智能家居的中枢，干扰居然来自这个“猫”？

倘若不用传感器与智能家居相连来控制各个房间的灯光，经常会出现忘记关灯的情况，如果能够安装上人体传感器，理想情况下能实现人来灯亮，人走灯灭，节能能源，但现实往往是，安装上的人体传感器似乎并没有想象中灵敏，即便是更换了其他传感器也无济于事。
 
什么样的人体存在传感器才能带来最佳用户体验？这需要先从人体传感器的类别和技术原理说起。

人体存在传感器的三大类别

按照工作原理，市面上已经广泛存在的人体存在传感器大致能够被划分为三类：红外传感器、多普勒体制传感器（5.8GHz及10.525GHz）以及FMCW的毫米波传感器，这三种传感器均有各自的优缺点。

最为常见的是红外人体传感器，主要是通过让人体自身产生的红外线照射到热释电材料上，导致热释电材料产生微弱的电位变化，再将电位变化的信号调理放大之后，就能判断是否有人体移动，从而实现开灯关灯的操作。

需要注意的是，任何物质只要本身具备一定的温度，都能向外辐射与本身温度相关的红外线，因此人体能够向外辐射红外线，不需要直接与传感器接触，具有灵敏度高，反应快等优点。

不过，红外传感器比较容易收到光线和热源的影响，如果是安装在门窗口或者强光环境中，以及厨房等有明显热源的地方，就比较容易出现误报，影响使用体验，这时候就出现了抗光照能力更强以及的多普勒雷达传感器。

多普勒雷达传感器，顾名思义就是采用多普勒原理，当有移动物体进入应用范围时，雷达信号就会受到调制，从而被信号处理模块检测到触发感应器，实现关灯或开灯。其优点在于只对运动的人进行感应，穿透性强，可以穿透塑料隐藏式安装，更加美观，且在成本和技术门槛上占据优势，缺点一是无法稳定测距，根据距离控制灯的开关有明显的误报情况，二是对于正在静坐或睡眠状态中的人就无法感应，另外在探测人体灵敏度和抗吹绿植等干扰之间也难以平衡。

另外一种传感器，毫米波人体传感器，是一种使用天线发射波长1-10mm、频率24-300GHz 的毫米波作为放射波的雷达传感器。毫米波位于微波与远红外波相交叠的波长范围，所以毫米波兼有这两种波谱的优点，也有自己独特的性质，毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向低频的发展。

同时，毫米波雷达由于具有更宽的可用频谱，所以可以发射线性调频脉冲信号，通过分析目标反射回波信号的频差也即时延计算出目标距离，这是毫米波雷达技术最基础的应用原理之一。另外，从技术角度来看，毫米波雷达技术比传统雷达技术具有体积小、质量轻、波束窄，精度高、抗干扰能力强等优势。

鉴于毫米波雷达以上优点，在毫米波人体存在传感器可以在极具挑战的环境下检测人的位置和状态，无论是光线明亮还是环境黑暗，无论是温度变化还是有烟雾或灰尘，都能实现准确检测，而且还可以穿过塑料、干墙和衣服等材料，隐藏在面板背后，更加美观。

从红外到多普勒，无法解决的难题

上述所提及的三种人体存在传感器，虽然多普勒体制传感器看上去会比红外传感器优点更多，但如果真的将红外传感器换成多普勒体制传感器，可能又会出现新的问题。

由于多普勒体制的微波感应雷达常用频段包括5.8GHz、10GHz、24GHz，在使用环境中很容易遇到相同频段的其他设备的信号，例如家庭中常见的WiFi模块就是采用了、2.4G和5G的频段，以及无线遥控器中采用的RF模块等，总是听说这种情况会发生干扰。

为了证明WiFi路由器的存在是否真的会对多普勒体制的人体存在传感器造成干扰，我们进行了一次实验。

首先准备一款常见的5G频段的WiFi路由器，如下：
 
 
然后打开路由器的配置界面，选择路由器的频段配置，按照如下表所示的频段，设置为Channel 165，确保处于5.8GHz雷达的有效带宽内，并保存配置。
 
 
串口连接5.8GHz雷达，设定较小的检测范围，建议设置为0-2m，避免因为人在检测环境内而导致雷达报有人。开启使之处于正常工作状态，即人处于2m范围内，报有人，人离开2m或3m外，雷达延迟大约20s报无人。

按照如下图所示的摆放模块和WiFi的位置，在雷达探测范围外通过拖线板控制WiFi的供电，使WiFi模块位于雷达波束范围内，为了快速复现干扰效果，可以选择雷达波束近距离直射WiFi模块，大约1m到2m即可。
 
上述准备工作完成后，WiFi断电，雷达模块正常工作（确保周边无人时可报无人，人进入2m报有人）。通过两个用例展示WiFi的影响

1）人进入后触发雷达模块，然后迅速离开感应区域，同时拖线板处的人打开WiFi模块供电，观察雷达模块的输出是否持续有人，或OFF时间明显变长。

2）保证无人在雷达威力区，雷达输出无人状态，拖线板处的人打开WiFi模块供电，观察雷达模块的输出是否由OFF转成ON。

如果没有出现干扰，需要再次确认雷达波束正对WiFi的天线，尝试调整极化方向或者缩短二者之间的距离。

通过上述实验，可以发现，WiFi接电时，雷达模块会出现误报。由此证明，WiFi模块确实会多普勒体制的人体传感器造成干扰。

毫米波传感器或成当下最佳选择

上面已经说到，除了红外传感器和多普勒体制传感器，基于毫米波雷达技术的人体存在传感器已经成为行业关注的重点。

在具体场景应用，毫米波雷达产品也拥有更具针对性和更为精准探测的能力。在监测睡眠、呼吸心率异常、老人跌倒姿态判断等复杂场景中，毫米波雷达也能够极大提升其准确度。

不过需要注意的是，即便是毫米波雷达，对于有人或无人的判定也会受到其他因素的干扰，比如大型绿植和窗帘等干扰物，在进行更加精准的识别逻辑方面也需要进行进一步的能力提升，目前业内已经有不少企业使用空间自适应策略、目标跟踪、杂波抑制等方法来提高毫米波传感器的精准度。

新技术的发展往往伴随着新问题的出现，因此没有绝对完美的技术，至少在人体存在传感器领域，24G毫米波传感器是当下的最优解了。