本文將首先探討存在檢測(cè)日益增長(zhǎng)的作用。然后，它將考慮當(dāng)前的市場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)，并特別詳細(xì)說(shuō)明主動(dòng)紅外傳感器與被動(dòng)紅外傳感器的優(yōu)勢(shì)。最后，它將介紹一種新的主動(dòng)紅外跟蹤解決方案。

什么是存在檢測(cè)？

存在檢測(cè)，也稱為人類存在檢測(cè)，是識(shí)別或定位特定區(qū)域或物理空間中人員存在的能力。

為什么存在檢測(cè)很重要

室內(nèi)空間的存在檢測(cè)變得越來(lái)越重要，尤其是 COVID-19 的最新發(fā)展加速了這一趨勢(shì)。存在檢測(cè)的有趣用例可以涵蓋整個(gè)內(nèi)部空間，例如辦公室、電梯轎廂、走廊和零售空間。例如，在電梯中，在緊急情況下，檢測(cè)可能是一種有用的甚至挽救生命的工具。在零售應(yīng)用中，存在檢測(cè)可用于監(jiān)控行為模式，這些數(shù)據(jù)可以幫助優(yōu)化產(chǎn)品放置，從而使零售商和消費(fèi)者受益。此外，存在檢測(cè)可用于檢測(cè)辦公空間的效用。例如，如果辦公室由于旅行或在家工作而未充分利用，公司可以使用存在檢測(cè)來(lái)評(píng)估使用情況，并在適用的情況下減少辦公桌的數(shù)量。存在檢測(cè)也可以應(yīng)用于移動(dòng)辦公室等應(yīng)用，在某些位置，遠(yuǎn)程工作人員可能沒(méi)有指定的辦公桌，但需要通過(guò)移動(dòng)辦公室提供商找到可用的工作空間。這些應(yīng)用需要易于集成到當(dāng)前設(shè)計(jì)中的智能、經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。

當(dāng)前市場(chǎng)存在檢測(cè)系統(tǒng)

市場(chǎng)上有多種存在檢測(cè)解決方案，例如飛行時(shí)間、雷達(dá)、2D 攝像頭以及被動(dòng)或主動(dòng)紅外存在探測(cè)器。這些的價(jià)格范圍和準(zhǔn)確性可能會(huì)有很大差異。雖然高端飛行時(shí)間傳感器在存在檢測(cè)方面提供了最高精度，但它處于成本規(guī)模的上限。因此，它被用于關(guān)鍵解決方案，例如人機(jī)交互。另一方面，紅外存在探測(cè)器可以以更低的成本為不太重要的應(yīng)用提供理想的精度水平。

主動(dòng)紅外傳感器相對(duì)于無(wú)源傳感器的優(yōu)勢(shì)

雖然有源和無(wú)源傳感器都可以提供經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，但有源傳感器可以在高精度計(jì)數(shù)模式下使用。此外，存在檢測(cè)傳感器必須識(shí)別各種照明場(chǎng)景中的最小移動(dòng)。主動(dòng)紅外傳感器更有效，因?yàn)樗鲃?dòng)發(fā)射紅外光以檢測(cè)人。這與被動(dòng)傳感形成鮮明對(duì)比，被動(dòng)傳感僅依賴于人體紅外光的反射。

主動(dòng)紅外解決方案還可以包含主動(dòng)紅外傳感器（IR），該傳感器不僅可以用于檢測(cè)移動(dòng)的人，還可以用于檢測(cè)非移動(dòng)的人，從而防止假陰性。由于其光學(xué)原理，傳感器可以隱藏在紅外透明的彩色塑料或玻璃后面，因此可以方便地融入產(chǎn)品設(shè)計(jì)和內(nèi)部環(huán)境。

主動(dòng)紅外傳感解決方案

ADI公司的ADPD1080評(píng)估板可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)紅外跟蹤。

該評(píng)估板由電源管理、一個(gè)光電二極管、六個(gè)LED和一個(gè)光度前端ADPD1080組成。紅外 LED 發(fā)光，在距離傳感器最遠(yuǎn) 5 m 的地方測(cè)量光的反射強(qiáng)度。

運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)強(qiáng)度的變化來(lái)檢測(cè)——當(dāng)房間內(nèi)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)時(shí)，強(qiáng)度保持不變。光電二極管位于LED中間，可以放置在黑色染色塑料屏幕后面，這一附加設(shè)計(jì)功能為客戶提供了離散放置選項(xiàng)。

該評(píng)估板由兩種設(shè)置組成。第一個(gè)用于更近的距離，第二個(gè)最適合遠(yuǎn)距離。這是由于LED強(qiáng)度。ADPD1080是一款全光度前端，具有8個(gè)前端輸入，連接到光電二極管。它還具有三個(gè)集成的LED驅(qū)動(dòng)器，并提供兩個(gè)時(shí)隙，可以獨(dú)立編程以讀出光電二極管并控制LED。利用這些時(shí)隙，無(wú)需重新編程寄存器即可啟用不同的模式以節(jié)省功耗（與以前的版本相比約為20%）。此外，它還具有內(nèi)置的環(huán)境光抑制功能，可過(guò)濾其他光因素，例如陽(yáng)光、燈具或其他環(huán)境光。即使是熒光燈泡（盡管其頻譜較寬）和LED燈具（盡管其開(kāi)關(guān)頻率）也被有效濾除。

圖2顯示了ADPD1080的框圖。光電二極管的電流被放大并用跨阻放大器轉(zhuǎn)換。之后，帶通濾光片和積分器用于環(huán)境光濾波。帶通濾波器阻擋直流光，積分器用于濾除環(huán)境光的交流分量，將其降低80 dB。模擬前端的工作原理如圖3所示。

圖2.ADPD1080評(píng)估板原理圖

圖3.ADPD1080光度學(xué)前端的時(shí)序配置。

現(xiàn)實(shí)生活中的測(cè)量顯示了優(yōu)勢(shì)

該評(píng)估板通過(guò)在多個(gè)測(cè)試環(huán)境中安裝在辦公室天花板上進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于每次運(yùn)行，測(cè)試人員以不同的間隔在辦公室里走動(dòng)，并記錄傳感器的信號(hào)。圖4顯示了傳感器信號(hào)和所表示的測(cè)試運(yùn)行的運(yùn)動(dòng)的清晰響應(yīng)。在左側(cè)，繪制強(qiáng)度值，而在右側(cè)，顯示強(qiáng)度的變化。與運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度變化是顯著的。

圖4.紅外傳感器對(duì)步行運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)：強(qiáng)度值（左）和相應(yīng)的強(qiáng)度變化（右）。

在第二次測(cè)試中，評(píng)估板在更困難的情況下進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試人員站著不動(dòng)，只允許很少的運(yùn)動(dòng)來(lái)測(cè)試不僅運(yùn)動(dòng)，而且測(cè)試人員存在的檢測(cè)能力。圖5顯示了信號(hào)和明顯的強(qiáng)度變化。

圖5.紅外傳感器對(duì)有限運(yùn)動(dòng)靜止位置的響應(yīng)：強(qiáng)度值（左）和相應(yīng)的強(qiáng)度變化（右）。

結(jié)論

總之，ADPD1080提供了開(kāi)箱即用的體驗(yàn)，提供了一種主動(dòng)紅外存在檢測(cè)解決方案，不僅成本低、精度高，而且尺寸小。它的運(yùn)行功率明顯低于飛行時(shí)間或雷達(dá)解決方案，并且可以在半徑達(dá) 5 m 的范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。其強(qiáng)大的功能可輕松集成到現(xiàn)有產(chǎn)品中，除了存在檢測(cè)外，它還可用于各種用例，包括手勢(shì)感應(yīng)。總體而言，這些優(yōu)勢(shì)可以使客戶以更低的成本提高效率和安全性，從而有助于塑造未來(lái)的設(shè)施管理。

審核編輯：郭婷