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基于1STM8和WiFi技术的红外热释电扫描模块的设计

2022-08-12 02:02:18

红外扫描识别技术在当今社会的应用越来越广泛,涉及智能安保、机器人控制、智能家居等领域。在现实场所中,由于存在一些恶劣的环境,缺乏很好的光线,因此基于可见光的人体检测无法实现,极大地限制了对于空间的监测。不同于可见光的人感应,红外热释电扫描因其具有较强的辐射能力,可以检测到在可见光波段无法检测的特定目标。但当下的红外热释电扫描技术仍存在很多不足之处,比如:红外热释电扫描误差较大,无法正确有效地识别扫描对象,需要较大体积的红外热释电模块才能有效减少误差,无法实现嵌入功能。本文将针对这些缺陷,采用合理的控制器与放大滤波设备,与微型电源模块相结合,设计出可嵌入家用设备的红外热释电扫描模块,在保证一定扫描精度的基础上,实现嵌入式设计。

本文以红外热释电传感技术为基础,设计组建了一套基于WiFi的红外热释电扫描模块,用于嵌入家用电器、安保设备、公共用电设施等场所。通过红外热释电设备对外界人体信号进行扫描、数据收集,将收集的数据传送给单片机,由单片机将数据传输给WiFi模块,利用无线信号将设备状态传输给用户,并利用单片机控制继电器模块,对设备进行开关控制。综上所述,为设计用于其他设备的内部嵌入的模块,需要满足制作体积小、感应范围广、灵敏度高等特点。

1设计方案

图1红外热释电控制模块本文主要以家用电器作为嵌入实验对象,将红外热释电扫描模块嵌入设备中,观察是否能够准确做出开关反应。整套模块采用STM8型号单片机作为核心控制器。该模块以STM8型号单片机作为控制核心,通过对单片机进行编程,利用红外热释电模块对房间内红外热源进行实时感应,当热释电感应器感应到人体热源信号时,单片机驱动继电器模块对所嵌入的设备进行开关控制,并由WiFi模块向上位机发送设备运行状态,用户可通过上位机程序对设备进行操作调控。该模块控制功能如图1所示。图1中所示模块用到的运算放大器与数模信号转换装置,通过对比进行选型,合理地选择运算放大器和数模转换电路,可以有效地提高红外热释电的感应精度,减少误差的产生。

基于1STM8和WiFi技术的红外热释电扫描模块的设计

2扫描模块硬件设计

本文设计模块需要体积微小,方便嵌入。所设计的硬件电路需要采用集成度较高的器件,本节将对模块采用的硬件型号与电路进行设计,各个基本单元的设计如下。

2.1STM8单片机基本单元

本文采用STM8型号单片机作为扫描模块主控制芯片,其引脚的主要连接如图2所示,除外围其他工作模块外,本模块还设计了单片机外围复位电路,当复位按键按下时,整个模块将被复位,红外热释电模块将被复位,WiFi模块也会停止收发数据,但为了保证用电器的安全,继电器模块也将控制用电器关闭。

基于1STM8和WiFi技术的红外热释电扫描模块的设计