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人体探测传感器 可能是目前“最强大”人体传感器——Aqara人体存在传感器FP1评测

发布时间:2024-10-05 23:10:03

可能是目前“最强大”人体传感器——Aqara人体存在传感器FP1评测

人体传感器是智能家居系统中必不可少的组件,几乎可以说是最重要的传感器,但同时人体传感器也是目前痛点最多的传感器。

痛点主要有二,一是无法探测微小的动作和相对静止的人体。二是人体传感器用量较大,用户对价格会比较敏感。

所以,目前市面上的人体传感器多数为使用红外探测的人体动态传感器,这种传感器虽然灵敏度差,但是主要优势在于成本低,几十元就能买到,大量部署成本也不高,且其为被动探测方式,用电量极小,可以使用纽扣电池实现长时间供电。但是其痛点也特别明显,那就是无法探测微小的动作和相对静止的人体。

针对这种情况,也有一些特定的优化,比如Aqara的高精度人体传感器,通过优化设计和改进的菲涅尔透镜,其探测能力强大,打字、摇头等小范围动作在比较近的情况下均可以探测,但是受限于原理,静止人体无法探测,且其探测精度的提高付出的成本是检测范围的变小,痛点仍然比较明显。

静止人体的识别和检测,技术上肯定是有办法的,那就是主动探测式人体传感器,使用微波或者毫米波来实现对人体微小的动作检测,比如呼吸,从而实现对静止人体的检测,但是之前这种传感器的成本比较高,售价几乎在千元左右,并不适合大量部署,同时其主动探测,功耗相对较大,也无法实现用电池实现长期供电。

这次绿米发布的FP1解决了诸多痛点,同时也带来了强大的探测能力。

从外观来看,其实拿到FP1的时候,我还是比较意外的,没想到主动探测式传感器能做到这么小的体积。

其宽度仅有约5厘米,高度约4.5厘米,大概是一个鸡蛋的大小。

做工当然没的说,Aqara的产品,精致感都是不错的,光滑圆润,手感很好。

底部有支架,可以旋转、拉伸以调整位置。支架旁边为复位按钮。

底座支持磁吸,附赠了一片可通过背胶或者膨胀螺丝固定的铁片,FP1可以牢固的吸附在铁片上。

当然,作为主动探测式传感器,FP1配套了5V1A的电源适配器,带有长度大约2米的导线。

所以,其安装是比较方便的,通过背胶或者打膨胀螺丝都行,然后直接吸上就可以。

FP1的探测范围水平角度大约为120度,垂直角度40度,距离最长约5米,侦测范围在APP中被划分为4×7共28个网格,每个网格为大约1平米的侦测空间。因此,安装的高度比较适合在2米左右,然后雷达略向下覆盖。因其底座可多维度调整,所以其探测方向可以灵活调节。

当然,如果需要探测躺着的人体,也可以直接安装在天花板上。

无论如何安装,有个前提,就是附近必须要有电源。

从性能上看,其实FP1不仅仅是一个人体传感器,它同时还集成了空间、方向、距离、动态的感应,可以同时探测一个区域的是否有人停留,是否有进入和离开的行为,并能大概判定人员的位置,当然,目前仅支持识别1人,多人活动是无法识别的。

自然,这些探测到的状态都可以作为联动条件,所以其联动方式非常灵活多样。

这里面值得说明的,就是联动方式中的“进入”和“有人”与普通人体红外传感器的“有人移动”是有区别的,“进入”的联动与普通人体红外传感器的“有人移动”类似,但是“有人”则是通过6秒的持续侦测来判定人员是经过还是停留。同时进入和离开还可以判定是从左侧还是右侧。所以,整体来讲,其提供的联动方式非常丰富,几乎可以满足当前人体探测的一切需求。

因此,它可以实现很多之前无法实现的功能,例如可以进入区域开灯,走近了灯更亮,走远了灯暗一些等等,很有意思。

略有遗憾的是,目前如此丰富的探测功能只在Aqara Home APP中可以实现,虽然FP1支持苹果HomeKit,但是在HomeKit中进支持“有人”和“无人”两种状态触发联动。

米家就更不用想了,FP1需要接入Zigbee 3.0网关,虽然Aqara体系中Zigbee 3.0网关比较多,比如G3摄像头就可以作为Zigbee 3.0网关使用,但是FP1是无法在米家中使用的。

受限于其原理,一些具备动态属性的东西也会对FP1的探测构成干扰,例如风扇、出风口、流水、窗帘、宠物等等。解决办法有二,一是硬件安装的时候将探测范围避开这些东西;另外一个就是在软件上设置探测范围,将这些区域设置为干扰源从而避开这些区域。

说到这里,大家应该对FP1有了比较全面的了解了。

总体来讲,FP1具有更加丰富的探测能力,可以识别静止状态的人体,且软件方面功能丰富,支持区域监测,联动功能强大。但是其必须使用插座供电,拖着电源线,同时对出风口、流水等造成的干扰依然无法识别,所以在使用中,依然要注意避免干扰。

那么问题来了,对于Aqara目前的人体红外传感器、高精度人体传感器和FP1应该如何选择呢?

很简单,普通人体红外传感器价格便宜,监测位置不规则,但是可做多数区域的监测,比如过道、卫生间(不包括坐便器)、厨房等人体活动相对较大幅度的区域都可以使用普通人体红外传感器。

高精度人体传感器不需要电源,续航长,监测位置规则,具有微动监测能力,可以满足书房书桌、客厅沙发、卫生间坐便器等场景的监测。

而FP1功能全面,需要电源,可以用在客厅、卧室等相对较大的需要较多联动方式的重点区域的监测。

三者灵活配合,一定程度上保证探测效果的同时,尽量降低成本。

【新品实测】C1001毫米波人体检测传感器,跌倒、睡眠监测更准确

我们最近推出了一款全新的60G毫米波产品:C1001毫米波人体检测传感器 。在这篇文章中,我们将深入测评这款产品的性能,并详细解析C1001毫米波人体检测传感器的功能和特性。

产品简介

C1001毫米波人体检测传感器是一款采用60GHz工作频率的毫米波雷达,与24GHz毫米波不同,C1001毫米波人体检测传感器可以实现更多精细的检测功能。

图1:毫米波人体检测传感器

跌倒检测功能

C1001毫米波人体检测传感器可以通过点云成像算法实现人体姿态识别,对平躺状态有准确探知;并进行精准生命探测,对跌倒状态、停留时间,身体静止驻留状态都有准确上报。

图2:毫米波人体检测传感器检测范围

睡眠检测功能

C1001毫米波人体检测传感器可以实现对人体生物存在感知及人体运动感知,持续记录人体存在情况,根据睡眠过程中的身体运动幅度变化和呼吸心率变化,对目标的睡眠状态、呼吸心跳频率进行实时判断,在一段睡眠过程结束后输出睡眠评分,根据相关睡眠参数的输出结合到健康检测的应用上。

图3:毫米波人体检测传感器睡眠检测安装示意图

技术规格

工作电压:5V工作电流:≤100mA工作频率:61~61.5Hz发射功率:6dBm最远探测距离:11m雷达探测角度:100×100度睡眠探测距离(胸腔):0.4-2.5m呼吸心跳探测距离(胸腔):0.4-1.5m呼吸测量范围:10-25次/分钟心跳测量范围:60-100次/分钟工作温度:-20~60℃

在接下来的部分,我们会对C1001毫米波人体检测传感器的主要功能进行详细的测试和评估,包括睡眠信息检测、运动最远检测距离测试、存在探测距离测试、呼吸频率检测、心率检测、跌倒信息检测、顶装运动检测范围测试和体动参数检测。我们将通过各种实验和数据对比,深入了解这款产品的性能和应用能力。

睡眠检测功能

睡眠信息检测

测试方式:将传感器如下图安装于床头位置,测试人员正常睡觉旁边摄像机录像,传感器输出数据与录像数据对比,测试传感器睡眠信息检测准确性。

图4:毫米波人体检测传感器睡眠检测安装示意图

测试图片:

图5:毫米波人体检测传感器检测到被测人员入床

图6:毫米波人体检测传感器检测到被测人员浅睡

图7:毫米波人体检测传感器检测到被测人员进入深睡状态

图8:毫米波人体检测传感器检测到被测人员浅睡

图9:毫米波人体检测传感器检测到被测人员清醒

图10:毫米波人体检测传感器检测到被测人员离床

图11:毫米波人体检测传感器在被测人员离床后输出睡眠统计

测试结果:传感器输出结果与录像数据几乎一致,可以检测人员入床,离床、睡眠状态,测试人员离床后输出睡眠统计。

运动最远检测距离测试

测试方式:将传感器调到睡眠检测模式,人员在传感器正前方大幅度走动,测试传感器运动检测的最远距离。

测试工具:皮尺、笔记本电脑、FireBeetle开发板

测试图片:

图12:毫米波人体检测传感器最远检测距离信息输出

图13:毫米波人体检测传感器最远检测距离

测试结果:经测试运动检测最远距离为11M,当传感器检测到有人存在板载HP LED亮起(可以通过指令关闭LED指示结果),IO1引脚输出3.3V高电平。

存在探测距离测试

测试方式:将传感器调到睡眠检测模式,人在传感器正前方静坐测试传感器检测静止人体的最远距离。

测试工具:皮尺、笔记本电脑、FireBeetle开发板

测试图片:

图14:毫米波人体检测传感器存在探测距离信息输出

图15:毫米波人体检测传感器存在探测距离

测试结果:存在探测最远距离为4m

呼吸频率检测

测试方式:将传感器调到睡眠检测模式,传感器放置与人体正前方1.5m处传感器正对检测人员胸部,测试人员跟随不同频率节拍器呼吸验证传感器呼吸频率检测准确性

测试工具:笔记本电脑、FireBeetle开发板、电子节拍器。

测试数据:

图16:毫米波人体检测传感器呼吸频率检测信息输出

图17:毫米波人体检测传感器呼吸频率检测

测试结果:传感器检测数值与实际呼吸频率基本一致

本品并非专业医疗仪器,不能作为辅助配件参与诊断和治疗

心率检测

测试方式:将传感器调到睡眠检测模式,传感器放置与人体正前方1.5m处传感器正对检测人员胸部,通过同时运动手环检测、摸脉博传感器检测数据 三组数据对比验证传感器心率测试准确性

测试工具:笔记本电脑、FireBeetle开发板,运动手环

测试数据:

本品并非专业医疗仪器,不能作为辅助配件参与诊断和治疗

检测距离(M)第一次测试(BPM)第二次测试(BPM)第三次测试(BPM)数脉搏0827286智能手环0847586传感器1.5676378

图18:毫米波人体检测传感器心率检测信息输出

图19:毫米波人体检测传感器心率检测

跌倒检测功能

跌倒信息检测

测试方式:将传感器调至跌倒检测模式顶装,安装高度设置为270cm,检测人员在检测范围迅速躺下测试传感器能否检测到人员跌倒。并用胶布贴出跌倒检测范围。

测试图片:

图20:毫米波人体检测传感器跌倒检测

图21:毫米波人体检测传感器跌倒检测范围

测试结果:传感器能正常检测到人员跌倒,检测到人员跌倒后板载跌倒状态指示灯亮起。测试人员起身后灯光熄灭。安装高度2.7m跌倒检测范围约为4m直径的圆形。

顶装运动检测范围测试

测试方式:将传感器调至跌倒检测模式顶装,人员在传感器探测边缘走动试探,测试传感器运动检测的最远距离,并贴出边缘轨迹

测试工具:笔记本电脑、FireBeetle开发板、胶带

测试图片:

图22:毫米波人体检测传感器顶装运动检测范围

体动参数检测

测试方式:将传感器调至跌倒检测模式顶装,人员在传感器下静坐、行走、跑步观察传感器体动参数的变化。

测试图片:

图23:毫米波人体检测传感器体动参数检测信息输出

图24:毫米波人体检测传感器体动参数检测

测试结果:人员在传感器下静坐体动参数为1,行走体动参数为2~60,跑步体动参数为16~100,可以显示人体的运动状态。

总结

该传感器采用60GHz工作频率的毫米波雷达,可以实现更精细的检测功能,如跌倒检测和睡眠检测。

在跌倒检测功能方面,该传感器可以通过点云成像算法实现人体姿态识别,准确探知平躺状态,并对跌倒状态、停留时间、身体静止驻留状态进行精准上报。在睡眠检测功能方面,C1001毫米波人体检测传感器可以实现对人体生物存在感知和人体运动感知,根据睡眠过程中的身体运动幅度变化和呼吸心率变化,对目标的睡眠状态进行实时判断。

该传感器的最远探测距离为11m,雷达探测角度为100×100度,工作电压为5V,工作电流为≤100mA,工作频率为61~61.5Hz。在测试中,该传感器在睡眠信息检测、运动检测、存在探测、呼吸频率检测、心率检测以及跌倒信息检测等方面都表现出了较高的准确性和稳定性。

睡眠信息检测:测试人员在传感器旁边正常睡觉,将传感器输出的数据与录像数据进行对比,结果显示传感器能准确地检测人员的入床、离床和睡眠状态。运动最远检测距离:人员在传感器正前方大幅度走动,测试结果显示运动检测最远距离为11m。存在探测距离:人在传感器正前方静坐,测试结果显示存在探测最远距离为4m。呼吸频率检测:测试人员根据不同频率的节拍器呼吸,测试结果显示传感器的呼吸频率检测准确性较高。跌倒信息检测:检测人员在检测范围内迅速躺下,测试结果显示传感器能正常检测到人员跌倒。顶装运动检测范围测试:人员在传感器探测边缘走动试探,测试结果显示2.7米高顶装运动检测范围约为7m的圆形。体动参数检测:人员在传感器下静坐、行走、跑步,观察传感器体动参数的变化,结果显示可以显示人体的运动状态。

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