一、硬件介紹
1、產品特點
Beetle RP2350【RP2350A_QFN60】是一款基于RP2350微控制器的高性能迷你開發板，雙核雙架構設計（支持 Arm Cortex-M33或Hazard3 RISC-V內核）為開發者提供靈活的性能配置。
雙核雙架構，性能自由切換
- 采用Raspberry Pi RP2350高性能微控制器，支持Arm Cortex-M33或Hazard3 RISC-V內核選擇。
- 主頻高達150MHz，配備520KB RAM和2MB Flash，可高效處理大量數據，滿足高性能計算需求。
高度集成，硬幣大小
- 尺寸僅為25mm x 20.5mm，相當于一枚硬幣大小，適合空間受限的應用場景。
- 提供 11個IO接口、BAT接口和3.3V電源接口，滿足多樣化連接需求。
鋰電池管理與監測
集成 鋰電池充電管理 和 電池電壓監測 功能，支持實時電量監控，確保設備在低電量時及時采取措施，確保持續運行。
易于編程與集成
- 支持 C/C++ 和 MicroPython 編程
2、功能引腳示意圖 / 原理圖
板載LED燈
IO25引腳控制
充電指示燈
指示充電狀態的綠色LED燈
通過三種方式指示充電狀態：
1、充滿電或未接入電源時熄滅；
2、充電時常亮；
3、USB供電，未連接鋰電池時高頻閃爍；
用戶按鍵
使用QSPI_SS引腳控制該按鈕
| 引腳號 | 數字口 | 模擬口 | UART | I2C | SPI | 其它 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | D0 | TX1 | ||||
| 1 | D1 | RX1 | ||||
| 4 | D4 | SDA | ||||
| 5 | D5 | SCL | ||||
| 8 | D8 | TX2 | ||||
| 9 | D9 | RX2 | ||||
| 16 | D16 | SPI0/MISO | ||||
| 18 | D18 | SPI0/SCK | ||||
| 19 | D19 | SPI0/MOSI | ||||
| 26 | D26 | A0 | ||||
| 27 | D27 | A1 | ||||
| BAT | 鋰電池輸入接口，IO29為電池電壓檢測引腳 | |||||
| GND | 接地引腳 | |||||
| VCC | 該引腳接在USB電源引腳，作為輸出時電壓為USB電壓，通常為5V | |||||
| 3V3 | 3.3V穩壓電源輸出 |
主要原理圖：
3、外部硬件
1、雷達模塊【CEM5861G-M11】
CEM5816G-M11 是一款高靈敏度 24GHz 毫米波 FMCW 人體存在檢測雷達模塊；
本模塊主要特點是在傳統人體感應雷達的功能基礎上，同時具備檢測人體呼吸等微小幅度的運動，來判斷人體存在的功能；
模塊采用 FMCW 調制，可以同時輸出目標的距離。
模塊可選帶光敏，用戶可根據環境光大小，對光敏門限進行設置；
在光照充足時關閉雷達，光照黑暗時開啟雷達，實現照明感應的應用；
系統框架
特性：
| 參數 | 典型值 |
|---|---|
| 頻率 | 24G-24.25GHz |
| 調制方式 | FMCW |
| 范圍 | 掛高安裝：掛高 3m，靜止人體檢測半徑 3m （可調）， 移動檢測半徑 6m max（可調) 水平安裝：直線 7 米運動檢測，4 米存在檢測 |
| 供電 | 3.6 - 5.5V |
| 電流 | 22mA（平均值），80mA（峰值） |
| 輸出串口電平 | TTL（3.3V) |
| 檢測周期 | 實時 |
| 數據格式 | UART |
引腳定義
| 序號 | 功能 | 備注 |
|---|---|---|
| 1 | OUT | 有人輸出高電平 3.3V，無人輸出低電平 0V |
| 2 | UART_TX | 串口發送 |
| 3 | UART_RX | 串口接收 |
| 4 | GND | 地 |
| 5 | VCC | 供電 3.6 ~ 5.5V |
數據格式說明
所有多字節參數，均采用大端格式傳輸
| 數據格式 | 說明 |
|---|---|
| 幀頭（2 字節） | 上位機發送，雷達接收： 0x55 0x5A 雷達發送，上位機接收： 0x55 0xA5 |
| 數據長度（2 字節，高字節在前，低字節在后） | 長度 = 功能碼 + 命令碼 + 數據 + 校驗和 |
| 功能碼（1 字節） | 讀：0x0 寫：0x1 被動上報：0x2 主動上報：0x3 讀 / 寫命令為上位機向雷達發送指令 上報命令為雷達向上位機發送信息 |
| 命令碼（2 字節） | 命令碼1：為功能分類 命令碼2：表示具體功能 |
| 數據 | N字節 |
| 校驗和（1 字節） | 為校驗和之前所有數據按 uint8_t 格式相加之和的 低8位。 |
1、上位機接收到雷達發送的數據
例：55 A5 00 0E 03 81 00 00 01 00 5E 00 00 00 00 01 78 64
55 A5 00 0E 03 CMD[1] CMD[2] Data[0] ~ Data[9] SUM
幀頭（55 A5）：上位機接收到雷達發送的數據；
數據長度（0x0E / 14）：功能碼(1) + 命令碼(2) + 數據(10) + 校驗和(1)；
功能碼（0x03）：主動上報；
命令碼（81 00）
數據：檢測到運動目標，目標距離為 0.94 米，信號強度為 376
目標 ID：0x00
運動狀態：0x01（檢測到運動目標）
目標距離：0x00 0x5E（轉換成十進制為：94cm）
速度 / 方位角度 / 俯仰角度：0
目標信號強度：0x01 0x78（轉換成十進制為：376）
校驗和：0x64（轉換成十進制為：100）
2、Data 數據說明
| Data[0] | 說明 |
|---|---|
| Data[0] | 目標ID號：8位無符號整型 |
| Data[1] | 目標狀態：8位無符號整型； 0：無目標；1：表示移動；2：表示存在 |
| Data[2]、Data[3] | 距離：16位無符號整型（cm） |
| Data[4]、Data[5] | 速度：16位有符號整型（cm/s） |
| Data[6] | 方位角度：8位有符號整型（°度） |
| Data[7] | 俯仰角度：8位有符號整型（°度） |
| Data[8]、Data[9] | 信號強度：16位無符號整型 |
雷達功能參數配置
16 進制收發，支持在線修改和保存參數：
波特率:115200、字寬: 8、停止位: 1、奇偶校驗: none
使用串口工具（USB-TTL）連接至模塊，并打開串口調試工具，可進行以下功能的配置；
| 參數功能 | 讀取指令 |
|---|---|
| OTA 在線升級 | 發送：55 5A 00 04 01 20 01 D5 接收：55 A5 00 04 02 20 01 21 |
| 恢復到默認參數 | 發送：55 5A 00 04 01 20 02 D6 接收：55 A5 00 04 02 20 02 22 |
| 將所有參數保存到 flash 中 | 發送：55 5A 00 04 01 20 04 D8 接收：55 A5 00 04 02 20 04 24 |
| 獲取軟件版本號 | 發送：55 5A 00 04 00 00 01 B4 接收：55 A5 00 11 02 00 01 DATA1~DATA13 SUM |
| 1米內運動檢測閾值（默認值：200） | 讀取：55 5A 00 04 00 80 03 36 設置：55 5A 00 06 01 80 03 DATA1 DATA2 SUM 接收：55 A5 00 06 02 80 03 DATA1 DATA2 SUM |
| 1米外運動檢測閾值（默認值：120） | 讀取：55 5A 00 04 00 80 04 37 設置：55 5A 00 06 01 80 04 DATA1 DATA2 SUM 接收：55 A5 00 06 02 80 04 DATA1 DATA2 SUM |
| 1米內存在檢測閾值（默認值：300） | 讀取：55 5A 00 04 00 80 09 3C 設置：55 5A 00 06 01 80 09 DATA1 DATA2 SUM 接收：55 A5 00 06 02 80 09 DATA1 DATA2 SUM |
| 1米外存在檢測閾值（默認值：300） | 讀取：55 5A 00 04 00 80 0A 3D 設置：55 5A 00 06 01 80 0A DATA1 DATA2 SUM 接收：55 A5 00 06 02 80 0A DATA1 DATA2 SUM |
| 最小檢測距離（默認值 10cm） | 讀取：55 5A 00 04 00 80 0C 3F 設置：55 5A 00 06 01 80 0C DATA1 DATA2 SUM 接收：55 A5 00 06 02 80 0C DATA1 DATA2 SUM |
| 運動最大檢測距離（默認值 ：600cm） | 讀取：55 5A 00 04 00 80 0D 40 設置：55 5A 00 06 01 80 0D DATA1 DATA2 SUM 接收：55 A5 00 06 02 80 0D DATA1 DATA2 SUM |
| 存在最大檢測距離（默認值： 450cm） | 讀取：55 5A 00 04 00 80 0E 41 設置：55 5A 00 06 01 80 0E DATA1 DATA2 SUM 接收：55 A5 00 06 02 80 0E DATA1 DATA2 SUM |
| VO輸出電平維持時間（默認值： 20000ms） | 讀取：55 5A 00 04 00 80 14 47 設置：55 5A 00 06 01 80 14 DATA1 DATA2 SUM 接收：55 A5 00 06 02 80 14 DATA1 DATA2 SUM |
| VO指示模式（0x00：高電平指示有人；0x01：低電平指示無人） | 讀取：55 5A 00 04 00 80 15 48 設置：55 5A 00 05 01 80 15 DATA1 SUM 接收：55 A5 00 05 02 80 15 DATA1 SUM |
| 停止串口發送數據 | 設置：55 5A 00 05 01 80 11 00 46 接收：55 A5 00 05 02 80 11 00 01 |
| 開啟串口發送數據 | 設置：55 5A 00 05 01 80 11 01 47 接收：55 A5 00 05 02 80 11 01 01 |
| 串口數據間隔時間(10ms / 以10倍率設置) | 讀取：55 5A 00 04 00 20 06 D9 設置：55 5A 00 06 01 20 06 DATA1 DATA2 SUM 接收：55 A5 00 06 02 20 06 DATA1 DATA2 00 |
設置雷達參數
例： 雷達的移動感應距離設置為 5 米，存在距離 4 米，感應后輸出高電平延時時間 5 秒
設置完成后，發送指令 55 5A 00 04 01 20 04 D8 進行保存，否則掉電會失效。
1、運動最大檢測距離
串口發送：55 5A 00 06 01 80 0D 01 F4 38
串口返回信息：55 A5 00 06 02 80 0D 01 F4 84，表示移動檢測距離已設置為 5 米
2、存在最大檢測距離
串口發送：55 5A 00 06 01 80 0E 01 90 D5。
串口返回信息：55 A5 00 06 02 80 0E 01 90 21，表示存在檢測距離已設置為 4 米
3、VO輸出電平維持時間
串口發送：55 5A 00 06 01 80 14 13 88 E5。
串口返回信息：55 A5 00 06 02 80 14 13 88 31，表示感應輸出高電平維持時間設置為 5 秒
上位機使用
上位機軟件下載
1、連接好模塊后，點擊串口檢測—串口選擇—打開串口，此時顯示界面會顯示距離值及狀態。
2、點擊設置界面窗口，進入參數設置界面。可對模塊的靈敏度，檢測距離，串口延時，IO 延時等做配 置，在指令框中直接輸入數值并點擊寫，即可修改模塊參數。
靈敏度設置欄中，近距離運動/存在靈 敏度對應 1 米內設置，中距離運動 / 存在靈敏度對應 1 米外設置，修改完參數后點擊保存按鈕進行保存。
3、點擊距離統計窗口，會實時顯示距離及信號強度曲線。距離統計窗口上方曲線是實時距離曲線，紅
色曲線代表靜止目標的距離，綠色曲線代表運動目標的距離。
下方窗口顯示的是實時信號強度曲線，紅色曲線代表靜止目標的能量值，綠色曲線代表運動目標的能量值
2、喇叭模塊【GSPK2307P-8R1W】
| 項目 | 規格 | 條件 |
|---|---|---|
| 額定阻抗 | 8 Ohm±15% | 1kHz 1.0 V |
| 額定輸入功率 | 0.5W | 2.0 V |
| 最大輸入功率 | 1.0W | 2.0V |
| 最低共振頻率 | 1700±20% Hz | 1.0 V Input |
| 靈敏度 | 88±3dB | 0.1m 0.1W |
| 有效頻率范圍 | F0~20KHz | - |
| 諧波失真 | ≤5% at 1kHz | - |
二、硬件連接
模塊與開發板引腳之間的連接方式如下：
| RP2350開發板 | VCC | GND | TX2 | RX2 | A1 | A0 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 雷達模塊 | VCC | GND | RX | TX | - | - |
| 喇叭模塊 | - | GND | - | - | VCC | - |
| LED模塊 | - | GND | - | - | - | VCC |
實物效果搭建如下：
三、項目功能實現思想
【人體運動感應警報系統】
實現效果：
實時檢測判斷人體運動 / 靜止狀態等相關信息；
處于運動時，輸出此時的距離相關信息，并在不同距離范圍內時，觸發不同的警報效果；
處于靜止時，綠色LED亮起，直到重新處于運動狀態時才熄滅；
上位機串口輸出相關數據信息；
四、功能實現主要步驟
主要相關代碼
1、LED控制部分
#define LED_Pin A0
bool ledState = false; void Led_Control(){ledState = true;Count = 0;
}...if(ledState) digitalWrite(LED_Pin, HIGH);
elsedigitalWrite(LED_Pin, LOW);
2、警報聲音控制部分
#define Sound_Pin A1
bool soundState = false;
static unsigned long Stop = 0;// 在不同范圍內 觸發不同警報聲音 1s
void Sound_Control(){if(soundState){if(dis <=200){ // 2米內tone(Sound_Pin, 1500); // 1.5 kHz}else if(dis > 200 && dis <=400){ // 2~4mtone(Sound_Pin, 1000); }else if(dis >400){ //4米外noTone(Sound_Pin);}}else{noTone(Sound_Pin);}if(millis() - Stop > 1000){Stop = millis();soundState = !soundState;}
}3、雷達控制部分
#define COUNT 10 static byte buffer[18]; //存儲數據
static byte Count = 0;
static uint16_t dis; //距離//雷達數據處理函數
void Radar_Control(){//數據處理if(Serial2.available()){int header = Serial2.read();// 數據 18byteif(header == 0x55){int len = Serial2.readBytes(buffer,17);// 逐個字節 打印十六進制格式數據//A5 00 0E 03 81 00 00 02 00 67 00 00 00 00 25 B0 32 (17byte)for (int i = 0; i < len; i++) {if (buffer[i] < 0x10) Serial.print("0");Serial.print(buffer[i], HEX);Serial.print(" ");}Serial.println();//打印運動狀態if(buffer[7] == 0x01){Serial.print("處于運動狀態 ");if(Count>0){Count = 0;ledState = false;}}else{Serial.print("處于靜止狀態 ");Count++;//超過統計次數時 點亮LEDif(Count >= COUNT) Led_Control(); }//打印當前距離 cmdis = (buffer[8] << 8) | (buffer[9] & 0XFF);Serial.printf("當前距離為: %dcm\r\n",dis);Serial.println();Sound_Control();}}
}
完整代碼
#define LED_Pin A0
#define Sound_Pin A1
#define COUNT 10 bool ledState = false;
bool soundState = false;static unsigned long Stop = 0;
static byte buffer[18]; //存儲數據
static byte Count = 0;
static uint16_t dis; //距離void Led_Control(){ledState = true;Count = 0;
}// 在不同范圍內 觸發不同警報聲音 1s
void Sound_Control(){if(soundState){if(dis <=200){ // 2米內tone(Sound_Pin, 1500); // 1.5 kHz}else if(dis > 200 && dis <=400){ // 2~4mtone(Sound_Pin, 1000); }else if(dis >400){ //4米外noTone(Sound_Pin);}}else{noTone(Sound_Pin);}if(millis() - Stop > 1000){Stop = millis();soundState = !soundState;}
}//雷達數據處理函數
void Radar_Control(){//數據處理if(Serial2.available()){int header = Serial2.read();// 數據 18byteif(header == 0x55){int len = Serial2.readBytes(buffer,17);// 逐個字節 打印十六進制格式數據//A5 00 0E 03 81 00 00 02 00 67 00 00 00 00 25 B0 32 (17byte)for (int i = 0; i < len; i++) {if (buffer[i] < 0x10) Serial.print("0");Serial.print(buffer[i], HEX);Serial.print(" ");}Serial.println();//打印運動狀態if(buffer[7] == 0x01){Serial.print("處于運動狀態 ");if(Count>0){Count = 0;ledState = false;}}else{Serial.print("處于靜止狀態 ");Count++;//超過統計次數時 點亮LEDif(Count >= COUNT) Led_Control(); }//打印當前距離 cmdis = (buffer[8] << 8) | (buffer[9] & 0XFF);Serial.printf("當前距離為: %dcm\r\n",dis);Serial.println();Sound_Control();}}
}void setup() {//串口初始化Serial.begin(115200);Serial2.begin(115200);while (!Serial);pinMode(Sound_Pin, OUTPUT);pinMode(LED_Pin, OUTPUT);analogWrite(Sound_Pin,0);analogWrite(LED_Pin,0);}void loop() {Radar_Control();if(ledState) digitalWrite(LED_Pin, HIGH);elsedigitalWrite(LED_Pin, LOW);
}
五、實現現象
上位機串口打印距離、運動狀態等相關信息，并處于不同距離范圍內時，觸發不同的警報聲音效果；
處于靜止時，LED點亮，重新處于運動時，LED熄滅；
)
