Qual sensor escolher para rastrear a presença humana em ambientes fechados?

Este é um projeto de hobby sobre automação residencial. A idéia é a de um sistema distribuído de microcontroladores baratos que medem, comunicam, produzem dados e controlam dispositivos.

Uma tarefa importante que esse sistema deve executar é detectar em todos os cômodos se há seres humanos dentro (distinção acordada ou adormecida seria um bônus exagerado :)). Ainda estou perdido, se isso for possível. PIR-s? Webcameras? Microfones? Contadores ópticos nas portas? Ultrassom?

Potência de processamento disponível por saída do sensor: 5MIPS de instruções avr (RISC de 8 bits) por 3 segundos = 15 milhões de instruções.

O cenário de uso típico seria:

• O apartamento está vazio (o sistema deve saber disso).
• A porta se abre e um grupo de 4 pessoas entra no corredor. (o sistema deve saber que alguém está no corredor).
• Dois vão para uma sala (o sistema deve rastrear seu caminho por sala, com um atraso de não mais que alguns segundos, além de saber que ainda há alguém no corredor).
• , um deles retorna e o outro se senta em uma cadeira (o primeiro deve ser rastreado. o sistema também deve saber em que sala está a pessoa sentada).
• Enquanto isso, os outros dois vagam aleatoriamente em uma área de 2 x 2 metros no corredor (tirando os sapatos, pendurando casacos) (o sistema deve saber que ainda estão nessa área).
• Um vai para outra sala, liga o rádio e entra no modo de suspensão (o sistema deve saber que existe uma pessoa dormindo ).
• Alguém sai do apartamento e volta 10 minutos depois (aqui o único requisito é que o sistema saiba que ainda há pessoas dentro).
• Os três saem (o sistema deve saber que ainda há alguém lá dentro).
• Muito mais tarde, o dorminhoco se levanta, vagueia por meia hora e sai do apartamento (o sistema deve rastrear sua posição por quarto com um atraso não superior a alguns segundos e saber quando ele sai que agora não há mais ninguém dentro) .

Eu não tenho animais de estimação.

Especialmente para um projeto de hobby em casa, eu provavelmente começaria com sensores PIR (Passive InfraRed). Eles são baratos e muito eficazes na detecção de algo quente como um corpo humano se movendo.

No entanto, os sensores PIR não detectam objetos estáticos quentes, como alguém dormindo ou sentado imóvel no sofá. Com sensores PIR suficientes ao redor do local, você provavelmente pode inferir onde as pessoas estão imóveis, onde você sabe que houve movimento e em que direção. Os sensores PIR não lhe dão instruções inerentemente, mas muitos deles ativados em sequência, sim. Por exemplo, três sensores acionados em sequência em um corredor são uma forte pista de que alguém está andando pelo corredor nessa direção. Se você viu o movimento de alguém entrando em um quarto e depois o movimento, mas nada na porta, é possível adivinhar que a pessoa que entrou ainda está dentro, mas imóvel.

Esse sistema não é infalível, mas os sensores PIR são baratos e notavelmente sensíveis, portanto, com um número suficiente deles, acho que você pode chegar a um nível utilizável.

Uma coisa a ter em mente é que outras coisas em movimento quentes também acionarão os sensores PIR, como animais de estimação em movimento. Se você tem um cachorro, apontar os sensores para que eles vejam apenas alguns passos do chão ajuda. Gatos pulam muito, mas são menores, então talvez haja uma maneira de não disparar em gatos. Este sistema será muito mais fácil se você souber que as únicas coisas quentes em movimento são os seres humanos.

PIR s. Testei os PIRs Matsushita / Panasonic NaPiOn no meu trabalho anterior, também para automação residencial, e eles funcionaram bem. Esses eram detectores de movimento, que reagiam a alterações no sinal do receptor, mas você pode usar detectores de presença, que também emitem um sinal se o detector receber um sinal estático.

Eu testei com diferentes tipos de roupas, como um casaco por cima de um pulôver, e ele sempre me detectou a vários metros de distância, então aparentemente a radiação da cabeça e das mãos já era suficiente. Então, acho que uma pessoa que dorme embaixo de um cobertor também será detectada (a menos que talvez ela esteja completamente coberta por ele).

O PIR é bom em detectar humanos em movimento.
Se você tem um número deles por sala, pode inferir a presença de humanos que não se aglomeram com um sucesso razoável rastreando as pessoas e decidindo onde elas estão quando desaparecem "fora do RADAR".

Os módulos Doppler RADAR, antes comuns em abridores de portas e agora amplamente substituídos por PIRs, são excelentes detectores de movimento. Você pode fazer o seu próprio com relativa facilidade. Eles também detectam cães e gatos em movimento e cortinas que batem, etc. A
detecção pode ser limitada aos humanos filtrando a saída com banda. Disseram-me que as articulações humanas produzem frequências de articulação únicas - especialmente não encontradas na mesma frequência em cães e gatos. Foi-me dito que este é um detector de pessoas muito confiável.

O ultrassom pode ser menos bom do que o PIR ou o RADAR

Outros sistemas mencionados podem ser acionados em uma função do tipo contador de feixes, mas não possuem a capacidade real de detecção de pessoas do PIR e do RADAR.

Para os pontos extras: uma pessoa adormecida pode ser detectada com um sensor de força DIY barato. Pegue duas faixas de papel alumínio e amasse-as um pouco. Em seguida, role-os para formar um capacitor. Use um saco plástico ou papel alumínio como isolante / dielétrico.

Aperte-o sob o peso total da base da cama / sofá ou pé. Em seguida, meça a capacidade. Por exemplo, faça parte de um circuito do oscilador e conte as interrupções ou conte os ciclos da CPU necessários para carregá-lo.

É bom o suficiente para detectar um travesseiro sendo adicionado ou removido. Ele será desviado ao longo do tempo, mas poderá detectar eventos com segurança: peso adicionado, peso removido, mudança de peso. (Sim, na verdade, tenho um registro das minhas horas de sono.) Não ajudará se alguém decidir dormir no chão, mas é um começo.

Eu estava pensando que uma boa maneira de detectar prescência é usar algum design eletrônico que tenha a capacidade de detectar o peso ou deformação do piso da sala para detectar as pessoas (obviamente a diferença é grande como 50 kg avrg), apenas ajustando o peso da sala antes da presença de seres humanos e essa seria a medida principal em comparação com quando um humano acessa a sala e depois detecta pela diferença de peso.

Acredito que produzir um sinal de rádio na faixa de KHz e, posteriormente, medir a interferência no sinal detectado em uma antena de sensoriamento longo, pode funcionar muito melhor e mais fácil!

Você pode até detectar onde o corpo humano está através de algum sinal de quadratura aplicado a uma antena de transmissão com resistividade conhecida.

Minha solução é a mais simples de todas as soluções possíveis. Eu tenho um pacote de software de detecção de movimento instalado no meu computador chamado: Yawcam. Este cachorrinho tira fotos de qualquer coisa que se mova no meu apartamento através da minha câmera web HP 5210. Em seguida, tenho um detector de movimento de microondas para cães latindo apontado para a minha porta da frente.

Como toque final, colei um pequeno adesivo / etiqueta de remessa na parte externa da minha porta da frente, onde se lê: Câmera de vigilância interna.

A resposta de Olin Lathrop deve ser suficiente, mas se você adicionar alguns sensores de detecção de som ao seu projeto, isso poderá aumentar sua taxa de detecção de presença humana.

Tente detectar a voz humana com sensores de detecção de som, isso pode ser feito outro sinal de detecção de presença em uma sala ou salão.

Sensores de detecção de som baratos e sensíveis estão disponíveis na Internet.

Penso em um scanner, que pode contar o número de pessoas em um local. podemos usar um scanner wi-fi para isso. se quisermos saber se há alguém em uma sala, coloque os detectores de wi-fi nos cantos da sala. digitalize a área dentro dos detectores usando o scanner wi-fi conosco,. então ele fará sentido os humanos na sala e exibirá o número.