一、硬件介绍
1、产品特点
Rd-03_V2雷达模组，搭载矽典微的S1KM0000芯片、高性能 24GHz 一发一收天线和外围电路，S1KM0000 是一种基于FMCW雷达收发器技术的集成单片机毫米波传感器 SoC。
利用 FMCW 调频连续波，对设定空间内的目标进行探测，结合雷达信号处理，实现高灵敏度的运动检测和微动检测。
Rd-03_V2 模组对运动人体的最远感应距离为 7m，可感知区域内是否有运动或者微动的人体
特性
雷达支持 24GHz ISM 频段
雷达天线支持1收1发，天线波束窄、分辨率高、频带宽、抗干扰力强
雷达最远感应距离为可达 7米
雷达探测角度大，覆盖范围可达 ±60 度
雷达区间内准确识别，支持感应范围划分，屏蔽区间外干扰
支持自动生成检测门限
主要参数说明
| 供电电压 |
3.0V ~ 3.6V，供电电流 ≥200mA |
| 支持接口 |
UART |
| 串口速率 |
默认 115200 bps |
雷达感应距离
| 安装方式 |
典型值(米) |
最大值(米) |
| 挂壁方式（±60°范围） |
7 |
10 |
| 挂顶方式（3m 挂高），圆形投影半径 |
5 |
- |
2、管脚定义
| 脚序 |
功能 |
说明 |
| 1 |
3V3 |
输入电源 |
| 2 |
GND |
接地 |
| 3 |
TX |
UART_TX |
| 4 |
RX |
UART_RX |
| 5 |
OT2 |
检测结果输出，感应时输出高电平，未感应时输出低电平 |
主要原理图：
芯片架构图
3、安装示意图
挂顶安装
挂壁安装
二、串口通讯协议
雷达串口默认波特率为 115200， 1 停止位， 无奇偶校验位
1、可配置参数
| 参数名称 |
可配范围 |
说明 |
| 最小探测距离门 |
0~15 |
用于设置雷达的最小探测距离，一个距离门的长度为 70cm |
| 最大探测距离门 |
0~15 |
用于设置雷达的最大探测距离，一个距离门的长度为 70cm |
| 目标消失延迟时间 (s) |
0~65535 |
目标状态从有人切换到无人需要延时一段时间
T：在此期间， 如果检测到有人，重新开启这段时间的计时。
雷达只有在检测到无人状态一直持续一个完整的T时间后才会切换到无人状态，上报无人。 |
| 运动触发门限 |
0~(2^32 - 1) |
模值平方 |
| 运动保持门限 |
0~(2^32 - 1) |
模值平方 |
| 微动&静止门限 |
0~(2^32 - 1) |
模值平方 |
| 正常模式 |
无 |
串口打印输出状态 |
| 上报模式 |
无 |
串口上报各距离门的能量值和检测结果(上位机数据采集 / 分析) |
| 电源干扰报警 |
只读 |
低 16 Bit:
0：未进行 1：无干扰 2：有干扰
高 16 Bit：
干扰频率， 范围 0~256， 单位 kHz；
仅在低 16Bit 为 2 时有效。 |
2、雷达数据输出协议
默认输出目标基本信息， 包括目标状态和运动距离等信息;
如果配置雷达为上报模式， 雷达会额外输出各距离门能量值;
上报数据帧格式：
正常模式
| 目标状态 |
运动距离 |
| No |
距离(cm) |
| OFF |
无 |
上报模式
| 帧头 |
数据长度 |
检测结果 |
目标距离 |
各距离门能量 |
帧尾 |
| F4 F3 F2 F1 |
2字节
检测结果 / 目标距离 / 各距离门能量值 的总字节数 |
1字节
00：无人 01：有人 |
2字节 |
128 字节
32(距离门总数) * 4 字节 |
F8 F7 F6 F5 |
3、雷达命令配置方式
设置参数的过程：进入命令模式、配置 / 获取参数命令、退出命令模式；
1、上位机发送“开启命令模式”，使 MCU 进入命令模式（MCU不进行人体检测，只等待上位机的命令）
2、上位机发送参数设置、参数读取等命令。
3、上位机发送“退出命令模式”，此时，MCU 进入到正常的工作模式，进行人体检测状态。
4、协议格式
串口数据通信使用小端格式， 以下表格中所有数据均为十六进制
命令协议帧格式
发送命令协议帧格式
| 帧头 |
帧内数据长度 |
帧内数据 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
2 字节 |
命令字（2字节） + 命令值（N字节） |
04 03 02 01 |
ACK 命令协议帧格式
| 帧头 |
帧内数据长度 |
帧内数据 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
2 字节 |
发送命令字（2字节）+ 命令执行状态（2字节）+ 返回值（N字节） |
04 03 02 01 |
5、发送命令与 ACK
开启命令模式
对雷达下发的任何其他命令必须在此命令下发后方可执行， 否则无效。
命令字：0x00FF
命令值：0x0001
返回值：2 字节ACK状态（0成功，1为失败）+ 2字节协议版本（0x0002）+ 2字节缓冲区大小（0x0020）
发送数据：
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
命令值 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
04 00 |
FF 00 |
01 00 |
04 03 02 01 |
雷达 ACK(成功)：
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
ACK |
协议版本 |
缓冲区大小 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
08 00 |
FF 01 |
00 00 |
02 00 |
20 00 |
04 03 02 01 |
关闭命令模式
结束配置命令，执行后雷达恢复工作模式；如需再次下发其他命令， 需要先发【开启命令模式】
命令字： 0x00FE
命令值： 无
返回值： 2字节ACK 状态（0成功， 1为失败）
发送数据：
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
02 00 |
FE 00 |
04 03 02 01 |
雷达 ACK(成功)：
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
ACK |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
04 00 |
FE 01 |
00 00 |
04 03 02 01 |
配置参数命令
此命令设置雷达最小探测距离门，最大探测距离门，目标消失延迟时间，触发门限及保持门限参数。
命令字： 0x0007
命令值： 2字节参数字 + 4字节参数值
返回值： 2字节ACK 状态（0 成功， 1 失败）
| 参数名称 |
参数字 |
参数范围 |
| 最小探测距离门 |
0x0000 |
0~15 |
| 最大探测距离门 |
0x0001 |
0~15 |
| 目标消失延迟时间 |
0x0004 |
0~65535（单位秒） |
| 运动触发门限 |
0x0010~0x001F |
0~(2^32 - 1)， 为模值平方 |
| 运动保持门限 |
0x0020~0x002F |
0~(2^32 - 1)， 为模值平方 |
| 微动&静止门限 |
0x0030~0x003F |
0~(2^32 - 1)， 为模值平方 |
| 源干扰报警 |
0x0005 |
低 16 Bit:
0：未进行 1：无干扰 2：有干扰
高 16 Bit：
干扰频率， 范围 0~256， 单位 kHz；
仅在低 16Bit 为 2 时有效。 |
门限值为信噪比， 输入值为 S/N，计算公式为取 10lg（S/N）
范围为 0~(2^32 - 1)
如需取最终门限值为 47.47，则计算方式为 47.74=10lgX， X=10^4.774；
X 计算结果为59,429， 最终取16进制为 E825
发送数据：
例：最大探测距离门 3
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
参数 ID |
参数值 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
08 00 |
07 00 |
01 00 |
03 00 00 00 |
04 03 02 01 |
雷达 ACK(成功)：
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
ACK |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
04 00 |
07 01 |
00 00 |
04 03 02 01 |
读取参数命令
此命令可以读取雷达当前的配置参数；
命令字：0x0008
命令值：（2 字节参数值 ID） * N
返回值：（4 字节参数值） * N
发送数据:
读取最大探测距离门
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
参数 ID |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
04 00 |
08 00 |
01 00 |
04 03 02 01 |
雷达 ACK： 最大探测距离门为 3
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
ACK |
参数值 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
08 00 |
08 01 |
00 00 |
03 00 00 00 |
04 03 02 01 |
保存配置命令
保存配置命令， 执行后雷达会保存已设置的参数。
命令字： 0x00FD
命令值： 无
返回值： 2 字节 ACK 状态（0成功，1为失败） +SN长度（2 字节）+ SN（2 字节）
发送数据：
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
02 00 |
FD 00 |
04 03 02 01 |
雷达 ACK(成功)：
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
ACK |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
04 00 |
FD 01 |
00 00 |
04 03 02 01 |
开始自动生成门限命令
此命令设置自动生成门限的参数， 并使 MCU 开始自动生成门限计算；
命令字： 0x0009
命令值： 4字节参数值
返回值： 2字节 ACK 状态(0 成功， 1 失败)
自动生成门限参数表
| 参数名称 |
参数范围 |
说明 |
| 触发门限生成系数 |
0x000A~0x00C8 |
10 倍放大系数，例如系数为 2 时， 参数数值为 0x0014 |
| 保持门限生成系数 |
0x000A~0x00C8 |
10 倍放大系数，例如系数为 2 时， 参数数值为 0x0014 |
| 微动&静止门限生成系数 |
0x000A~0x00C8 |
10 倍放大系数，例如系数为 2 时，参数数值为 0x0014 |
发送数据：
触发门限生成系数为 4， 保持门限生成系数为 1.5；
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
参数值 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
08 00 |
09 00 |
2字节触发门限 + 2字节保 持门限 + 2字节静止&微动触发门限 |
04 03 02 01 |
雷达 ACK：
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
ACK |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
04 00 |
09 01 |
00 00：成功； 其他：失败 |
04 03 02 01 |
自动生成门限进度查询命令
此命令可以查询自动生成门限进度， 返回值中包含进度百分比， 当百分比取值为 100 时，表示门限生成完毕。
命令字： 0x000A
命令值： 无
返回值： 2 字节 ACK 状态(0 成功， 1 失败) + 2字节百分比
发送数据：
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
02 00 |
0A 00 |
04 03 02 01 |
雷达 ACK：
成功， 百分比为 60%
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
ACK |
百分比 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
06 00 |
0A 01 |
00 00 |
3C 00 |
04 03 02 01 |
上报自动门限干扰
此命令上报毫米波雷达自动门限运动人体干扰报警。
发送数据：
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
02 00 |
14 00 |
04 03 02 01 |
雷达 ACK：
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
参数值 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
06 00 |
14 01 |
2字节状态字节 + 2字节距离门状态
状态字节:
0000:成功， 无干扰；
0001:失败， 有干扰；
距离门状态:
示例：0x84， 转换为2进制为 1000_0100_0000_0010；
对应 1，10，15 距离门存在干扰 |
04 03 02 01 |
配置系统参数
此命令可以配置雷达的系统参数。
命令字： 0x0012
命令值： 2字节参数字 + 4字节参数值
返回值： 2字节 ACK 状态(0 成功，1 失败)
| 参数名称 |
参数值 |
说明 |
| 上报模式 |
0x0004 |
串口上报各距离门的能量值和检测结果 |
| 正常模式 |
0x0064 |
串口打印输出状态 |
发送数据：
设置为上报模式
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
参数 ID |
参数值 |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
08 00 |
12 00 |
00 00 |
04 00 00 00 |
04 03 02 01 |
雷达 ACK：
| 帧头 |
帧内数据长度 |
命令字 |
ACK |
帧尾 |
| FD FC FB FA |
04 00 |
12 01 |
00 00 |
04 03 02 01 |
三、上位机配置
1、上位机工具下载
使用说明文档
雷达感应可视化配置工具下载
2、上位机配置
使用USB 转 TTL工具连接模块；
| Rd-03_V2（脚序） |
USB 转 TTL |
| 3.3V（1） |
3.3V |
| GND（2） |
GND |
| TX（3） |
RXD |
| RX（4） |
TXD |
打开上位机，点击“刷新”按钮，在“串口号”下拉框中选择雷达模组的串口号
确认“波特率”为 115200 后，点击“连接设备”按钮；
参数查看 / 设置
查看雷达当前的参数，以及修改指定的参数配置；
查看：
在功能页面点击“读取传感器设置”按钮，页面会弹出“读取参数成功”提示窗口，并显示雷达当前的所有参数数值，点击“确定”关闭提示窗口。
设置：
在功能页面为所有需要更改的参数输入新的参数数值，在功能页面点击“写入传感器设置”按钮，上位机会将当前界面中的参数数值写入雷达模组，页面会弹出“写入参数成功”提示窗口，点击“确定”完成参数设置。
参数为 0-15，一个距离门的长度为 70cm，通过计算得出最大距离为 15 * 0.7= 10.5 米
实时数据
1、左上角的彩灯图标表示探测区域内有人 / 无人情况
雷达检测到人体存在时，彩灯为红色；没有检测到人体存在时，彩灯为绿色
2、彩灯后方的文本显示框显示雷达检测到的目标与雷达的径向距离
“开始 / 暂停”切换按钮用于开启和暂停雷达的检测（数据存储在XenD101HTool\SaveData）
3、“生成门限” 按钮用于扫描环境噪声并计算各个距离门的“触发门限”和“保持门限”
4、“运动信息 / 微动&静止信息” 实时显示各个距离门的运动能量值(绿色折线)与门限值(红色折线)；
黑色背景表示该距离门为有效探测范围
灰色背景表示该距离门为无效探测范围
5、“距离 VS 时间” 实时显示雷达检测到的目标人体在过去60秒内的距离变化
灰色背景区域表示雷达在该时间段检测到目标人体
黑色背景区域表示雷达在该时间段没有检测到目标人体
数据采集 / 分析
可对“实时数据”中采集到的数据，进行载入分析；
更新固件
连接模块与上位机后，点击“更新固件”功能按钮切换到该功能页面；
在功能页面点击“获取固件信息”按钮，右侧提示信息框中会显示当前设备的ID信息；
点击“选择 bin 文件路径”按钮，选择需要的.bin 文件，点击“烧录”按钮开始升级固件；
目前已为最新固件版本；
