摘要：微波具有直线传播、波段宽、设备小、穿透力和抗搅扰能力强等长处，根据此规划了一种根据Atmega8低功耗智能微波探测器，经测验，该探测器灵敏度高、功耗低、安稳性好，适用于主动门操控开关、室表里安全防备体系、ATM主动提款机的主动录像操控体系、户外安全警示等场所。
微波是频率范围在300 MHz到300 GHz的高频电磁波，其波长从1 mm到1 m。微波具有如下首要特色：直线传播，很简略被反射;波段宽，可运用的频率多;微波设备比较小;对一些非金属资料有必定的穿透力，金属物体对微波有杰出的反射特性;不受其他电磁波搅扰。根据微波的上述特色，规划了一种根据Atmega8低功耗、网络化、微型化、抗搅扰能力强的微波探测器，该探测器首要用于主动门开关，室表里安全防备体系、户外安全警示场所等。
1 硬件体系结构
微波探测器由电源、单片机最小体系、脉冲电源、扩大整形电路、微波模块组成。其结构如图1所示。
1.1 电源
微波探测器选用直流供电，该电源的稳压芯片选用HT7550低压差三端稳压芯片，该芯片具有超低功耗、低输入输出压差、低输出电压温漂、输出电压5 V，能够供给100 mA的输出电流。电源电路如图2所示。
1.2 脉冲电源
为了下降体系功耗以及延伸微波模块的寿数，本探测器对微波模块选用脉冲供电，运用单片机发生频率为1 kHz，占空比为2%的脉冲为微波模块供电，这样能够节约98%的能量，一起在脉冲供电环境下微波模块并不是时间都在作业，所以又能够延伸微波模块的运用年限。该脉冲电源的电路如图3所示，三极管的基极经过一个电阻连到单片机的脉冲输出引脚，发射极连到VCC上这样便构成了一个简略安稳的脉冲电源。
1.3 单片机最小体系
本文选用Atmel公司的8位高功用AVR单片机Atmega8作为主操控芯片，硬件部分电路如图4所示。图中R1和R4构成了分压电路对模块的输入电压进行分压，然后送入单片机进行AD转化，当检测到外部供电电池的电压低于规范值时进行报警。J1和R10构成了环境亮度检测电路，当环境亮度不一起该电路分出的电压也不同，将该电压送入单片机进行采样经过软件智能判别是黑夜仍是白日，当白日时模块处于休眠状况，黑夜时模块处于戒备状况，起到低功耗效果。S1及其外部电阻构成了外部硬件灵敏度调理接口，能够进行16级灵敏度调理，试验数据如表1所示。S2及其外部电阻构成了报警时长接口，总共能够设置4种报警时长。B1为蜂鸣器，它能够进行现场报警，以及进行开机初始化提示，电池低电压报警等。接口J4为在线调试接口，经过该接口能够随时向单片机中下载程序，便利进行软硬件调试。电阻R27为作业形式挑选电阻，当焊接上该电阻时挑选为单点作业形式，经过硬件调理灵敏度以及报警时长，当该电阻未焊接时挑选为联网作业形式，在该形式下相关设置能够经过串行接口发送到模块，一起模块也会向外不断地发送模块的作业状况，比方电池电压，报警信号，当时设置等信息。单片机的第9引脚为报警输出端，能够用它去驱动继电器来操控主动门的开关等。单片机的13引脚经过一个PNP型三极管后变为占空比为1%的脉冲信号，该脉冲信号去驱动MOS管Q2来操控中频信号的通断，避免了在微波模块上电的瞬间发生的电流冲击信号送入信号处理电路形成误报警，提高了体系的抗搅扰功用。
1.4 微波模块
本文选用的微波模块是GH100微波移动传感器，GH100微波移动传感器是X波段移动传感多谱勒模块，它由介质振荡器(DRO)和一对微带天线组成，微波频率为10.525 GHz。原理图如图5所示。该模块的作业原理是根据微波的多普勒效应。多普勒效应是当发射信号与接纳者之间存在相对径向运动时，接纳到的回波信号的频率(或相位)将发生变化。GH100微波模块集收发为一体，经过天线向周围空间发射无线电磁波，一起又由天线接纳周围物体反射的回波，经过模块内部电路对收、发信号的相位进行比较，假如周围空间有移动物体存在，回波信号将发生频移与相差，最终从传感器输出一个低频率的电压。微波移动传感器是一种非触摸式、功耗低、灵敏度高、体积小，不受热、噪音、湿度、气流、尘土等周围环境要素影响，合适恶劣环境，抱负的低成本移动检测器。
1.5 扩大整形电路
因为传感器信号输出(IF)端的输出强度与发射能量的反射强度有关，一般在微伏级，所以需求一个高增益的低频扩大器来处理该信号使它能到达用处理器来处理。扩大整形电路如图6所示。图中MOS管Q2为信号开关，当微波模块上电时翻开信号开关，当微波模块失电时封闭信号开关，这样能够避免搅扰信号进入扩大电路。信号经过信号开关后送入集成运放U1A的同相输入端进行扩大，滤除高频的搅扰信号后经%&&&&&%C9耦合至后级电路，后级电路是一个引进了细微负反馈的比较器电路，引进负反馈后能够增强本电路的抗搅扰功用，改进输出波形，扩宽通频带，一起还能够消除电路的静态搅扰信号，将低于门限的静态搅扰信号滤除，然后将经过扩大滤波整形后的信号直接送入单片机的AD采样通道进行采样，经过设置不同的阈值来改动灵敏度。扩大整形后的部分测验波形如图7所示。
2 软件规划
微波探测器的主程序流程如图8所示。主程序初始化完硬件后进行作业形式挑选，然后在选定的形式下循环扫描，有报警事情时进行报警，电池电压过低时停机，白日时封闭PWM输出，进入低功耗形式。两个主分支的结构根本相同，仅有不同的是右分支在进行报警的一起能够向主机发送信息，一起也能够接纳主机的指令。串口通讯的发送选用主动方法，需求发送的时分才发送，接纳选用中止方法，一旦缓存器里边有数据当即进入中止去处理。
3 微波探测器的PCB图
微波探测器的PCB图如图9所示。
4 试验数据
软硬件统调是完结电路规划最要害的一步，经过不断地修正程序，微波探测器的功用现已到达要求，不同触发方法下的报警时长如表1所示。不同灵敏度时对应的有用检测间隔是将微波探测器安装在半球型塑料壳内，并将其固定在室内2.6 m高处测验的，测验数据如表2所示。
5 结束语
本探测器充分运用了Atmega8单片机内部的软件资源，16级灵敏度调整，感应间隔在0.8～10 m内可调。电路结构简略、体积小、功耗低、精度较高、软件的晋级和更新便利，适用于主动门操控开关、室表里安全防备体系、ATM主动提款机的主动录像操控体系、户外安全警示等场所。
