Инфракрасные счетчики

Анатолий Сивков

Инфракрасные счетчики

Глава 1. Общие сведения

1.1. Зачем считать людей

Инфракрасные счетчики зарабатывают себе на жизнь, считая людей. Обычно, на входах в торговые центры и отделы. Имеются две причины для счета. Первая – определить так называемую конверсию, то есть отношение числа клиентов, совершивших покупку, к общему количеству посетителей. Вторая – повысить безопасность посетителей торгового центра. Или любого другого общественного здания. Знание текущего распределения людей по зданию позволяет оптимально организовать эвакуацию и спасение людей в случае, например, пожара.

1.2. Как счетчик чувствует проходящего человека

Сенсорная система типового горизонтального инфракрасного счётчика состоит из излучателя, создающего горизонтальный инфракрасный луч, и приемника, чувствительного к этому лучу. При этом излучатель и приемник располагают друг напротив друга так, чтобы луч, “протянутый” между ними, образовал что-то вроде барьера на пути идущего человека. Проходя через луч, человек прерывает его, и приемник лишается воздействия инфракрасного излучения. В результате логическая единица (высокое напряжение) на выходе приемника сменяется логическим нулём (низким напряжением). Микроконтроллер, подключенный к выходу приемника, обнаруживает это событие, то есть изменение напряжения, и, упрощенно говоря, подсчитывает его.

Применяемые горизонтальные счетчики делятся на два вида: счетчики с одним инфракрасным лучом и счетчики с двумя инфракрасными лучами.

1.3. Счетчик с одним инфракрасным лучом

Счетчик с одним инфракрасным лучом сравнительно прост. Он считает подряд “всё, что движется”. Точнее, всё, что прерывает его единственный инфракрасный луч. Неважно, входит человек или выходит: счётчик добавит к переменной‑сумматору одну единицу. Причина такой неразборчивости очевидна: у однолучевого счетчика нет способа определить, с какой стороны произошло “вторжение” человека в сенсорную систему.

Польза от однолучевого счетчика проявится только тогда, когда все, кто входил в торговый центр, выйдут из него. Разделив показания счетчика на два, можно будет узнать, сколько за день было посетителей.

1.4. Счетчик с двумя параллельными инфракрасными лучами

Счетчик с двумя параллельными инфракрасными лучами устроен сложнее. Два его луча расположены таким образом, что идущий человек сначала прерывает один луч, а потом уже другой. Анализируя последовательность прерывания лучей, счетчик может определить, входит посетитель в торговый центр или выходит. Это, по-сравнению с однолучевым счетчиком, дает новую возможность: не дожидаясь полуночи, узнать, сколько людей находится в торговом центре прямо сейчас. Нужно лишь из числа вошедших вычесть число вышедших.

1.5. Абстрактные образы

Идеальный двухлучевой счетчик должен уметь различать несколько типичных ситуаций, возникающих при его взаимодействии с человеком.

Сенсорная система счётчика состоит из двух излучателей, создающих два параллельных друг другу инфракрасных луча, и двух приемников, на выходе которых сигнал либо есть, либо его нет, в зависимости от того, падает луч на соответствующий приемник, или луч чем‑то прерван. (Расстояние между параллельными лучами – несколько сантиметров.)

Сигналы сенсорной системы поступают на вход микроконтроллера счётчика. Микроконтроллер преобразует сигналы обоих инфракрасных приемников в числа (это называется числовым кодированием) и далее манипулирует ими с помощью цифрового микропроцессора. Какие числа при этом возникают в загадочном чреве микроконтроллера, и как они помогают определить направление движения человека?

Чтобы прояснить это, будем использовать следующие термины:

Сенсорный канал – совокупность инфракрасного излучателя, луча и инфракрасного приемника. Счетчик имеет два сенсорных канала, которым приписаны номера: 1 и 2. Каналы пронумерованы слева направо, если стоять лицом к приемникам. (Соответственно, человек может идти мимо счётчика слева направо или справа налево.)

Состояние сенсорного канала (двоичное): 1 или 0.

1 – канал открыт (луч свободно проходит);