STHS34PF80高灵敏度红外感应器(2)----InfraredPD存在感应检测

概述

InfraredPD 主要作用是通过与 STHS34PF80 红外传感器配合，提供对存在感应和运动检测的支持，同时对传感器获取的物体温度数据进行环境温度变化补偿。InfraredPD库通过从 STHS34PF80 传感器采集红外数据，实时检测视野中的人或物体的存在和运动情况。它可以判断目标是否在移动，并提供一个精确的输出信号来标识存在或运动状态。 使用特定算法补偿环境温度的变化对物体温度测量的影响，确保在环境温度波动时，传感器输出的物体温度依然准确。补偿算法可以根据应用场景选择线性或非线性补偿。
InfraredPD 库中的算法可以替代 STHS34PF80 传感器内置的智能算法，特别是在传感器工作于低增益模式（宽温度范围）时。它增强了传感器的检测性能，尤其是在温度漂移和视野内物体移动的场景下。

最近在弄ST的课程，需要样片的可以加群申请：615061293 。

视频教学

[https://www.bilibili.com/video/BV16MtYe9Erx/]

样品申请

[https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#]

完整代码下载

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/89781469]

硬件准备

首先需要准备一个开发板，这里我准备的是自己绘制的开发板，需要的可以进行申请。

主控为STM32H503CB，TMOS为STHS34PF80。

开启CRC

串口设置

设置串口速率为2000000。

开启X-CUBE-MEMS1

InfraredPD文件

使用 InfraredPD 库对传感器数据的实时处理和存在检测的功能。
● MX_MEMS_Init() 和 MX_MEMS_Process() 是与 InfraredPD 库交互的核心函数。
○ MX_MEMS_Init() 负责初始化 InfraredPD 库的参数，并调用 InfraredPD_manager_init() 初始化库实例(main)。
○ MX_MEMS_Process() 调用了存在和运动检测算法，并输出相应的结果(main)。

InfraredPD算法库

传感器数据采样频率在 1 Hz 到 30 Hz 之间。 对于不同架构的 Cortex-M 微控制器，库的代码和数据内存需求略有不同 ，主流内核都是支持的。

库的三个主要部分：

1. 物体温度的环境补偿：算法会对物体温度进行补偿，以减少环境温度变化对测量结果的影响。该补偿是基于传感器的环境温度数据。
2. 运动检测：通过对补偿后的物体温度数据的变化率进行分析，检测视野中的物体是否移动。
3. 存在检测：根据补偿后的物体温度数据来判断是否有物体存在。
   ● 独立运行的算法：这三个功能（温度补偿、运动检测、存在检测）是通过三个独立的算法在库的每次迭代中依次执行的。
   ● 宽模式支持：即使在传感器启用了增益减少模式（“宽模式”），导致嵌入式算法不能使用时，库仍然能够执行补偿和运动、存在检测。
   ● 库仅支持 STHS34PF80 传感器：该库专为 STHS34PF80 传感器设计，不能保证在其他传感器上有相同的性能或功能表现。

注意事项

在使用 InfraredPD 库进行存在检测时，开机后的10秒内视野内不能有人或物体。这是因为存在检测算法在初始化时默认视野是空的，也就是说它假定初始化时传感器前没有任何人或物体。如果在这段时间内有物体存在，算法可能会错误地检测到“存在”状态，并在后续检测中卡在这个状态，导致无法准确反映实际情况。

同时，该库允许在初始化后通过重置补偿算法来重新校准环境温度。因此，如果在开机时发生了温度变化，建议在温度稳定后重新初始化算法，以确保更准确的检测结果。

10分钟内传感器再次检测到运动，存在状态会被恢复；但如果超过10分钟没有任何运动检测到，传感器将保持在缺席状态，即使之后检测到运动也不会自动恢复存在状态。这一机制帮助系统处理长时间静止的情景，并避免误判。

对应DEMO

MX_MEMS_Init

在使用 InfraredPD 库进行存在检测时，开机后的10秒内视野内不能有人或物体。这是因为存在检测算法在初始化时默认视野是空的，也就是说它假定初始化时传感器前没有任何人或物体。如果在这段时间内有物体存在，算法可能会错误地检测到“存在”状态，并在后续检测中卡在这个状态，导致无法准确反映实际情况。
同时，该库允许在初始化后通过重置补偿算法来重新校准环境温度。因此，如果在开机时发生了温度变化，建议在温度稳定后重新初始化算法，以确保更准确的检测结果。
10分钟内传感器再次检测到运动，存在状态会被恢复；但如果超过10分钟没有任何运动检测到，传感器将保持在缺席状态，即使之后检测到运动也不会自动恢复存在状态。这一机制帮助系统处理长时间静止的情景，并避免误判。

MX_MEMS_Process

MX_MEMS_Process() 函数的核心是调用 MX_PresenceDetection_Process()，该函数负责从传感器获取数据，并通过 InfraredPD 库对这些数据进行处理和分析(app_mems)。

在 MX_PresenceDetection_Process() 中，调用了 PD_Data_Handler() 函数，这个函数负责处理传感器的温度数据（如环境温度和物体温度），并将这些数据输入到 InfraredPD 库中进行分析(app_mems)。

库的算法会根据输入数据，判断是否有物体存在（通过 pres_flag）以及是否有运动（通过 mot_flag），然后输出相应的检测结果(app_mems)。

t_obj_comp（补偿后的物体温度）

● 定义：t_obj_comp 表示经过环境温度补偿后的物体温度数据。
● 作用：由于环境温度变化可能影响物体温度的测量结果，t_obj_comp 是通过对原始物体温度 (t_obj) 进行补偿后得到的温度数据，能够更准确地反映真实的物体温度。补偿算法可以是线性或非线性的，取决于你选择的补偿类型(UM3169)。

t_obj_change（物体温度变化率）

● 定义：t_obj_change 是补偿后物体温度的变化率。

● 作用：t_obj_change 用于检测物体温度的变化情况，特别是在进行运动检测时，它可以帮助算法判断物体是否正在移动。一般情况下，快速的温度变化通常意味着有运动发生。通过这个数据，系统可以更精确地识别温度变化是否源于物体的移动(UM3169)。

测试结果

当开机时候，检测范围内尽量不要出现人体之类的热源。

当出现人体的时候，算法库可以很好的识别到热源。

审核编辑 黄宇