云帆瑞达24G生物感知雷达R24AFD1产品全解析

在电子工程师的日常工作中，寻找一款性能卓越、应用广泛的雷达传感器是一项重要任务。今天，我们就来深入了解云帆瑞达的24G生物感知雷达R24AFD1，看看它有哪些独特之处。

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产品概述

R24AFD1雷达模块采用毫米波雷达技术，基于增强多普勒雷达信号处理机制，能同步感知人员运动的多普勒参数及生理参数，实现特定场所内人员存在状态和跌倒状态的无线感知上报。它有两阵元天线形式，宽波束雷达模块适用于置顶安装，实现大角度范围探测；若用于水平或倾斜安装，需关注实际场景遮挡。该模块工作特点显著，能同步感知运动和静止人员，准确检测人员跌倒状态，快速输出目标距离状态，检测各种运动幅度，还能剔除环境干扰，支持二次开发，采用通用UART通信接口并预留4组I/O。

电气特性及参数

检测角度及距离

跌倒状态感知距离最大为1.5米，雷达探测角度水平为90度、俯仰为60度。这一角度范围能较好地覆盖一定区域，满足多种场景需求。

电气特性

工作电压在4.5 - 6V之间，典型值为5V；工作电流典型值为93mA；工作I/O灌入/输出电流最大为20mA；工作温度范围为 -20℃到 +60℃，存储温度范围为 -40℃到 +80℃。这些参数表明该模块能在较宽的电压和温度范围内稳定工作。

RF性能

工作频率在24.0 - 24.25GHz之间，发射功率最大为6dBm。高频的工作频率使得雷达具有更好的分辨率和探测精度。

模块尺寸及引脚说明

模块尺寸封装

模块体积小巧，≤35MM×30MM×5MM，便于集成到各种设备中。

引脚说明

接口分为接口1和接口2，接口1包含电源输入正端、地、串口接收、串口发送、有人/无人、静止/活跃等引脚；接口2包含输出电源、地、保留引脚和备用扩展引脚。需要注意的是，S1输出高电平表示有人，低电平表示无人；S2输出高电平表示活跃，低电平表示静止；GP1 - GP4为参数选择控制端，可根据用户需求重定义，且本接口输出信号均为3.3V电平。

使用接线图

通过接线图，我们可以清晰地看到雷达模块与外设的连线方式，方便进行实际的电路连接。

主要工作性能

雷达模块工作范围

雷达波束覆盖范围为水平90°、俯仰60°的立体扇形区域。但受雷达波束特性影响，天线面法线方向作用距离远，偏离法线方向作用距离会变短。置顶或倾斜安装时，受波束范围和有效辐射空间影响，作用范围会减小。

主要功能及性能

• 运动检测功能：最大检测距离≤13米（成人），检测灵敏度≤0.2 m/s，反映时间≤100 ms。这使得它能快速准确地检测到运动人员。
• 微动检测功能：最大检测距离≤5米，反映时间≤1 s。可以检测到人体的微小动作。
• 呼吸检测功能：最大检测距离≤2.5米，反映时间≤60 s。能检测到人体的呼吸状态。
• 跌倒检测功能：最大检测距离≤1.5米，能准确检测快速跌倒动作，反映时间为1 s。在一些需要关注跌倒情况的场所非常实用。
• 环境状态评估功能和预警设计功能：为实际应用提供了更多的可能性。

雷达工作及安装方式

安装方式

• 置顶安装：适用于可能湿滑存在跌倒危险的区域和卧床人员监测。雷达垂直安装，水平偏离角度 ≤3°，安装高度建议≤2.75米，前面无明显遮挡物。在该安装模式下，运动人体检测最大距离约6.5米，人体静坐/微动检测最大距离约3米，人体睡眠检测最大距离约1.8米，人体跌倒检测最大距离约1.5米。
• 水平安装：主要针对站立或坐姿状态下的人体探测。安装高度建议为1 - 1.5米，水平正向安装，安装倾角 ≤±5°，正前方无明显遮挡物。运动人体检测最大距离 ≤12米，人体静坐/微动检测最大距离 ≤5米，人体睡眠检测最大距离 ≤2.5米。毫米波能穿透部分非金属物质，但对较厚承重墙和金属门不能穿透。
• 倾斜安装：适用于房间内有人运动探测。安装高度建议为2 - 2.75米，下视倾斜角度范围为10° - 30°，前面无明显遮挡物。运动人体检测最大距离约7米，人体静坐/微动检测最大距离约3米。该模式下，雷达正下方及邻近区域可能存在监视盲区，且随着下视倾角增加，静态人体探测距离会明显压缩。

雷达模块工作模式

• 状态运行模式：雷达模块周期性给出当前探测区域内人员的存在性状态及运动状态，包括无人、有人静止、有人活动。只有检测到状态改变时才有状态输出，切换时间 ≤1 s，从有人状态切换到无人状态需多次确认，切换时间≥1分钟。
• 跌倒检测模式：实时检测探测范围内是否存在跌倒动作状态，进行跌倒状态报警上报，包括疑似跌倒、跌倒、长时间停留报警状态判断。此模式下，雷达需置顶安装，高度≤2.75m，适用于厨房、卫生间等湿滑且可能发生跌倒动作的场合。

典型应用模式

智能家电应用

雷达安装于家电设备内部，根据工作面人员状态实时调整设备工作模式，实现家电智能化。可安装于智能电视、智能音箱、智能空调等设备中。

家居场所应用

可用于家居、酒店、办公室、卫生间等场所，实时探测人员进入和运动情况，实现安防、电器控制、人员监测等功能，避免隐私问题。

卧室安装及应用

针对卧床人员，实时监测相关信息，如有人/无人、睡眠状态等，可应用于老人看护、康养看护、酒店应用、家庭健康等方面。

节能控制应用

基于运动目标探测及生物特征探测，可应用于家庭电器、办公室电器、路灯的节能控制。

健康看护应用

通过对跌倒速度模型的模拟探测，实现报警自动与紧急联系人通讯应用。

注意事项

启动时间

模块初始上电工作时，开机稳定时间≥30s，以保证后续输出参数的有效性。

有效探测距离

探测距离与目标RCS、环境因素关联较大，有效探测距离会在一定范围波动，属于正常现象。

雷达生物探测性能

由于人体生物特征信号超低频、弱反射，处理时需长时间累积，偶发性探测失效正常。

电源

雷达模块对电源品质要求高，供电需无门限毛刺或纹波，有效屏蔽电源噪声，良好接地，供电要求为 +5V - +6V，电压纹波 ≤100 mV，外部电源需提供足够电流输出能力和瞬态响应能力。

常见问题

干扰因素如活动的非生命体、金属和液体运动等会导致误报；非干扰因素如雷达电磁波可穿透人体衣物等，需根据应用规划安装角度；半干扰因素如空调内部电机可能导致雷达误判，安装时需注意雷达与空调的位置关系。

云帆瑞达的R24AFD1 24G生物感知雷达在多个方面表现出色，适用于众多电子设备和场所。作为电子工程师，在实际应用中，我们需要根据具体需求选择合适的安装方式和工作模式，并注意一些关键问题，以充分发挥其性能优势。大家在使用这款雷达时，有没有遇到过特别的情况呢？欢迎一起交流探讨。