本发明公开一种检测动静态人体的被动式热释电红外探测器及低误报方法。被动式热释电红外探测器由菲涅尔透镜，热释电红外传感器，模拟信号调理模块，AD采样、数字信号处理、控制和通信模块，燕尾槽平移机构组成；两组热释电红外传感器并列安装，检测两组传感器的公共探测区；热释电红外传感器信号经模拟信号调理、主备模式AD采样、消除干扰影响的双鉴算法数据预处理后，再经双鉴技术处理达到低误报率。热释电红外传感器位于燕尾槽平移机构的燕尾滑块上，通过燕尾滑块的平移，实现动静态人的探测、区分无人和静态人；借鉴芯片BIS0001“触发封锁时间”的设计思想，优化燕尾槽平移机构的平移次数，降低探测器的功耗。
检测动静态人体的被动式热释电红外探测器及低误报方法
技术领域
[0001] 本发明属被动式热释电红外探测器的人体检测技术范畴，特别是一种检测动静态人体的热释电被动式红外探测器及低误报方法。
背景技术
[0002] 随着我国经济的快速发展，资源匮乏和社会转型的步伐呈现加速态势。一方面，人口流动逐渐增大，社会治安形势日趋复杂；因此，人们对生命财产的安全越来越重视。另一方面，能源电力的短缺阻碍了中国经济的可持续发展，在可预见的时间内不会得到根本的改观；因此，建设资源节约型社会已成全社会的共识。以安全为例，传统的人防物防和现场报警手段难以适应新形势下的社会需求；传统的视频监控虽能提供符合用户习惯的直观信息，但设备价格昂贵、操作专业、用途单一、缺乏实时报警功能；而被动式热释电红外传感器及传感器应用技术则是化解安全保障、资源节约两大难题的关键共性技术。本发明的论述侧重探测器在安防领域中的应用。
[0003] 被动式热释电红外传感器是基于热释电效应的热电型红外探测敏感元件，广泛应用于工业、农业、国防和安防等领域，甚至在普通的家用电器中也屡见踪迹。除黑体外的任何物体均向外辐射红外线，其波长服从维恩位移定律（Wien’s Displacement Law）；人的典型体温为37℃，是一个很好的红外源，只要能探测人体的红外线就可获取人的活动状态。自二战期间德国用硫化铅材料制成全球首个红外传感器以来，70年历程的红外技术取得了全方位的长足进展；传感器的制造工艺成熟可靠、技术性能日臻完善，经济指标达到近乎完美的水准。首先，敏感元件的材料延拓至单晶体、陶瓷和薄膜三个大类；单晶体包括硫酸三甘钛（TGS）、铌酸锶钡（SBN）及钽酸锂（LiTaO3）等，陶瓷材料包括锆钛酸铅（PZT）及钛酸铅（PbTiO3）等，薄膜材料有聚偏二氟乙烯（PVF2）及聚亚乙烯氟（PVDF）等。第二，传感器采用两个相反极性敏感元件串联的双元型结构，使其具有独特的抗干扰性能。第三是光学附件的技术进步，不仅发明了只对人体幅射红外线波長敏感的滤光片，而且开发出聚焦入射红外光、对活动目标不断切换温度场的菲涅尔透镜，提高了传感器的灵敏度和抗干扰性能。最后，热释电红外传感器专用芯片的推出，传感器只需外接少量器件，即可构成品质优异的高可靠探测器。被动式热释电红外探测器由光学附件、热释电红外传感器、信号处理和应用电路组成。探测器本身不存在任何类型的辐射、无活动部件，故器件功耗小、隐蔽性好、结构可靠、价格低廉；热释电红外传感器不受可见光和噪声的影响，故可不分昼夜连续检测，特别适宜在夜间或黑暗条件下工作；通过被测对象自身发射红外线实现检测，故不必另设光源、系统结构相对简单；因大气对特定波长（８～１４μｍ）红外线吸收甚少，故具有较易检测到人体的特点。2008年，我国的被动式红外传感器市场总量达一千万台。
[0004] 被动式热释电红外探测器应用过程中暴露出两大不足：首先，热释电红外传感器易受环境中其他红外源的干扰，如暖气、空调可能引起的探测器误报，减少或消除误报是亟待解决的第一个问题。其二是探测器仅对动态人体有效，即无法探测静态或缓慢移动的人体；探测器若用于安防，则存在技术上的隐患；探测器若用于节能--根据是否有人决定照明和供热（冷）的开闭，则存在技术上的缺憾；开发适用于动静态人体的探测器受制于热释电效应机理。当探测区域无人体辐射出的红外线信号时，外界入射的红外线在热释电敏感元上产生极性相反、电量相等的正负电荷极化现象，由于两个敏感元采用的是相反极性的串联结构，因此正负电荷相互抵消，传感器无输出。当人体静止在传感器的探测区域内时，与外界入射红外线的场景类同，传感器亦无输出。当且仅当人体在探测区域内移动时，两个热释电敏感元接收到不同的红外辐射，敏感元的极化电荷不能相互抵消，传感器才会输出信号；一旦人体脱离探测区域、或在探测区域内保持静止状态，敏感元产生的极化电荷与空气中的离子中和，传感器重返无信号输出状态。
[0005] 针对被动式热释电红外探测器的不足进行了充分的研究，研究工作聚焦在探测器无法探测静态人体上，鲜见减少或消除探测器误报的报道。改进设计取得了一定的成效，基本思路是正确的、即依据相对运动的原理进行改进：既然人动、探测器静，可行；反之人静、探测器动，必可行。但这种改进在工程实施中的成功案例少之又少，因为改进的技术手段过于复杂昂贵。商品化热释电红外传感器的批量报价2元左右，菲涅尔透镜成本<1元，热释电红外传感器专用芯片BISS0001<1元；显然，被动式热释电红外探测器改进技术必须具备简单、低廉、可靠的特征，现有的电机或步进电机+传动机构解决方案在技术经济的合理性方面值得商榷。改进设计的另一思路是多传感器的信息融合，如热释电红外传感器与超声波双鉴传感器结合，实现动静态人体的探测（王良昱，监狱环境下基于无线传感器网络技术的监控报警系统设计与实现【D】，国防科学技术大学，2011），克服单一热释电红外传感器的缺陷。目前，较有代表性的知识产权成果综述如下：
[0006] ·发明专利“照明设备的智能控制系统”（专利号ZL200710060055.1），提出由红外热释电传感器和旋转云台构成人体探测器的方案。
[0007] ·发明专利“具有全态人体感应能力的红外人体感应装置”（专利号ZL201110066677.1），提出热释电红外传感器安装在控制器上，包括旋转电机和安装支架、以及减速箱和旋转齿轮；不仅可以检测运动中的人体，还可以检测静止的人体。
[0008] ·发明专利“一种探测静态人体的红外传感装置”（申请号201110306664.7），提出热释电红外传感器安装在步进电机的转轴上转动，用于扫描静态热源信号。
[0009] ·发明专利“光控灯具的智能被动感应方法”（申请号201210195675.7），提出将热释电红外传感器阵列中各热释电红外传感器的输出信号进行累加，并对放大后的信号进行微分运算、整流处理；解决被动感应方法中普遍存在的对感应区内静止人员无感应的问题。
[0010] 上述有益探索，提出了“人静、探测器动”和“多传感器信息融合”探测静态人体的方法，有一定的参考价值，但探索成果仍存在局限；因此，有必要基于被动式热释电红外探测器、在现有研究成果的基础上作深入的研究与创新，减少或消除探测器的误报、借助简单的廉价技术实现对动静态人体的低误报探测。
发明内容
[0011] 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种检测动静态人体的热释电被动式红外探测器及低误报方法。
[0012] 检测动静态人体的被动式热释电红外探测器包括第一菲涅尔透镜、第一热释电红外传感器、第一模拟信号调理模块、第一燕尾槽平移机构，第二菲涅尔透镜、第二热释电红外传感器、第二模拟信号调理模块、第二燕尾槽平移机构，AD采样、数字信号处理、控制和通信模块CC2430，AD采样、数字信号处理、控制和通信模块CC2430简称主控模块；主控模块由AD采样单元、数字信号处理单元、控制单元和射频通信单元组成；第一燕尾槽平移机构包括第一燕尾滑块、第一燕尾槽，第一燕尾滑块与第一燕尾槽抅成第一滑动副，第二燕尾槽平移机构包括第二燕尾滑块、第二燕尾槽，第二燕尾滑块与第二燕尾槽抅成第二滑动副；
[0013] 第一热释电红外传感器与第一模拟信号调理模块相连后、接入主控模块，主控模块与第一燕尾槽平移机构相连，第一热释电红外传感器上外套第一菲涅尔透镜、并与第一模拟信号调理模块一起安装在第一燕尾滑块上，第二热释电红外传感器与第二模拟信号调理模块相连后、接入主控模块，主控模块与第二燕尾槽平移机构相连，第二热释电红外传感器上外套第二菲涅尔透镜、并与第二模拟信号调理模块一起安装在第二燕尾滑块上。
[0014] 所述的第一热释电红外传感器传感器包括第一滤光镜、第一敏感元、第二敏感元、第一栅极电阻RG和第一场效应管FET，第一热释电红外传感器的输出端为D、S和G；
[0015] 第一敏感元和第二敏感元相对的两面各引一电极，两个敏感元采用相反极性的串联结构，栅极电阻RG的一端连接FET的栅极，栅极电阻RG的另一端接G端，电阻R120与电容C120并联组成低通滤波器，滤波器的一端接S端，滤波器的另一端接G端；第一热释电红外传感器的输出端D、S和G分别与第一模拟信号调理模块BIS0001芯片的脚11、14、7相连；
[0016] 第二热释电红外传感器的组成及连接方式、第二热释电红外传感器与第二模拟信号调理模块BIS0001芯片的连接方式同上。
[0017] 所述的第一模拟信号调理模块、第二模拟信号调理模块均采用BIS0001芯片；第一热释电红外传感器的D端与第一模拟信号调理模块的BIS0001芯片脚11、1相连，并接入电源VCC；第一热释电红外传感器的G端与第一模拟信号调理模块的BIS0001芯片脚7相连，并接地；第一热释电红外传感器的S端与第一模拟信号调理模块的BIS0001芯片脚14相连；电阻R133的两端分别与第一模拟信号调理模块的BIS0001芯片脚3、4相连，电容C134的一端与第一模拟信号调理模块的BIS0001芯片脚4相连，电容C134的另一端接地，电阻R136的两端分别与第一模拟信号调理模块的BIS0001芯片脚5、6相连，电容C135的一端与第一模拟信号调理模块的BIS0001芯片脚5相连、电容C135的另一端接地，第一模拟信号调理模块的输出端为BIS0001芯片脚2、12，并分别与主控模块CC2430芯片脚11、12相连；
[0018] 第二热释电红外传感器与第二模拟信号调理模块的组成及连接方式同上；第二模拟信号调理模块的输出端为BIS0001芯片脚2、12，分别与主控模块CC2430芯片脚14、13相连。
[0019] 所述的主控模块的MCU选用CC2430芯片，第一模拟信号调理模块的BIS0001芯片脚2与主控模块的CC2430芯片脚11相连，第一模拟信号调理模块的BIS0001芯片脚12与主控模块的CC2430芯片脚12相连，两模块的有线连接采用長度可伸缩的柔性电缆实现；CC2430芯片内嵌AD接口，BIS0001芯片脚2的输出接入CC2430芯片AD接口，主控模块的CC2430芯片采样第一模拟信号调理模块BIS0001芯片输出的信号；CC2430芯片脚12是脚
11的备用AD接口；CC2430芯片的输出端为脚8、9，并分别与第一燕尾槽平移机构、第二燕尾槽平移机构相连；第二模拟信号调理模块与主控模块的组成及连接方式同上；第二模拟信号调理模块的输出端为BIS0001芯片脚2、12，并分别与CC2430芯片脚14、13相连。
[0020] 所述的主控模块CC2430芯片是集AD采样、数字信号处理、控制和射频通信功能于一体的SOC芯片，其射频通信单元电路为：CC2430芯片脚20、7、47、41相连后与数字电路电源DVDD_3.3V、电容C411、电容C71的一端相连，电容C411及电容C71的另一端接地；脚42与电容C421的一端相连，电容C421的另一端接地；脚10与电容C678的一端、电阻R406、按键S1的一端相连，电容C678及按键S1的另一端接地，电阻R406的另一端与数字电路电源DVDD_3.3V相连；脚23与数字电路电源DVDD_3.3V及电容C231的一端相连，电容C231的另一端接地；脚24与模拟电路电源VCC1.8及电容C241的一端相连，电容C241的另一端接地；脚26与电阻R261的一端相连，电阻R261的另一端接地；脚22与电阻R221的一端相连，电阻R221的另一端接地；
脚19与晶振X1及电容C191的一端相连，晶振X1的另一端与引脚21及电容C121的一端相连，电容C191及电容C121的另一端均接地；脚44与晶振X2及电容C441的一端相连，晶振X2的另一端与脚43及电容C431的一端相连，电容C441及电容C431的另一端均接地；脚34与电感L2及电感L5的一端相连，电感L4及电感L1的一端和电感L5的另一端相连，脚33与电感L1的另一端相连，脚32与电感L2及电感L4的另一端相连，电感L3的一端与电容C63的一端相连，电容C63的另一端与天线ANT1相连；脚25、27、28、29、30、31、35、36、37、38、39、40与模拟电路电源VCC1.8、电容C11、电容C101、电容C371的一端相连，电容C11、电容C101、电容C371的另一端接地。
[0021] 所述的第一燕尾槽平移机构包括第一燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150、第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈、第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块、第一燕尾槽平移机构的燕尾槽、第一燕尾槽平移机构的复位弹簧、第一燕尾槽平移机构的挡块、第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑道底部开通孔、第一燕尾槽平移机构的第一盖板、第一燕尾槽平移机构的第二盖板，燕尾槽滑道底部通孔是热释电红外传感器探测外部红外信号的窗口；第二燕尾槽平移机构的组成同上；
[0022] CC2430芯片脚8与第一燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150输入端相连，第一燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150输出的一端与第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈的一端相连、第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈的另一端经电源与第一燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150输出的另一端相连，形成受第一燕尾槽平移机构固态继电器IRFP150控制的电磁铁电气回路；CC2430芯片与第二燕尾槽平移机构的电路组成及连接方式同上，CC2430芯片脚9与第二燕尾槽平移机构固态继电器IRFP150的输入端相连。
[0023] 所述的第一燕尾槽平移机构各部件采用的结构、配合和安装位置，以及实现的运行方式；第一燕尾槽平移机构各部件的结构、配合和安装位置如下：第一燕尾槽平移机构的底座设计为燕尾槽形状，第一燕尾槽平移机构的燕尾滑块安装在第一燕尾槽平移机构的燕尾槽内、两者构成滑动副，燕尾滑块在燕尾槽滑道中可作平移滑动；第一燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150和第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈固定在第一燕尾槽平移机构的第二盖板上；第一燕尾槽平移机构的复位弹簧一端固定在第一燕尾槽平移机构的第一盖板上，第一燕尾槽平移机构的复位弹簧另一端固定在第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块上；第一热释电红外传感器上外套第一菲涅尔透镜、并与第一模拟信号调理模块一起安装在第一燕尾滑块上；第一燕尾槽平移机构的挡块固定在第一燕尾槽平移机构的燕尾槽底部的上侧、处于第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块和第一燕尾槽平移机构的第一盖板之间；第二燕尾槽平移机构各部件的的结构、配合和安装位置同上；
[0024] 第一燕尾槽平移机构的运行方式如下：顶装时，第一燕尾槽平移机构的挡块抵住第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块，防止第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块向第一燕尾槽平移机构的第一盖板移动，装配燕尾槽平移机构时弹簧预置初始拉力，此时，第一燕尾槽平移机构的燕尾滑块保持在第1平衡点（第一燕尾槽平移机构安装时第一燕尾槽平移机构的燕尾滑块的初始位置）；主控模块下达第一燕尾槽平移机构的固态继电器SSR闭合指令，SSR闭合，第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈电路接通，第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈得电，第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块向第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈水平移动，第一燕尾槽平移机构的复位弹簧的拉力增大；当第一燕尾槽平移机构的复位弹簧拉力与第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈电磁吸力达到平衡时，第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块静止在第2平衡点，第一热释电红外传感器经通孔探测外部红外信号，检测无人、有静态人；延时5S，主控模块下达第一燕尾槽平移机构的固态继电器SSR断开指令，SSR断开，第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈电路断开，第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈失电，第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块在第一燕尾槽平移机构的复位弹簧拉力作用下，反向平移至第一燕尾槽平移机构的挡块处停止，回归到燕尾滑块的第1平衡点（燕尾槽平移机构安装时燕尾滑块的初始位置），第一热释电红外传感器经通孔二次检测无人、有静态人；第二燕尾槽平移机构的运动方式同上。
[0025] 所述的第一热释电红外传感器与第二热释电红外传感器具有顶装和壁装两种安装方式，顶装时贴天花板并列布置在屋顶，壁装时贴壁等高并列布置在墙壁；依据探测区的实际大小，按需布置一组或多组双热释电红外传感器。
[0026] 所述的检测动静态人体被动式热释电红外探测器的低误报方法是：
[0027] 源自双热释电红外传感器探测区域的红外幅射信号分别经第一/二菲涅尔透镜、第一/二滤光镜、第一/二两个敏感元、第一/二模拟信号调理模块至主控模块，主控模块采用主备采样模式将输入的模拟信号转化成数字信号；主控模块的控制单元控制第一/二燕尾槽平移机构的移动，主控模块的数字信号处理单元对“数字信号”实施低误报的双鉴算法，双鉴算法的结果通过主控模块的射频通信单元，以无线方式上传无人、有静态人、有动态人至上位机，由上位机完成个性化的、应用层面的操作；
[0028] 消除干扰影响“数字信号”的正确性，降低误报的另一举措是双鉴算法数据预处理；定义1：双热释电红外传感器的公共探测区域为双热释电红外传感器探测区域，即两个热释电红外传感器探测区域的重叠部分为双热释电红外传感器探测区域；定义2：采样时对第一/二热释电红外传感器的电平信号分别采样3次，单一热释电红外传感器的3次采样值一致、该热释电红外传感器的采样有效--有效采样，否则为无效采样、丢弃返回重采；定义3：当第一/二热释电红外传感器有效采样值不一致--人体进入预警区、但未进入双热释电红外传感器的探测区，双热释电红外传感器的采样无效、丢弃返回重采，当且仅当6个采样值一致--第一、二热释电红外传感器各有3个采样值，双热释电红外传感器的采样结果才有效、并进入双鉴算法流程；双鉴算法数据预处理的输出变量为Sample_Result，Sample_Result=1，高电平--“有动态人”， Sample_Result=0，低电平--“无人” 或“有静态人”；单一热释电红外传感器的有效采样仅是双热释电红外传感器有效采样的必要条件，而非充分条件；综上所述，低误报双鉴算法包括初始化、双鉴算法数据预处理、双鉴算法三部分；
[0029] 双鉴算法的重要变量汇总：输入变量为Sample_Result，双鉴算法数据预处理的输出变量；Sample_Result=1，高电平，探测到“有动态人”；Sample_Result=0，低电平，探测到“无人” 或“有静态人”；输出值变量为Person：Person=0，无人；Person =1，有静态人；Person =2，有动态人；初始化时，Person=0；控制变量为SSR_Counter，“双鉴算法” 根据SSR_Counter的数值，主控模块下达或屏蔽固态继电器SSR的通断指令，即燕尾滑块的平移滑动指令；初始化时，SSR_Counter=0；
[0030] 双鉴算法根据现有的探测结果：无人、有静态人、有动态人，初始化时为无人，按无人、有静态人、有动态人三种模式处理输入变量Sample_Result，采用控制变量SSR_Counter约束燕尾槽平移机构的平移次数；三模式双鉴算法的具体步骤如下：
[0031] 1.现有状态Person=0，无人；
[0032] 1-1.Sample_Result=1；则射频上传Person =2，返回“A”；
[0033] 1-2.Sample_Result=0；
[0034] 1-2-1.SSR_Counter≠0；则射频上传Person =0，SSR_Counter = SSR_Counter -1，返回“A”；
[0035] 1-2-2.SSR_Counter=0；则下达固态继电器的通断指令，SSR_Counter=N，N>0的正整数，执行双鉴算法数据预处理；
[0036] 1-2-2-1. Sample_Result=1；则射频上传Person =1，返回“A”；
[0037] 1-2-2-2. Sample_Result=0；则射频上传Person =0，返回“A”；
[0038] 2.现有状态Person=1，有静态人；
[0039] 2-1.Sample_Result=1；则射频上传Person =2，返回“A”；
[0040] 2-2.Sample_Result=0；
[0041] 2-2-1.SSR_Counter≠0；则射频上传Person =1，SSR_Counter = SSR_Counter -1，返回“A”；
[0042] 2-2-2.SSR_Counter=0；则下达固态继电器的通断指令，SSR_Counter=N，N>0的正整数, 执行双鉴算法数据预处理；
[0043] 2-2-2-1. Sample_Result=1；则射频上传Person =1，返回“A”；
[0044] 2-2-2-2. Sample_Result=0；则射频上传Person =0，返回“A”；
[0045] 3.现有状态Person=2，有动态人；
[0046] 3-1.Sample_Result=1；则射频上传Person =2，返回“A”；
[0047] 3-2.Sample_Result=0；则下达固态继电器的通断指令，SSR_Counter=N，N>0的正整数, 执行双鉴算法数据预处理；
[0048] 3-2-1. Sample_Result=1；则射频上传Person =1，返回“A”；
[0049] 3-2-2. Sample_Result=0；则射频上传Person =0，返回“A”。
[0050] 本发明借助燕尾槽平移机构，双热释电红外传感器能上传无人、有静态人、有动态人三种探测结果；双热释电红外传感器平台上的低误报率双鉴算法，使探测结果的误报率下降；优化燕尾槽平移机构的平移次数，既保证了探测质量、又减少了功耗；集成微电子、材料学、电工器材领域的最新成果，提高了热释电红外探测器的可靠性。
附图说明
[0051] 图1是被动式热释电红外探测器的框图；
[0052] 图2是第一被动式热释电红外传感器的结构框图；
[0053] 图3是第一被动式热释电红外传感器与第一模拟信号调理模块的电路简图；
[0054] 图4是第一模拟信号调理模块与主控模块CC2430的电路简图；
[0055] 图5是主控模块CC2430的电路图；
[0056] 图6是主控模块CC2430与第一燕尾槽平移机构的电路简图；
[0057] 图7是第一燕尾槽平移机构的燕尾槽底座立体示意图；
[0058] 图8是第一燕尾槽平移机构的装配图；
[0059] 图9是被动式双热释电红外传感器的屋顶布置图；
[0060] 图10是被动式双热释电红外传感器的低误报双鉴算法流程图。
具体实施方式
[0061] 如图1、7、8所示，检测动静态人体的被动式热释电红外探测器包括第一菲涅尔透镜110、第一热释电红外传感器120、第一模拟信号调理模块130、第一燕尾槽平移机构140，第二菲涅尔透镜210、第二热释电红外传感器220、第二模拟信号调理模块230、第二燕尾槽平移机构240，AD采样、数字信号处理、控制和通信模块CC2430（300），AD采样、数字信号处理、控制和通信模块CC2430简称主控模块；主控模块由AD采样单元、数字信号处理单元、控制单元和射频通信单元组成；第一燕尾槽平移机构140包括第一燕尾滑块143、第一燕尾槽144，第一燕尾滑块与第一燕尾槽抅成第一滑动副，第二燕尾槽平移机构240包括第二燕尾滑块243、第二燕尾槽244，第二燕尾滑块与第二燕尾槽抅成第二滑动副；
[0062] 第一热释电红外传感器120与第一模拟信号调理模块130相连后、接入主控模块300，主控模块300与第一燕尾槽平移机构140相连，第一热释电红外传感器120上外套第一菲涅尔透镜110、并与第一模拟信号调理模块130一起安装在第一燕尾滑块143上，第二热释电红外传感器220与第二模拟信号调理模块230相连后、接入主控模块300，主控模块
300与第二燕尾槽平移机构240相连，第二热释电红外传感器220上外套第二菲涅尔透镜
210、并与第二模拟信号调理模块230一起安装在第二燕尾滑块243上。
[0063] 如图2所示，第一菲涅尔透镜110外套在第一热释电红外传感器120上，第一热释电红外传感器传感器120由第一滤光镜121、第一敏感元122、第二敏感元123、第一栅极电阻RG124和第一场效应管FET125组成；菲涅尔透镜将人体辐射的红外线经滤光镜后聚焦至热释电红外敏感元，产生交替变化的红外辐射高灵敏区和盲区，满足热释电敏感元需信号变化的要求；滤光镜则过滤偏离人体体温的红外线；敏感元相对的两面各引一电极、电极两端形成一个等效电容、等效电容具有自身产生极化的特性，两个敏感元采用相反极性的串联结构；敏感元的极化电信号通过场效应管FET阻抗变换后输出，栅极电阻RG的一端连接FET的栅极、另一端接G端；电阻R120与电容C120并联组成低通滤波器，滤波器的一端接S端、另一端接G端；热释电红外传感器的输出端为D、S和G，分别与第一模拟信号调理模块BIS0001芯片的脚11、14、7相连。
[0064] 第二菲涅尔透镜210与第二热释电红外传感器220的组成及连接方式、第二热释电红外传感器与第二模拟信号调理模块BIS0001芯片的连接方式同上。
[0065] 如图3所示，热释电红外传感器专用芯片BIS0001是模拟信号调理模块的核心，现以第一模拟信号调理模块为例展开论述：第一热释电红外传感器的D端与BIS0001芯片脚11、1相连，并接入电源VCC；第一热释电红外传感器的G端与BIS0001芯片脚7相连，并接地；第一热释电红外传感器的S端与BIS0001芯片脚14相连；电阻R133的两端分别与BIS0001芯片脚3、4相连，电容C134的一端与BIS0001芯片脚4相连、另一端接地，R133和C134决定BIS0001芯片脚2（VO）保持高电位的时间；电阻R136的两端分别与BIS0001芯片脚5、6相连，电容C135的一端与BIS0001芯片脚5相连、另一端接地，R136和C135决定BIS0001芯片脚2（VO）输出由高电位变低电位后的“触发封锁时间”，“触发封锁时间”内VO始终保持低电位、即屏蔽探测器的探测功能，以避免重复报警的方式达到降低功耗。第一模拟信号调理模块的输出端为BIS0001芯片脚2（VO）、12（2OUT），分别与主控模块CC2430芯片脚11、12相连。
[0066] 第二热释电红外传感器220与第二模拟信号调理模块230的组成及连接方式同上；第二模拟信号调理模块的输出端为BIS0001芯片脚2（VO）、12（2OUT），分别与主控模块CC2430芯片脚14、13相连。
[0067] 如图4所示，第一模拟信号调理模块BIS0001芯片脚2（VO）与主控模块CC2430芯片脚11（AD0、P0_0）相连、芯片脚12（2OUT）与主控模块CC2430芯片脚12（AD1、P0_1）相连，两模块的有线连接采用長度可伸缩的柔性电缆实现；主控模块CC2430芯片内嵌AD接口，BIS0001芯片脚2输出接入主控模块CC2430芯片AD接口、主控模块CC2430芯片采样BIS0001芯片输出的信号；CC2430芯片脚12（AD1、P0_1）是脚11（AD0、P0_0）的备用AD接口，一旦脚11（AD0、P0_0）发生故障、脚12（A/D1、P0_1）则对BIS0001芯片脚12（2OUT）输出信号采样；主备采样模式提高了系统的可靠性；主控模块CC2430芯片的输出端为脚8（P1_0）、9（P1_1），分别与第一燕尾槽平移机构、第二燕尾槽平移机构相连。第二模拟信号调理模块与主控模块的组成及连接方式同上；第二模拟信号调理模块的输出端为BIS0001芯片脚2（VO）、12（2OUT），分别与主控模块CC2430芯片脚14、13相连。
[0068] CC2430芯片包含一个增强型工业标准的8位8051微控制器内核，运行时钟32MHz；使用标准8051指令集，具有8倍标准8051内核的性能。CC2430集成4个振荡器用于系统时钟和定时操作：MCU 和射频部分，其中MCU包括存储器及外设。CC2430集成了用于用户自定义应用的外设。一个AES协处理器集成在CC2430，以支持IEEE802.15.4 MAC 安全所需的（128位关键字）AES运行，尽可能少的占用微控制器。中断控制器为总共18个中断源提供服务。调试接口采用两线串行接口，用于电路调试和外部Flash编程。I/O控制器的职责是21个I/O口的分配和控制；其中有8个8～14位的ADC通道可供选择。CC2430包括四个定时器：一个16位MAC定时器，用以为IEEE802.15.4的CSMA-CA算法提供定时以及为IEEE802.15.4的MAC层提供定时；一个一般的16位和两个8位定时器，支持典型的定时/计数功能。
[0069] 如图5所示，SOC芯片CC2430是主控模块CC2430的核心，集AD采样、数字信号处理、控制和通信功能于一体，射频通信遵循ZigBee无线通信协议（IEEE802.15.4），其射频通信单元电路为：CC2430集成芯片的脚20、7、47、41相连后与数字电路电源DVDD_3.3V、电容C411、电容C71的一端相连，电容C411及电容C71的另一端接地；脚42与电容C421的一端相连，电容C421的另一端接地；脚10与电容C678的一端、电阻R406、按键S1的一端相连，电容C678及按键S1的另一端接地，电阻R406的另一端与数字电路电源DVDD_3.3V相连；脚23与数字电路电源DVDD_3.3V及电容C231的一端相连，电容C231的另一端接地；脚24与模拟电路电源VCC1.8及电容C241的一端相连，电容C241的另一端接地；脚26与电阻R261的一端相连，电阻R261的另一端接地；脚22与电阻R221的一端相连，电阻R221的另一端接地；脚19与晶振X1及电容C191的一端相连，晶振X1的另一端与脚21及电容C121的一端相连，电容C191及电容C121的另一端均接地；脚44与晶振X2及电容C441的一端相连，晶振X2的另一端与脚43及电容C431的一端相连，电容C441及电容C431的另一端均接地；脚34与电感L2及电感L5的一端相连，电感L4及电感L1的一端和电感L5的另一端相连，脚33与电感L1的另一端相连，脚32与电感L2及电感L4的另一端相连，电感L3的一端与电容C63的一端相连，电容C63的另一端与天线ANT1相连；脚25、27、28、29、30、31、35、36、37、38、39、40与模拟电路电源VCC1.8、电容C11、电容C101、电容C371的一端相连，电容C11、电容C101、电容C371的另一端接地。
[0070] 如图6、1、7、8所示，第一燕尾槽平移机构140包括第一燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（141）、第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈142、第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块143、第一燕尾槽平移机构的燕尾槽144、第一燕尾槽平移机构的复位弹簧145、第一燕尾槽平移机构的挡块146、第一燕尾槽平移机构的燕尾槽144滑道底部开通孔147、第一燕尾槽平移机构的第一盖板148-1、第一燕尾槽平移机构的第二盖板148-2，燕尾槽滑道底部通孔147是热释电红外传感器探测外部红外信号的窗口；
[0071] 主控模块CC2430芯片输出端脚8（P1_0）与第一燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（141）输入端相连，固态继电器（Solid State Relay，SSR）输出的一端与第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈142的一端相连、电磁铁线圈的另一端经电源与SSR输出的另一端相连，形成受SSR控制的电磁铁电气回路。主控模块CC2430芯片与第二燕尾槽平移机构的电路组成及连接方式同上；主控模块CC2430芯片的输出端脚9（P1_1）与第二燕尾槽平移机构的SSR IRFP150（241）输入端相连。
[0072] 如图7、8、9所示，第一燕尾槽平移机构140各部件的结构、配合和安装位置如下：第一燕尾槽平移机构140的底座设计为燕尾槽形状，第一燕尾槽平移机构的燕尾滑块143安装在第一燕尾槽平移机构的燕尾槽144内、两者构成滑动副，燕尾滑块在燕尾槽滑道中可作平移滑动；第一燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（141）和第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈142固定在第一燕尾槽平移机构的第二盖板148-2上；第一燕尾槽平移机构的复位弹簧145一端固定在第一燕尾槽平移机构的第一盖板148-1上，第一燕尾槽平移机构的复位弹簧145另一端固定在第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块143上；第一热释电红外传感器120上外套第一菲涅尔透镜110、并与第一模拟信号调理模块130一起安装在第一燕尾滑块143上；第一燕尾槽平移机构的挡块146固定在第一燕尾槽平移机构的燕尾槽
144底部的上侧、处于第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块143和第一燕尾槽平移机构的第一盖板148-1之间；第二燕尾槽平移机构240各部件的的结构、配合和安装位置同上；
[0073] 第一燕尾槽平移机构140的运行方式如下：顶装时，第一燕尾槽平移机构的挡块146抵住第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块143，防止第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块
143向第一燕尾槽平移机构的第一盖板148-1移动，装配燕尾槽平移机构时弹簧预置初始拉力，此时，第一燕尾槽平移机构的燕尾滑块143保持在第1平衡点（第一燕尾槽平移机构安装时第一燕尾槽平移机构的燕尾滑块143的初始位置；主控模块300下达第一燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（141）闭合指令，SSR（141）闭合，第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈142电路接通，第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈142得电，第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块143向第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈142水平移动，第一燕尾槽平移机构的复位弹簧145的拉力增大；当第一燕尾槽平移机构的复位弹簧145拉力与第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈142电磁吸力达到平衡时，第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块143静止在第2平衡点，第一热释电红外传感器120经通孔147探测外部红外信号，检测无人、有静态人；延时5S，主控模块300下达第一燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（141）断开指令，SSR（141）断开，第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈142电路断开，第一燕尾槽平移机构的电磁铁线圈142失电，第一燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块143在第一燕尾槽平移机构的复位弹簧145拉力作用下，反向平移至第一燕尾槽平移机构的挡块146处停止，回归到燕尾滑块的第1平衡点（燕尾槽平移机构安装时燕尾滑块的初始位置），第一热释电红外传感器
120经通孔147二次检测无人、有静态人；第二燕尾槽平移机构240的运动方式同上。
[0074] 如图9所示，第一热释电红外传感器120与第二热释电红外传感器220具有顶装和壁装两种安装方式，顶装时贴天花板并列布置在屋顶，壁装时贴壁等高并列布置在墙壁；图9为顶装安装方式；依据探测区的实际大小，按需布置一组或多组双热释电红外传感器。
定义：双热释电红外传感器的公共探测区域为双热释电红外传感器探测区域，即两个热释电红外传感器探测区域的重叠部分定义为双热释电红外传感器探测区域；双热释电红外传感器是实施双鉴技术、降低误报率的前提。
[0075] 如图10、1、2、4、8、9所示，所述的检测动静态人体被动式热释电红外探测器的低误报方法是：源自双热释电红外传感器探测区域的红外幅射信号分别经第一/二菲涅尔透镜、第一/二滤光镜、第一/二两个敏感元、第一/二模拟信号调理模块至主控模块，主控模块采用主备采样模式将输入的模拟信号转化成数字信号；主备采样模式提高了系统的可靠性。主控模块的控制单元控制第一/二燕尾槽平移机构的移动，主控模块的数字信号处理单元对“数字信号”实施低误报率的双鉴算法，双鉴算法的结果通过主控模块的射频通信单元、以无线方式上传（无人、有静态人、有动态人）至上位机，由上位机完成个性化的、应用层面的操作。
[0076] 消除干扰影响“数字信号”的正确性，降低误报率的另一举措是双鉴算法数据预处理；定义1：双热释电红外传感器的公共探测区域为双热释电红外传感器探测区域，即两个热释电红外传感器探测区域的重叠部分为双热释电红外传感器探测区域；定义2：采样时对第一/二热释电红外传感器的电平信号分别采样3次，单一热释电红外传感器的3次采样值一致、该热释电红外传感器的采样有效--有效采样，否则为无效采样、丢弃返回重采；定义3：当第一/二热释电红外传感器有效采样值不一致--人体进入预警区、但未进入双热释电红外传感器的探测区，双热释电红外传感器的采样无效、丢弃返回重采，当且仅当6个采样值一致--第一、二热释电红外传感器各有3个采样值，双热释电红外传感器的采样结果才有效、并进入双鉴算法流程；双鉴算法数据预处理的输出变量为Sample_Result，Sample_Result=1，高电平--“有动态人”， Sample_Result=0，低电平--“无人” 或“有静态人”；单一热释电红外传感器的有效采样仅是双热释电红外传感器有效采样的必要条件，而非充分条件；综上所述，低误报双鉴算法包括初始化、双鉴算法数据预处理、双鉴算法三部分；
[0077] 双鉴算法的重要变量汇总：输入变量为Sample_Result，双鉴算法数据预处理的输出变量；Sample_Result=1（高电平），探测到“有动态人”；Sample_Result=0（低电平），探测到“无人” 或“有静态人”。输出值变量为Person：Person=0，无人；Person =1，有静态人；Person =2，有动态人；初始化时，Person=0。控制变量为SSR_Counter，“双鉴算法” 根据SSR_Counter的数值，主控模块下达或屏蔽给固态继电器的通断，即燕尾滑块的平移滑动指令；初始化时，SSR_Counter=0。
[0078] 经典的被动式热释电探测器对动态人有效，但无法探测静态人，也无法区分无人和静态人；探测静态人体，区分静态人/无人两种状态，需主控模块控制燕尾槽平移机构平移；鉴于机械运动的能耗较大，必须约束平移的次数：借鉴热释电红外传感器专用芯片BIS0001“触发封锁时间”的设计思想，借助控制变量SSR_Counter、实现燕尾槽平移机构最少的必要平移次数。
[0079] 双鉴算法根据现有的探测结果：无人、有静态人、有动态人，初始化时为无人，按无人、有静态人、有动态人三种模式处理输入变量Sample_Result，采用控制变量SSR_Counter约束燕尾槽平移机构的平移次数。三模式双鉴算法的具体步骤如下：
[0080] 1.现有状态Person=0（无人）
[0081] 1-1.Sample_Result=1；则射频上传Person =2，返回“A”；
[0082] 1-2.Sample_Result=0；
[0083] 1-2-1.SSR_Counter≠0；则射频上传Person =0，SSR_Counter = SSR_Counter -1，返回“A”；
[0084] 1-2-2.SSR_Counter=0；则下达固态继电器的通断指令，SSR_Counter=N（N>0的正整数），执行双鉴算法数据预处理；
[0085] 1-2-2-1. Sample_Result=1；则射频上传Person =1，返回“A”；
[0086] 1-2-2-2. Sample_Result=0；则射频上传Person =0，返回“A”；
[0087] 2.现有状态Person=1（有静态人）
[0088] 2-1.Sample_Result=1；则射频上传Person =2，返回“A”；
[0089] 2-2.Sample_Result=0；
[0090] 2-2-1.SSR_Counter≠0；则射频上传Person =1，SSR_Counter = SSR_Counter -1，返回“A”；
[0091] 2-2-2.SSR_Counter=0；则下达固态继电器的通断指令，SSR_Counter=N（N>0的正整数）, 执行双鉴算法数据预处理；
[0092] 2-2-2-1. Sample_Result=1；则射频上传Person =1，返回“A”；
[0093] 2-2-2-2. Sample_Result=0；则射频上传Person =0，返回“A”；
[0094] 3.现有状态Person=2（有动态人）
[0095] 3-1.Sample_Result=1；则射频上传Person =2，返回“A”；
[0096] 3-2.Sample_Result=0；则下达固态继电器的通断指令，SSR_Counter=N（N>0的正整数）, 执行双鉴算法数据预处理；
[0097] 3-2-1. Sample_Result=1；则射频上传Person =1，返回“A”；
[0098] 3-2-2. Sample_Result=0；则射频上传Person =0，返回“A”。
