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C4002 毫米波传感器调试工具

C4002 毫米波传感器调试工具

安装与使用指南

适用于 DFRobotSEN0691 C4002 毫米波雷达模块
PC + 手机端 Web 调试工具

一、项目简介

DFRobotSEN0691 C4002 是一款 60GHz 毫米波传感器模块，能够同时检测运动目标和静态存在目标，探测距离最长可达11 米。与传统的红外或超声波传感器相比，它具有探测范围大、不受温度/光照影响、能区分运动和存在等显著优势。

然而，C4002 的参数设置相对复杂。它有 15 个或 25 个距离门（由分辨率模式决定），每个门可以独立配置运动检测、存在检测以及灵敏度阈值。此外还有上报周期、检测范围、锁定时间、光照阈值等众多参数。要针对不同场景充分调整参数，才能发挥出理想的效果。

本项目正是为此而生——一个基于 Web 的 C4002 调试工具。你只需要将雷达模块通过串口转 USB 模块连接到电脑，然后运行本工具，即可在浏览器中查看实时数据、调整各项参数。

主要特点：

· 同时支持 PC 和移动端浏览器，手机端可自动适配

· 实时显示目标状态、距离、速度、能量、光照等数据

· 可视化距离条，直观展示目标位置

· 所有参数均可在线调整，即时生效

· 完整的操作日志和原始帧显示，便于调试

· 跨平台，仅需 Python 环境

二、工作原理简述2.1 毫米波测距原理

C4002 采用 60GHz 调频连续波（FMCW）技术。模块发射频率随时间线性变化的毫米波信号，并接收目标反射的回波。通过对比发射信号与回波信号的频率差，可以计算出目标的距离。同时利用多普勒效应，可以检测目标的运动速度和方向。

2.2 距离门（Distance Gate）

距离门是 C4002 的核心概念。模块将整个探测范围划分为多个连续的"门"（Gate），每个门对应一段距离区间，可以独立配置运动检测和存在检测的启用/禁用状态。

距离门的划分取决于分辨率模式：

· 80cm 模式：0~12 米范围划分为 15 个距离门，每个门宽约 80cm

· 20cm 模式：0~5 米范围划分为 25 个距离门，每个门宽约 20cm

2.3 检测类型

C4002 有两种检测模式，可以同时工作：

· 运动检测（Motion）：检测移动中的目标，输出距离、速度和方向

· 存在检测（Presence）：检测静止的人体存在，输出距离和能量值

目标状态由以下值表示：0=无目标，1=存在（静态人体），2=运动（移动目标），3=存在+运动（同时检测到两种），4=运动或无目标，5=存在或无目标。

三、硬件准备3.1 所需硬件

· DFRobot SEN0691 C4002 毫米波传感器模块× 1

· 串口转 USB 模块（如 CP2102、CH340、FT232）× 1

· 杜邦线若干（母对母）

· 5V USB 电源适配器（或通过 USB 口供电）

3.2 接线方式

C4002 模块有 4 个引脚，按以下方式连接到串口模块：

C4002 引脚	颜色	连接至
VCC (5V)	红色	串口模块 5V
GND	黑色	串口模块 GND
TX	绿色	串口模块 RX
RX	黄色/白色	串口模块 TX

注意：TX 接 RX、RX 接 TX，即交叉连接。

四、安装 Python 环境

本工具使用 Python 编写，需要先安装 Python 运行环境。推荐使用Python 3.9 及以上版本。

4.1 下载安装 Python

访问https://www.python.org/downloads/ 下载 Python 3.9+

· 运行安装程序，务必勾选底部 "Add Pythonto PATH"

· 安装完成后，打开命令提示符（CMD）输入以下命令验证：

python --version

如果正确显示版本号，说明安装成功。

4.2 安装依赖库

下载本项目后，进入项目文件夹，执行：

pip install -rrequirements.txt

或者手动安装：

pip installfastapi uvicorn pyserial

五、下载与运行5.1 下载项目

从附件下载项目压缩包，解压到任意文件夹

5.2 启动服务

打开命令提示符，进入项目文件夹，执行：

cdC4002_Debug_Tool
python web_server.py

出现以下输出说明启动成功：

启动Web服务...
本地访问: http://localhost:8000
局域网访问: http://192.168.x.x:8000

5.3 连接雷达

将C4002 通过串口转 USB 模块连接到电脑。

打开浏览器，访问 http://localhost:8000

在页面顶部的"串口连接"区域：

· 从下拉框选择正确的串口号（Windows 下通常为 COM3、COM4等）

· 波特率保持默认 115200

· 点击"连接"按钮

连接成功后，状态显示变为"已连接"，所有设置项变为可用状态。

六、功能详解6.1 操作标签页

页面顶部有四个标签页：操作、数据、可视化、日志。"操作"标签页是主界面，包含串口连接、设备操作、设备设置、距离门设置等区域。

6.2 数据标签页 — 实时状态

切换到"数据"标签页，可以看到雷达探测到的实时数据卡片：

数据项	说明	单位
目标状态	当前检测到的目标类型（无目标/存在/运动/存在+运动）	-
存在距离	静态人体目标的距离	米 (m)
存在能量	静态目标的回波能量强度（值越大越确信）	0-99
运动距离	运动目标的距离	米 (m)
运动速度	运动目标的移动速度	米/秒 (m/s)
运动方向	运动目标的移动方向（远离/靠近/无方向）	-
光照强度	环境光强度	勒克斯 (lux)
消失倒计时	目标消失后还剩多少秒	秒 (s)
固件版本	雷达模块的固件版本号	-

6.3 可视化标签页

在"可视化"标签页中，你可以看到：

距离位置条：一条从 0m 到 10m 的横向距离条，存在目标显示为蓝色圆点，运动目标显示为红色圆点，位置实时更新。

目标卡片：分别显示存在目标和运动目标的详细数据。

距离门历史：以方块形式显示每个距离门的最近触发状态。蓝色方块表示该门有存在触发，红色方块表示有运动触发，灰色表示无触发。

6.4 分辨率模式

分辨率模式决定了距离门的数量和每个门的宽度。切换分辨率后，距离门配置和阈值网格会自动重建，阈值缓存会被清空并重新读取。

· 80cm 模式（默认）：15 个距离门，每个门 80cm，总覆盖0~12m

· 20cm 模式：25 个距离门，每个门 20cm，总覆盖0~5m

应用场景：如果主要检测近距离精确位置（例如 3 米以内），选择 20cm 模式可以获得更精细的分辨率；如果需要覆盖较远距离（例如走廊、大厅），选择 80cm 模式。

6.5 距离门配置

每个距离门可以独立设置为四种状态：

· 禁用：该门不参与任何检测

· 运动：仅启用运动检测

· 存在：仅启用存在检测

· 运动存在：同时启用运动和存在检测

配置完成后点击"应用距离门配置"按钮生效。注意：距离门配置是只写的，模块不会返回当前配置，请自行记录设置状态。

应用场景：例如只关心 3~5 米的运动目标，可以将其他门设为禁用，将对应门设为"运动"，减少误报。

6.6 阈值与灵敏度

灵敏度阈值组：提供四个预设档位，一键切换运动或存在的检测灵敏度。

· 低灵敏度（0）：适用于高噪声环境，减少误报

· 中灵敏度（1）：默认推荐，平衡检测率和误报率

· 高灵敏度（2）：适用于微弱信号检测，提升检测距离

· 自定义（3）：手动逐门设置阈值

距离门阈值：当选择"自定义"灵敏度时，可以手动为每个门设置 0-99 的阈值。阈值越低越灵敏。未手动设置的门（#15-24）会保持随机值，这是模块的已知行为。

设置阈值后点击"应用距离门阈值"按钮。运动门阈值和存在门阈值需要分别设置。

6.7 Out 模式（输出引脚模式）

C4002 的 OUT 引脚（硬件 Pin 2）可以根据检测结果输出高/低电平，用于直接驱动继电器、蜂鸣器等外部设备。有三种触发模式：

· 运动触发：检测到运动时输出高电平

· 存在触发：检测到静态人体时输出高电平

· 运动或存在触发：检测到任何一种时输出高电平

6.8 上报周期

设置雷达模块向上位机发送数据的频率。范围 1-255 × 0.1s（即 0.1s ~ 25.5s），默认 10（即 1.0s）。

如果需要在移动端远程观察实时数据，建议设置为 0.5-1 秒，既能看到流畅的更新，又不会因网络延迟导致体验不佳。

6.9 检测范围

设置最近检测距离和最远检测距离，范围 0-1100cm。缩小检测范围可以减少非关注区域的干扰。

注意：最近距离必须小于最远距离。检测范围是全局限制，与距离门配置配合使用效果最佳。例如将检测范围设为 0-300cm，再将 300cm 以外的门禁用，双重保障。

6.10 光照阈值

设置光照触发条件，范围 0-50 lux。当设置为 0 时（默认），光照不影响检测。当设置为非 0 值时，只在环境光照低于设定值时触发检测。

应用场景：安装在走廊的灯光控制系统中，设置光照阈值为 10 lux，只在夜间（环境光低于 10 lux）时有人经过才开灯，白天不触发。

6.11 目标消失延迟

当目标离开检测区域后，延迟多长时间才判定为"无人"。范围0-65535 秒。

应用场景：在卫生间或会议室中，人员短暂离开，设置 30-60 秒的消失延迟，避免灯频繁开关。

6.12 锁定时间

当状态从"有人"切换到"无人"时，传感器会进入一段锁定时间，期间不进行检测。范围 0.2-10 秒，精度 0.1 秒。

应用场景：在走廊场景中，人快速通过时，设置 1-2 秒锁定时间，防止刚熄灭灯光又瞬间触发。

6.13 LED 指示灯

C4002 模块上有两个指示灯：

· 运行指示灯（绿色闪烁）：模块正常运行时的状态指示

· 输出指示灯（蓝色）：对应 OUT 引脚的输出状态

两者均可开启或关闭。

6.14 环境校准

环境校准用于采集当前环境的底噪数据，使传感器更好地适应安装环境。校准流程如下：

· 点击"开始环境校准"按钮

· 出现 10 秒倒计时，请在倒计时期间离开检测区域

· 倒计时结束后，模块开始 40 秒底噪采集

· 采集完成后，自动读取校准后的阈值数据

建议在安装完成后、正常使用前进行一次环境校准。校准期间确保检测区域内无人移动。

6.15 恢复出厂设置与重启

恢复出厂设置：将模块所有参数重置为出厂默认值（检测范围 0-1100cm、分辨率 80cm、上报周期 1s、波特率 115200 等），然后自动重启。操作前会弹出二次确认对话框，防止误触。

重启模块：仅执行重启，保留所有当前配置。同样有二次确认。

两者的进度对话框会在检测到模块重启完成、恢复正常数据上报后自动关闭。

七、手机端使用

这是本工具的一大亮点。在同一局域网下，用手机直接输入电脑 IP 地址即可访问。

· 确保手机和电脑连接到同一个 Wi-Fi 网络

· 启动服务后，命令行会显示类似 "局域网访问: http://192.168.x.x:8000" 的地址

· 在手机浏览器中输入该地址

· 手机界面会自动适配屏幕大小，布局和功能与 PC 端完全一致

这样当你远离电脑、在现场调整雷达安装位置或测试不同场景时，可以随时掏出手机观察实时数据、调整参数。

八、日志功能

"日志"标签页记录了所有操作和通信数据，对调试非常有帮助。

· 自动刷新：默认开启，新日志会自动滚动到底部，可手动关闭

· 原始帧：开启后，每条日志会附带完整的十六进制原始帧数据

· 清空日志：一键清除所有日志内容

九、常见问题

Q: 连接失败，提示"串口被占用"？

A: 关闭其他可能占用该串口的程序（如 ArduinoIDE、串口调试助手），重新连接。

Q: 连接成功但没有任何数据？

A: 检查波特率是否匹配（默认 115200），检查 TX/RX 接线是否正确（交叉连接）。

Q: 数据更新很慢？

A: 检查"上报周期"设置，默认为 1 秒。可以调小到 0.1 秒（1）以获得更快的更新。

Q: 手机打不开网页？

A: 确认手机和电脑在同一个局域网，关闭电脑防火墙或添加8000 端口例外。

Q: 检测经常误报？

A: 尝试以下操作：1) 执行环境校准 2) 调低灵敏度（选择"低灵敏度"） 3) 禁用不关注的距离门4) 缩小检测范围。

Q: 设置了参数但模块没反应？

A: 每个参数修改后需要点击对应的"应用"按钮才能生效。操作成功后会有模态框提示。

Q: 恢复出厂设置后参数不对？

A: 恢复出厂设置后会执行重启，页面会自动等待模块重新就绪后重新读取所有设置。

十、附录10.1 文件清单

以下为项目核心文件：

文件	用途
web_server.py	主程序，FastAPI Web 服务器，启动入口
config.py	命令码、默认值、状态字典等常量配置
protocol.py	通信协议的帧构建与解析
requirements.txt	Python 依赖库列表
web/index.html	前端界面 HTML+CSS+JS（单个文件）

10.2 参数速查表

参数	范围	默认值	单位
检测范围	0 - 1100	0-1100	cm
分辨率模式	0 (80cm) / 1 (20cm)	80cm (0)	-
上报周期	1 - 255	10 (1.0s)	×0.1s
Out 模式	1/2/3	3 (运动或存在触发)	-
光照阈值	0 - 50	0 (任意光照)	lux
目标消失延迟	0 - 65535	0	s
锁定时间	0.2 - 10	1.0	s
运动灵敏度	0/1/2/3	中 (1)	-
存在灵敏度	0/1/2/3	中 (1)	-
距离门阈值	0 - 99	-	-
运行指示灯	0/1	开启 (1)	-
输出指示灯	0/1	开启 (1)	-
波特率	见下拉框	115200	bps