本實(shí)用新型涉及集成電路，具體涉及一種人體熱釋電傳感器信號(hào)智能處理方法和裝置。

背景技術(shù)：

目前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)之一，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)覆蓋從傳感器、控制器到云計(jì)算的各種應(yīng)用。智能家居是物聯(lián)網(wǎng)重要組成部分和發(fā)展方向之一，智能家居通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種設(shè)備(如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等)連接到一起，提供家電控制、照明控制等。

熱釋電紅外傳感器在常溫下能夠有效檢測(cè)敏感區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)紅外輻射源。此技術(shù)非常適合應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中的智能家居領(lǐng)域，用于檢測(cè)人體活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)化控制。常見(jiàn)的比如家居智能照明、樓道自動(dòng)開(kāi)關(guān)、防盜報(bào)警，以及更加智能化的自動(dòng)化控制，比如：當(dāng)房間無(wú)人活動(dòng)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉空調(diào)機(jī)；在客廳無(wú)人觀看或觀眾已經(jīng)睡著后關(guān)閉電視機(jī)等等。

目前市場(chǎng)上的熱釋電傳感器信號(hào)(PIR信號(hào))處理系統(tǒng)基本都是“PIR專用芯片+通用MCU芯片+眾多電阻電容”來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。隨著智能設(shè)備微型化的發(fā)展趨勢(shì)，智能家居也逐漸向著微型化方向發(fā)展。而傳統(tǒng)方式實(shí)現(xiàn)的PIR信號(hào)處理系統(tǒng)一般構(gòu)造復(fù)雜、且體積較大，已不能滿足智能家居微型化的應(yīng)用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的主要目的在于：解決傳感器信號(hào)特別是熱釋電紅外傳感器信號(hào)智能化處理、系統(tǒng)微型化的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)前述目的，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種MCU型智能PIR傳感器信號(hào)處理裝置，所述裝置包括：超高輸入阻抗接口電路、Sigma-Delta型ADC、數(shù)字帶通濾波器、微處理器、I2C接口電路、帶隙基準(zhǔn)電路、高速振蕩器和低速振蕩器；

PIR傳感器信號(hào)依次通過(guò)超高輸入阻抗接口電路、Sigma-Delta型ADC、數(shù)字帶通濾波器以及微處理器進(jìn)行處理后輸出；

其中，

所述帶隙基準(zhǔn)電路及高速振蕩器、低速振蕩器與Sigma-Delta型ADC相連，帶隙基準(zhǔn)電路為Sigma-Delta型ADC及高速振蕩器、低速振蕩器提供參考電壓和電流，高速振蕩器和低速振蕩器為Sigma-Delta型ADC、數(shù)字帶通濾波器和微處理器提供時(shí)鐘；

所述微處理器內(nèi)包括數(shù)據(jù)處理軟件，用于對(duì)數(shù)字帶通濾波器的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

所述I2C接口電路與微處理器相連，用于與外設(shè)主機(jī)連接、通訊，實(shí)現(xiàn)智能化處理、控制。

優(yōu)選地，所述對(duì)數(shù)字帶通濾波器的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理包括進(jìn)行高級(jí)濾波和功能控制。

優(yōu)選地，所述裝置還包括上電復(fù)位電路和掉電復(fù)位電路。

優(yōu)選地，所述超高輸入阻抗接口電路為差分型超高輸入阻抗接口電路。

優(yōu)選地，所述Sigma-Delta型ADC為16位ADC。

優(yōu)選地，所述數(shù)字帶通濾波器為巴特沃斯濾波器。

優(yōu)選地，所述微處理器采用8位精簡(jiǎn)指令集MCU內(nèi)核。

優(yōu)選地，所述數(shù)字帶通濾波器的有效帶寬為0.4Hz～7Hz。

優(yōu)選地，所述微處理器包含2K的ROM和256字節(jié)的RAM存儲(chǔ)空間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型公開(kāi)的一種MCU型智能PIR傳感器信號(hào)處理裝置，可以采用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)真正的智能化處理。同時(shí)，減少大量系統(tǒng)外圍輔助器件，簡(jiǎn)化應(yīng)用電路，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，減小系統(tǒng)功耗，降低產(chǎn)品成本，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備控制簡(jiǎn)單化、微型化。

附圖說(shuō)明

圖1是當(dāng)前PIR信號(hào)處理系統(tǒng)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例提出的一種PIR傳感器信號(hào)智能處理裝置的架構(gòu)圖；

圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例提出的PIR傳感器信號(hào)智能處理裝置的具體實(shí)現(xiàn)示意圖。

具體實(shí)施方式

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本案發(fā)明人經(jīng)長(zhǎng)期研究和大量實(shí)踐，得以提出本實(shí)用新型的技術(shù)方案。如下將對(duì)該技術(shù)方案、其實(shí)施過(guò)程及原理等作進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提出的一種PIR傳感器信號(hào)智能處理裝置的架構(gòu)圖，如圖2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述裝置包括：超高輸入阻抗接口電路、Sigma-Delta型ADC、數(shù)字帶通濾波器、微處理器(MCU)、I2C接口電路、帶隙基準(zhǔn)電路、高速振蕩器OSC和低速振蕩器OSC。PIR信號(hào)輸入后，依次經(jīng)過(guò)超高輸入阻抗接口電路、Sigma-Delta型ADC、數(shù)字帶通濾波器以及微處理器進(jìn)行處理后輸出，以進(jìn)行后續(xù)的智能控制操作。其中：

超高輸入阻抗接口電路主要實(shí)現(xiàn)傳感器微弱信號(hào)與本實(shí)用新型裝置的耦合，盡量減小傳感器微弱信號(hào)的衰減；

Sigma-Delta型ADC用于模數(shù)轉(zhuǎn)換，將傳感器模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，以方便后級(jí)電路處理；

數(shù)字帶通濾波器實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的濾波，用于將有效信號(hào)帶寬外的噪聲濾掉，確保數(shù)字信號(hào)準(zhǔn)確反映傳感器模擬信號(hào)的變化；

微處理器內(nèi)置數(shù)據(jù)處理軟件，對(duì)數(shù)字帶通濾波器的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用軟件方式實(shí)現(xiàn)高級(jí)濾波和功能控制；

I2C接口電路實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型實(shí)施例所述裝置與其他外設(shè)主機(jī)相連、通訊，實(shí)現(xiàn)智能化處理、控制；

帶隙基準(zhǔn)電路為Sigma-Delta型ADC及高速振蕩器、低速振蕩器提供參考電壓和電流；

高速振蕩器和低速振蕩器為Sigma-Delta型ADC、數(shù)字帶通濾波器和微處理器提供時(shí)鐘。

通過(guò)本實(shí)用新型實(shí)施例所述裝置對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行一系列的傳輸轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理，并結(jié)合I2C接口與外設(shè)相連，使得本實(shí)用新型裝置可以實(shí)現(xiàn)傳感器信號(hào)真正的智能化處理，從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等應(yīng)用的核心功能。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例提出的PIR傳感器信號(hào)智能處理裝置的具體實(shí)現(xiàn)示意圖，如圖3所示，該實(shí)現(xiàn)裝置包括：差分型超高輸入阻抗接口電路、16位Sigma-Delta型ADC、巴特沃斯濾波器、8位微處理器、I2C接口電路、帶隙基準(zhǔn)電路、高速振蕩器、低速振蕩器、上電復(fù)位電路POR和掉電復(fù)位電路BOR。

PIR傳感器信號(hào)通過(guò)IN+和IN-端與差分型超高輸入阻抗接口電路相連，差分型超高輸入阻抗接口電路主要用于實(shí)現(xiàn)傳感器微弱信號(hào)與本實(shí)用新型裝置的直接耦合傳輸，盡量減小傳感器微弱信號(hào)的衰減或反射。傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)接口電路的銜接后產(chǎn)生信號(hào)AIN，直接送給下級(jí)的ADC進(jìn)行處理。

采用高性能16位sigma-delta型ADC與差分型超高輸入阻抗接口電路直接耦合，16位Sigma-Delta型ADC將傳感器模擬信號(hào)AIN轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)DIN。Sigma-Delta型ADC可將噪聲高頻化，經(jīng)過(guò)低通濾波后能識(shí)別非常微弱的傳感器信號(hào)，而信號(hào)DIN是一串連續(xù)的二進(jìn)制碼，其包含了有效信號(hào)和噪聲。

數(shù)字帶通濾波器采用巴特沃斯濾波器，有效帶寬為0.4Hz～7Hz，可將有效信號(hào)帶寬外的噪聲濾掉，確保數(shù)字信號(hào)準(zhǔn)確反映傳感器產(chǎn)生的模擬信號(hào)的變化。二進(jìn)制碼DIN經(jīng)過(guò)巴特沃斯濾波器處理后形成16位的數(shù)字信號(hào)BPF<15:0>。

微處理器對(duì)巴特沃斯濾波器的輸出信號(hào)BPF<15:0>進(jìn)行處理，通過(guò)內(nèi)置的數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)現(xiàn)高級(jí)濾波和功能控制。所述微處理器采用8位精簡(jiǎn)指令集MCU內(nèi)核，含2K的ROM和256字節(jié)的RAM存儲(chǔ)空間。

I2C接口電路用于與其他外設(shè)主機(jī)相連、通訊，實(shí)現(xiàn)智能化處理、控制。

通過(guò)上述實(shí)施例可更加清晰得知，本實(shí)用新型實(shí)施例提出的一種MCU型智能PIR傳感器信號(hào)處理裝置，內(nèi)置微處理器，采用軟件方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)真正的智能化處理，且減少大量系統(tǒng)外圍輔助器件，簡(jiǎn)化應(yīng)用電路，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備控制簡(jiǎn)單化、微型化。

應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。