、连接PIR处理电路2的输出端PIR_SENS和接地端。具体地，所述低通滤波器包括串联的滤波电阻R6 和滤波电容C2，其中：滤波电阻R6的一端为输入端PIR_SET_PWM,滤波电容 C2一端为接地端，滤波电阻R6和滤波电容C2之间为输出端PIR_SENS。

输入端PIR_SET_PWM接收的是所述第一调节指令，PWM输出的是一定占空比的方波信号，幅值常见值为1.8V、3.3V，本实施例以1.8V为例。当PWM方波经滤波电阻R6和滤波电容C2组成的低通滤波电路时，截止频率可以通过 (1/2πRC)这个公式算出来，低通滤波器设计的参数截止频率为7.2Hz，这样可以将高频的分量都被滤掉。此时的方波通过低通滤波器后变成了一定幅值的直流信号，这个直流信号中会含有一些交流成分，会导致E931.97的灵敏度变化，但是这个变化的频率都很快，远远大于人体移动的频率，所以当人体经过时的灵敏度还是相对的固定值。当PWM的占空比变化时，这个直流信号的幅值将会变化，具体地当占空比变低时幅值变低，占空比变高时幅值变高。

在另一个实施例中：如图3所示，灵敏度调节电路3包括接收无PWM的第二调节指令的输入端、连接PIR处理电路2的输出端。通过该实施例中的灵敏度调节电路3，可以实现GPIO管脚只能输出高、低两种电平的场景。

在一个实施例中，灵敏度调节电路3包括MOS管Q1和分压电路，其中： MOS管Q1的栅极接收所述第二调节指令，漏极通过所述分压电路连接PIR处理电路2，源极接地。

在一个实施例中，所述分压电路包括串联的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，其中：PIR处理电路2连接在第一分压电阻R1和第二分压电阻R2 之间，即灵敏度调节电路3的输出端PIR_SENS连接在第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间。第一分压电阻R1的另一端接电源PIR和地，第二分压电阻 R2连接MOS管Q1的漏极。本实施例中，电源PIR是一个3.3V的直流电源，提供直流偏置电压。

在一个实施例中，第一分压电阻R1与地之间设滤波电容C1，滤波电容 C1用于对电源PIR这个电源进行滤波，使其更稳定。

在一个实施例中，灵敏度调节电路3还包括第一电阻R4和第二电阻R5，其中：第一电阻R4的一端为输入端PIR_SET，接收所述第二调节指令，第一电阻R4的另一端连接MOS管Q1的栅极。第二电阻R5的一端连接在第一电阻 R4与MOS管Q1的栅极之间，另一端接地。第一电阻R4和第二电阻R5给MOS 管Q1的1脚提供默认电平，即低电平。同时当PIR_SET拉高时，第一电阻R4 和第二电阻R5组成的分压网络可以保证提供MOS管Q1的1脚是高电平。

当GPIO管脚拉高时，由于第一电阻R4和第二电阻R5的分压比例，MOS 管Q1将开启导通状态；当GPIO管脚拉低时，MOS管Q1将是关闭不导通状态。

第一电阻R4接收的是所述第二调节指令，当GPIO管脚输出的所述第二调节指令为高电平时，MOS管Q1是开启状态，第二分压电阻R2相当于接地，这时输出端PIR_SENS的电压值为第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的分压值，例如输出端PIR_SENS的电压值为VDD/(270K+27K)*27K＝0.09VDD。根据上文提及的E931.97的调节灵敏度原理，可以看出此时的灵敏度在一个比较高的等级上。当然，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的分压值可以根据实际用户的需求来确定。反过来，当MOS管Q1不导通时，第二分压电阻R2没有电流流过即为断路状态，输出端PIR_SENS的电压为VDD，即E931.97此器件的最低灵敏度。当GPIO管脚拉高时，由于第一电阻R4和第二电阻R5的分压比例， MOS管Q1将开启导通状态；当GPIO管脚拉低时，MOS管Q1将是关闭不导通状态。因此，用户可以根据需求和应用场景的不同选择拉高或拉低GPIO管脚的。

本实用新型还提供一种智能装置，所述智能装置包括上述各实施例中所述的可调节的被动红外探测设备。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。