ST最新一代高靈敏度 STHS34PF80人體感應檢測方案

本文介紹ST TMOS傳感器在人體檢測方面的優勢，給智能產品帶來了那些創新和解決了現有產品的哪些技術痛點，以及它的技術原理和應用。

隨著科學與技術的發展，人們不斷追求更低能耗和高準確率的智能電子產品。意法半導體推出基於紅外信號的TMOS （溫度感應半導體金屬氧化物）人體存在檢測傳感器，助力智能產品性能的進一步提升和功能的更加完善。

優勢1：能探測靜止存在的物體。市場上用於人體感知的傳感器有很多，例如PIR紅外熱釋電傳感器和毫米波雷達，由於工作原理限制PIR傳感器和毫米波雷達都無法檢測到靜止的物體，而TMOS的存在檢測模式便能解決這些問題。

優勢2：定量檢測。TMOS傳感器是定量檢測目標物，根據目標物的物體表面溫度的大小，轉化成具體的數值顯示。因此在功能開發上更多可能，例如可以根據檢測到的紅外輻射量的變化情況來判斷人的進出方向。

優勢3：高靈敏。TMOS傳感器對目標物的移動變化反應靈敏，能解決PIR徑向檢測不靈敏的技術痛點。

優勢4：TMOS傳感器在人體檢測上的優勢。因TMOS檢測的波長範圍是5~20um，人體表面溫度散發的紅外波長是9.8um，剛好位於傳感器檢測帶寬的中心，所以易於檢測人體的存在。

TMOS傳感器是基於ST專有的MEMS技術，用於測量5~20um紅外波長範圍。TMOS傳感器內置一個精度0.5°C的溫度傳感器，兩個紅外感應區（一個亮區，一個暗區），通過差動讀數，消除自身溫度的一個影響，更加準確的得到視角範圍（FOV）內的目標物產生紅外輻射的一個情況。

 

TMOS傳感器內部示意圖如下：

 

TMOS根據監測到的紅外輻射量的一個變化情況，經過內部算法的一個處理，能判斷出目標物的一個運動狀態是靜止還是移動。

 

Presence模式圖示：

 

Motion模式示意圖：

 

 

存在檢測：存在檢測是通過觀察TOBJECT的TMOS原始數據中每個低通濾波器(LPF_P_M & LPF_P)兩個輸出信號的差值來進行的。然後，將這兩個信號的差值與可以為目標應用程序配置的PRESENCE_THS和HYST_PRES兩個閾值進行比較。最後，當兩個濾波信號的差值超過閾值時，設置存在檢測標誌信號(PRES_FLAG)，如下圖所示：

 

  

運動檢測：運動檢測通過觀察TOBJECT的TMOS原始數據中每個低通濾波器(LPF_P_M和LPF_M)兩個輸出信號的差值來進行運動檢測。然後，將兩個信號的差值與可以為目標應用程序配置的兩個閾值MOTION_THS和HYST_MOT進行比較。最後，當兩個濾波信號的差值超過閾值時，設置運動檢測標誌信號(MOT_FLAG)，如下圖所示：