人體感應(yīng)傳感器是怎么感應(yīng)到人體的

人體感應(yīng)傳感器主要通過探測人體發(fā)出的特定信號或與環(huán)境交互產(chǎn)生的變化來工作。最常見的技術(shù)有以下幾種：

1.被動紅外 (PIR - Passive Infrared) 傳感器：

原理：這是應(yīng)用最廣泛的人體感應(yīng)技術(shù)。它探測的是人體發(fā)出的紅外熱輻射。

關(guān)鍵點：

熱輻射：所有溫度高于絕對零度(-273°C)的物體都會向外輻射紅外線。人體的體溫(約37°C)會發(fā)出特定波長范圍(主要在8-14微米)的紅外輻射。

被動：PIR傳感器本身不發(fā)射任何能量，只是被動地接收環(huán)境中物體發(fā)出的紅外輻射。

熱釋電效應(yīng)：PIR傳感器的核心元件是熱釋電傳感器。這種材料對溫度變化非常敏感。當(dāng)有溫度變化(如人體進(jìn)入或離開探測區(qū)域)的紅外輻射照射到它上面時，會產(chǎn)生微小的電荷變化(電壓信號)。

運動探測：單個的熱釋電點很難區(qū)分靜止的人體和背景熱源(如暖氣片)。因此，PIR傳感器通常配合菲涅爾透鏡使用。

菲涅爾透鏡的作用：

將探測區(qū)域分割成多個明暗相間的扇形區(qū)域。

聚焦來自不同區(qū)域的微弱紅外輻射到熱釋電傳感器上。

當(dāng)人體在探測區(qū)域內(nèi)移動時，它會依次穿過這些明區(qū)和暗區(qū)，導(dǎo)致照射到傳感器上的紅外輻射強度發(fā)生快速變化(忽強忽弱)，從而產(chǎn)生一個可檢測到的交變信號。

如果人靜止不動，傳感器接收到的紅外輻射強度相對穩(wěn)定，產(chǎn)生的電壓變化很小或沒有，傳感器就可能無法檢測到(或者一段時間后判定為無人并關(guān)閉)。

優(yōu)點：功耗低(被動接收)、成本低、技術(shù)成熟。

缺點：對靜止不動的人體探測效果差;易受強熱源(暖氣、陽光直射)、氣流(空調(diào)風(fēng))干擾;探測距離和角度有限。

2.微波 (MW - Microwave) 傳感器：

原理：利用多普勒效應(yīng)探測移動物體。傳感器主動發(fā)射微波信號(通常是10GHz左右)，并接收反射回來的信號。

關(guān)鍵點：

主動發(fā)射：傳感器持續(xù)發(fā)射低功率的微波信號。

多普勒效應(yīng)：當(dāng)發(fā)射出的微波遇到移動物體(如人體)時，反射回來的微波頻率會發(fā)生變化(頻率偏移)。物體朝向傳感器移動，反射波頻率升高;物體遠(yuǎn)離傳感器移動，反射波頻率降低。

檢測變化：傳感器內(nèi)部的電路比較發(fā)射波和接收波的頻率差異。如果檢測到顯著的頻率偏移，就判定為有移動物體(通常是人體)存在。

優(yōu)點：可以穿透非金屬材料(塑料、玻璃、薄木板)，適合安裝在隱蔽位置或探測隔斷后的區(qū)域;對溫度變化不敏感;能夠探測非常微小的運動(如呼吸)。

缺點：功耗相對較高(需要主動發(fā)射);成本比PIR高;穿透性強可能導(dǎo)致誤報(探測到隔墻外或窗外的移動);對靜止物體同樣無效。

3.超聲波 (Ultrasonic) 傳感器：

原理：與微波傳感器類似，也是基于多普勒效應(yīng)，但使用的是高頻聲波(通常40kHz左右，人耳聽不見)。

關(guān)鍵點：

主動發(fā)射：傳感器發(fā)射超聲波脈沖。

回聲接收：傳感器接收從周圍物體反射回來的超聲波。

多普勒效應(yīng)/飛行時間：主要有兩種方式：

多普勒模式：檢測移動物體造成的反射波頻率變化(與微波原理相同)。

飛行時間模式：測量發(fā)射波和反射波之間的時間差來計算距離。如果連續(xù)測量發(fā)現(xiàn)某個反射面的距離在變化，就判定有移動物體。

優(yōu)點：對細(xì)微運動敏感;不受熱源和光線影響。

缺點：功耗高(主動發(fā)射);成本較高;聲波容易被柔軟物體吸收(如窗簾、沙發(fā))，也可能被氣流干擾;探測范圍受環(huán)境聲學(xué)特性影響大;可能干擾寵物(有些動物能聽到)。

4.融合技術(shù) (雙鑒/三鑒式傳感器)：

為了克服單一技術(shù)的局限性(尤其是減少誤報和漏報)，高端的人體感應(yīng)傳感器常常結(jié)合多種技術(shù)：

雙鑒式：最常見的是PIR + MW。只有當(dāng)兩種傳感器(例如紅外檢測到熱量變化 并且微波檢測到移動)都觸發(fā)時，才判定為有人。這大大降低了誤報率(例如，陽光造成PIR誤觸發(fā)，但微波沒檢測到移動;或者窗外樹枝晃動導(dǎo)致微波誤觸發(fā)，但PIR沒檢測到熱量變化)。

三鑒式：在雙鑒基礎(chǔ)上再加入其他判斷邏輯，如微處理器分析信號模式(判斷是否符合人體移動特征)或計時判斷(短促信號忽略)等。

總結(jié)：人體被感應(yīng)到的關(guān)鍵點：

紅外(PIR)：探測的是人體發(fā)出的熱量(紅外輻射)，并且需要移動來產(chǎn)生足夠明顯的信號變化。

微波/超聲波：探測的是人體(或其他物體)運動引起的反射波頻率或時間變化。

融合技術(shù)：結(jié)合多種探測原理和智能邏輯，提高準(zhǔn)確性和可靠性。

因此，當(dāng)你走進(jìn)一個裝有PIR感應(yīng)燈的走廊時，你身體發(fā)出的熱量被傳感器“看到”了(紅外輻射)，并且你的移動導(dǎo)致傳感器接收到的熱信號在波動(穿過菲涅爾透鏡的不同區(qū)域)，從而觸發(fā)了開關(guān)。如果是微波或超聲波傳感器，則是你的身體移動反射了傳感器發(fā)出的微波或聲波，導(dǎo)致接收信號發(fā)生了變化而被檢測到。