一、硬件介绍

1、开发板

STM32F103C8T6蓝色开发板， 搭载Cortex-M3内核，Flash 64KB，RAM 20KB，最高72MHz主频；

引脚图

2、雷达模块

CEM5831E-M12 是一款一发两收24GHz毫米波人体存在检测雷达模块。除了检测人体有无及距离外，还可以输出人体相对于雷达的角度，实现人体的位置检测，实现分区域联动控制,可同时检测三个运动目标。

本系统具有一个发射通道，两个接收通道，采用调频连续波（FMCW）工作模式，可对目标的距离和角度进行检测，通过检测积累人体呼吸等微小幅度的运动，来判断人体的存在情况。通过串口向主机输出目标所在的位置；

系统框图

主控MCU：N32G452CCL7(ARM Cortex-M4F内核，主频144MHz)

雷达芯片：SRK1201L

接口定义

触点为2mm间距;

连接器为0.4mm间距20引脚(DF40C-20DP-0.4V(51))

需要单独飞线引出VCC / GND / RX / TX 使用；

覆盖范围

二、雷达使用

串口波特率：115200、字宽：8bit、停止位：1、奇偶校验：None

1、输出目标信息格式

头码（0xCF）+ 命令码（0x66）+ 字长（1字节：目标个数 * 8 + 3）+

目标个数（1字节）+ 目标信息（字节数=目标个数 * 8）+ 校验和（1 字节）+ 尾码（0xEF）

目标信息8字节含义

目标ID：无符号8位；

目标距离(单位cm)：无符号16位，前8位是高8位，后8位是低8位；

目标速度(单位cm/s)：有符号16位，前8位是高8位，后8位是低8位，速度为正表示靠近，速度为负表示远离，存在时目标速度默认为 2cm/s；

目标角度(°)：有符号8位；

目标幅值：无符号16位，前8位是高8位，后8位是低8位；

例如：CF 66 0B 01 01 00 39 00 0C D3 00 10 6A EF

CF 66 0B 01：分别是头码、命令码、字长【1 * 8 + 3 = 11 = 0x0B(hex)】和 目标个数；
目标信息：【01 00 39 00 0C D3 00 10】
6A EF：分别是校验和、尾码；

2、雷达功能设置指令

命令发送与接收格式：

主机发送(定长)：

帧头(0xDF) + 命令码（1字节）+ 数据位(2字节) + 尾码（0xEF）

模块返回(变长)：

帧头(0xCF) + 命令码（1字节）+ 字长（1字节：数据位+校验位+尾码）+ 数据位 + 校验位(1字节) + 尾码（0xEF）

1、雷达关闭启用指令

命令：DF 0F 00 00 EF(00：为关闭雷达信号)

返回：CF 0F 00 00 DE EF

命令：DF 0F 00 01 EF(01：为打开雷达信号)

返回：CF 0F 00 01 DF EF

当发送雷达关闭命令后，主动输出目标命令码（0x66）的输出目标个数就会改为 0xFF；
当接收到 0xFF 信息后就不要处理目标个数了；

2、角度范围指令

设置角度范围：

命令：DF 52 XX 00 EF(XX：为角度最大值的绝对值)

例如: DF 52 3C 00 EF

返回: CF 52 03 3C 60 EF

读取角度范围：

命令：DF 53 00 00 EF

返回：CF 53 03 3C 61 EF (3C：为设置的角度范围值)

3、运动最大检测距离指令

设置最大检测距离：

命令：DF 54 XX XX EF (XX XX 为最远运动检测距离，单位：cm)

例如: DF 54 02 EE EF (02 EE 表示750cm)

返回: CF 54 04 02 EE 17 EF

读取最大检测距离：

命令：DF 55 00 00 EF

返回：CF 55 04 02 EE 18 EF

4、存在最大检测距离范围指令

设置存在最大检测距离范围：

命令：DF 56 XX XX EF (XX XX 为最远存在检测距离，单位：cm)

例如: DF 56 02 8A EF (02 8A 表示650cm)

返回: CF 56 04 02 8A B5 EF

读取最大检测距离范围：

命令：DF 57 00 00 EF

返回：CF 57 04 02 8A B6 EF

5、最小检测距离范围指令

设置最小检测距离范围：

命令：DF 58 XX XX EF (XX XX 为最小检测距离，单位：cm)

例如: DF 58 00 14 EF (00 14 表示20cm)

返回: CF 58 04 00 14 3F EF

读取最小检测距离范围：

命令：DF 59 00 00 EF

返回：CF 59 04 00 14 40 EF

6、角度翻转指令

设置角度翻转：

命令：DF 5A XX 00 EF (XX 为角度翻转指令  默认为0：不翻转)

例如: DF 5A 00 00 EF

返回: CF 5A 03 00 2C EF

读取角度翻转：

命令：DF 5B 00 00 EF

返回：CF 5B 03 00 2D EF

7、其他指令

保存设置指令：

命令：DF 14 00 00 EF

查询版本号信息指令：

命令：DF 41 00 00 EF

3、上位机软件使用

1、使用USB转TTL工具，连接雷达模块；

2、打开上位机软件

上位机以极坐标形式显示被测目标的坐标信息，并在坐标图上显示目标点；

(绿色代表处于静止状态，红色代表处于运动状态)

输出的坐标点正负角度是按目标相对雷达中心轴左右一一对应；

(目标处于雷达左方时，输出坐标点是负角度；处于雷达右方时，输出坐标点是正角度)

在上位机右侧输入参数，可用于设置雷达的各项参数；
参数设置后，需在下方点击设置配置即可生效；
(如不点击保存配置则断电后配置会失效，恢复最后一次保存的状态)

三、硬件连接

模块与开发板之间的引脚连接方式如下

实物效果搭建如下

四、代码编写(Arduino IDE)

功能效果：通过串口输出雷达模块检测到的相关信息等；

主要相关代码

#define HEAD 0xCF
#define TAIL 0xEF
#define BUF_SIZE 64

byte buf[BUF_SIZE];
byte bufLen = 0;

// 目标信息
struct Target {
  uint8_t  id;
  uint16_t distance;
  int16_t  speed;
  int8_t   angle;
  uint16_t amp;
};

Target target;


void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while(!Serial);
}


void loop() {
  while (Serial.available() > 0) {
    byte rxB = Serial.read();

    if (rxB == HEAD) {
      bufLen = 0; 
    }

    if (bufLen < BUF_SIZE) {
      buf[bufLen++] = rxB;
    }

    // 收到帧尾开始解析
    if (rxB == TAIL && bufLen > 8) {
      if (buf[0] != HEAD) {
        bufLen = 0;
        continue;
      }

      byte targetNum = buf[3];

      // 打印原始帧
      Serial.print("源格式: ");
      for (int i = 0; i < bufLen; i++) {
        if (buf[i] < 0x10) Serial.print("0");
        Serial.print(buf[i], HEX);
        Serial.print(" ");
      }
      Serial.println();


      // 解析目标
      Serial.print("目标个数：");
      Serial.println(targetNum);

      for (int i = 0; i < targetNum; i++) {
        int pos = 4 + i * 8;

        target.id       = buf[pos];
        target.distance = (buf[pos+1] << 8) | buf[pos+2];
        target.speed    = (buf[pos+3] << 8) | buf[pos+4];
        target.angle    = buf[pos+5];
        target.amp      = (buf[pos+6] << 8) | buf[pos+7];

        // 对齐输出
        Serial.print("ID:");  Serial.print(target.id);
        Serial.print("\t距离:"); Serial.print(target.distance); Serial.print("cm");
        Serial.print("\t速度:"); Serial.print(target.speed); Serial.print("cm/s");
        Serial.print("\t角度:"); Serial.print(target.angle); Serial.print("°");
        Serial.print("\t幅值:"); Serial.println(target.amp);
      }

      Serial.println("-------------------------\n");
      bufLen = 0;
    }

    if (bufLen >= BUF_SIZE) bufLen = 0;
  }
    delay(300);
}

五、效果演示

串口输出雷达模块检测到的相关信息等；

演示效果

六、雷达模块对比

CEM5861G-M11 和 CEM5831E-M12 采用FMCW调制方式，通过发射和接收信号的频率差计算目标距离，能够检测静止人体的呼吸等微小运动；

CEM5831E-M12 具备角度检测能力和多目标检测能力，可以同时跟踪多个目标，并输出每个目标的距离、速度和角度信息等；

CEM5881-M11采用CW多普勒调制方式，只能检测运动目标，无法检测完全静止的人体，但对运动目标的检测距离更远，响应速度更快；

CEM5861G-M11 和 CEM5881-M11都是一发一收架构，只能检测目标的有无和距离或速度，无法判断目标的方位(角度)；

CEM5831E-M12相对的检测功能更多，但需要单独飞线引出引脚使用，模块没有单独预留排针接口；