热成像传感器测量、警告人体存在

我们都有使用传感器的经验。作为设计工程师，我们使用温度传感器——湿度、压力、力、应力、触摸传感器等。

人体传感器呢？

在当今对占用敏感的位置和安全距离要求的世界中，在零售、商业、工业、市政、工厂和体育环境中保持安全的人与人空间的需求变得至关重要。我们一直在俱乐部和餐馆看到最大入住率的迹象，但我们现在处于更严重的水平。

迄今为止，人物检测一直是一项低级技术。警报系统使用来自开关、磁铁或红外 (IR)/微波运动检测器的打开和关闭触点来识别安全威胁。尽管如此，这些系统还不够坚决，无法计算人类数量，并且在动物经过时会发出误报。

例如，视频传感器可以与人工智能结合使用来识别特定的形状类型并区分狗和人。尽管如此，更持续的视频监控并不适合公众。作为一项额外的挑战，视频、人工智能和高功率处理器对于这样一个简单的任务来说既昂贵又复杂。

那么，当您采用低分辨率视频传感器阵列并将其调整为热检测时会发生什么？电荷耦合器件 (CCD) 图像传感器已经对 IR 敏感，因此人体探测器在诞生时经过了一些小调整。这就是 Panasonic 使用其用于人体检测的 Grid-EYE ®传感器系列所做的。

当与合适的软件结合使用时，Panasonic Grid-EYE ®传感器允许所有公共场所在宽阔的二维检测平面上监测热差，并辨别、计数和测量两个热发射物体之间的距离。它也可以在没有任何人为运动的情况下进行。

松下 Grid-EYE ®传感器会在人员靠得太近、同一地点人数过多或人员误入未经授权的区域时向各种环境中的安保人员或员工发出警报。这一切都可以在不记录可以识别某人的视频图像的情况下完成，因此它也消除了任何安全问题。

使用热成像传感器进行设计

窄角和广角板载热阵列传感器均已上市。例如，AMG8854M01是一款表面贴装模块化窄角 8px x 8px（64 像素）高精度微机电系统 (MEMS) IR 阵列，采用标准 5V 电源供电并使用简单的 I 2 C 5连接针连接器（图 1）。这可以轻松连接到几乎任何微控制器，以读取每个块（从 -21°C 到 80°C）中的热水平，精度为 ±3°C。

图 1：这种窄角模块化热阵列传感器允许设计人员使用简单的 5 针 I 2 C 连接器快速测试和评估 8px x8px 热矩阵。（来源：贸泽电子）

AMG8834是一款 3.3V 低增益版本、基于 I 2 C 的 8x8 热阵列，采用表面贴装回流焊封装，也可提供。虽然多路复用时钟通常仅支持两个 I 2 C 从属地址，但在微控制器上实现多个 I 2 C 端口相对容易，这是您想要做的，因为每次读取都是 64 个 12 位热值。当使用 I 2 C 接口进行扫描时，该设备提供每秒 1 或 10 帧的可选速率。

该传感器有两个版本；低增益和高增益，有助于传感器与环境的匹配。高增益精度较好但温度检测范围较窄，低增益精度较低但温度检测范围较宽。无需外部红外照明器即可间接读取热敏像素。较短波长的离散红外光传感器通常需要红外照明器。

为了让您立即开始测试，还提供了一个开发工具。MIKROE-2539为 Grid-EYE 传感器提供分线板功能（图2）。虽然接口非常简单，工程实验室可以使用几个 I/O 引脚和电源连接快速启动和运行传感器（图 3）。注意：当图像平面准备好下载时，中断可用于检测通知。

图 2：模块化开发板也可用于测试和评估。（来源：贸泽电子）

图 3：一个简单的接口允许两线 I 2 C 端口读取和控制 Grid-EYE 传感器。中断和选择线可以轻松实现更大的阵列。（来源：贸泽电子）

假设 64 像素不能提供足够的检测范围。在这种情况下，松下提供了一种智能插值解决方案，有助于扩展工作数据点，同时仅使用单个 Grid EYE 即可显着提高检测范围窗口内的精度。单独的传感器非常适合进入和退出区域，并且可以准确地检测到人何时通过检测区域。需要全面覆盖的大型办公室和建筑物必须在战略位置分布传感器或将多个传感器组合成一个更大的阵列。

尽管目前最关键的应用之一是人体检测，但这些传感器还涵盖了其他各种有益用途。例如，它们可用于农业环境，以检测有多少牛离开围栏放牧以及有多少牛返回。它们还可以在制造测试环境中使用，以查找过热且未按规范运行的系统。调试系统还可以利用这些作为 FLIR 相机的低成本替代品。

结论

当涉及到传感器时，热度确实很高。借助简单的传感器技术，企业可以利用简单而先进的检测技术来为人群做好准备，消除人群，监控设备，创造舒适的工作温度，并最终继续安全和高效的运营。

审核编辑 黄昊宇