用 TFmini-Plus 实现人流、身高测量的方案

benewake

人流身高测量仪说明
本方案为利用北醒公司产品 TFmini-Plus 和 Arduino-UNO 板结合开发出的小设备。
其作用为：统计人流数量以及相应目标身高高度。
试验设备及接线
2.1 实验设备
Benewake TFmini-Plus 标版

TFmini-Plus 详细参数见 TFmini-Plus 使用说明。
Arduino-UNO 板

电脑

电脑作为程序编写上传和数据显示功能。数据显示功能后期可进行升级优化，例如增加显示屏显示当前人流
量和身高数据，用扬声器语音播报“欢迎光临”等问候语。
连接线

杜邦线——用于 Plus 与 UNO 板连接（Plus 端子可拆）
USB 方口数据连接线——用于 UNO 板与电脑连接
2.2接线

TFmini Plus 产品线序定义为：红色+5V，黑色 GND，绿色 TX，白色 RX；TFmini-Plus 供电电压为 5V，所以
直接连接 Arduino 板的 5V 和 GND 即可，其他雷达请查阅产品规格书，确保供电正常；
串口通信连接需要注意，对于 Arduino UNO 板雷达的 TX 端接板子的 pin 2 口（软串口 Serial1 的 RX），雷达的 RX 端接板子的 pin 3 口（软串口 Serial1 的 TX），这个跟后文中的程序编写有关。
人流身高测量原理
雷达启动后，设置安装高度、身高限度、下限值。
当人进入探测区域时，数据会出现上升，输出人数，每出现此情况，人数加 1，输出人数。
当人处于探测区域时，数据会在身高限定以上波动，此时比较赋值 Height，Height 为人在探测区域内数据波动的最大值。
当人走出探测区域时，数据会出现下降，输出 Height。
程序框图
程序编写
该例程功能的实现至少需要两个串口，一个接受雷达的数据，另一个用于将数据输出到电脑端显示出来。可以复
制以下代码粘贴到 IDE 程序编辑窗口。
#include<SoftwareSerial.h>//软串口头文件
SoftwareSerial Serial1(2,3); //定义软串口名称为 Serial1，并把 pin2 定为 RX，pin3 定为 TX
/对于有多个串口的 arduino 板如 DUE 板，注释掉上面两段代码，直接使用 Serial1 串口/
int dist;//雷达实测距离值
int strength;//雷达信号强度，强度在 100 以下数据不可信
int IH=230;//雷达安装高度（需设置），需要根据实际黑色物体进行校正
int H;//身高值
int h=0;//上一次身高值
int check;//校验数值存放
int i;
int Number=0;//人数
int Height=0;//身高高度最大值
int up=50;//身高限定（需设置），物体身高在此值以上才有效
int down=40;//下限值（需设置），高度在下限值以下突破身高限度才会计数，防止高度处在恰好身高限度时导
致数据波动，产生错误数据
int uart[9];//存放雷达测量的数据
const int HEADER=0x59;//数据包帧头
void setup()
{
Serial.begin(115200);//设置 arduino 与电脑连接串口的波特率
Serial1.begin(115200);//设置雷达与 arduino 连接串口的波特率
}
void loop()
{
if (Serial1.available())//查看串口是否有数据输入
{
if(Serial1.read()==HEADER)//判断数据包帧头 0x59
{
uart[0]=HEADER;
if(Serial1.read()==HEADER)//判断数据包帧头 0x59
{
uart[1]=HEADER;
for(i=2;i<9;i++)//存储数据到数组
{
uart=Serial1.read();
}
check=uart[0]+uart[1]+uart[2]+uart[3]+uart[4]+uart[5]+uart[6]+uart[7];
if(uart[8]==(check&0xff))//按照协议对收到的数据进行校验
{
dist=uart[2]+uart[3]*256;//计算距离值
strength=uart[4]+uart[5]*256;//计算信号强度值
H=IH-dist;//计算身高值
/测量人数/
/原理：当数据从下限值突破身高限定值则人数加 1/
if(H>=up&h<down)//当人进入测量区域，人数加一
{
Number=Number+1;
h=H;
Height=H;
Serial.print("Number = ");
Serial.print(Number);//输出数量值
Serial.print(‘\t’);
}
if(H>=up&h>=down)//当人处于测量区域内，通过比较得出此期间的最大值
{
if(Height<H)
{
Height=H;
}
}
if(H<down&h>=up)//当人走出测量区域，输出身高最大值，同时将最大值重新置零
{
Serial.print("Height = ");
Serial.print(Height);//输出身高值
Serial.print(‘\n’);
h=H;
Height=0;
}
// Serial.print("H = ");
// Serial.print(H);//输出身高值
// Serial.print(‘\t’);
// Serial.print("dist = ");
// Serial.print(dist);//输出雷达测试距离值
// Serial.print(‘\t’);
// Serial.print("strength = ");
// Serial.print(strength);//输出信号强度值
// Serial.print(‘\n’);
}
}
}
}
}
数据查看
将程序上传到 Arduino 板，打开串口监视器，即可看到雷达实时探测的人流数量和相应目标的身高高度，如图：
注意事项
安装高度需要根据实际黑色物体进行校正，因为不同颜色物体反射率不同雷达接收的信号不同。
当多人并走时，雷达光斑只能打到一个物体，只能计数加 1，适用单人出入的场景。
如果光斑未完全打到头顶，身高数据会出错。考虑人行走时身高会浮动，尽量让脚落在光斑左右，探测到最高值，减小误差。
缓冲区域为“身高限定-下限值”，避免探测高度恰好在“身高限定”的物体时，数据波动产生重复人数加 1的情况。