對(duì)紅外對(duì)射式人數(shù)識(shí)別系統(tǒng)誤差的分析
文章出處：http://5052h112.com 作者：興邦科技 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2008年05月01日
對(duì)紅外對(duì)射式人數(shù)識(shí)別系統(tǒng)誤差的分析
紅外對(duì)射作為一種主動(dòng)紅外探測(cè)器，具有探測(cè)距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在安防系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。采用兩對(duì)紅外對(duì)射，可以組成簡(jiǎn)易的人數(shù)識(shí)別系統(tǒng)，在槽式衛(wèi)生間的沖水控制中，已得到了一定的應(yīng)用。但有的廠家將這種簡(jiǎn)易的人數(shù)識(shí)別系統(tǒng)移植到室內(nèi)的人數(shù)識(shí)別上，進(jìn)而對(duì)照明燈具等進(jìn)行精確控制，卻出現(xiàn)了許多的問(wèn)題。下面對(duì)紅外對(duì)射人數(shù)識(shí)別系統(tǒng)的誤差產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，就會(huì)得到一些十分有用的結(jié)論。
一、
基本原理
紅外對(duì)射式人數(shù)識(shí)別系統(tǒng)無(wú)論采用的是硬件電路，還是單片機(jī)的軟件方式，其基本原理采用的都是可逆計(jì)數(shù)器技術(shù)。這種技術(shù)在增量式旋轉(zhuǎn)編碼器、繞線機(jī)和機(jī)械鼠標(biāo)中早已得到了廣泛應(yīng)用。應(yīng)用到人數(shù)識(shí)別上就是利用人體通過(guò)兩束對(duì)射光線的時(shí)間不同和遮擋光線的脈沖個(gè)數(shù)來(lái)識(shí)別人體的運(yùn)動(dòng)方向和人員數(shù)量。
系統(tǒng)由安裝在間隔為 L 的兩套紅外收發(fā)電路和可逆計(jì)數(shù)器及判斷執(zhí)行電路等組成，對(duì)射光線選擇在人員出入必須經(jīng)過(guò)的地方。如果沒(méi)有人員出入，對(duì)射光線沒(méi)有被遮擋時(shí)，接收電路輸出高電平；而當(dāng)有人員等物體通過(guò)時(shí)，光線被遮擋，接收電路就輸出低電平。
當(dāng)人員外出時(shí)，波形與上述過(guò)程相反，
B
路先輸出檢測(cè)脈沖，
A
路后輸出檢測(cè)脈沖。從兩路檢測(cè)脈沖的先后順序，可以判斷出人員運(yùn)動(dòng)方向；再由檢測(cè)脈沖的個(gè)數(shù)，可以計(jì)算進(jìn)出的人數(shù)。進(jìn)入時(shí)計(jì)數(shù)器加
1
，外出時(shí)計(jì)數(shù)器減
1
，通過(guò)累計(jì)就可以計(jì)算出室內(nèi)人員的數(shù)量。這就是紅外對(duì)射式人數(shù)識(shí)別系統(tǒng)的基本原則。
二、
系統(tǒng)組成
紅外對(duì)射式人數(shù)識(shí)別系統(tǒng)的組成不管采用的是純硬件電路還是單片機(jī)電路，其基本組成方式是完全相同的，只不過(guò)可逆計(jì)數(shù)器和判斷執(zhí)行電路部分，是由硬件完成還是由軟件來(lái)完成的而已。
在發(fā)射機(jī)中，低頻振蕩器輸出的頻率為
Fo
信號(hào)
,
對(duì)
38KHz
的副載波進(jìn)行振幅鍵控調(diào)制（
ASK
），這主要是為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力并與光電接收前端電路的特性相一致而設(shè)置的。調(diào)制后的信號(hào)送到發(fā)光二極管，變成檢測(cè)光信號(hào)。近距離一般采用紅外發(fā)光二極管，近距離則采用紅外激光器作為光源。接收機(jī)中光電二極管和放大濾波解調(diào)等電路組成前端電路，一般采用
vishay
公司的一體化紅外遙控接收電路
HS0038,
它解調(diào)出低頻信號(hào)
Fo
。再通過(guò)檢測(cè)電路對(duì)
Fo
信號(hào)的檢測(cè)，就可以得到識(shí)別信號(hào)
A
和
B
。如果檢測(cè)到
Fo
信號(hào)，檢測(cè)電路輸出高電平，否則輸出低電平。將
A
、
B
兩路識(shí)別信號(hào)送到可逆計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器就能夠根據(jù)兩路信號(hào)的時(shí)間先后順序和脈沖個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)出進(jìn)入和外出檢測(cè)區(qū)域的人數(shù)，進(jìn)而累計(jì)出室內(nèi)總?cè)藬?shù)的多少。判斷執(zhí)行電路再根據(jù)設(shè)定的不同人數(shù)，執(zhí)行不同的控制策論。如有多少人開(kāi)啟多少燈具等。
根據(jù)對(duì)
Fo
信號(hào)檢測(cè)電路的不同，可以分為普遍包絡(luò)檢波和用
NE567
低頻鎖相環(huán)（
PLL
）組成的鎖相解調(diào)兩大類。基本原理相同，都是檢測(cè)
Fo
信號(hào)的有和無(wú)，輸出相應(yīng)的高低電平給計(jì)數(shù)器。區(qū)別在于分析誤差時(shí)，還需考慮后者的鎖定時(shí)間
ts
。
在實(shí)際的紅外對(duì)射系統(tǒng)中，發(fā)射和接收電路都帶有孔徑為 D 的鏡頭。由于光電前端電路都帶有較強(qiáng)的自動(dòng)增益控制 (AGC) 電路，因此，只有人體將光線全部擋住的瞬間，接收電路才能輸出一個(gè)有效的低電平脈沖信號(hào)。這樣，我們就可以將對(duì)射光束簡(jiǎn)化成對(duì)射光線來(lái)進(jìn)行分析。
