可以使用多種不同類型的傳感器來檢測基本運動，但過去十年最常見的解決方案可能是使用 PIR 傳感器。PIR 傳感器基于維恩位移定律；根據該定律，不同溫度下的黑體輻射曲線將在與溫度成反比的不同波長下達到峰值。基本上，如果觀察紅外頻譜，可以看到，不同溫度下的物體會輻射不同水平的能量。圖 1-1 展示了在使用紅外攝像頭拍攝的圖像中看到的結果。

圖 1-1 紅外照片

PIR 運動檢測器是用于檢測人或動物的一般運動的無源傳感器。PIR 運動檢測器不會產生上面紅外圖像中顯示的所有像素，通常只包含兩個檢測元件，如圖 1-2 所示。這兩個檢測元件在位置上會相互偏移，因此它們的視場 (FoV) 略有不同。每個傳感器都會對自身 FoV 中的一般溫度變化做出響應。只有兩個傳感器雖然聽起來可能很有限，但分析這兩個傳感器元件產生的組合信號可以提供大量有價值的信息。

圖 1-2 PIR 運動傳感器圖示

當人在兩個視場中移動，從一個傳感器元件的 FoV 經過下一個傳感器元件的 FoV 時，傳感器將從檢測元件輸出波形。此波形如圖 1-3 所示。在圖 1-3(a) 中可以看到，該信號的方向可以告訴我們運動的方向。在圖 1-3(b) 中，信號的幅度可以指示物體的距離，甚至還可能指示人/動物的體型。最后，在 3C 中，運動速度也會影響看到的波形速度。在具體走廊中，行走的人與奔跑的人將具有不同的特征。成人與兒童或寵物的特征也不同。

圖 1-3 PIR 傳感器輸出信號

在為特定應用設計運動檢測器時，通常會選擇兩個主要規格：最大范圍和最小運動速度。一般來說，PIR 運動檢測器會嘗試檢測最遠 10-12 米的距離，運動頻率范圍通常為 0.7Hz 至 30Hz。應用所需的確切性能將影響系統在信號調節方面以及軟件閾值設置中需要的靈敏度。希望檢測的距離越遠，信號幅度就越小，信噪比也越低。對于遠處物體的運動，PIR 傳感器輸出端的典型信號電平為微伏級，因此需要對信號進行放大和濾波。最低速度越低，就越難緩慢滑過監控器，但系統更容易出現由環境變化引起的誤觸發。

通常很不希望出現誤檢，在電池供電的應用中更是如此。通常，PIR 運動檢測會在應用處于低功耗模式時進行監控。誤檢將喚醒系統的其余部分或觸發錯誤警報。在設計系統時，必須權衡該風險與上述靈敏度。過去，PIR 的信號鏈是根據具體用例設計的，并在硬件中采用固定的增益和帶寬，這意味著其具有固定的檢測距離和速度。幸運的是，使用 MSPM0L1306 可以集成信號鏈，因此實際可以通過軟件對其進行配置，進而提供更高的靈活性，無需更改硬件的任何部分。

最后，市場上有模擬和數字兩種 PIR 傳感器。數字傳感器集成了其信號鏈和檢測算法。此類傳感器更易于集成到應用中，但通常會增加大量成本，因此不適合低成本應用。本文檔重點介紹模擬 PIR 傳感器，因為這種傳感器可降低總體系統成本，并可輕松與內置 OPA 集成。