Seeed MR24HPB1人体存在雷达产品解析

一、产品概述

MR24HPB1雷达模块是一款采用毫米波雷达技术，用于人体运动感应和人体生物感知的雷达检测模块。它基于增强的多普勒雷达信号处理机制，能通过同时感知多普勒参数，实现对特定位置人体运动和生理参数的无线感应。

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该模块采用双阵列天线形式，有宽波束雷达模块，主要适用于顶部安装模式，可实现大角度范围的雷达检测。若用于水平或倾斜安装，需注意实际场景遮挡，以实现更远距离的雷达检测功能。其具备以下特点：

1. 可同时感应移动和静止（坐、卧）的人员。
2. 能持续检测静止人员，并确保实时输出。
3. 可快速输出目标与雷达的距离远近信息。
4. 能检测各种运动范围，并实时输出数值状态。
5. 只检测具有生物特征的人员，排除环境中其他无生命物体的干扰，同时也能检测非生物移动物体。

此外，该产品支持二次开发，适用于多种场景应用，具有通用UART通信接口，提供通用协议，预留4组I/O供用户自定义输入输出或进行简单接口模拟，输出功率低，对人体无害，且不受温度、光线、灰尘等因素影响，灵敏度高，应用范围广。

二、电气特性与参数

2.1 角度与距离检测

参数内容	最小值	典型值	最大值	单位
MR24HPB1(8点窄波束天线)
移动人员检测距离	-	-	13	米
静止/微动人员感知距离	-	-	5	米
睡眠人员感知距离	-	-	2.5	米
雷达检测角度（水平）	-	90	-	度
雷达检测角度（俯仰）	-	60	-	度

2.2 电气性能

工作参数	最小值	典型值	最大值	单位
工作电压（VCC）	4.5	5.0	6	V
工作电流（ICC）	90	93	100	mA
工作I/O电流（IIO）	8	20		mA
工作温度（TOP）	-20		+60	℃
存储温度（TST）	-40		+80	℃

2.3 RF性能

发射参数	数值
工作频率（fTX）	24.0 - 24.25 GHz
发射功率（Pout）	6 dBm

三、模块尺寸与引脚

3.1 模块尺寸封装

该模块体积 ≤35MM×30MM×5MM ，有相关雷达模块结构示意图（此处可参考文档中的图1）。

3.2 引脚说明

接口	引脚	引脚详情	典型值	描述
接口1	1	5V	5.0V	电源正输入
	2	GND		接地
	3	RX		串口接收
	4	TX		串口传输
	5	S1	3.3V/0V	有人/无人
	6	S2	3.3V/0V	静止/活动
接口2	1	3V3	3.3V	电源输出
	2	GND		接地
	3	SL		预留引脚
	4	SD		预留引脚
	5	GP1		可选扩展引脚
	6	GP2		可选扩展引脚
	7	GP3		可选扩展引脚
	8	GP4		可选扩展引脚

注意事项：

1. S1输出：高电平 - 有人，低电平 - 无人。
2. S2输出：高电平 - 活动，低电平 - 静止。
3. GP1 - GP4是参数选择控制台，可根据用户需求重新定义。
4. 该接口输出信号均为3.3V。

3.3 接线图

有雷达模块与外围连接的示意图（可参考文档中的图2）。

四、主要性能

4.1 雷达模块工作范围

MR24HPB1雷达模块波束覆盖范围是水平90°、俯仰60°的三维扇形区域（可参考文档中的图3）。由于雷达波束特性，在垂直于天线面的方向上雷达探测范围较远，偏离天线法线方向则范围较短。当雷达顶部安装或倾斜安装时，雷达波束范围和有效辐射空间会使雷达探测范围减小，使用时需考虑这一点。

4.2 主要功能与性能

1. 运动检测
   • 最大检测距离 ≤13米（成人）。
   • 灵敏度 ≤0.2 m/s。
   • 动作时间 ≤100 ms。
2. 微动检测
   • 最大检测距离 ≤5米。
   • 动作时间 ≤1秒。
3. 呼吸检测
   • 最大检测距离 ≤2.5米。
   • 动作时间 ≤60秒。
4. 环境状态评估
5. 预警

五、工作方式与模式

5.1 安装方法

5.1.1 水平安装

适用于客厅、家电应用等场合，主要用于正交检测站立或坐姿的人员。雷达安装高度建议为1 - 1.5米，水平正交安装，安装倾斜度 ≤ ± 5°，雷达正前方无明显障碍物或遮挡物。雷达法线方向对准主要检测位置，确保雷达天线主波束覆盖检测区域和人员活动空域。此安装模式下，移动人体检测最大距离 (L 3 ≤12 ~m) ，坐/微动检测最大距离 (L 2 ≤5 ~m) ，睡眠检测最大距离 (L 1 ≤2.5 ~m) 。受雷达天线波束范围限制，偏离雷达法线方向，有效作用距离会减小。毫米波对非金属物质有一定穿透特性，可穿透普通玻璃、木板、屏幕和薄隔墙，检测遮挡物后面的移动物体，但不能穿透较厚承重墙、金属门等。

5.1.2 倾斜安装

适用于酒店、大堂等场所，主要用于检测室内人员移动。雷达安装高度建议为2 - 2.75米，倾斜角度为10° - 30°，雷达正前方无明显障碍物或遮挡物。雷达法线方向对准主要检测位置，确保雷达天线主波束覆盖检测区域和人员活动空域。此安装情况下，移动人体检测最大距离 (L 3 ≈7 ~m) ，坐/微动检测最大距离 (L 2 ≈4 ~m) ，睡眠检测最大距离 (L 1 ≈3 ~m) 。此模式下，雷达正下方及相邻区域可能存在监控盲区，且由于雷达天线辐射特性，偏离雷达法线位置，有效雷达范围会减小，向下倾斜角度增大时，静态人体检测距离会显著压缩。

5.1.3 顶部安装

适用于卧室、老人场所、病床等监测躺卧人体的场景。雷达垂直安装，水平偏差角度 ≤ 3°，确保雷达主波束覆盖检测区域，建议雷达安装高度 ≤2.75米，雷达正前方无明显障碍物或遮挡物。此安装模式下，人体运动检测最大距离 (L3 approx) 6.5米，人体坐/微动检测最大距离 (L2 approx) 3米，人体睡眠检测最大距离 (L 1 ≈1.8 ~m) 。

注意事项： A. 不同安装方式都要求雷达主波束覆盖主要人员活动区域，并尽量与法线方向正交。 B. 斜向下安装时，由于覆盖区域水平投影变化，水平距离会减小。 C. 模块工作时，模块表面不应被金属物体遮挡。

5.2 工作模式

A. 雷达处于无人状态时，输出信号稳定且静音。 B. 雷达从无人状态到有人状态（移动、靠近、远离）是快速切换状态，切换时间 ≤ 1秒。 C. 雷达从有人状态到无人状态需要多次状态确认，切换时间 ≥ 1分钟。

六、典型应用模式

6.1 智能家居家电应用

雷达安装在电器内部，实时监测电器工作表面。电器根据工作表面人员状态（有人/无人、活动/静止、靠近/远离）实时或准实时调整工作模式（工作、低功耗、待机、关机等），实现电器智能化。根据电器工作规律，雷达可水平或倾斜安装，确保雷达波束覆盖电器主要工作区域。常见电器设备包括智能电视、智能音箱、智能空调等其他智能家居电器。

6.2 家庭应用

适用于家庭、酒店、办公室和浴室等场所，可实时检测人员进出和室内人员移动情况，实现安全防护、电气控制和人员监测等功能，有效避免隐私问题。雷达安装在室内，可实时监测室内是否有移动目标、人员移动方向和人员存在情况，并通过物联网传输方式和相关物联网支持平台，实现相关场所的有效应用，如家庭安全、酒店管理与监控、社区娱乐人员监测、办公室监控等。

6.3 卧室应用

可实时获取床上人员的存在/不存在、睡眠状态、睡眠深度、运动信息等，实现特定应用，如老人护理、娱乐护理、酒店应用、家庭健康等。此模式下，雷达需安装在床顶部。

6.4 节能应用

基于雷达的运动目标检测和生物特征检测功能，在节能控制方面有较好应用，主要应用模式包括家电节能、办公电器节能控制、路灯节能控制等。

七、注意事项

7.1 启动时间

模块初始上电启动工作时，需要对模块内部电路进行完全复位，并全面评估环境噪声，才能保证正常工作。因此，初始上电运行时需要 ≥ 30秒的上电稳定时间，以确保后续输出参数的有效性。

7.2 有效检测距离

雷达模块的检测距离高度依赖目标RCS和环境因素，有效检测距离会随环境和目标的变化而改变。

7.3 雷达生物检测性能

人体生物特征是超低频、弱反射信号，雷达处理需要较长时间的累积处理，累积过程中很多因素可能影响雷达参数，因此偶尔出现检测失败是正常现象。

7.4 电源

雷达模块比传统低频电路需要更高质量的电源。给模块供电时，电源必须无阈值毛刺或纹波，并有效屏蔽附件设备产生的电源噪声。雷达模块需要良好接地，其他电路的接地噪声可能导致雷达模块性能下降甚至异常工作，最常见的是检测距离变近或误报率增加。为确保模块内部VCO电路正常运行，给该模块供电需要 +5V 到 +6V 的电源，电压纹波 ≤ 100 mV ，外部电源必须提供足够的电流输出能力和瞬态响应。

八、常见问题解答

干扰因素

雷达是电磁波检测传感器，移动的无生命物体可能导致误报，如金属、液体的移动，常见的如电风扇、靠近雷达的宠物和金属窗帘的晃动都可能引起误报，因此雷达安装角度需要合理规划。

非干扰因素

雷达电磁波可穿透人体衣物、窗帘、薄木板、玻璃等，需根据应用确定雷达的安装角度和性能。

半干扰因素

雷达用于检测人体存在，不适合直接对着空调。空调内部电机可能导致雷达误判，雷达产品不应直接面对空调或与空调同向。

在实际使用MR24HPB1雷达模块时，电子工程师们需要综合考虑以上各方面因素，根据具体应用场景进行合理设计和安装，以充分发挥其性能优势。大家在使用过程中是否遇到过类似产品的其他问题呢？欢迎交流分享。