基于PIR的移動(dòng)檢測系統的實(shí)現

4．開(kāi)發(fā)軟件

　　現在，我們已經(jīng)定義了模擬接口，下一個(gè)關(guān)鍵的設計任務(wù)是設計控制該系統的軟件。

　　再次強調，兩個(gè)主要的目標是低成本和低功耗。為滿(mǎn)足這兩個(gè)目標，我們在選擇硬件時(shí)無(wú)疑用了很多心思。這種硬件不僅因模擬/數字混合集成而使成本更低，而且因為集成型器件更易于進(jìn)行電源管理，功耗也更低。當然，為切實(shí)實(shí)現設計目標，開(kāi)發(fā)高效的軟件也是非常關(guān)鍵的。圖3顯示了該系統的軟件總體流程。

　　該軟件的關(guān)鍵是使整個(gè)系統由中斷驅動(dòng)。這意味著(zhù)除非有事要做CPU不執行任何指令。在這種情況下，CPU處于低功耗待機模式并等待兩個(gè)事件之一：定時(shí)器中斷(表明將開(kāi)始一次新的AD轉換)或AD轉換器中斷(表明已得到轉換結果)。

　　一旦得到了轉換結果，則把它與上次采樣相比較。把差值的絕對值與用戶(hù)定義的設定點(diǎn)比較，如果超過(guò)則表明存在移動(dòng)?？偟膩?lái)說(shuō)，這個(gè)簡(jiǎn)單的流程可通過(guò)內部定時(shí)器非常靈活地定義采樣速率，而且在處理轉換結果時(shí)不使用標志輪詢(xún)或軟件延遲。

5．確定功率需求

　　在該系統的工作壽命內，MSP430F2003 MCU大部分時(shí)間運行在低于1μA的低功耗模式，只需單一的CR2032 3V紐扣電池就可實(shí)現長(cháng)期供電。該系統使用內置的內部低頻振蕩器作為定時(shí)器的時(shí)鐘，每340ms開(kāi)始一次新的轉換。大約每秒3次采樣的采樣速率聽(tīng)起來(lái)似乎很慢，但由于在人類(lèi)交感應用中傳感器輸出信號的變化速度非常慢，這樣的低采樣速率已足以實(shí)現可靠的移動(dòng)檢測。使用可快速啟動(dòng)的高頻內部時(shí)鐘源(頻率設定為1MHz)來(lái)驅動(dòng)該AD轉換器可使每次采樣的轉換時(shí)間為1.024 ms。從低功耗角度來(lái)看，保持轉換時(shí)間盡可能短是重要的，因為內部參考電壓和AD轉換器的耗流量占總耗流量的70%以上。

　　為對該系統的耗流情況有更清晰的印象，下表詳細列出了該系統各部分的工作電流和平均電流。

　　系統總電流將取決于系統的最終方案。從該表可以看到，工作狀態(tài)的耗流量主要取決于參考電壓和AD轉換的電流，而平均耗流量主要取決于傳感器電流。因為PIR325傳感器的接通調整時(shí)間(幾秒或更長(cháng))較長(cháng)，不能采用對傳感器采用周期式通電(Power cycling)的方式。盡管該傳感器必須保持連續接通，但電流消耗仍然很低。采用這里給出的硬件設計和軟件流程，可以實(shí)現總平均電流低于10μA的通用移動(dòng)檢測系統。如果使用標準的3V CR2032電池，工作時(shí)間可超過(guò)兩年。

本文小結

　　到此，我們已經(jīng)介紹了使用標準PIR傳感器設計的一個(gè)簡(jiǎn)單的移動(dòng)檢測器。硬件是簡(jiǎn)明的，而軟件是一個(gè)簡(jiǎn)單的中斷驅動(dòng)型程序。向這個(gè)設計中增加一個(gè)菲涅耳光學(xué)鏡片來(lái)提高傳感器的方向性，增加一個(gè)簡(jiǎn)單的繼電器來(lái)驅動(dòng)泛光燈或到宿主處理器的通訊通道(對保安系統)，則可以實(shí)現一個(gè)完整的末端應用系統。移動(dòng)檢測不過(guò)是正確選擇MCU和傳感器的說(shuō)法看來(lái)并不準確。