远程房间雷达开源分享

描述

房间规划可能成为一项挑战——无论是在家里还是在公司。因此可能会发生，两个房间将共用一面墙......虽然一个房间被要求保持安静，而在另一个房间里发生了一些更多的动作，例如父母的卧室在孩子的房间旁边 - 或者，就像最初的原因对于这个项目，由于建筑物的重建，新的自助餐厅区域位于会议室旁边。更糟糕的是，在休闲室里有一个桌上足球，这基本上阻止了任何会议 - 但反之亦然吗？

这个想法

根据会议室的占用情况（由 PIR 或雷达传感器检测到），灯板应通知并要求人们保持沉默或在没有会议时允许玩桌上足球。

为了便于安装，应使用无线通信。

框图

 

设置

英飞凌的 60GHz 雷达传感器非常适合，因为它允许将传感器离散地安装在任何正面后面，而 PIR 传感器总是在房间内通过其典型的白色塑料圆顶不美观地可见。

60GHz 雷达屏蔽 XENSIV™ BGT60LTR11AIP（来源：英飞凌）

 

XENSIV ™ BGT60LTR11AIP雷达防护罩以自主模式运行（另请参见“电子组装”），从而减少了实施工作。不需要复杂的知识，因为两个信号直接告知目标的检测和可选的阶段（接近或离开）。目前的目的不需要后者。任何类型的微控制器都可以通过至少一个或两个 GPIO 读取传感器的状态。

对于通信，低功耗蓝牙 (BLE) 就足够了，因为我们只需要跨过一堵墙和几米。因此，决定采用基于CYBLE-416045-02的CY8CPROTO-063-BLE套件，其中包括板载晶体振荡器、跟踪天线和与蓝牙 5.0 兼容的免版税 BLE 堆栈。

CY8CPROTO-063-BLE，包括编程器/调试器“KitProg”（来源：英飞凌）

 

来自英飞凌（前赛普拉斯）的该套件随附 KitProg，这是一种编程器和调试器，在软件开发时非常有用，但可以在之后断开以减小电路板尺寸。如果套件仍然太大，也可以单独订购和单独使用符合蓝牙 5.0 标准的单模 BLE 模块（4mm × 18 mm × 2 mm）。

电子组装（雷达系统 - 会议室）

如前所述，雷达传感器屏蔽提供自主操作模式，需要通过移除 R3 来选择。详情可在英飞凌的AN608中找到。

移除 R3 以实现自主操作模式。（来源：英飞凌）

 

注意：不幸的是，R3 是从最小的 SMD 尺寸之一中选择的，需要最高浓度和特殊的 SMD 焊接工具才能去除。当心！

雷达模块有 4 个城堡形孔，几乎可以安装在微控制器套件的 I/O 接头之间。但是，为了避免对镀孔造成任何损坏并使安装更加牢固，如下图所示，使用小面包板PCB作为中间适配器以更好地固定。为了更好地隔离，使用了胶带。

在 CY8CPROTO-063-BLE 上安装 XENSIV™ BGT60LTR11AIP 雷达

 

对于给定的软件，雷达模块安装在针脚 5.2 和 5.3 上，以及另一侧的 9.4 和 9.5 上。雷达信号TD（目标检测）将由软件处理，端口引脚9.4（GPIO驱动高电平）和9.5（GPIO驱动低电平）为传感器供电。使用 GPIO 为模块供电可简化连接，因为无需手动接线。

一个黑色的 3D 打印外壳被设计为“隐藏”该系统。

电子组装（灯板-休闲室）

组装灯板非常简单，因为它只使用基于 WS2812B 类型的 LED 灯条。在我们的例子中，我们驱动 62 个 LED（“Let's play Soccer”、“Please Quiet”）。但是，只需要一个输出引脚（P9.0），因此相关引脚 9.0、VDD 和 GND 以及其余的由软件处理。

连接 P9.0 驱动的 WS2812B LED 灯条的排针

 

注意：VDD 仅提供 3.3V 电压电源。虽然 WS2812B 指定为 5V，但在 3.3V 下工作正常，而且 LED 面板的亮度不是问题。还要注意板载AP7365-WG-7允许的最大电流（定义为 600mA）。因此，我对这个 Maker 项目闭上了眼睛 ;-) 很高兴它有效！

软件

已经建立了两个项目来开发每个部分的固件。对于英飞凌（以前的赛普拉斯）PSoC6 微控制器，ModusToolbox IDE 将来会取代以前的PSoC Creator 。由于 Modus 是基于 Eclipsed 的，因此许多开发人员都喜欢它，但这种方法与以前的 GUI （如设计输入）有部分不同。但是，由于软件部分并不太复杂和简单，因此请执行以下操作：

• 将两个项目 zip 文件提取到一个本地文件夹中，即工作区文件夹，例如：c:\myProjects\RemoteRoomRadar\c:\myProjects\RemoteRoomRadar\RemoteRoomRadar-BleAdv-Radarc:\myProjects\RemoteRoomRadar\RemoteRoomRadar-BleScan-LED
• 打开 ModusToolbox 并选择工作区文件夹（例如：c:\myProjects\RemoteRoomRadar）
• 文件 -> 导入... ModusToolbox -> 应用程序导入... 例如：c:\myProjects\RemoteRoomRadar\RemoteRoomRadar-BleAdv-Radar
• 文件 -> 导入... ModusToolbox -> 应用程序导入... 例如：c:\myProjects\RemoteRoomRadar\RemoteRoomRadar-BleScan-LED
• 单击项目 RemoteRoomRadar-BleScan-LED
• 从快速面板打开库管理器，然后单击更新按钮。完成后，然后关闭。
• 以同样的方式更新 RemoteRoomRadar-BleAdv-Radar 项目

这些项目可以立即使用，并且可以构建和编程到专用的 CY8CKIT-063-BLE。

在下文中，我将给出一些提示，如果需要进行修改，如何配置这两个项目。

RemoteRoomRadar-BleAdv-Radar（发送方）

该项目在雷达检测到目标时发送 BLE 广告包。

雷达的引脚分配由设备配置器 -> 引脚完成。当前分配：

• P5[4]：雷达_TD
• P5[5]：雷达_PD
• P6[2]：雷达_GND
• P9[6] : RADAR_VIN

使用蓝牙配置器调整 BLE 广告包。目前定义了地址为“00A050-C011AB”的设备名称“RoomRadar”。注意：BLE 扫描器只使用给定的地址，而不证明名称。

在 main.c 内部，RADAR_PD 引脚被轮询并相应地激活 BLE 广告。

for(;;)
{
    if (   ( u32BleAdvOn == 0 ) 
        && ( (0 == cyhal_gpio_read(RADAR_TD)) || (0 == cyhal_gpio_read(USERBTN)) ) 
        && ( CY_BLE_ADV_STATE_ADVERTISING != Cy_BLE_GetAdvertisementState() ) 
       )
    {
        u32BleAdvOn = 1;
        u32TimeDelay = 25;
        Cy_BLE_GAPP_StartAdvertisement
        (CY_BLE_ADVERTISING_FAST, CY_BLE_PERIPHERAL_CONFIGURATION_0_INDEX);
    }
    else 
    if (   ( u32BleAdvOn == 1 ) 
        && ( 1 == cyhal_gpio_read(RADAR_TD) ) 
        && ( 1 == cyhal_gpio_read(USERBTN) ) 
       )
    {
        u32BleAdvOn = 0;
        Cy_BLE_GAPP_StopAdvertisement();
    }
} // for(;;)

RemoteRoomRadar-BleScan-LED（接收器）

该项目在空中扫描广告包。当它找到雷达（发件人）的给定地址时，它控制 WS2812B LED 以红色显示相关消息（“请安静”），否则显示绿色消息（“让我们踢足球”）。

发件人的地址在 main.c 中编码

cy_stc_ble_gap_bd_addr_t PeripheralDeviceCollaboratorRoom = 
{ {0xAB, 0x11, 0xC0, 0x50, 0xA0, 0x00 } };

当接收到匹配的广告包时，在 BLE 状态机内部会设置一个延迟 ( )。u32TimeDelay这是一种滞后，以避免 LED 面板的任何闪烁导致我的雷达检测中断。此处将最大延迟设置为 200，即当前代表 20 秒。

void BleStackEventHandler(uint32_t event, void *eventParam)
{
    case CY_BLE_EVT_GAPC_SCAN_PROGRESS_RESULT:
    
    advReport = *( cy_stc_ble_gapc_adv_report_param_t *)eventParam;
    if (AddressCompare(PeripheralDeviceCollaboratorRoom, advReport.peerBdAddr))
    {
        u32TimeDelay = u32TimeDelay + 50;
        if (u32TimeDelay>200)
        {
            u32TimeDelay = 200;
        }
    }

}

在 systick 定时器中断服务例程中，显示​​会根据延迟变量 ( )的值每 100 毫秒刷新一次。u32TimeDelay

void mySystick_ISR()
{
    if (u32TimeDelay)
    {
        u32TimeDelay = u32TimeDelay - 1;
        cyhal_gpio_write(LED_G, 0);
        DisplayPlease(RED);
        DisplayLetsPlay(BLACK);
        DisplayQuiet(RED);
        DisplaySoccer(BLACK);
        DisplayRahmen(RED);
        StripLights_Trigger(1);
    }
    else
    {
        cyhal_gpio_write(LED_G, 1);
        DisplayPlease(BLACK);
        DisplayLetsPlay(GREEN);
        DisplayQuiet(BLACK);
        DisplaySoccer(GREEN);
        DisplayRahmen(GREEN);
        StripLights_Trigger(1);
    }
}

同样，用于连接 LED 灯条的引脚分配可以通过 Device Configurator -> Pins 完成。当前任务：

• P9[0]：WS2812B

示范

在第一次测试中，功能在表上进行测试

 

 

 

 

1 / 2 •假设会议室未被占用（至少雷达未检测到物体）

 

在将每个系统安装到预定位置之前。

概括

通过使用CY8CPROTO-063-BLE和新的XENSIV™ BGT60LTR11AIP 60GHz 雷达传感器，可以快速实现一个有趣且有用的应用，并且只需处理纯 BLE 广告数据包即可建立简单的通信。该系统非常开放，可以适应许多其他场景。雷达系统相对于已知的 PIR 传感器的最大优势在于它可以隐藏在一个外壳中，这样安装也更加美观（比这个示例项目粗略显示的）。