PIR 人体感应

展厅里最常见的一个互动效果：参观者走到一个展项前，投影自动开始播放讲解、灯光亮起、语音说"欢迎了解XX"；人一走开，过会儿又安静下来待机。这种"有人来才动、没人就歇"的体感触发，背后的功臣八成是一颗 PIR。

PIR 便宜、好用、功耗低，是展厅"人体存在感应"的主力。但新手一上手常踩两个坑：一是搞不懂它到底感应的是什么（结果灵敏度怎么调都不对），二是图省事直接拿它接个 Arduino 就上展厅（结果现场三天两头误触、死机）。这一篇把原理讲透，重点讲工程上能交付的接法——让你做出来的体感触发稳得住、能验收。

R2 内容，涉及传感器选型与接线。PIR 的电气参数（供电、输出电平、延时调节方式）以你所用模块的 datasheet 为准（文末附一个公开 datasheet 作格式参考）；进展厅走工业 IO 这条链路以科星等工业模块官方文档为准。

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原理：它感应的不是"人"，是"温度变化"

PIR 全称 Passive Infrared，被动红外。"被动"二字是关键——它自己不发射任何东西，只是被动地接收环境里的红外线。

任何高于绝对零度的物体都在向外辐射红外线，人体（约 37℃）辐射的红外波长正好落在 PIR 探测元件（热释电材料）敏感的范围。核心机制是这样的：

• 探测元件内部通常做成两个反向的感应单元。环境稳定时，两个单元收到的红外能量相等、互相抵消，输出为零。
• 当一个温暖的物体（人）移动经过探测区，先后扫过这两个单元，造成两者收到的能量出现差值变化，热释电材料因温度变化产生电荷——这个变化被放大、整形成一个数字信号输出。

记住这句话，你就懂了 PIR 所有"怪脾气"的根源：PIR 触发的是"红外能量的变化"，而不是"有没有热的东西"。所以——

• 一个人站着完全不动，时间一长 PIR 可能"看不见"他（没有变化）。
• 它对横向走动比对正对着走来更敏感（横向扫过两个单元的变化大）。
• 一阵热风、阳光照射、空调出风口也能造成红外变化，导致误触。

模块前面那个白色半球状的塑料罩是菲涅尔透镜，把大范围的红外汇聚到小小的探测元件上，并把视野切成多个区域，物体在区域间移动时变化更明显——它直接决定了检测角度和距离。

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工程级接法：别裸接 Arduino 上展厅

这是这篇最重要的一段，也是这本书贯穿始终的工程主线。网上教 PIR 的几乎全是"PIR → Arduino → 干点啥"。那是原型玩法，不是展厅交付方案。 展厅要 7×N 小时长期稳定运行、要接进中控统一调度、要好维护，裸 Arduino 扛不住（易死机、无看门狗、难联网、难纳管）。

工程上的标准链路是：

PIR(数字开关量输出: 有人=高/低电平)
        │  一根信号线 + 电源 + 地
        ▼
工业开关量输入 IO 模块 / 采集器(带网口/RS485, 如科星)
        │  网口 / Modbus
        ▼
中控软件(SoftControl) ── 读到"有人"信号 ──▶ 触发：投影播放 + 灯光亮 + 语音

为什么这么走：

• PIR 的输出本质就是一个开关量（有人 = 一种电平，无人 = 另一种）。工业开关量输入模块天生就是用来读这种信号的，宽压供电、抗干扰、能上网。
• 信号进了工业 IO，就变成中控能读的 Modbus 状态位。中控读到"第 3 路 DI 变为有人"，就去执行那一组联动——干净、可靠、可纳管。
• 出了问题，每一段（PIR / IO 模块 / 中控）都能单独查，不像 Arduino 一锅粥。

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触发逻辑与延时：让体验"顺"

接通了只是能感应，做出好体验还要设计触发逻辑。展厅 PIR 触发的经典逻辑是这样的：

无人待机 ──检测到人──▶ 触发播放/灯光/语音 ──持续有人──▶ 维持
   ▲                                              │
   └────────── 离开 + 延时(如 30s)无人 ◀───────────┘

两个要点：

1. 离开要带延时，不能人一走立刻停。否则参观者稍微侧身、PIR 一瞬间"看不见"就熄屏，体验很碎。常见做法是"持续 N 秒检测不到人才回待机"（30 秒、1 分钟视展项而定）。这个延时逻辑放在中控里做最灵活。
2. PIR 模块本身也有延时和触发模式：
   • 延时调节：多数 PIR 模块上有个电位器，调"触发后输出保持多久"（几秒到几分钟）。展厅一般把模块延时调短，把"离开延时"交给中控控制，逻辑更清晰。
   • 触发模式：模块上常有跳线/电位器选"不可重复触发(L)"和"可重复触发(H)"。展厅选可重复触发(H)——只要还有人活动就不断刷新计时、保持输出，人一直在就一直触发，这才符合"有人就播"的需求。

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灵敏度怎么调、检测范围怎么定

PIR 模块通常有两个电位器（灵敏度 + 延时）。调灵敏度的目标是：人进入展项有效区就触发，区外的人路过不触发。

• 灵敏度太高 → 隔壁通道走过都触发（误触，屏幕乱播）。
• 灵敏度太低 → 人站到跟前才反应，体验迟钝。

调法：现场反复走位测试，从中等灵敏度开始，往两边微调，找到"站到展项前可靠触发、区外路过不触发"的甜点。安装位置和角度比电位器更关键——把 PIR 朝向你想覆盖的那块地面，避开通道、空调风口、阳光直射、出风口。

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选型对比表

维度	常见选项	怎么选（展厅）
检测距离	3m / 5m / 7m / 12m	按展项前的有效互动区选，留点余量；过大易误触
检测角度	100° / 120° 等	想覆盖一片站立区用宽角；想精准一个点位用窄角/加遮挡
输出电平	3.3V / 5V / 干接点	和你的工业 IO 输入匹配，不匹配要转换
触发模式	可重复(H) / 不可重复(L)	展厅选可重复(H)，有人活动就持续保持
延时可调	电位器 / 固定	选可调；展厅模块延时调短，离开延时交给中控
工业封装	裸板模块 / 工业型探头	长期运行选工业型（带壳、宽压、抗干扰），裸板仅原型
安装方式	吸顶 / 壁挂 / 嵌入	按展项结构选，尽量藏起来不破坏展陈

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故障排查表

现象	最可能的原因	怎么办
完全不触发	没上电 / 输出电平和 IO 不匹配 / 朝向错	量供电；核对输出电平与 DI 输入；调朝向对准有效区
人站着不动就熄了	PIR 本性：无变化即无输出	用"可重复触发"+ 中控离开延时；或改用毫米波雷达（能测静止存在）
老是误触、没人也播	灵敏度太高 / 朝向通道、风口、阳光	降灵敏度；调朝向避开干扰源；缩小检测区
隔壁路过也触发	检测角度太大 / 位置不当	换窄角型号或加遮挡；调整安装位置
触发后一直不复位	模块延时调太长 / 中控离开延时太长	调短模块延时；核对中控待机逻辑
时灵时不灵	信号线干扰 / 接触不良 / 温差小（夏天人体与环境温差小）	信号线远离强电、加屏蔽；查接头；夏天适当提灵敏度
上电后头几秒乱触发	PIR 上电需要预热稳定（通常几十秒）	上电后等它稳定再投用；中控启动时屏蔽前 1 分钟信号

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进阶 / 应用案例

• 多探头覆盖大区域：一个展项区域大、一颗 PIR 角度不够，用多颗 PIR 接到工业 IO 的多个 DI，中控里做"任一有人即触发、全部离开延时后待机"的逻辑。
• PIR + 雷达互补：PIR 怕"人不动"，毫米波雷达能测静止存在但成本高、易受多目标干扰。重要展项可"PIR 管快速到来触发 + 雷达管持续存在维持"，扬长避短。
• 与中控动线联动：PIR 触发的不只是单个展项，可以让中控顺势点亮这一区灯光、降低相邻区音量，做出"人走到哪、哪里活过来"的动线感。
• 防误触的工程手段：除了调灵敏度，还可在中控加"二次确认"（如 PIR 触发后要持续 X 秒才真正启动），过滤掉一闪而过的路人。

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动手挑战

1. 拿一颗 PIR 模块，先脱离中控单独测：接上电、输出脚接个 LED（或看模块自带指示灯），人走过看它触发、调两个电位器观察灵敏度和延时怎么变。先把它的脾气摸透。
2. 把 PIR 的朝向分别设成"正对来人"和"横跨来路"两种，各走位十次，记录哪种触发更可靠——亲手验证一遍"横向比正对灵敏"。

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本节学到的知识

• PIR = Passive Infrared 被动红外，自己不发射、只被动接收红外；触发的是红外能量的"变化"，不是"有没有热的东西"——所以人站着不动会被丢、横向走过比正对走来更灵敏、热风/阳光/空调出风口会误触。
• 探测元件内部是两个反向感应单元，环境稳态时互相抵消输出为零，温暖物体移动扫过两单元产生差值变化才触发。
• 前面白色半球罩是菲涅尔透镜，汇聚红外并把视野切成多区，直接决定检测角度与距离；玻璃、亚克力挡红外，别把 PIR 藏在玻璃罩后。
• 工程级链路：PIR 数字开关量输出 → 工业开关量输入 IO 模块（带网口/RS485，走 Modbus）→ 中控，正式展厅别裸接 Arduino（易死机、无看门狗、难纳管），这是能不能过验收的分水岭。
• 电平要匹配：PIR 模块多是 3.3V 或 5V 输出，工业 DI 常是 12V/24V 干接点或光耦输入，不匹配要加转换或选合适型号（以模块 datasheet 为准）。
• 模块两个电位器：灵敏度（太高隔壁路过就误触，太低反应迟钝）+ 延时（触发后输出保持几秒到几分钟）；展厅把模块延时调短，把"离开延时"交给中控做逻辑更清晰。
• 触发模式跳线：可重复触发(H) / 不可重复触发(L)，展厅选可重复(H)——有人活动就不断刷新计时、持续保持输出。
• 选型看四项：检测距离 3m/5m/7m/12m、检测角度 100°/120° 等、输出电平、封装（工业型带壳宽压抗干扰 vs 裸板仅原型），距离/角度过大都易误触，留余量但别贪大。
• 安装诀窍：让视野横跨参观者来路（人横向扫过探测区）比正对门口更可靠，常比换更贵的传感器还管用。
• 上电要预热几十秒才稳定，中控启动时屏蔽前 1 分钟信号避免开机乱触发；怕"人不动丢失"的重要展项可用毫米波雷达补静止存在。

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小结 · 你掌握了什么

• 你懂了 PIR 是被动红外、感应的是"红外能量的变化"而非"温度"，由此理解了它"人不动会丢、横向比正对灵敏、怕热风阳光"的所有脾气。
• 你掌握了工程级接法：PIR → 工业开关量 IO → 中控，而不是裸接 Arduino，知道这是能验收的分水岭。
• 你会设计触发逻辑（可重复触发 + 离开延时待机）、调灵敏度和延时、按检测角度距离选型，并知道"让视野横跨来路"这个关键安装技巧。
• 你拿到了选型对比表和故障排查表，以及多探头、PIR+雷达互补等进阶思路。

PIR 是展厅传感器互动的入门款。把"传感器 → 工业 IO → 中控触发"这条链路跑通，要把触发做成投影/灯光/语音的联动，了解 SoftControl 展厅中控系统——它就是负责把传感器信号变成一整场联动的中枢。