概述

InfraredPD 主要作用是通過與 STHS34PF80 紅外傳感器配合，提供對存在感應和運動檢測的支持，同時對傳感器獲取的物體溫度數據進行環(huán)境溫度變化補償。InfraredPD庫通過從 STHS34PF80 傳感器采集紅外數據，實時檢測視野中的人或物體的存在和運動情況。它可以判斷目標是否在移動，并提供一個精確的輸出信號來標識存在或運動狀態(tài)。 使用特定算法補償環(huán)境溫度的變化對物體溫度測量的影響，確保在環(huán)境溫度波動時，傳感器輸出的物體溫度依然準確。補償算法可以根據應用場景選擇線性或非線性補償。
InfraredPD 庫中的算法可以替代 STHS34PF80 傳感器內置的智能算法，特別是在傳感器工作于低增益模式（寬溫度范圍）時。它增強了傳感器的檢測性能，尤其是在溫度漂移和視野內物體移動的場景下。

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視頻教學

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樣品申請

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完整代碼下載

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硬件準備

首先需要準備一個開發(fā)板，這里我準備的是自己繪制的開發(fā)板，需要的可以進行申請。

主控為STM32H503CB，TMOS為STHS34PF80。

開啟CRC

串口設置

設置串口速率為2000000。

開啟X-CUBE-MEMS1

InfraredPD文件

使用 InfraredPD 庫對傳感器數據的實時處理和存在檢測的功能。
● MX_MEMS_Init() 和 MX_MEMS_Process() 是與 InfraredPD 庫交互的核心函數。
○ MX_MEMS_Init() 負責初始化 InfraredPD 庫的參數，并調用 InfraredPD_manager_init() 初始化庫實例(main)。
○ MX_MEMS_Process() 調用了存在和運動檢測算法，并輸出相應的結果(main)。

InfraredPD算法庫

傳感器數據采樣頻率在 1 Hz 到 30 Hz 之間。 對于不同架構的 Cortex-M 微控制器，庫的代碼和數據內存需求略有不同 ，主流內核都是支持的。

庫的三個主要部分：

1. 物體溫度的環(huán)境補償：算法會對物體溫度進行補償，以減少環(huán)境溫度變化對測量結果的影響。該補償是基于傳感器的環(huán)境溫度數據。
2. 運動檢測：通過對補償后的物體溫度數據的變化率進行分析，檢測視野中的物體是否移動。
3. 存在檢測：根據補償后的物體溫度數據來判斷是否有物體存在。
   ● 獨立運行的算法：這三個功能（溫度補償、運動檢測、存在檢測）是通過三個獨立的算法在庫的每次迭代中依次執(zhí)行的。
   ● 寬模式支持：即使在傳感器啟用了增益減少模式（“寬模式”），導致嵌入式算法不能使用時，庫仍然能夠執(zhí)行補償和運動、存在檢測。
   ● 庫僅支持 STHS34PF80 傳感器：該庫專為 STHS34PF80 傳感器設計，不能保證在其他傳感器上有相同的性能或功能表現(xiàn)。

注意事項

在使用 InfraredPD 庫進行存在檢測時，開機后的10秒內視野內不能有人或物體。這是因為存在檢測算法在初始化時默認視野是空的，也就是說它假定初始化時傳感器前沒有任何人或物體。如果在這段時間內有物體存在，算法可能會錯誤地檢測到“存在”狀態(tài)，并在后續(xù)檢測中卡在這個狀態(tài)，導致無法準確反映實際情況。

同時，該庫允許在初始化后通過重置補償算法來重新校準環(huán)境溫度。因此，如果在開機時發(fā)生了溫度變化，建議在溫度穩(wěn)定后重新初始化算法，以確保更準確的檢測結果。

10分鐘內傳感器再次檢測到運動，存在狀態(tài)會被恢復；但如果超過10分鐘沒有任何運動檢測到，傳感器將保持在缺席狀態(tài)，即使之后檢測到運動也不會自動恢復存在狀態(tài)。這一機制幫助系統(tǒng)處理長時間靜止的情景，并避免誤判。

對應DEMO

MX_MEMS_Init

在使用 InfraredPD 庫進行存在檢測時，開機后的10秒內視野內不能有人或物體。這是因為存在檢測算法在初始化時默認視野是空的，也就是說它假定初始化時傳感器前沒有任何人或物體。如果在這段時間內有物體存在，算法可能會錯誤地檢測到“存在”狀態(tài)，并在后續(xù)檢測中卡在這個狀態(tài)，導致無法準確反映實際情況。
同時，該庫允許在初始化后通過重置補償算法來重新校準環(huán)境溫度。因此，如果在開機時發(fā)生了溫度變化，建議在溫度穩(wěn)定后重新初始化算法，以確保更準確的檢測結果。
10分鐘內傳感器再次檢測到運動，存在狀態(tài)會被恢復；但如果超過10分鐘沒有任何運動檢測到，傳感器將保持在缺席狀態(tài)，即使之后檢測到運動也不會自動恢復存在狀態(tài)。這一機制幫助系統(tǒng)處理長時間靜止的情景，并避免誤判。

MX_MEMS_Process

MX_MEMS_Process() 函數的核心是調用 MX_PresenceDetection_Process()，該函數負責從傳感器獲取數據，并通過 InfraredPD 庫對這些數據進行處理和分析(app_mems)。

在 MX_PresenceDetection_Process() 中，調用了 PD_Data_Handler() 函數，這個函數負責處理傳感器的溫度數據（如環(huán)境溫度和物體溫度），并將這些數據輸入到 InfraredPD 庫中進行分析(app_mems)。

庫的算法會根據輸入數據，判斷是否有物體存在（通過 pres_flag）以及是否有運動（通過 mot_flag），然后輸出相應的檢測結果(app_mems)。

t_obj_comp（補償后的物體溫度）

● 定義：t_obj_comp 表示經過環(huán)境溫度補償后的物體溫度數據。
● 作用：由于環(huán)境溫度變化可能影響物體溫度的測量結果，t_obj_comp 是通過對原始物體溫度 (t_obj) 進行補償后得到的溫度數據，能夠更準確地反映真實的物體溫度。補償算法可以是線性或非線性的，取決于你選擇的補償類型(UM3169)。

t_obj_change（物體溫度變化率）

● 定義：t_obj_change 是補償后物體溫度的變化率。

● 作用：t_obj_change 用于檢測物體溫度的變化情況，特別是在進行運動檢測時，它可以幫助算法判斷物體是否正在移動。一般情況下，快速的溫度變化通常意味著有運動發(fā)生。通過這個數據，系統(tǒng)可以更精確地識別溫度變化是否源于物體的移動(UM3169)。

測試結果

當開機時候，檢測范圍內盡量不要出現(xiàn)人體之類的熱源。

當出現(xiàn)人體的時候，算法庫可以很好的識別到熱源。

審核編輯 黃宇