本发明涉及被动式红外人体传感器技术领域，更具体地，涉及一种基于被动式红外人体探测器的控制方法、装置及系统。
背景技术
正常人体平均体温在37℃，所辐射出的红外波段在8-12μm之间，如果能利用人体的这种生物特征，就可以将其作为人体识别方法的一种依据。20世纪80年代一种新型高灵敏度探测元件-热释电红外传感器发展起来了，这种热释电红外传感器能以非接触形式探测出人体辐射的红外热量变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以调理之后可以驱动各种控制电路，如用于电源的开关控制、防盗、防火、报警或自动探测。
近年来，社区住宅安防已经成为日益增长的社会需求，随着智能家居的普及，人们逐渐意识到家居安全保障已经成为高品质生活的重要组成之一。被动式红外探测技术是一种在安防工程中使用极为普遍的探测技术。在电子防盗探测器领域，被动式红外探测器的应用十分广泛，因其价格低廉、隐蔽性好、技术性能稳定，而深受广大消费者的青睐。
被动式红外线探测器是一种被动式红外探测技术的应用，是利用物体产生红外辐射的特性，实现自动检测信号，把检测信号转变成电信号进行信号电路处理，再通过无线收发控制装置实现自动监测或报警。但是，在被动式红外探测器工作的过程中，需要不间断的给被动式红外探测器、信号处理电路以及无线收发控制装置提供电源，致使耗能偏大，使各部件处于持续工作状态，一些红外人体探测器器还使用强电系统供电，大大降低了红外人体探测器的使用寿命。
技术实现要素：
鉴于上述问题，本发明提出了一种基于被动式红外人体探测器的控制方法、装置及系统，特别的，应用于红外探测系统，所述红外探测系统包括：被动式红外探测器、信号处理电路以及主控，可以降低功耗，延长红外人体探测器的使用寿命。
本发明第一实施例提供了一种基于被动式红外人体探测器的控制方法，该方法包括：所述主控接收来自所述信号处理电路发送的信号；当所述主控接收到来自所述信号处理电路的人体探测信号后，所述主控关闭所述被动式红外探测器与所述信号处理电路的电源；当达到第一预设时长后，打开所述被动式红外探测器的电源，当达到第二预设时长后，打开所述信号处理电路的电源。
本发明第二实施例提供了一种基于被动式红外人体探测器的控制方法，该方法包括：所述被动式红外探测器探测人体红外信号；所述被动式红外探测器将所述红外信号转换为电信号，并将所述电信号发送至所述信号处理电路；所述信号处理电路接收所述电信号，并对所述电信号进行处理后发送至主控；所述主控接收来自所述信号处理电路发送的信号；当所述主控接收到来自所述信号处理电路的人体探测信号后，所述主控关闭所述被动式红外探测器与所述信号处理电路的电源；当达到第一预设时长后，打开所述被动式红外探测器的电源，当达到第二预设时长后，打开所述信号处理电路的电源。
本发明第三实施例提供了一种基于被动式红外人体探测器的控制装置，所述主控包括所述控制装置，该装置包括：信号接收模块，用于接收来自所述信号处理电路发送的信号；指令执行模块，用于当所述主控接收到来自所述信号处理电路的人体探测信号后，所述主控关闭所述被动式红外探测器与所述信号处理电路的电源；反应控制模块，用于控制所述被动式红外探测器与所述信号处理电路的电源，当达到第一预设时长后，打开所述被动式红外探测器的电源，当达到第二预设时长后，打开所述信号处理电路的电源。
本发明第四实施例提供了一种基于被动式红外人体探测器的控制系统，该系统包括：被动式红外探测器、信号处理电路以及主控，所述被动式红外探测器用于探测人体红外信号，将所述红外信号转换为电信号，并将所述电信号发送至所述信号处理电路；所述信号处理电路用于接收所述电信号，并对所述电信号进行处理后发送至主控；所述主控用于接收来自所述信号处理电路发送的信号，当所述主控接收到来自所述信号处理电路的人体探测信号后，所述主控关闭所述被动式红外探测器与所述信号处理电路的电源；所述主控还用于控制所述被动式红外探测器与所述信号处理电路的电源，当达到第一预设时长后，打开所述被动式红外探测器的电源，当达到第二预设时长后，打开所述信号处理电路的电源。
相对于现有技术，本发明实施例提供的基于被动式红外人体探测器的控制方法、装置及系统，通过所述主控控制所述被动式红外探测器与所述信号处理电路的电源，以使所述被动式红外探测器与所述信号处理电路处于短暂关闭工作状态，且所述主控与所述信号处理电路的接口处于关闭状态，当达到预设时长时再控制相应电源打开，这样就提高了能耗使用效率，还可以降低功耗，延长红外人体探测器的寿命。
为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更简明易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例的被动式红外人体探测器的应用环境示意图；
图2示出了本发明实施例的红外探测系统的结构示意图；
图3示出了本发明第一实施例提出的一种基于被动式红外人体探测器的控制方法的流程图；
图4示出了本申请实施例提供的一种基于被动式红外人体探测器的控制方法示意时序图；
图5示出了本申请实施例提供的一种基于被动式红外人体探测器的控制方法的功耗评估统计表；
图6示出了本发明第二实施例提出的一种基于被动式红外人体探测器的控制方法的流程图；
图7示出了图5中所述信号处理电路接收所述电信号，并对所述电信号进行处理后发送至主控的步骤的信号处理电路示意图；
图8示出了本发明第三实施例提出的一种基于被动式红外人体探测器的控制装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
被动式红外探测器是利用物体产生红外辐射的特性，实现自动检测的仪器，红外辐射技术也已成为一门发展迅速的新兴学科，广泛应用于生产、科研、军事、医学或物联网领域。
如图1所示，移动的热源10通过被动式红外探测器的探测区20时，被探测到的人体红外信号经菲涅尔透镜30聚集到pir40上，pir40将所述人体红外信号转换成电信号输出信号50。
但是被动式红外探测系统通常需要电池给被动式红外探测器和信号处理电路供电，上电后需要预热一段时间才能正常工作，有的甚至是采用强供电系统给被动式红外探测器和信号处理电路供电，这样会加大耗能，红外人体探测器也会因为一直处于工作状态而减少使用寿命。发明人发现，通过主控控制被动式红外探测器与信号处理电路的电源，以使所述被动式红外探测器与所述信号处理电路处于短暂关闭工作状态，当达到预设时长时再控制相应电源打开，这样就提高了能耗使用效率，还可以降低功耗，延长红外人体探测器的寿命。
本发明下述各实施例如无特别说明均可应用于如图2所示的红外探测系统100，所述红外探测系统100包括：被动式红外探测器101、信号处理电路102以及主控103，其中，被动式红外探测器101也称为pir(passiveinfrareddetectors)探测器，其中pir表示被动式红外探头，后文如无特别说明均可用pir代替。被动式红外探测器101用于探测人体红外信号，将红外信号转换为电信号，信号处理电路102用于接收电信号并进行处理，主控103用于接收来自信号处理电路102发送的处理电信号，并根据不同信号执行相对应的信号指令。
第一实施例
请参阅图3，为本发明第一实施例提供的一种基于被动式红外人体探测器的控制方法的流程图，本实施例提供一种基于被动式红外人体探测器的控制方法，本实施例主要描述的是主控的处理流程，所述方法包括：
步骤s110，主控接收来自所述信号处理电路发送的信号。
被动式红外探测器将探测到的人体红外信号经信号处理电路处理后发送至主控。
步骤s120，当主控接收到来自所述信号处理电路的人体探测信号后，关闭被动式红外探测器与信号处理电路的电源。
当主控接收到来自信号处理电路发送的电信号时，根据信号处理电路对电信号的信号分析处理结果，对电信号进行判断识别，主控还执行响应指令，所述响应指令包括：主控对来自信号处理电路的人体探测信号的应答处理方式，如通过无线收发模块发送处理电信号给智能设备或执行本地报警。当信号处理电路发送的电信号为人体探测信号时，主控接收到该人体探测信号，即表明有人经过被动式红外探测器的探测区，也就是说人体探测信号为“有人”信号。如果为人体探测信号，主控通过无线收发模块发送该人体探测信号给智能设备或执行本地报警；如果主控未接受到人体探测信号，则主控继续接收信号。
当主控接收到来自信号处理电路的人体探测信号后，关闭被动式红外探测器与信号处理电路的电源。其中，关闭被动式红外探测器与信号处理电路的电源具体可以包括：当主控执行相对应的响应指令后，先关闭信号处理电路与主控连接的信号接口，此时被动式红外探测器和信号处理电路依然可以输出信号，但主控不接收信号；主控再控制被动式红外探测器和信号处理电路的电源开关，关闭被动式红外探测器和信号处理电路的电源。
步骤s130，当达到第一预设时长后，打开被动式红外探测器的电源，当达到第二预设时长后，打开信号处理电路的电源。
被动式红外探测器和信号处理电路的电源关闭后，主控延时触发电路，等待达到预设时长后再开启下一轮工作。当主控等待时长达到第一预设时长后，打开被动式红外探测器的电源开关，给被动式红外探测器供电。进一步的，第一预设时长大于被动式红外探测器的预热时长时，pir的输出信号比较稳定。当主控等待时长达到第二预设时长后，打开信号处理电路的电源开关，给信号处理电路供电。特别的，所述第二预设时长大于所述第一预设时长。
作为一种实施方式，所述当达到第二预设时长后，打开所述信号处理电路的电源之后，还包括：当主控等待时长达到第三预设时长后，打开信号处理电路与主控之间的接收信号接口，主控开始接收信号处理电路发送的信号，特别的，所述第三预设时长大于所述第二预设时长。
作为一种实施方式，当主控未接收到来自信号处理电路的人体探测信号时，保持持续接收状态，直至电量耗尽。
下面以图4为例，对本实施例进行示例性的说明：
作为一种实施方式，假设所述pir的预热时长为23秒，信号处理电路的预热时长小于100毫秒，第一预设时长可以设为30秒，第二预设时长可以设为55秒，第三预设时长可以设为60秒。
具体地，图4中第0秒表示主控接收到来自信号处理电路发送的信号的时间点，当主控接收到人体探测信号，即“有人”信号后，根据所述信号执行相对应的响应指令，所述响应指令可以是通过无线装置发送人体探测信号给智能设备或执行本地报警，其中，这里发送无线信号的功耗为15ma；首先关闭主控与信号处理电路连接的信号接口，此时所述pir与信号处理电路依然可以输出信号，但主控不接收信号；再关闭pir与信号处理电路的电源，其中，这里所述主控、pir与信号处理电路的睡眠功耗为1.5ua,所述pir的功耗为2ua，所述信号处理电路的功耗为3ua。
当主控等待时长达到第30秒时，打开pir的电源开关，给pir供电，其中，等待时长大于所述pir的预热时长；当主控等待时长达到第55秒时，打开信号处理电路的电源开关，给信号处理电路供电；当主控等待时长达到第60秒时，打开信号处理电路与主控连接的信号接口，主控开始接收信号处理电路发送的信号。
可以理解的是，如主控一直没有接收到来自所述信号处理电路发送的人体探测信号，则主控保持持续接收，直至电量耗尽。如主控再次接收到人体探测信号，则进入下一个主控控制工作状态。
请参阅图5，为图4实施例的具体耗能评估统计表，不难发现，通过主控控制切断所述pir与信号处理电路的电源，当主控等待时长达到相应预设时长后再进行开启比公知的技术耗能小，节省了能量。
本实施例提供的一种基于被动式红外人体探测器的控制方法，通过主控对所述pir与信号处理电路的电源进行控制，进而对主控与信号处理电路的连接接口进行控制，实现了当各部分处于未工作状态时的电能节省，降低了使用功耗，延长了红外人体探测器的使用寿命。
第二实施例
请参阅图6，为本发明第二实施例提供的一种基于被动式红外人体探测器的控制方法的流程图，本实施例以pir、信号处理电路与主控之间的交互为主描述本方法。
本实施例的方法可以包括以下步骤：
步骤s210，被动式红外探测器探测人体红外信号。
人体都有恒定的体温，在37℃左右，可以发出特定波长为8-12μm左右的红外线，所述热释电红外传感器可以通过探测人体发射的该波段的红外线进行工作。为了较好的探测到人体的红外辐射，热释电红外传感器的辐射照面通常覆盖有菲涅尔透镜系统，可以控制环境的干扰。
步骤s220，被动式红外探测器将所述红外信号转换为电信号，并将所述电信号发送至信号处理电路。
被动式红外探测系统把目标人体的红外辐射集聚到被动式红外人体传感器上，通过光谱和空间滤波方式抑制背景干扰，热释电红外传感器将集聚的辐射能转换成变动的电信号，被动式红外探测器将所述电信号发送至信号处理电路。
步骤s230，信号处理电路接收所述电信号，并对所述电信号进行处理后发送至主控。
请参阅图7，为步骤s230中的信号处理电路2300的示意图，作为一种实施方式，信号处理电路2300可以包括：第一集成运算放大器2301、低通滤波器2302、高通滤波器2303、低通滤波器2304、第二集成运算放大器2305、高通滤波器2306和比较器2307。具体地，信号处理电路接收到的电信号通过r5分压和c5耦合后输入到第一集成运算放大器2301进行放大；通常经过所述放大处理的信号中包含了较多噪音，可以通过由r1和c1组成的低通滤波器2302对所述信号进行低通滤波处理，用由r2和c2组成的高通滤波器2303对所述信号进行高通滤波处理，再将目标频率的信号输出到c4和r4。
根据由c4和r4组成的低通滤波器2304对所述电信号再次进行低通滤波处理后，传输给第二集成运算放大器2305进行二级放大运算处理，再传输给由r3和c3组成的高通滤波器2306进行高通滤波处理，将所述处理后的信号传输给比较器2307；同时将vcc通过r6、r7、r8和r9分压后输出到比较器2307的输入接口中的一个，作为参考电压。
将所述传输给比较器2307的信号与参考电压进行比较，当所述信号比参考电压大时，输出高电平；当所述信号比参考电压小时，输出低电平。通过比较器输出的高低变化电平，选择触发主控，同时，微弱的电信号经信号电路处理后输送给主控。
步骤s240，主控接收来自信号处理电路发送的信号。
步骤s250，当主控接收到来自信号处理电路的人体探测信号后，关闭被动式红外探测器与信号处理电路的电源。
其中，所述关闭被动式红外探测器与信号处理电路的电源时，还关闭信号处理电路与主控之间的接收信号接口。
步骤s260，当达到第一预设时长后，打开被动式红外探测器的电源，当达到第二预设时长后，打开信号处理电路的电源。
其中，所述当达到第二预设时长后，打开信号处理电路的电源之后，还包括：当达到第三预设时长后，打开信号处理电路与主控之间的接收信号接口。特别的，所述第二预设时长大于所述第一预设时长，所述第三预设时长大于所述第二预设时长。
本实施例提供的一种基于被动式红外人体探测器的控制方法，通过主控对所述pir与信号处理电路的电源进行控制，进而对主控与信号处理电路的连接接口进行控制，实现了当各部分处于未工作状态时的电能节省，降低了使用功耗，延长了红外人体探测器的使用寿命。
第三实施例
请参阅图8，为本发明第三实施例提供的一种基于被动式红外人体探测器的控制装置的结构框图，本实施例提供一种基于被动式红外人体探测器的控制装置300，所述装置300包括：信号接收模块310、指令执行模块320、反应控制模块330。
信号接收模块310，用于接收来自信号处理电路发送的信号。
指令执行模块320，用于当主控接收到来自信号处理电路的人体探测信号后，关闭被动式红外探测器与信号处理电路的电源。
特别的，指令执行模块320还用于关闭被动式红外探测器与信号处理电路的电源时，还关闭信号处理电路与主控之间的接收信号接口。
反应控制模块330，用于控制被动式红外探测器与信号处理电路的电源，当达到第一预设时长后，打开所述被动式红外探测器的电源，当达到第二预设时长后，打开所述信号处理电路的电源。
作为一种实施方式，所述第二预设时长大于所述第一预设时长，所述第一预设时长大于被动式红外探测器的预热时长。
特别的，反应控制模块330还用于当信号接收模块310未接收到来自所述信号处理电路的人体探测信号时，保持持续接收状态，直至电量耗尽。
特别的，反应控制模块330还用于所述当达到第二预设时长后，打开信号处理电路的电源之后，还包括：当达到第三预设时长后，打开信号处理电路与主控之间的接收信号接口。其中，所述第三预设时长大于所述第二预设时长。
特别的，所述反应控制模块330可以用于假定所述第一预设时长为30秒，所述第二预设时长为55秒，所述第三预设时长为60秒。
本实施例提供的一种基于被动式红外人体探测器的控制装置，通过主控对所述pir与信号处理电路的电源进行控制，进而对主控与信号处理电路的连接接口进行控制，实现了当各部分处于未工作状态时的电能节省，降低了使用功耗，延长了红外人体探测器的使用寿命。
第四实施例
请参阅图2，为本发明第四实施例提供的一种基于被动式红外人体探测器的控制系统的结构示意图，所述系统100可以包括：被动式红外探测器101、信号处理电路102以及主控103，其中：
所述被动式红外探测器101用于探测人体红外信号，将所述红外信号转换为电信号，并将所述电信号发送至信号处理电路102；
进一步的，所述被动式红外探测器101主要由光学透镜系统、热释电红外传感器、红外信号处理电路和执行控制装置组成，所述被动式红外探测器101采用热释电红外传感器，利用热释电材料的热释电效应，在温度发生变化的时候，材料内部自发极化强度发生改变，会在材料表面释放电荷。热释电红外传感器的作用主要是探测接收红外辐射并转换为微弱的电信号，其中，热释电红外传感器是探测器的核心元件。
所述信号处理电路102用于接收所述电信号，并对所述电信号进行处理后发送至主控103；
人体探测信号在pir探测器视场内穿越时，探测器中的热释电红外传感器所输出的电信号是极其微弱的，并且常常淹没在各种干扰中，为此需要对所述电信号进行滤波、放大、比较处理，滤除造成干扰的杂波信号。
信号处理电路102包括带通滤波器、信号放大器和比较器，带通滤波器包含高通滤波器和低通滤波器，信号放大器包含第一集成运算放大器和第二集成运算放大器，比较器中包含用于比较输出的参考电压。
主控103用于接收来自信号处理电路102发送的信号，当主控103接收到来自信号处理电路102的人体探测信号后，关闭被动式红外探测器101与信号处理电路102的电源；
特别的，当主控103接收到来自信号处理电路102发送的电信号后，根据信号处理电路102对电信号的信号分析处理结果，对电信号进行判断识别，主控103还执行响应指令，所述响应指令包括：主控103对来自信号处理电路102的人体探测信号的应答处理方式，如通过无线收发模块发送处理电信号给智能设备或执行本地报警。主控103还用于控制被动式红外探测器101与信号处理电路102的电源，当达到第一预设时长后，打开所述被动式红外探测器101的电源，当达到第二预设时长后，打开所述信号处理电路102的电源，其中，所述第二预设时长大于所述第一预设时长。
本实施例提供的一种基于被动式红外人体探测器的控制方法，通过主控对所述pir与信号处理电路的电源进行控制，进而对主控与信号处理电路的连接接口进行控制，实现了当各部分处于未工作状态时的电能节省，降低了使用功耗，延长了红外人体探测器的使用寿命。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然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；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。