基于PIR的移动检测系统的实现

4．开发软件

　　现在，我们已经定义了模拟接口，下一个关键的设计任务是设计控制该系统的软件。

　　再次强调，两个主要的目标是低成本和低功耗。为满足这两个目标，我们在选择硬件时无疑用了很多心思。这种硬件不仅因模拟/数字混合集成而使成本更低，而且因为集成型器件更易于进行电源管理，功耗也更低。当然，为切实实现设计目标，开发高效的软件也是非常关键的。图3显示了该系统的软件总体流程。

　　该软件的关键是使整个系统由中断驱动。这意味着除非有事要做CPU不执行任何指令。在这种情况下，CPU处于低功耗待机模式并等待两个事件之一：定时器中断(表明将开始一次新的AD转换)或AD转换器中断(表明已得到转换结果)。

　　一旦得到了转换结果，则把它与上次采样相比较。把差值的绝对值与用户定义的设定点比较，如果超过则表明存在移动。总的来说，这个简单的流程可通过内部定时器非常灵活地定义采样速率，而且在处理转换结果时不使用标志轮询或软件延迟。

5．确定功率需求

　　在该系统的工作寿命内，MSP430F2003 MCU大部分时间运行在低于1μA的低功耗模式，只需单一的CR2032 3V纽扣电池就可实现长期供电。该系统使用内置的内部低频振荡器作为定时器的时钟，每340ms开始一次新的转换。大约每秒3次采样的采样速率听起来似乎很慢，但由于在人类交感应用中传感器输出信号的变化速度非常慢，这样的低采样速率已足以实现可靠的移动检测。使用可快速启动的高频内部时钟源(频率设定为1MHz)来驱动该AD转换器可使每次采样的转换时间为1.024 ms。从低功耗角度来看，保持转换时间尽可能短是重要的，因为内部参考电压和AD转换器的耗流量占总耗流量的70%以上。

　　为对该系统的耗流情况有更清晰的印象，下表详细列出了该系统各部分的工作电流和平均电流。

　　系统总电流将取决于系统的最终方案。从该表可以看到，工作状态的耗流量主要取决于参考电压和AD转换的电流，而平均耗流量主要取决于传感器电流。因为PIR325传感器的接通调整时间(几秒或更长)较长，不能采用对传感器采用周期式通电(Power cycling)的方式。尽管该传感器必须保持连续接通，但电流消耗仍然很低。采用这里给出的硬件设计和软件流程，可以实现总平均电流低于10μA的通用移动检测系统。如果使用标准的3V CR2032电池，工作时间可超过两年。

本文小结

　　到此，我们已经介绍了使用标准PIR传感器设计的一个简单的移动检测器。硬件是简明的，而软件是一个简单的中断驱动型程序。向这个设计中增加一个菲涅耳光学镜片来提高传感器的方向性，增加一个简单的继电器来驱动泛光灯或到宿主处理器的通讯通道(对保安系统)，则可以实现一个完整的末端应用系统。移动检测不过是正确选择MCU和传感器的说法看来并不准确。