Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik HC-SR501 Bewegungsmelder für Abwesenheitsdetektion


von F. S. (de0_board)


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Hallo liebe Forumsmitglieder,

ich hoffe ich poste nicht das gleiche nocheinmal was andere vor mir 
gemacht haben. In der Suche habe ich nicht das gefunden was ich für mich 
bräuchte.

Folgendes:

Ich habe einen PIR, der detektiert Bewegung. Man kann an diesem Modul:

HC-SR501

die Sensitivität und die Dauer der Periode einstellen. Dieses 
Sensormodul liefert lediglich High und Low Werte.

Meine Frage:

Welche mathematischen Methoden eigenen sich am ehesten für die 
Sensorauswertung? Gaußverteilung, Fuzzylogik,...

Ich lege das in einem dynamischen Array ab, sowohl den Timestamp als 
auch die Dauer und die Highflanke des Sensors. Also bekomme ich Daten 
über die Aktivitäten.

Welche Auswertungen eignen sich da für die Praxis?

lg und vielen Dank.

von Ulrich F. (Gast)


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Hmm....

Du suchst einen Präsenzmelder!
Oder?

Ob dein HC-SR501 dafür empfindlich genug ist, möchte ich bezweifeln.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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F. S. schrieb:
> Welche mathematischen Methoden eigenen sich am ehesten für die
> Sensorauswertung? Gaußverteilung, Fuzzylogik,...
Timeout.

> Also bekomme ich Daten über die Aktivitäten.
Wessen Aktivitäten?

> Welche Auswertungen eignen sich da für die Praxis?
Was willst du damit erreichen? Was du da hast, ist ein 
Bewegungsdetektor. Wenn ich ganz still stehe, bin ich zwar anwesend, 
aber ich bewege mich nicht. Was wird der Sensor dann machen?

: Bearbeitet durch Moderator
von Rainer U. (r-u)


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F. S. schrieb:
> Welche Auswertungen eignen sich da für die Praxis?

Nun, wahrscheinlich die, die die Aufgabenstellung am besten erfüllen. Da 
Du die noch nicht genannt hast - kann man das nicht sagen. 
Wahrscheinlich reicht "gewöhnliche" Logik: Kein Signal-> niemand da :-)

von gvs (Gast)


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Ich bezweifle grundsätzlich die Aussagekraft der Messdaten (außer 
Timestamp eines Ereignisses -> z.B. selbst lernende Vorhersage für 
Folgetage), weil das nur ein nicht reproduzierbarer "Zappelfaktor" ist.

In einfachsten Fall ist ein PIR ein zweistreifiger Sensor, der einen 
Impuls erzeugt, wenn IR Strahlung mit höherer Stärke als die permanent 
eintreffende darüber "gezogen" wird. Das "Ziegen" wird durch die 
Linsenoptik erzeugt. An einem der Streifen ist dann eine höhere, an dem 
anderen eine niedrigere Intensität, daraus folgt der elektrische Impuls.
Zur statischen Messung also eigentlich vollkommen ungeeignet (es muss 
sich ja immer was bewegen um zu "Ziehen").
Daher ist der Name "Präsenzmelder" hier eigentlich falsch, es müsste 
"Zappelmelder" heißen. Da man nicht ständig Zappelt wird einfach nach 
einem Timeout ein Ereignis ausgelöst, da der Sensor eben nur auf Zappeln 
reagiert.

Wenn es nur einen Zugang zu einem Raum gibt, wäre es daher genauer, z.B. 
eine Lichtschranke, die die Durchgangsrichtung erkennt, zusätzlich zu 
nehmen.

(Impuls Lichtschranke und folgendes Zappeln) oder Zappeln = einer da
Impuls Lichtschranke und kein Zappeln mehr = keiner da

Kritisch wird so eine Auswertung immer dann, wenn sich mehrere Personen 
oder Tiere gleichzeiting bewegen und den Raum betreten oder verlassen. 
Es wird also ein Sensor nicht reichen, wenn es präzise sein soll 
(beleibt aber fraglich oh das überhaupt auf diese Art möglich ist). 
Zudem muss die Position und Erfassungsrichtung günstig gewählt werden 
("Blickrichtung" des Sensors ist gut wenn rechtwinkelig zur 
Bewegungsrichtung, schlecht wenn in Bewegungsrichtung).

von F. S. (de0_board)


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@Ulrich F. :

Danke für Deine Antwort!

Ulrich F. schrieb:
> Hmm....
>
> Du suchst einen Präsenzmelder!
> Oder?
>
> Ob dein HC-SR501 dafür empfindlich genug ist, möchte ich bezweifeln.

Naja, man kann seine Empfindlichkeit mit einem Poti einstellen. Wenn ich 
zB meinen Finger zucke registriert er das schon.

@Lothar Miller:

Danke auch Dir für Deine Antwort!

Lothar Miller schrieb:
> F. S. schrieb:
>> Also bekomme ich Daten über die Aktivitäten.
> Wessen Aktivitäten?

Ja, ich hätte das genauer beschreiben sollen. Tut mir leid dafür. Also:

Es soll ein passiver Sensor für die Sturzerkennung speziell älterer 
Menschen designed werden. Genauer gesagt ein Ambient Sensor (AAL).
Mir steht nur dieser PIR Sensor zur Verfügung, da er eben nur H oder L 
ausgibt wenn jemand sich im Raum befindet. Das ist eine Vorgabe.
Ich soll also versuchen, mit diesem Sensor die Bewegungen eines Menschen 
in einem Raum aufzeichnen und falls zB diese Person zu lange in einem 
Raum zB Badezimmer oder andere sich aufhalten soll, soll über das am RPI 
eingebaute GSM Modul Hilfe verständigt werden (Kommunikation steht 
bereits).

Das ist ein sehr ungenaues System, das ich habe ich denen schon gesagt. 
Eine aktive Sturzerkennung benötigt mindestens 3 Sensoren, 2 oder 
mehrere PIRs und mehrere Vibrationssensoren. Algorithmen dafür die in 
anderen Papers angewendet wurden schauen oft kompliziert aus...

Da mir allerdings das eine Vorgabe ist, sind mir die Hände gebunden. 
Also mir steht ein RPI, ein GSM Modul und ein PIR zur Verfügung und ich 
muss nun aus simplen H und L Werten und deren Timestamps einen 
Algorithmus auf diese Werte anwenden der aufgrund der Messdaten eine 
Abwesenheit SCHÄTZT. Das GSM Modul wird aktiviert und es wird bsp eine 
SMS verschickt.

Das Grundproblem ist für mich, dass ich nicht genau weiß ab wann jemand 
nicht mehr im Raum ist oder ob jemand gestürzt ist. Wenn einer nicht da 
ist, dann ist der nicht da. Und wenn er am Boden liegt, dann ist das für 
einen einzigen PIR doch genauso als wäre einer nicht im Raum.

Keine Ahnung, ich bespreche das noch mit meinen Vorgesetzten...

lg und Danke!

von F. S. (de0_board)


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@gvs:

Danke für Deinen Beitrag! :)

gvs schrieb:
> Wenn es nur einen Zugang zu einem Raum gibt, wäre es daher genauer, z.B.
> eine Lichtschranke, die die Durchgangsrichtung erkennt, zusätzlich zu
> nehmen.
>
> (Impuls Lichtschranke und folgendes Zappeln) oder Zappeln = einer da
> Impuls Lichtschranke und kein Zappeln mehr = keiner da

Danke für Deinen Input! Das wäre eine gute Idee und leicht zu 
realisieren. Ich werde darüber nachdenken.

> Kritisch wird so eine Auswertung immer dann, wenn sich mehrere Personen
> oder Tiere gleichzeiting bewegen und den Raum betreten oder verlassen.
> Es wird also ein Sensor nicht reichen, wenn es präzise sein soll
> (beleibt aber fraglich oh das überhaupt auf diese Art möglich ist).
> Zudem muss die Position und Erfassungsrichtung günstig gewählt werden
> ("Blickrichtung" des Sensors ist gut wenn rechtwinkelig zur
> Bewegungsrichtung, schlecht wenn in Bewegungsrichtung).

Ja, das ist leider immer so mit den PIRs...man könnte aber das System 
dann so einrichten, dass ein Alarm nur dann geschickt wird, wenn die 
Lichtschranke aktiviert wurde. Man könnte die Lichtschranke ja dann auf 
einer Höhe positionieren die einige cm über den üblichen Haustiergrößen 
sind. So lange die Lichtschranke nicht von einem Objekt aktiviert wird 
das die Höhe der Lichtschranke erreichen kann, also Mensch, kann es doch 
egal sein ob Hunde oder Katzen da auch vorbeigehen...wäre nur mal ein 
erster Ansatz.

Das mit der Lichtschranke werde ich im nächsten meeting ansprechen. 
Würde gut klingen. Danke Dir nochmal dafür!

lg

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