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深度详解:小米人体传感器内部的黑科技

楼主:绿米联创 时间:2020-07-31 16:53:11

小米人体传感器是小米智能家庭套装的重要组件之一。在使用过程中,通过它来判断是否有人经过,从而实现感应亮灯、警戒提醒、控制开关智能灯以及空气净化器等功能。




组成部分

小米人体传感器主要由热释电红外传感器、菲涅尔透镜和ZigBee模块组成。



热释电红外传感器与菲涅尔透镜配合,来探测人体的移动。


在自然界中,高于绝对零度(-273.15℃)的物质都可以产生红外线。人体辐射的红外线中心波长为9~10μm,热释电红外传感器能接受到人体发射出来的这一部分红外线信号,再将信号转换为电压信号,判断是否有人经过,然后通过ZigBee模块向网关传输探测到的信息,联动智能场景。




为何要选择菲涅尔透镜?

对于人体传感器的透镜,第一,必须要求其透光率要高,内部的滤波器要好,才能准确过滤出9~10μm的红外线,第二,温度的稳定性要好(热胀冷缩的影响下,会影响传感器的灵敏度以及感应范围)。在小米人体传感器的研发过程中,对比了国内外十多家透镜,绿米团队最终选择了全球最顶尖的菲涅尔透镜。


热释电红外传感器需要与菲涅尔透镜相互配合,才能准确探测到人体的移动。


透镜有什么用?

菲涅尔透镜的作用主要有两个,第一个是利用透镜的特殊光学原理,在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”,以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时,人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”,这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入,从而强其能量幅度。


第二个作用是控制探测的方向,小米人体传感器可以探测透镜窗口正前方及前下方的区域,而不能探测前上方的区域,左右范围则可以达到170°,距离可达7m,覆盖一般家庭室内的单个客厅或卧室等独立区域没有问题。


发码时间的选择

由于人体的活动会非常频繁,所以在人体传感器的探测范围内,人的移动会发生非常多次的信号变化。为了过滤掉无用的消息,人的一次完整的移动中,小米人体传感器只会记录一次,避免上传冗余的数据,产生垃圾信息,更起到了省电的作用。




小米人体传感器的触发间隔设定为1分钟1次,也就是说当第一次检测到人体移动之后的1分钟内,如果有人再次移动,人体传感器是不会上报数据。所以,当你设定有人经过网关亮灯,在一分钟内,如果你将灯关掉,再次经过人体传感器,网关的灯是不会亮的。需要一分钟之后才会执行这个场景。



在日常使用中,这样的上报频率已经足足够用,并不会影响人们的使用效果。

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