热释电红外与微波人体传感信号处理电路及控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及人体感应领域，更具体地说，涉及一种热释电红外与微波人体传感信号处理电路及控制系统。


背景技术：

2.人体存在感应，常见的包括热释电红外传感器和微波感应器。
3.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。
4.参考图9和10，pir内部探头是半导体芯片，阻抗非常高，必须要有个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，所以，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。
5.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。参考图11和12，微波传感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。微波传感器的混频输出必然由交流信号和直流分量叠加形成。
6.基于此，所有pir或微波传感器的输出信号，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、放大电路直流工作电流完全跑偏。例如，如果偏移是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。
7.热释电红外传感器和微波感应器的输出信号时交流信号，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。
8.参考图9至12，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。
9.另外现有的由热释电红外传感器和微波感应器的双鉴感应装置，热释电红外传感器和微波感应器是互相独立的，通过不同的ic或mcu进行控制，结构电路复杂、成本高，而且无法对两路信号在相同的mcu进行真正融合而无法满足不同的人体存在探测需求。


技术实现要素：

10.本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种热释电红外与微波人体传感信号处理电路及控制系统。
11.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种热释电红外与微波人体传感信号处理电路，包括热释电红外感应模块、微波感应模块、信号传输模块和微控制器；
12.所述热释电红外感应模块和微波感应模块分别对人体活动进行探测并输出传感信号；
13.所述信号传输模块以使所述传感信号以直流分量叠加交流分量同时通过的方式传输至所述微控制器；
14.所述微控制器以与所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的模数转换参考电压对所述传感信号进行模数转换与/或识别处理。
15.优选地，所述热释电红外感应模块输出传感信号为热释电红外感应信号，所述微波感应模块输出传感信号为多普勒中频信号，所述直流分量为所述热释电红外感应模块电路输出的信号及微波感应模块混频输出的多普勒中频信号中的直流分量。
16.优选地，与所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的所述模数转换参考电压大于等于所述热释电红外感应信号中的直流分量和交流分量的叠加值；和/或，与所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的所述模数转换参考电压大于等于所述多普勒中频信号中的直流分量和交流分量的叠加值。
17.优选地，与所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的所述模数转换参考电压≥0.3v，且≤1.6v。
18.优选地，与所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的所述模数转换参考电压为0.5v。
19.优选地，所述信号传输模块被设置为使所述热释电红外感应模块、所述微波感应模块分别与所述微控制器电连接的导体。
20.优选地，所述信号传输模块被设置为让所述热释电红外感应信号或者所述多普勒中频信号中的直流分量叠加交流分量同时通过的元器件或电路。
21.优选地，所述微控制器的模数转换位数为12位及以上。
22.优选地，所述微控制器包括参考电压转换器，所述微控制器基于所述参考电压转换器转换后的模数转换参考电压对来自所述热释电红外感应模块、微波感应模块的信号进行模数转换。
23.优选地，所述参考电压转换器将所述微控制器外部对vcc引脚的供电转换为模数转换参考电压。
24.优选地，所述微控制器基于所述参考电压转换器转换后的模数转换参考电压对感应信号模数转换、并识别其中信号数值，根据对所述信号数值识别输出控制信号或人体存在判断结果。
25.优选地，所述微控制器包括逻辑控制单元、分别连接所述逻辑控制单元的第一信号处理模块、第二信号处理模块；
26.所述第一信号处理模块连接所述热释电红外感应模块，对所述热释电红外感应模块感应的信号采集处理后传递至所述逻辑控制单元；
27.所述第二信号处理模块连接所述微波感应模块，对所述微波感应模块感应的信号采集处理后传递至所述逻辑控制单元。
28.优选地，所述第一信号处理模块包括串联的第一信号采集单元、第一算法单元，所述第一信号采集单元连接所述热释电红外感应模块，所述第一算法单元连接所述逻辑控制单元；
29.所述第二信号处理模块包括串联的第二信号采集单元、第二算法单元，所述第二信号采集单元连接所述微波感应模块，所述第二算法单元连接所述逻辑控制单元；
30.所述参考电压转换器连接在所述第一信号采集单元、第二信号采集单元之间，以生成模数转换参考电压，作为所述第一信号采集单元和第二信号采集单元的模数转换参考电压。
31.优选地，所述参考电压转换器向所述第一信号采集单元和第二信号采集单元的模数转换参考电压是相同的电压；或，
32.所述参考电压转换器分别针对所述微波感应模块的多普勒中频信号和所述热释电红外感应模块的pir信号匹配的具有不同电压值的模数转换参考电压。
33.优选地，所述微波感应模块包括混频检波单元以及与所述混频检波单元通信连接的振荡电路单元、天线单元。
34.优选地，所述热释电红外感应模块和所述微控制器之间设置有滤波电路；和/或,所述微波感应模块和所述微控制器之间设置有滤波电路。
35.优选地，所述滤波电路包括串联的第一电阻r1、第二电阻r2、以及连接在所述第一电阻r1、第二电阻r2之间后接地的电容c1；或，
36.所述滤波电路包括串联的第一电阻r1、电感、以及连接在所述第一电阻r1、电感之间后接地的电容c1。
37.一种控制系统，包括所述热释电红外与微波人体传感信号处理电路、以及与所述微控制器连接的待控制系统。
38.优选地，所述待控制系统包括继电器、调光电源、网络通信模块中的控制系统一种。
39.实施本实用新型的热释电红外与微波人体传感信号处理电路及控制系统，具有以下有益效果：本技术的处理电路中，热释电红外感应模块与微控制器之间、微波感应模块与微控制器之间不需要隔直耦合电容对感应信号的直流分量进行隔离，避免了隔直耦合电容充放电所造成的感应信号传输的延迟、和对感应信号非线性改变带来的失真，提高了感应信号传输的实时性和探测的可靠性。另外，不再需要运算放大器对感应信号进行放大，或者仅需一级运算放大器和/或其它具备信号放大能力的半导体器件做低倍数放大，感应信号中的直流分量和失真不会被放大或大倍率放大，使它们得以有效抑制，而结合以与所述直流分量相适配的低模数转换参考电压对所述感应信号进行模数转换，则同位数情况下提高了对感应信号模数转换的采样精度，能够对含有直流分量的感应信号进行模数转换、最终使人体感应的实时性、探测结果可靠性、抗干扰能力都得到提高，也有利于产品微型化、芯片化。
附图说明
40.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
41.图1是本实用新型实施例中的热释电红外与微波人体传感信号处理电路原理示意图；
42.图2是图1中热释电红外与微波人体传感信号处理电路具体的电路原理示意图；
43.图3是滤波电路的电路原理图；
44.图4是另一实施例中滤波电路的电路原理图；
45.图5是热释电红外传感与微波传感信号处理流程图；
46.图6是热释电红外与微波人体传感信号处理电路通过继电器对灯具进行控制的电路示意图；
47.图7是热释电红外与微波人体传感信号处理电路的微控制器的out引脚的控制信号电连接调光电源实现对led灯的调光的电路示意图；
48.图8是热释电红外与微波人体传感信号处理电路的微控制器的out引脚的控制信号电连接网络通信模块的电路示意图；
49.图9是现有一种热释电红外传感器应用电路示意图；
50.图10是现有另一种热释电红外传感器应用电路示意图；
51.图11是现有一种微波感应器的电路结构示意图；
52.图12是现有另一种微波感应器的电路结构示意图；
53.图13是adc与微控制器mcu连接的示意图。
具体实施方式
54.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
55.如图1、图2所示，本实用新型一个优选实施例中的热释电红外与微波人体传感信号处理电路包括热释电红外感应模块1、微波感应模块2、信号传输模块和微控制器3。
56.热释电红外感应模块1和微波感应模块2分别对人体活动进行探测并输出传感信号；所述信号传输模块以使所述传感信号以直流分量叠加交流分量同时通过的方式传输至
所述微控制器。
57.所述微控制器3以与所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的模数转换参考电压对所述传感信号进行模数转换与/或识别处理。
58.本技术的处理电路中，热释电红外感应模块1与微控制器3之间、微波感应模块2与微控制器3之间不需要隔直耦合电容对感应信号的直流分量进行隔离，避免了隔直耦合电容充放电所造成的感应信号传输的延迟、和对感应信号非线性改变带来的失真，提高了感应信号传输的实时性和探测的可靠性。
59.另外，不再需要运算放大器对感应信号进行放大，或者仅需一级运算放大器和/或其它具备信号放大能力的半导体器件做低倍数放大，感应信号中的直流分量和失真不会被放大或大倍率放大，使它们得以有效抑制，而结合以与所述直流分量相适配的模数转换参考电压对所述感应信号进行模数转换，则同位数情况下提高了对感应信号模数转换的采样精度，能够对含有直流分量的感应信号进行模数转换、最终使人体感应的实时性、探测结果可靠性、抗干扰能力都得到提高，也有利于产品微型化。
60.热释电红外感应模块1对人体的移动进行探测，热释电红外感应模块1输出传感信号为热释电红外感应信号，即pir信号。
61.微波感应模块2对人体移动、微动检测、人体的呼吸/心跳信息进行探测，所述微波感应模块2输出传感信号为多普勒中频信号，所述直流分量为所述热释电红外感应模块1电路输出的信号及微波感应模块2混频输出的多普勒中频信号中的直流分量。
62.与所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的所述模数转换参考电压大于等于所述热释电红外感应信号中的直流分量和交流分量的叠加值，在其他实施例中，与所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的所述模数转换参考电压大于等于所述多普勒中频信号中的直流分量和交流分量的叠加值，以上两种情形也可同时出现。
63.进一步地，与所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的所述模数转换参考电压≥0.3v，且≤1.6v。
64.优选地，与所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的所述模数转换参考电压为0.5v。
65.信号传输模块被设置为使所述热释电红外感应模块1、所述微波感应模块2分别与所述微控制器3电连接的导体。
66.在其他实施例中，信号传输模块被设置为让所述热释电红外感应信号或者所述多普勒中频信号中的直流分量叠加交流分量同时通过的元器件或电路。
67.当有人进入热释电红外感应模块1探测区域，人体红外辐射通过菲涅尔透镜聚焦，并被热释电红外感应模块1接收，热释电红外感应模块1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，即pir信号。
68.微波感应模块2根据实施需要，可以用于人体移动、人体微动，或者人体的呼吸/心跳信息之一进行探测，微波感应模块2包括混频检波单元以及与混频检波单元通信连接的振荡电路单元、天线单元。
69.工作时，微波感应模块2向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激励信号和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人体的活动的反馈，如人体移动、微动甚至呼吸/心跳，微波感应模块2向微控制器3输出多普勒中频信号。输出的pir信号电压一般在0.01mv～20mv范围，输出的多普勒中频信号输出的电压一般为0.1mv～500mv。
70.优选地，微控制器的模数转换位数为12位及以上，同样位数的微控制器3能实现更高识别转换精度，运算放大器、耦合电容等的简化等，有利于降低产品的成本。
71.通过相同的微控制器3对热释电红外感应模块1和微波感应模块2同时处理，分别识别它们的信号数值，并形成最后人体存在状态的识别，热释电红外感应模块1和微波感应模块2能够有多种工作模式，如双鉴模式和交替工作模式等，不仅提高识别的准确度和抗干扰性能，更可满足不同的探测需求。
72.微控制器3包括逻辑控制单元31、分别连接逻辑控制单元31的第一信号处理模块32、第二信号处理模块33；第一信号处理模块32连接热释电红外感应模块1，对热释电红外感应模块1感应的信号采集处理后传递至逻辑控制单元31；第二信号处理模块33连接微波感应模块2，对微波感应模块2感应的信号采集处理后传递至逻辑控制单元31。
73.第一信号处理模块32包括串联的第一信号采集单元、第一算法单元，第一信号采集单元连接热释电红外感应模块1，第一算法单元连接逻辑控制单元31。
74.第二信号处理模块33包括串联的第二信号采集单元、第二算法单元，第二信号采集单元连接微波感应模块2，第二算法单元连接逻辑控制单元31。
75.微控制器3包括参考电压转换器，参考电压转换器连接在第一信号采集单元、第二信号采集单元之间，以生成模数转换参考电压，作为第一信号采集单元和第二信号采集单元的模数转换参考电压。
76.微控制器3基于参考电压转换器转换后的模数转换参考电压对来自热释电红外感应模块1、微波感应模块2的信号进行模数转换。
77.微控制器3基于参考电压转换器转换后的模数转换参考电压对感应信号模数转换、并识别其中信号数值，根据对信号数值识别输出控制信号或人体存在判断结果。
78.参考电压转换器将微控制器3外部对vcc引脚的供电转换为模数转换参考电压，参考电压转换器分别电连接第一信号采集单元和第二信号采集单元，将转换形成的模数转换参考电压向第一信号采集单元和第二信号采集单元输出。
79.通常，vcc引脚的输入电压一般为5v或3.3v。参考电压转换器将微控制器3外部对vcc引脚的供电转换为模数转换参考电压,模数转换参考电压≦1.6v，如1.6v、1.0v、0.5v。
80.结合到pir、及多普勒中频信号输出的电压，模数转换参考电压可优选为0.5v。参考电压转换器向第一信号采集单元和第二信号采集单元的模数转换参考电压是相同的电压；当然，参考电压转换器也可以分别针对微波感应模块2的多普勒中频信号和热释电红外感应模块1的pir信号匹配的具有不同电压值的模数转换参考电压。
81.第一信号采集单元和第二信号采集单元在参考电压转换器转换形成的模数转换参考电压辅助下分别对输入的模拟信号进行模数转换，形成数字信号。
82.微控制器3具有a/d1和a/d2引脚，来自热释电红外感应模块1的pir信号与微波感应模块2的多普勒中频信号分别电连接a/d1、a/d2引脚，输入到对应的信号采集单元。
83.结合图13所示，a/d转换器一般指模数转换器，模数转换器即a/d转换器，或简称adc，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输
入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。
84.原理概述：
85.模拟数字转换器的分辨率是指，对于允许范围内的模拟信号，它能输出离散数字信号值的个数。这些信号值通常用二进制数来存储，因此分辨率经常用比特作为单位，且这些离散值的个数是2的幂指数。例如，一个具有8位分辨率的模拟数字转换器可以将模拟信号编码成256个不同的离散值(因为2^8＝256)，从0到255(即无符号整数)或从-128到127(即带符号整数)，至于使用哪一种，则取决于具体的应用。
86.其转换原理如下。
87.在启动信号控制下，首先置数选择逻辑电路，给逐次逼近寄存器最高位置“1”，经d/a转换成模拟量后与输入模拟量进行比较，电压比较器给出比较结果。如果输入量大于或等于经d/a变换后输出的量，则比较器为1，否则为0，置数选择逻辑电路根据比较器输出的结果，修改逐次逼近寄存器中的内容，使其经d/a变换后的模拟量逐次逼近输入模拟量。这样经过若干次修改后的数字量，便是a/d转换结果的量。
88.现逼近型a/d大多采用二分搜索法，即首先取允许电压最大范围的1/2值与输入电压值进行比较，也就是首先最高为“1”，其余位为“0”。如果搜索值在此范围内，则再取范围的1/2值，即次高位置“1”。如果搜索值不在此范围内，则应以搜索值的最大允许输入电压值的另外1/2范围，即最高位为“0”，依次进行下去，每次比较将搜索范围缩小1/2，具有n位的a/d变换，经n次比较，即可得到结果。逐次逼近法变换速度较快，所以集成化的a/d芯片多采用上述方法。
89.a/d转换需外部启动控制信号才能进行，分为脉冲启动和电平启动两种，使用脉冲启动的芯片有adc0804、adc0809、adc1210等。使用电平启动的芯片有adc570、adc571、adc572等。这一启动信号由cpu提供，当a/d转换器被启动后，通过二分搜索法经n次比较后，逐次逼近寄存器的内容才是转换好的数字量。因此，必须在a/d转换结束后才能从逐次逼近寄存器中取出数字量。为此d/a芯片专门设置了转换结束信号引脚，向cpu发转换结束信号，通知cpu读取转换后的数字量，cpu可以通过中断或查询方式检测a/d转换结束信号，并从a/d芯片的数据寄存器中取出数字量。
90.具体来说，现有技术中，无论热释电红外感应模块1输出的pir信号还是微波感应模块2输出的多普勒中频信号，它们传感信号均具有直流分量，需要通过隔直的耦合电容将直流分量隔离后，再往微控制器传输。pir信号和多普勒中频信号本身已是比较微弱的信号，一般是毫伏级，通过隔直的耦合电容隔离了直流分量，pir信号和多普勒中频信号的信号进一步大幅变弱，另外，由于现有的微控制器的一般采用的是较高的模数转换参考电压，如2伏、3伏、甚至5伏等，以现有技术中采集单元的模数转换参考电压为5v、位数为12位为例，则模数转换过程中，分段量化中每段的电压为：5v/4096＝0.00122v，即1.22mv，它的转换精度为1.22mv，对于感应信号电压在0.01mv～1.22mv的变化时无法被识别和转换的，所以需要通过两级或以上的运算放大器或者一级大倍率的运算放大器放大后才能进行模数转换和识别。
91.而本实用新型中，一方面，由于信号传输模块让所述传感信号以直流分量叠加交流分量同时通过的方式传输至所述微控制器3，即不再需要隔直的耦合电容对直流分量进行隔离，传感信号中直流分量叠加交流分量同时传输至所述微控制器3，传感信号不存在被大幅变弱的问题，另一方面，由于所述微控制器3以与所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的模数转换参考电压对所述传感信号进行模数转换与/或识别处理，即假如传感信号中直流分量为0.3伏，交流分量最高值为0.2伏，即直流分量和交流分量的叠加值最高为0.5伏，那么所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的模数转换参考电压只需略大于0.5伏就可以对传感信号进行完成的模数转换和识别。以模数转换参考电压为0.5伏，位数为12位为例，则0.5v/4096＝0.000122v，即转换精度为0.122mv，即只要变化大于0.122mv的都能够被识别和转换，所以在位数相同的情况下，模数转换的识别精度能够显著的提高。由于模数转换参考电压是与所述直流分量和交流分量的叠加值相适配的，所以不存在信号无法被完整模数转换的问题，同时不需要运算放大器或者只需较小倍率的运算放大器放大，就直接可以对传感信号进行模数转换和识别处理。这样，由于不再需要隔直耦合电容对传感信号的直流分量进行隔离，避免了隔直耦合电容充放电所造成的传感信号传输的延迟、和对传感信号非线性改变带来的失真，提高了感应信号传输的实时性；不再需要运算放大器对感应信号进行放大，或者仅需一级运算放大器和/或其它具备信号放大能力的半导体器件做低倍数放大，失真和噪声信号不会被放大或大倍率放大，使它们得以有效抑制，提高了人体传感过程的抗干扰性和探测结果的可靠性、结构的简化，也更有利于产品微型化、芯片化。
92.热释电红外感应模块1的pir信号输入至第一信号采集单元经过采样、模数转换后，电连接并输入第一算法单元。第一算法单元对数字信号进行存储运算处理，包括：进行软件滤波、存储、运算处理，其中的软件滤波需要将电网的工频信号、尖峰信号、低频率信号滤除，将滤波后的结果暂时缓存并在特征判断的时候调出其储存的数据，当判断是人体有人体移动(即信号数值)则输出判断结果，并将处理结果电输入逻辑控制单元31。
93.同样，微波感应模块2的多普勒中频信号输入至第二信号采集单元经过采样、模数转换后，电连接并输入第二算法单元。第二算法单元对数字信号进行存储运算处理，包括：进行软件滤波、存储、运算处理，其中的软件滤波需要将电网的工频信号、尖峰信号、低频率信号滤除，将滤波后的结果暂时缓存并在特征判断的时候调出其储存的数据，当判断是探测到人体移动、或人体微动、或人体的呼吸或心跳信息(即信号数值)则输出判断结果，并将处理结果电输入逻辑控制单元31。
94.其中，第一算法单元和第二算法单元可以是分别针对热释电红外感应模块1、微波感应模块2探测相对应的数字信号进行独立处理的不同算法或不同集成电路结构，也可以是能够兼容两路信号处理的相同的算法或集成电路结构。
95.最后逻辑控制单元31根据第一算法单元和第二算法单元的处理结果，生成控制信号并经过out引脚输出。
96.结合图3、图4所示，热释电红外感应模块1和微控制器3之间设置有滤波电路4；微波感应模块2和微控制器3之间设置有滤波电路4。滤波电路4对噪声信号过滤后再输入微控制器3的a/d转换输入引脚，以进一步提高抗干扰能力。当然，也可只在热释电红外感应模块1和微控制器3之间或微波感应模块2和微控制器3之间设置滤波电路4。
97.滤波电路4可以是由rc组成的滤波电路4，或者是lc组成的滤波电路4。另外，滤波
的输出至微控制器3前，进一步串联一电阻r1以提高对噪声的抑制能力。
98.进一步地，滤波电路4包括串联的第一电阻r1、第二电阻r2、以及连接在第一电阻r1、第二电阻r2之间后接地的电容c1；在其他实施例中，滤波电路4也可包括串联的第一电阻r1、电感l1、以及连接在第一电阻r1、电感之间后接地的电容c1。
99.热释电红外感应模块1、微波感应模块2和微控制器3，以及相关电路组成可采用分体式结构，但在某些优选实施例中，也可以将所述微波感应模块2和微控制器3，或者热释电红外感应模块1和微控制器3，或者热释电红外感应模块1、微波感应模块2和微控制器3三者，或者整个热释电红外与微波人体传感信号处理电路集成在一个模块或以集成电路方式集成在一个芯片上以进一步提高感应信号传输、处理的实时性，以及进一步简化电路结构与微型化。
100.热释电红外感应模块1与微波感应模块2可以组合成不同的探测模式，例如：
101.1、双鉴模式：热释电红外感应模块1与微波感应模块同时工作，热释电红外传和微波感应模块同时进行人体存在探测。其中，基于对人体的移动、以及人体呼吸或心跳信号的探测，微波感应模块的多普勒中频信号根据实施需要可以划分为两种类型，即与人体躯体移动与/或肢体动作信息关联的活动存在信号，以及基于人体的呼吸与/或心跳信息的静止存在信号(对应休息睡眠状态)。
102.2、交替模式：热释电红外感应模块1和微波感应模块基于预设的启动规则，交替工作来实现人体存在的探测。预设的启动规则可以根据探测需求，具有多种，例如可以是：热释电红外感应模块1负责探测人体躯体移动与/或肢体动作信息；当热释电红外感应模块1在预设时长(如t1)内没有探测到人体躯体移动与/或肢体动作信息，则切换至微波感应模块工作，微波感应模块对人体的呼吸与/或心跳信息进行探测或者同时探测人体躯体移动与/或肢体动作信息。微波感应模块探测到人体的呼吸与/或心跳信息(或者人体躯体移动与/或肢体动作信息)后，切换回热释电红外感应模块1工作，或者在预设时长(t2)结束后，微波感应模块自动关闭并切换至热释电红外感应模块1工作。预设的启动规则可以有多种，以实现不同的探测功能。同样，基于对人体的移动、以及人体呼吸或心跳信号的探测，微波感应模块的多普勒中频信号可以根据实施需要可以划分为两种类型，即与人体躯体移动与/或肢体动作信息关联的活动存在信号，以及基于人体的呼吸与/或心跳信息的静止存在信号(对应休息睡眠状态)。
103.微波感应模块工作时，有断续发射状态发射窄脉冲波束工作，或者连续发射波束或者断续发射较宽脉冲波束工作等模式。其中，断续发射状态发射窄脉冲波束特别适合人体躯体移动与/或肢体动作信息的探测，能够降低干扰并省电。连续发射波束或者断续发射较宽脉冲波束适合人体的呼吸与/或心跳信息的探测和捕捉，有利于提高静止存在信号(对应休息睡眠状态)的识别
104.热释电红外人体传感与微波人体传感信号处理方法和过程包括：
105.人体感应步骤：根据双鉴模式或者交替模式，热释电红外感应模块1与微波感应模块2对人体存在信息进行探测。其中，热释电红外感应模块1可以对人体躯体移动与/或肢体动作信息进行探测，微波感应模块可以根据实施需要对人体躯体移动与/或肢体动作信息、以及人体的呼吸与/或心跳信息的静止存在信号进行探测，以输出多普勒中频信号根据频率不同，可以定义或划分为与人体躯体移动与/或肢体动作信息关联的活动存在信号，以及
基于人体的呼吸与/或心跳信息的静止存在信号(对应休息睡眠状态)。微波感应模块工作时，有断续发射状态发射窄脉冲波束工作，或者连续发射波束或者断续发射较宽脉冲波束工作等模式。其中，断续发射状态发射窄脉冲波束特别适合人体躯体移动与/或肢体动作信息的探测，能够降低干扰并省电。连续发射波束或者断续发射较宽脉冲波束适合人体的呼吸与/或心跳信息的探测和捕捉，有利于提高静止存在信号(对应休息睡眠状态)的识别。
106.参考图5所示，基于模数转换参考电压的模数信号转换步骤：
107.微控制器3内的参考电压转换器将外部对vcc引脚的供电转换形成的模数转换参考电压并电连接信号采集单元作为第一信号采集单元和第二信号采集单元的模数转换参考电压。模数转换参考电压为≦2.5v，如2.5v、1.5v、0.5v，优选为0.5v。第一信号采集单元和第二信号采集单元基于该模数转换参考电压，分别对热释电红外感应模块1的pir信号和微波感应模块2的多普勒中频信号进行模数转换。转换过程中，包括对模数转换参考电压根据第一信号采集单元和第二信号采集单元的编码位数进行分段量化，由于采用了模数转换参考电压分段量化的电压值大幅降低，既满足无须运算放大器放大直接输入要求以及精度的采样识别需求；最后对热释电红外感应模块1的pir信号和微波感应模块2的多普勒中频信号进行采样和缓存、并基于分段量化对其进行编码进而转换为数字信号。
108.信号数值识别步骤：第一算法单元和第二算法单元分别对来自第一信号采集单元和第二信号采集单元的数字信号进行存储运算处理，包括进行软件滤波、存储、运算处理，其中的软件滤波需要将电网的工频信号、尖峰信号、低频率信号滤除，将滤波后的结果暂时缓存并在特征判断的时候调出其储存的数据，当判断是人体有人体移动(即信号数值)则输出判断结果，并将处理结果电输入逻辑控制单元31。通过第一信号采集单元和第二信号采集单元及逻辑控制单元31可以对符合预设阀值的信号变化进行识别，并判断pir信号和多普勒中频信号的两路输入分别是否存在信号数值。另外根据不同的阀值设置，可以将信号数值与人体的移动、微动甚至人体的呼吸或心跳信号相对应。例如符合某预设阀值的信号数值，可以对应人体的移动；符合另一预设阀值的信号数值，可以对应人体的呼吸等。某预设阀值可以是基于数字信号大小变化阀值、跳变持续时间长度阀值等或者它们组合形成的一个阀值，即可以通过对跳变幅度、持续时间等对人体存在的状态进行区分，得到识别结果。
109.基于信号数值的识别输出控制信号步骤：
110.逻辑控制单元31结合热释电红外感应模块1与微波感应模块2的两路输入对应的信号数值的识别结果，对人体存在状态进行识别。例如：仅热释电红外感应模块1有信号数值，可将人体存在状态识别为活动状态；热释电红外感应模块1无信号数值，微波感应模块2有信号数值，而且是仅有与基于人体的呼吸与/或心跳信息的静止存在信号，可以将人体存在状态识别为休息睡眠状态；热释电红外感应模块1和微波感应模块2均无信号数值，可以人体空间存在状态识别为不存在或已离开状态等。逻辑控制单元31根据信号数值的识别或人体存在状态的识别结果通过out引脚输出相对应的控制信号。控制信号可以是高低电平、或者pwm波形/信号、或者符合相关通讯协议的波形或信号。另外也可根据人体存在状态相对应设备的控制策略来生成控制信号。
111.本技术另一实施例中还提供一种控制系统包括热释电红外与微波人体传感信号处理电路、以及与微控制器3连接的待控制系统5，待控制系统5包括继电器、调光电源、网络
通信模块中的一种。
112.逻辑控制单元31根据识别到的信号数值，以及人体存在状态的识别结果，另外根据控制对象的不同，通过out引脚输出相对应的控制信号时，输出的控制信号类型有多种。
113.如图6，为通过继电器对灯具等进行控制。out引脚的控制信号可以是高低电平，例如可以是：当人体存在状态为活动存在，则可以将控制信号的高电平对应为继电器的闭合，out引脚输出高电平，使继电器的闭合，灯具打开。当人体存在状态为静止存在，out引脚同样输出高电平，使继电器的闭合，灯具维持打开状态；当探测到人体存在状态为不存在或已离开状态，out引脚同样输出低电平，使继电器的打开，灯具关闭等。同样，当out引脚电连接报警器时，也可以输出高低电平进行控制报警与否。
114.如图7，为out引脚的控制信号电连接调光电源实现对led灯的调光。out引脚可以输出pwm波形或信号以实现控制。
115.如图8，为out引脚的控制信号电连接网络通信模块，并对组网上的控制器或与控制相关的设备进行控制。网络通信模块可以有线网络模块、也可以无线网络模块，如：蓝牙、wifi、zigbee等模块。
116.本技术解决了以下问题：
117.解决人体感应信号被放大造成信号失真、抗干扰能力低的问题；
118.解决信号延迟、非实时的问题。
119.解决现有双鉴感应装置中热释电红外感应模块1和微波感应模块2完全独立，无法融合而而无法满足不同的人体存在探测需求的问题。
120.可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
121.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。