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[比赛] C4002人在传感器开发指南

本帖最后由极致的热于 2026-6-22 19:59 编辑

一、产品介绍
DFRobot Fermion C4002 毫米波人体存在传感器，一款重新定义智能感知的24GHz FMCW毫米波雷达模块。它不再局限于传统红外传感器（PIR）仅能捕捉大幅运动的局限，而是通过前沿的毫米波技术，实现对10米×10米范围内人体全状态的精准探测——无论你是正在行走、安静地坐在沙发上看书、专注地伏案工作，还是进入睡眠，C4002都能稳定地感知你的存在，为智能家居、办公自动化和安防监控带来真正可靠的“真人在场”自动化体验。
1.1 核心优势：为何选择C4002？

精准的静态人体检测：这是C4002最核心的突破。它能捕捉到人体呼吸、心跳等引起的大于0.1毫米的微动位移，从而精准识别静坐、睡眠等静止状态。这意味着，你再也不必担心因安静阅读或小憩而被系统“误判”为无人，导致灯光或空调自动关闭。
强大的抗干扰能力：模块内置环境自适应滤波算法，能自动学习并过滤掉窗帘摆动、空调气流、绿植摇晃等常见环境干扰，大幅降低误报率，确保系统长期稳定运行。
灵活可调的探测范围：不同于固定范围的被动传感器，C4002支持通过软件灵活配置探测距离。你可以根据实际空间大小进行精确调整，甚至实现分区检测，精准匹配各种应用场景。
多维度的数据输出：通过UART串口，C4002不仅能输出“有人/无人”的简单状态，还能提供目标距离、运动速度、运动方向（靠近/远离）以及环境光亮度等丰富数据。这为开发者实现更复杂、更智能的自动化逻辑提供了无限可能。
开箱即用的便捷性与强大生态：模块出厂前已完成预校准，并完美兼容 Arduino、ESP32、树莓派等主流开发平台。同时，它提供了与 Home Assistant 智能家居系统集成的现成方案和配置文件，让你能快速部署，极大缩短产品从原型到落地的研发周期。

1.2 技术规格速览

[td]

特性	规格
核心技术	24GHz FMCW (调频连续波) 毫米波雷达
检测能力	运动人体、静止/微动人体
最大检测距离	运动：11米；静止/微动：10米
探测角度	120° × 120°
通信接口	UART (串口) 和 OUT (可配置IO电平输出)
工作电压	DC 3.6V ~ 5.5V
环境光检测	0 ~ 50 lux

1.3范围检测图
C4002人在传感器开发指南图2

1.4典型应用场景

C4002广泛适用于各类需要精准人体感知的场景：

智能照明：实现“人来灯亮，人走灯灭”的无感节能控制。
暖通空调（HVAC）控制：根据房间人员存在状态，自动调节空调、新风系统，实现节能与舒适并存。
安防监控：精准检测异常闯入或长时间滞留，触发警报。
健康与看护：监测老人或病患的久坐、静止状态，发现异常及时提醒。
智能睡眠监测：感知入睡状态，自动联动关闭灯光、调整空调。

本文档以我目前开发项目中的人在模块和功能来进行开发和设计：

二、开发指南
2.1配置环境
先在电脑上配置好Arduino IDE环境，这个网上有很多教程，大家可以搜索一下，我们本次使用ESP32-S3进行开发，大家可以安装好对应的库；然后在里面搜索下图中的内容并安装对应的库；
C4002人在传感器开发指南图5

2.2 引脚说明
[td]

引脚

功能描述

VIN

DC 3.6-5.5V输入

GND

接地

传感器串口接收

传感器串口发送

OUT

电平输出

2.3软件实现
这里我使用5V电源输入，RX引脚连接ESP32-S3开发板的5号引脚，TX连接6号引脚；LED灯连接4号引脚；实现当有人来时灯开，人走时自动熄灭的效果，具体实现代码如下：

#include "DFRobot_C4002.h"
// 定义LED控制引脚
#define LED_PIN 4

// 根据ESP32平台配置串口
#if defined(ESP8266) || defined(ARDUINO_AVR_UNO)
SoftwareSerial mySerial(4, 5);
DFRobot_C4002 c4002(&mySerial, 115200);
#elif defined(ESP32)
// 参数说明：&Serial1 - 使用ESP32的硬件串口1
//           115200   - 波特率
//           D6       - 传感器RX引脚（ESP32-S3的GPIO6）
//           D5       - 传感器TX引脚（ESP32-S3的GPIO5）
DFRobot_C4002 c4002(&Serial1, 115200, D6, D5);
#else
DFRobot_C4002 c4002(&Serial1, 115200);
#endif

void setup()
{
  // 初始化串口，用于向串口监视器输出调试信息
  Serial.begin(115200);

  // 配置LED引脚为输出模式，初始状态为熄灭（低电平）
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);

  // 初始化C4002传感器，直到成功为止
  while (c4002.begin() != true) {
    Serial.println("C4002 begin failed!");
    delay(1000);
  }
  Serial.println("C4002 begin success!");
  delay(50);

  // 关闭传感器上的运行指示灯（减少光污染）
  if (c4002.setRunLedState(eLedOff)) {
    Serial.println("Set run led success!");
  } else {
    Serial.println("Set run led failed!");
  }
  delay(50);

  // 关闭传感器上的输出指示灯
  if (c4002.setOutLedState(eLedOff)) {
    Serial.println("Set out led success!");
  } else {
    Serial.println("Set out led failed!");
  }
  delay(50);

  /*
   * 设置距离分辨率模式：
   * eResolution80Cm - 分辨率80cm，支持最多15个距离门，最远11.6米
   * eResolution20Cm - 分辨率20cm，支持最多25个距离门，最远4.9米
   * 室内小空间建议使用eResolution20Cm提高精度
   */
  if (c4002.setResolutionMode(eResolution80Cm)) {
    Serial.println("Set resolution mode success!");
  } else {
    Serial.println("Set resolution mode failed!");
  }
  delay(50);

  // 设置检测范围：0cm ~ 1100cm（0~11米）
  uint16_t closeRange = 0;
  uint16_t farRange = 1100;
  if (c4002.setDetectRange(closeRange, farRange)) {
    Serial.println("Set detect range success!");
  } else {
    Serial.println("Set detect range failed!");
  }
  delay(50);

  // 设置光照阈值（0~50 lux），此处设为0表示不触发光照相关的逻辑
  if (c4002.setLightThresh(0)) {
    Serial.println("Set light threshold success!");
  } else {
    Serial.println("Set light threshold failed!");
  }
  delay(50);

  // 启用所有15个运动距离门（当分辨率为80cm时支持15个）
  uint8_t gateState[15] = {
    C4002_ENABLE, C4002_ENABLE, C4002_ENABLE, C4002_ENABLE, C4002_ENABLE,
    C4002_ENABLE, C4002_ENABLE, C4002_ENABLE, C4002_ENABLE, C4002_ENABLE,
    C4002_ENABLE, C4002_ENABLE, C4002_ENABLE, C4002_ENABLE, C4002_ENABLE
  };
  if (c4002.configureGate(eMotionDistGate, gateState)) {
    Serial.println("Enable motion distance gate success!");
  }
  delay(50);
  if (c4002.configureGate(ePresenceDistGate, gateState)) {
    Serial.println("Enable presence distance gate success!");
  }
  delay(50);

  /*
   * 设置目标消失延迟时间（单位：秒）
   * 当传感器检测不到目标后，等待1秒才认为目标真正消失
   * 可以防止短暂信号丢失导致灯频繁闪烁
   */
  if (c4002.setTargetDisappearDelay(1)) {
    Serial.println("Set target disappear delay time success!");
  } else {
    Serial.println("Set target disappear delay time failed!");
  }
  delay(50);

  /*
   * 设置数据上报周期（单位：0.1秒）
   * 10 = 1秒上报一次数据
   * 校准和获取数据必须设置上报周期
   */
  if (c4002.setReportPeriod(10)) {
    Serial.println("Set report period success!");
  } else {
    Serial.println("Set report period failed!");
  }

  Serial.println("Setup complete! Waiting for detection...");
}

void loop()
{
  // 获取传感器的所有检测结果
  sRetResult_t retResult = c4002.getNoteInfo();

  // 只有当返回类型为eResult时才表示有有效数据
  if (retResult.noteType == eResult) {
    // 获取目标状态
    eTargetState_t targetState = c4002.getTargetState();

    /*
     * 目标状态说明：
     * eNoTarget  - 无目标
     * ePresence  - 静态存在（静止/微动的人体）
     * eMotion    - 运动目标
     * 
     * 只要检测到存在（静态）或运动，就点亮LED灯
     * 只有当无目标时才熄灭LED灯
     */
    if (targetState == eNoTarget) {
      // 无人：熄灭LED灯
      digitalWrite(LED_PIN, LOW);
      Serial.println("No target detected - LED OFF");
    } else if (targetState == ePresence) {
      // 检测到静态存在：点亮LED灯
      digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
      Serial.println("Static presence detected - LED ON");
    } else if (targetState == eMotion) {
      // 检测到运动：点亮LED灯
      digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
      Serial.println("Motion detected - LED ON");
    }

    // 以下是调试信息，可根据需要保留或删除
    float light = c4002.getLightIntensity();
    Serial.print("Light: ");
    Serial.print(light);
    Serial.println(" lux");

    // 获取存在距离门倒计时（单位：秒）
    uint16_t presenceGateCount = c4002.getPresenceCountDown();
    Serial.print("Presence count down: ");
    Serial.print(presenceGateCount);
    Serial.println(" s");

    // 获取存在目标的距离和能量信息
    sPresenceTarget_t presenceTarget = c4002.getPresenceTargetInfo();
    Serial.print("Presence distance: ");
    Serial.print(presenceTarget.distance);
    Serial.println(" m");
    Serial.print("Presence energy: ");
    Serial.println(presenceTarget.energy);

    // 获取运动目标的距离、能量、速度和方向信息
    sMotionTarget_t motionTarget = c4002.getMotionTargetInfo();
    Serial.print("Motion distance: ");
    Serial.print(motionTarget.distance);
    Serial.println(" m");
    Serial.print("Motion energy: ");
    Serial.println(motionTarget.energy);
    Serial.print("Motion speed: ");
    Serial.print(motionTarget.speed);
    Serial.println(" m/s");
    Serial.print("Motion direction: ");
    if (motionTarget.direction == eAway) {
      Serial.println("Away");
    } else if (motionTarget.direction == eNoDirection) {
      Serial.println("No Direction");
    } else if (motionTarget.direction == eApproaching) {
      Serial.println("Approaching");
    }
    Serial.println("--------------------------------");
  }
  delay(50);
}
复制代码

三、产品图
3.1 尺寸图
C4002人在传感器开发指南图1

3.2 实物图

C4002人在传感器开发指南图3

正面图 背面图

四、总结
基于DFRobot C4002毫米波雷达传感器与ESP32-S3的智能感应灯方案，彻底解决了传统红外传感器无法识别静止人体的痛点——C4002通过24GHz FMCW技术可精准检测呼吸、心跳等微动，实现10米内静态存在感知，无论你是安静阅读、伏案工作还是安然入睡，灯光始终稳定相伴，不再因“人不动”而误灭；该方案硬件接线仅需5根线，配合我们提供的完整示例代码，30分钟即可完成原型搭建，且内置抗干扰算法和可配置延迟时间，有效过滤窗帘摆动、空调气流等环境噪声，保证系统稳定可靠；除了照明，这套精准人体感知核心还可灵活扩展至智能家居联动、办公节能、安防监控、健康看护等多类场景，是开发者打造真正“无感智能”空间的理想选择。