R24BBD1

R24BBD1 Iotrda Technology (Shenzhen) Co., LTD 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 Iotrda 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 www.iotrda.com sales@iotrda.com Technology (Shenzhen) www.iotrda.com Co., LTD www.iotrda.com R24BBD1 R24BBD1_生物感知雷达 产品手册(V1.0) 产品特点  静止人体探测  生命体征检测  24GHz 毫米波雷达传感器  基于多普勒雷达技术，实现雷达扫描区域人员感知功能；  实现运动人员及静止人员的同步感知功能；  人体睡眠质量监测最大距离：≤2.75m  人体呼吸频率探测最大距离：≤1.5 米  天线波束宽度：  R24BBD1:水平 40°/垂直 40°扇形波束  具备场景识别能力，识别有人/无人及人员活动状态，输出体动  不受温度、湿度、噪声、气流、尘埃、光照等影响，适合恶劣环境；  输出功率小，长时间照射对人体无伤害；  无人到有人探测时间：0.5 秒以内  有人到无人探测时间：大于 1 分钟 R24BBD1 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 1 R24BBD1 型号说明  R24BBD1 - 窄波束人体感知雷达传感器，40 度/40 度扇形波束 （测量精度高，建议在 6 米距离内使用） 产品应用 睡眠探测应用：  睡眠监控（睡眠曲线） 呼吸探测应用：  呼吸频率监测 产品封装 体积：≤46MM×27.5MM×5MM 接口：PITCH 2.0MM 接口，双排插针 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 2 R24BBD1 目 录 1. 概述.......................................................................................................................................................... 4 2. 电气特性及参数...................................................................................................................................... 5 2.1. 检测角度及距离.......................................................................................................................... 5 2.2. 电气特性...................................................................................................................................... 5 2.3. RF 性能.........................................................................................................................................5 3. 模块尺寸及引脚说明.............................................................................................................................. 6 3.1. 模块尺寸封装.............................................................................................................................. 6 3.2. 引脚说明...................................................................................................................................... 6 3.3. 使用接线图.................................................................................................................................. 6 4. 主要工作性能及...................................................................................................................................... 7 4.1. 雷达模块工作范围...................................................................................................................... 7 4.2. 主要功能及性能.......................................................................................................................... 7 5. 雷达工作及按照方式.............................................................................................................................. 8 5.1. 安装方式...................................................................................................................................... 8 5.2. 雷达模块工作模式...................................................................................................................... 8 6. 典型应用模式........................................................................................................................................ 10 6.1. 智能家电应用............................................................................................................................ 10 6.2. 家居场所应用............................................................................................................................ 10 6.3. 卧室安装及应用........................................................................................................................11 6.4. 节能控制应用............................................................................................................................ 11 6.5. 健康生活应用............................................................................................................................ 11 7. 注意事项................................................................................................................................................ 12 7.1. 启动时间....................................................................................................................................12 7.2. 有效探测距离............................................................................................................................ 12 7.3. 雷达生物探测性能.................................................................................................................... 12 7.4. 电源............................................................................................................................................ 12 8. 常见问题................................................................................................................................................ 13 9. 免责声明................................................................................................................................................ 13 10. 版权说明.............................................................................................................................................. 13 11. 联系方式.............................................................................................................................................. 13 12. 历史版本更新说明.............................................................................................................................. 14 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 3 R24BBD1 1. 概述 R24BBD1 雷达模块是采用毫米波雷达技术，实现的人体运动感知、人体生物 感知以及人体呼吸探测的雷达探测模块。本模块基于增强多普勒雷达信号处理机 制，通过对人员运动的多普勒参数及人员的生理参数同步感知技术，实现特定场 所内人员状态的无线感知。 本模块三十二阵元天线形式：宽波束雷达模块，宽波束雷达模块主要适用于 置顶安装模式，实现大角度范围的雷达探测；如果用于水平或倾斜安装，需要关 注实际场景的遮挡，才能实现更远距离范围的雷达探测功能。 本雷达模块具有如下工作特点：  实现运动人员及静止人员（静坐、睡眠）的同步感知功能；  能保持检测到 静止人员 的探知，保证实时输出  能保持检测到 睡眠人员 的睡眠呼吸等相关信息，记录相关睡眠时间曲 线信息  能快速输出目标距离雷达的远离和靠近状态  检测各种运动幅度，并实时输出数值状态  将检测对象限制于具备生物特征的人员（运动或静止），剔除环境内其它 无生命物体的干扰；  本模块对非生命类物体干扰有效剔除，也可实现非生命类运动物体检测；  产品支持二次开发，适应多种场景应用；  通用 UART 通信接口，提供通用协议  预留 4 组 I\O,可根据用户定义输入输出，或者做简单的接口模拟  本输出功率小，对人体无危害；  本模块不受温度、光照、粉尘等因素影响，灵敏度高，应用领域广泛。 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 4 R24BBD1 2. 电气特性及参数 2.1. 检测角度及距离 参数内容 最小值 典型值 最大值 单位 - - 2.75 米 R24BBD1(32 点窄波束天线) 睡眠人员感知距离 睡眠人员呼吸感知距离 0.5 1.5 米 雷达探测角度（水平） - - 度 雷达探测角度（俯仰） - - 度 2.2. 电气特性 工作参数 最小值 典型值 最大值 单位 工作电压（VCC） 4.5 5.0 6 V 工作电流（ICC） 90 93 100 mA 工作 I\O 灌入/输出电流(IIO） — 8 20 mA 工作温度（TOP） -20 - +60 ℃ 存储温度（TST） -40 - +80 ℃ 工作频率（fTX） 24.0 - 24.25 GHz 发射功率（Pout） - - 6 dBm 2.3. RF 性能 发射参数 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 5 R24BBD1 3. 模块尺寸及引脚说明 3.1. 模块尺寸封装 图 1 雷达模块结构示意图 3.2. 引脚说明 接口 注： 引脚 描述 典型值 说明 1 5V 5.0V 电源输入正端 2 GND 地 3 RX 串口接收 接口 1 4 TX 串口发送 5 S1 3.3V/0V 有人/无人 6 S2 3.3V/0V 静止/活跃 1 3V3 3.3V 输出电源 2 GND 地 3 SL 保留 4 SD 保留 接口 2 5 GP1 备用扩展引脚 6 GP2 备用扩展引脚 7 GP3 备用扩展引脚 8 GP4 备用扩展引脚 1）S1 输出：高电平-有人，低电平-无人； 2）S2 输出：高电平-活跃，低电平-静止 3）GP1～GP4 为参数选择控制端，可根据用户需求重定义。 4）本接口输出信号均为 3.3V 电平。 3.3. 使用接线图 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 6 R24BBD1 图 2 雷达模块与外设连线示意图 4. 主要工作性能及 4.1. 雷达模块工作范围 R24BBD1 雷达模块波束覆盖范围如图 4 所示。雷达覆盖范围为水平 40°、俯 仰 40°的立体扇形区域。 40° 图 4 R24BBD1 雷达覆盖区域示意图 受雷达波束特性影响，雷达在天线面法线方向作用距离比较远，但是偏离天 线法线方向作用距离会变短。 当雷达置顶安装或倾斜安装时，受雷达波束范围及有效辐射空间影响，雷达 作用范围会减小，需要在使用时注意。 4.2. 主要功能及性能 本雷达模块主要功能包括： A、呼吸检测功能； (1) 最大检测距离：≤2.75 米； (2) 反映时间：≤60s； B、呼吸频率统计功能： (3) 最大的检测距离：≤1.5 米； (4) 最大呼吸探测频率：≤30 次； (5) 最小呼吸探测频率：≥12 次； 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 7 R24BBD1 C、睡眠质量评估功能； D、睡眠时间记录功能； E、环境状态评估功能； F、预警设计功能。 5. 雷达工作及按照方式 5.1. 安装方式 本雷达模块建议根据不同使用功能选择相对应的安装方式。 5.1.1 呼吸频率统计功能 对于呼吸频率统计功能，需要保持雷达与胸腔的位置在 0.5m--1.5m 范围内， 且需让胸腔暴露在雷达的天线探测范围内。 （建议雷达使用置顶或者倾斜安装） 5.1.2 睡眠质量评估功能 当需要使用睡眠探测雷达的睡眠质量评估和睡眠时间记录功能时，安装方式 只可选择置顶安装或者倾斜安装，雷达安装高度不高于 2.75 米，安装场景只适 合用于卧室床顶等休息区域。 注意： A、上述不同安装方式，均需要雷达主波束覆盖人体主要活动区域，并尽可 能法线方向正对； B、斜下安装时，由于覆盖区域水平投影变化，水平作用距离将对应减小； C、模块工作时，模块表面不应该有金属物遮挡； D、受电磁波传输特性影响，雷达作用距离与目标 RCS、目标覆盖物材质及厚 度相关联，雷达有效作用距离会有一定程度变化。 E、对应静止状态人体探测，不同体位会对雷达作用距离有影响，雷达不保 证所有状态均达到最大作用距离。 5.2. 雷达模块工作模式 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 8 R24BBD1 雷达模块通过统计分析处理后，综合评估当前检测区域人员状态，用户可以 直接利用该结果。 状态运行模式 本模式下，雷达模块周期性给出当前雷达探测区域内人员的存在性状态及运 动状态，主要状态包括： 1）无人； 2）有人、静止； 3）有人、活动； 状态运行模式下，为了环境状态判断准确性，雷达模块内部进行了逻辑判别 工作，雷达模块状态输出逻辑如下： A、雷达设备只有当检测到状态改变时，雷达才有相对应的状态输出；反之， 雷达保持静默； B、雷达从无人状态切换到有人状态（运动、接近、远离）属快速切换状态， 切换时间≤1s； C、雷达从有人状态切换到无人状态，需要经过多次状态确认，切换时间≥1 分钟； 睡眠探测模式 本模式下，雷达模块周期性给出当前雷达探测区域内人员的睡眠状态以及呼 吸频率，主要状态包括： 4）睡眠质量评估：清醒、深睡、浅睡； 5）入床离床判断； 6）呼吸频率统计； 7）呼吸信号判断：憋气异常、好、运动异常、急促呼吸异常、 睡眠探测模式下，为了睡眠相关状态判断准确性，雷达模块有特定的安装方 式和安装高度限制： D、当需要使用睡眠功能中的呼吸频率统计功能时，安装方式只可选择置顶 安装或者倾斜安装，保持雷达与胸腔的位置在 0.5 米~1.5 米之间 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 9 R24BBD1 E、当需要使用睡眠探测雷达的睡眠质量评估和睡眠时间记录功能时，安装 方式只可选择置顶安装或者倾斜安装，雷达安装高度不高于 2.75 米，安装场景 只适合用于卧室床顶等休息区域 6. 典型应用模式 本模块主要应用与家居、家电、节能灯控、健康家居等场景，下面针对典型 场景的应用模式进行说明。 6.1. 智能家电应用 雷达安装于家电设备内部，并实时监测家电设备工作面人员状况，设备根据 工作面人员状态（有人/无人、活动/静止、接近/远离），实时或准实时调整设备 工作模式（工作、低功耗、待机、关机等），实现家电智能化。 该应用场景下，雷达安装于设备雷达，根据设备工作常规性质，雷达设置水 平安装或倾斜安装，保证雷达波束能够覆盖设备工作主要区域。 常规家电设备包括：  智能电视  智能音箱  智能空调  其它智能家电设备 6.2. 家居场所应用 针对家居、酒店、办公室、卫生间等场所，需要对场所内有无人员进入或人 员是否运动进行实时探测，进而实现诸如安防、电器控制、人员监测等方式，且 能够有效避免隐私问题。本雷达安装于房间内，可以实时监测房间内有无运动目 标、人员运动方向、有无人员等。并通过物联网传输方式及手段，结合相关物联 网支撑平台，实现相关场所的有效应用。 本雷达可以应用于以下方面：  家居安防  酒店管理及监控  社区康养人员监控 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 10 R24BBD1  办公室监控 6.3. 卧室安装及应用 针对特定应用，实时卧床人员相关信息，比如有人/无人、睡眠状态、睡眠 深度、运动信息等，进而给出相关信息，实现特定应用。该模式下，雷达需要置 顶安装。 基于该模式应用，可以实现应用包括  老人看护  康养看护  酒店应用  家庭健康 6.4. 节能控制应用 基于本雷达运动目标探测及生物特征探测，雷达可以在节能控制方面有较好 应用，主要应用模式如下：  家庭电器节能  办公室电器节能控制  路灯节能控制 6.5. 健康生活应用 基于本雷达对睡眠人员的睡眠状态和呼吸频率探测特征，雷达可以在健康 生活方面有比较好的应用，主要应用模式如下：  智能健康家电联动应用 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 11 R24BBD1 7. 注意事项 7.1. 启动时间 由于本模块在初始上电开始工作时，需要对模块内部电路完全复位，并对环 境噪声进行充分评估，才能保证模块正常工作。因此模块初始上电工作时，需要 开机稳定时间≥30s，才能保证后续输出参数的有效性。 7.2. 有效探测距离 雷达模块的探测距离与目标 RCS、环境因素关联较大，有效探测距离可能随 着环境及目标改变而变化，本模块暂时不具备测距功能，因此有效探测距离在一 定范围波动属于正常现象。 7.3. 雷达生物探测性能 由于人体生物特征属于超低频、弱反射特征信号，雷达处理中需要相对长时 间累积处理，在累积过程中，可能诸多因素影响雷达参数，因此偶发性的探测失 效是正常现象。 7.4. 电源 雷达模块对电源品质的要求，高于常规低频电路。在对模块供电时，要求电 源无门限毛刺或纹波现象，且有效屏蔽附件设备所带来的电源噪声。 雷达模块需良好的接地，由于其他电路带来的地噪声，也可能引起雷达模块 性能下降甚至工作异常；最常见的是导致探测距离变近或误报率增加。 为了保证模块内部 VCO 电路的正常工作，对本模块供电要求为+5V～+6V 供电， 电压纹波≤100mV。 外部电源必须提供足够的电流输出能力和瞬态响应能力。 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 12 R24BBD1 8. 常见问题 干扰因素：雷达属于电磁波探测传感器，活动的非生命体会导致误报。金属，液 体的运动，会导致误判。通常，电风扇，贴近雷达的宠物，金属窗帘的晃动都会 引起误判。雷达需要在安装角度做规划。 非干扰因素：雷达电磁波会穿透人体的衣物，窗帘，薄木板，玻璃。需要根据应 用，决定雷达的安装角度以及性能。 半干扰因素：雷达判断人体存在，不适合直接面对空调。空调内部电机会导致雷 达误判。需要雷达产品不直接面对空调。或者同空调同一方向。 9. 免责声明 我公司认为，在出版时尽量做到文档描述的准确无误。考虑到产品的技术复 杂性及工作环境的差异性，但仍难以排除个别不准确或不完备之描述，故本文档 仅作用户参考之用。我公司保留在不通知用户的情况下对产品作出更改的权利， 我公司不做任何法律意义上的承诺和担保。鼓励客户对产品和支持工具最近的更 新提出意见。 10.版权说明 本文档所提及的元件及器件，皆为对其版权持有公司所公布的资料之引用， 其修改和发布的权利均属于其版权持有公司，请在应用时通过适当的渠道确认资 料的更新情况以及勘误信息，我公司不对这些文档具有任何权利和义务。 11.联系方式 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 电子邮箱：sales@iotrada.com lg@iotrada.com 电话：0755-88602663 地址：深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 13 R24BBD1 12.历史版本更新说明 Revision Release Data Summary V1.0_210818 2021/8/18 初稿 云帆瑞达科技（深圳）有限公司 TEL: 0755-88602663 广东省深圳市福田区车公庙苍松大厦北座 1708 sales@iotrda.com www.iotrda.com 14