在智能硬件项目中人体感应是一类非常常见的输入能力。楼道感应灯、自动门、安防提醒、无人值守设备唤醒、展厅互动装置都需要判断环境中是否有人移动。对于硬件编程入门来说PIR 人体热释电传感器非常适合教学因为它把复杂的人体红外变化封装成简单的高低电平输出程序只需要读取 GPIO 输入状态就能判断是否检测到人体移动。本实验使用 CanMV K210 / MaixPy 开发板读取 PIR 人体热释电传感器状态并通过 RGB LED 显示不同系统状态。程序启动后RGB 灯会短暂闪烁白色表示初始化未检测到人体移动时RGB 灯显示蓝色检测到人体移动时RGB 灯切换为黄色当状态发生变化时RGB 灯会闪烁提示程序被手动停止时会自动关闭 RGB 灯。整个过程展示了“传感器输入 程序判断 灯光反馈”的完整硬件交互链路。学习目标说明理解 PIR 输入认识 PIR 人体热释电传感器如何通过 OUT 引脚输出检测状态掌握 GPIO 输入读取使用maix.GPIO创建输入对象并通过value()读取传感器电平掌握 RGB 状态反馈使用 PWM 控制 RGB LED 的红、绿、蓝三路亮度理解状态变化判断使用last_state记录上一次状态避免同一状态反复触发提示建立交互控制思路将人体移动检测结果转换成灯光颜色变化为安防、感应灯和交互项目打基础文章目录理论基础硬件设施软件代码扩展应用总结理论基础PIR 人体热释电传感器是一种常见的人体移动检测模块。它并不是直接识别人脸或人体轮廓而是通过感知人体红外辐射变化来判断是否有人经过。当检测到人体移动时模块的 OUT 引脚会输出一个状态电平未检测到移动时OUT 引脚会回到另一种状态。对于程序来说PIR 模块已经把复杂的感应过程简化成了一个可以读取的高低电平信号。RGB LED 则承担状态反馈任务。普通单色 LED 只能表示亮或灭而 RGB LED 可以通过红、绿、蓝三路亮度组合出不同颜色。本实验中白色表示系统启动提示蓝色表示无人待机黄色表示检测到人体移动红色预留为异常提示。这样一来传感器输入状态就能通过颜色变化直观表现出来。本实验的控制链路可以理解为PIR 传感器负责感知人体移动CanMV K210 通过 GPIO 读取 OUT 信号程序根据读取结果判断状态变化再通过 PWM 改变 RGB LED 的颜色。输入侧是 GPIO输出侧是 PWM中间由程序状态判断连接起来。人体移动红外变化PIR 热释电传感器OUT 输出高低电平CanMV K210IO10 映射 GPIOHS0Python 程序read_pir() 读取状态状态判断无人 / 有人移动 / 状态变化PWM 输出IO6 / IO7 / IO8RGB LED 状态反馈蓝色待机 / 黄色警戒 / 白色启动PIR 供电5V / GNDRGB 供电与公共地VCC / GNDTimer 定时器提供 PWM 通道这张流程图展示的是从人体移动到灯光反馈的完整电路与控制过程。PIR 负责产生输入信号GPIO 负责读取输入状态程序负责判断状态是否变化PWM 负责控制 RGB LED 的颜色。这个结构和很多智能硬件项目一致传感器采集环境变化程序进行判断执行器或显示模块给出反馈。PWM 是本实验中另一个重要概念。RGB LED 的三路颜色通道不是简单地只需要开或关而是需要通过不同亮度组合出不同颜色。程序中的颜色值采用0xRRGGBB形式例如0x0000FF表示蓝色0xFFFF00表示黄色。set_color()会把 16 进制颜色拆成红、绿、蓝三个通道再转换成 PWM 占空比输出到对应引脚。硬件设施本实验真正使用到的硬件包括 CanMV K210 开发板、PIR 人体热释电传感器和 RGB LED。PIR 传感器负责感知人体移动RGB LED 负责显示系统状态CanMV 开发板负责读取传感器输入并控制灯光输出。软件部分主要使用maix.GPIO、fpioa_manager.fm、machine.PWM和machine.Timer分别承担 GPIO 输入、引脚映射、PWM 输出和定时器驱动等任务。接线关系可以先通过下面这张图建立整体印象。PIR 模块的 OUT 接到 IO10用于向 CanMV 输出人体移动检测结果RGB LED 的红、绿、蓝三路分别接到 IO6、IO7、IO8用于显示不同状态颜色。硬件 / 软件作用说明CanMV K210 / MaixPy 开发板实验运行平台执行 Python 程序读取 PIR 输入信号并通过 PWM 控制 RGB LEDPIR 人体热释电传感器人体移动检测模块OUT 引脚输出高低电平程序读取该电平判断是否检测到人体移动RGB LED状态显示模块通过红、绿、蓝三路 PWM 输出组合出不同颜色IO10PIR 信号输入引脚代码中通过PIR_PIN 10指定用于读取 PIR OUT 信号IO6 / IO7 / IO8RGB 三色控制引脚分别连接 RGB LED 的红、绿、蓝通道maix.GPIOGPIO 输入控制模块创建 PIR 输入对象并通过value()读取传感器状态fpioa_manager.fm引脚功能映射模块将物理引脚 IO10 映射为GPIOHS0machine.PWMPWM 输出模块控制 RGB LED 各颜色通道的亮度machine.TimerPWM 定时器模块为三路 RGB PWM 输出提供定时器通道time延时控制模块控制闪烁节奏、初始化等待和循环检测间隔实验中使用的 PIR 传感器和 RGB LED 模块如下。PIR 负责输入RGB LED 负责输出二者组合起来就能形成一个简单的人体移动感应反馈系统。根据代码和注释可知PIR 模块的 VCC 接 5VGND 接 GNDOUT 接 IO10。RGB LED 的红色通道接 IO6绿色通道接 IO7蓝色通道接 IO8。PIR 信号属于输入RGB LED 属于输出两者共同构成一个简单的人体移动感应反馈系统。物理引脚功能类型代码变量对应硬件说明IO10GPIOHS0 输入pir_sensorPIR OUT用于读取人体移动检测信号IO6PWM 输出rgb_redRGB LED Red用于控制红色通道亮度IO7PWM 输出rgb_greenRGB LED Green用于控制绿色通道亮度IO8PWM 输出rgb_blueRGB LED Blue用于控制蓝色通道亮度5V电源PIR VCCPIR 供电给 PIR 模块供电GND地线PIR GNDPIR 接地形成完整供电回路VCC / GNDRGB 供电参考无RGB LED根据模块类型连接供电和公共地IO10 在代码中被注册成GPIOHS0用于读取 PIR 传感器的高低电平。IO6、IO7、IO8 没有通过普通 GPIO 控制而是直接作为 PWM 输出引脚使用。PWM 可以理解成高速切换的电平控制方式占空比越高对应颜色通道越亮。RGB LED 通过三路不同亮度组合出白色、蓝色、黄色、红色和关闭状态。完成接线后的整体状态如下。运行程序后RGB LED 会在启动阶段短暂闪烁白色随后进入检测状态。没有检测到人体移动时保持蓝色检测到人体移动后切换为黄色并在状态变化时闪烁提示。实验现象正常表现异常提示程序启动RGB 灯短暂闪烁白色不闪烁时检查 RGB 接线、PWM 引脚和程序是否运行传感器稳定等待串口提示 PIR 模块需要等待稳定PIR 上电后短时间状态不稳定属于正常现象未检测到人体移动RGB 灯显示蓝色如果一直不是蓝色检查 PIR OUT 信号状态检测到人体移动RGB 灯切换为黄色如果人体经过无变化检查 PIR OUT 是否接到 IO10状态变化RGB 灯会先闪烁再保持对应颜色频繁闪烁可能与环境干扰或 PIR 输出抖动有关程序停止RGB 灯关闭如果强制断开程序灯可能停留在最后颜色状态软件代码本实验代码围绕 PIR 输入检测和 RGB 状态反馈展开。程序先定义 RGB 引脚、PIR 引脚和颜色常量再封装颜色转换、PWM 占空比计算、RGB 设置、闪烁提示和 PIR 读取函数。setup()完成硬件初始化loop()持续检测 PIR 状态并在人体移动状态发生变化时切换 RGB 灯光。软件环境作用检查重点CanMV IDE编辑、运行和调试 K210 程序能识别开发板串口并能运行基础print()测试CanMV / MaixPy 固件提供 GPIO、PWM、Timer 等模块固件环境需要支持当前代码中的maix.GPIO、machine.PWM和machine.TimerUSB 串口驱动让电脑识别开发板串口串口工具或 IDE 中能看到对应端口maix.GPIOGPIO 输入模块能读取 PIR OUT 的高低电平machine.PWMPWM 输出模块能控制 RGB LED 三路颜色亮度machine.TimerPWM 定时器模块能为三路 PWM 提供定时器通道time延时模块控制初始化等待、闪烁节奏和检测间隔#!/usr/bin/env python3# -*- coding: utf-8 -*- CanMV K210 / MaixPy PIR 人体热释电传感器实验 Demo 实验效果 1. 程序启动后 RGB 灯短暂显示白色表示系统初始化 2. PIR 未检测到人体移动时RGB 灯显示蓝色 3. PIR 检测到人体移动时RGB 灯显示黄色 4. 状态发生变化时RGB 灯会闪烁提示 5. 程序停止时自动关闭 RGB 灯 接线说明 PIR VCC - 5V PIR GND - GND PIR OUT - IO10 RGB LED Red - IO6 RGB LED Green - IO7 RGB LED Blue - IO8 importtimefrommaiximportGPIOfromfpioa_managerimportfmfrommachineimportPWM,Timer# # 硬件引脚配置# RGB_PINS{red:6,green:7,blue:8}PIR_PIN10# 如果使用的是共阳 RGB 模块改成 True# 如果使用的是共阴 RGB 模块保持 FalseRGB_COMMON_ANODEFalse# # 颜色配置# COLOR_OFF0x000000COLOR_BOOT0xFFFFFFCOLOR_IDLE0x0000FF# 蓝色无人状态COLOR_MOTION0xFFFF00# 黄色检测到人体移动COLOR_ERROR0xFF0000# 红色异常提示# # 全局硬件对象# pir_sensorNonergb_redNonergb_greenNonergb_blueNone# # 工具函数# defmap_value(x,in_min,in_max,out_min,out_max): 数值映射函数 将 0~255 的颜色亮度转换成 0~100 的 PWM 占空比 return(x-in_min)*(out_max-out_min)/(in_max-in_min)out_mindefto_duty(value): 将 0~255 的颜色值转换成 PWM 占空比 dutyround(map_value(value,0,255,0,100))ifRGB_COMMON_ANODE:duty100-dutyreturndutydefset_color(color): 设置 RGB LED 颜色 color 使用 16 进制颜色值例如 0xFF0000 表示红色 0x00FF00 表示绿色 0x0000FF 表示蓝色 0xFFFF00 表示黄色 red_value(color0xFF0000)16green_value(color0x00FF00)8blue_valuecolor0x0000FFrgb_red.duty(to_duty(red_value))rgb_green.duty(to_duty(green_value))rgb_blue.duty(to_duty(blue_value))defblink_color(color,times2,on_ms120,off_ms120): 闪烁指定颜色用于状态切换提示 for_inrange(times):set_color(color)time.sleep_ms(on_ms)set_color(COLOR_OFF)time.sleep_ms(off_ms)defread_pir(): 读取 PIR 人体热释电传感器状态 返回值 1 表示检测到人体移动 0 表示未检测到人体移动 returnpir_sensor.value()# # 初始化函数# defsetup():globalpir_sensorglobalrgb_red,rgb_green,rgb_blue# PIR 传感器输入引脚映射fm.register(PIR_PIN,fm.fpioa.GPIOHS0,forceTrue)pir_sensorGPIO(GPIO.GPIOHS0,GPIO.IN,GPIO.PULL_UP)# RGB LED PWM 定时器配置timer_redTimer(Timer.TIMER0,Timer.CHANNEL0,modeTimer.MODE_PWM)timer_greenTimer(Timer.TIMER0,Timer.CHANNEL1,modeTimer.MODE_PWM)timer_blueTimer(Timer.TIMER0,Timer.CHANNEL2,modeTimer.MODE_PWM)rgb_redPWM(timer_red,freq2000,duty0,pinRGB_PINS[red])rgb_greenPWM(timer_green,freq2000,duty0,pinRGB_PINS[green])rgb_bluePWM(timer_blue,freq2000,duty0,pinRGB_PINS[blue])set_color(COLOR_OFF)print(PIR 人体热释电实验启动)print(PIR 模块上电后需要短暂稳定等待 3 秒)blink_color(COLOR_BOOT,times3,on_ms120,off_ms120)time.sleep_ms(3000)print(初始化完成开始检测人体移动)# # 主循环# defloop():last_state-1whileTrue:current_stateread_pir()ifcurrent_state!last_state:ifcurrent_state1:print(检测到人体移动切换为警戒提示状态)blink_color(COLOR_MOTION,times3,on_ms100,off_ms100)set_color(COLOR_MOTION)else:print(未检测到人体移动切换为待机状态)blink_color(COLOR_IDLE,times2,on_ms100,off_ms100)set_color(COLOR_IDLE)last_statecurrent_state time.sleep_ms(200)# # 程序入口# if__name____main__:try:setup()loop()exceptKeyboardInterrupt:set_color(COLOR_OFF)print(程序已停止RGB LED 已关闭)这段代码可以分成硬件参数配置、颜色参数配置、工具函数封装、初始化函数、主循环和退出处理几个部分。RGB_PINS用字典保存三路 RGB 引脚后续创建 PWM 对象时通过red、green、blue读取对应引脚编号。这样的写法比把数字散落在代码中更容易维护后续更换接线时只需要修改字典中的引脚值。PIR_PIN 10表示 PIR 信号线连接在 IO10。setup()中通过fm.register(PIR_PIN, fm.fpioa.GPIOHS0, forceTrue)把 IO10 映射为GPIOHS0再通过GPIO(GPIO.GPIOHS0, GPIO.IN, GPIO.PULL_UP)创建输入对象。PIR 模块本身输出高低电平程序只需要调用pir_sensor.value()读取当前状态即可。RGB LED 的颜色控制由set_color()完成。代码接收一个 16 进制颜色值通过位运算拆出红、绿、蓝三个 0~255 的亮度值再转换成 0~100 的 PWM 占空比。比如0xFFFF00会被拆成红色 255、绿色 255、蓝色 0实际表现为黄色。RGB_COMMON_ANODE用于兼容共阳 RGB 模块如果颜色亮灭逻辑相反只需要把它改为True。函数名功能对应现象map_value()将一个数值从原范围映射到目标范围把 0~255 颜色亮度换算成 PWM 可用范围to_duty()将颜色通道值转换成 PWM 占空比控制 RGB 单个颜色通道亮度set_color()设置 RGB LED 颜色RGB 灯显示关闭、白色、蓝色、黄色等状态blink_color()让指定颜色闪烁状态切换时产生明显灯光提示read_pir()读取 PIR 传感器电平判断是否检测到人体移动setup()初始化 PIR 输入和 RGB PWM 输出程序启动RGB 白色闪烁等待传感器稳定loop()持续检测 PIR 状态并切换灯光无人时蓝色有人移动时黄色KeyboardInterrupt处理捕获手动停止程序程序停止时关闭 RGB LED主循环中的last_state -1用于记录上一次 PIR 状态。程序每隔 200 毫秒读取一次current_state只有当前状态和上一次状态不同时才执行闪烁和颜色切换。这样的写法避免 RGB 灯在同一状态下反复闪烁也让状态变化更加清晰。PIR 检测到人体移动时程序打印提示信息RGB 灯黄色闪烁三次后保持黄色未检测到人体移动时RGB 灯蓝色闪烁两次后保持蓝色。扩展应用PIR 人体热释电传感器实验经常遇到初始化等待、误触发、颜色反相、灯不亮等问题。排查时可以从供电、信号线、引脚映射、RGB 模块类型和传感器稳定时间几个方向判断。问题现象可能原因处理思路程序启动后 PIR 状态不稳定PIR 模块上电后需要预热稳定保留代码中的time.sleep_ms(3000)必要时把等待时间适当加长RGB 灯颜色与预期相反RGB 模块可能是共阳类型将RGB_COMMON_ANODE False改成RGB_COMMON_ANODE TrueRGB 灯完全不亮RGB 三色引脚接线错误、PWM 引脚不匹配、供电异常核对 IO6、IO7、IO8 与 RGB Red、Green、Blue 的连接单独测试set_color(0xFF0000)等颜色PIR 一直显示检测到人体移动OUT 信号受环境干扰、传感器附近持续有人移动、模块灵敏度较高保持传感器前方无遮挡远离热源和强气流等待稳定后再观察PIR 一直没有触发PIR OUT 未接到 IO10、供电不正确、人体移动幅度不足核对 PIR VCC、GND、OUT 接线确认 IO10 映射到GPIOHS0在传感器前方进行明显移动状态变化时 RGB 频繁闪烁PIR 输出信号抖动或环境变化明显增加检测间隔或在loop()中加入更严格的状态确认逻辑程序停止后灯还亮没有通过键盘中断正常退出或异常未被捕获使用当前代码的KeyboardInterrupt方式退出必要时扩展通用异常处理并关闭 RGB只有一种颜色正常RGB 某一路接线错误或 PWM 通道异常分别测试红、绿、蓝三种颜色定位具体通道PIR 实验的价值不只是读取一个高低电平而是建立“环境变化触发程序响应”的硬件交互模式。PIR 传感器提供人体移动输入程序负责判断状态变化RGB LED 负责输出可见反馈。这个结构可以自然迁移到安防提醒、节能控制、无人值守设备、展厅互动和教学演示等场景中。更多应用可以围绕“检测到人体移动”和“未检测到人体移动”两个状态继续扩展。当前 Demo 使用 RGB 灯作为反馈后续也可以把状态变化连接到蜂鸣器、继电器、LCD、摄像头或网络消息模块。应用场景实现思路可扩展能力楼道感应灯PIR 检测到人体移动后切换为亮灯状态无人时进入待机状态后续可扩展继电器或大功率灯带控制桌面安防提醒人体移动触发黄色或红色提示灯用于表示有人靠近设备可扩展蜂鸣器或消息推送实现声光提醒无人值守设备唤醒无人时保持低功耗提示状态有人靠近时切换运行状态可扩展屏幕显示或摄像头识别形成完整交互流程展厅互动装置人体靠近时改变灯光颜色增强装置反馈感可扩展多组 RGB 灯效和动画切换教学演示实验使用 PIR 输入解释 GPIO 输入、状态判断和 PWM 输出可把传感器输入、条件分支和灯光反馈放在同一实验中讲解设备状态指示蓝色表示待机黄色表示检测到活动红色可预留给异常状态可扩展更多状态颜色和错误处理逻辑智能家居联动PIR 作为人体存在变化入口RGB LED 作为状态提示后续可扩展网络通信和远程控制从工程结构看当前代码已经具备较好的扩展基础。颜色常量集中管理RGB 引脚集中配置PIR 读取被封装成read_pir()状态变化逻辑集中在loop()中。新增状态时可以增加新的颜色常量更换 RGB 接线时只需要修改RGB_PINS接入更多反馈设备时可以在状态变化分支中加入新的函数调用。这样的结构比把所有控制代码写在一个循环里更清晰也更适合后续课程继续扩展。总结本实验通过 CanMV K210 / MaixPy 完成了 PIR 人体热释电传感器检测和 RGB LED 状态反馈核心能力包括 FPIOA 引脚映射、GPIO 输入读取、PWM 输出控制、Timer 定时器通道配置、RGB 颜色拆分、占空比映射、函数封装和状态变化判断。PIR 传感器把人体移动转换成电平信号程序读取电平后通过 RGB 灯显示不同状态形成了一条完整的硬件感知与反馈链路。这类实验很适合放在智能硬件入门阶段。GPIO 输入让程序能够感知外部环境PWM 输出让硬件反馈不再只有简单亮灭状态变量让系统只在变化时执行提示动作。后续课程可以在这个基础上继续扩展按键控制、蜂鸣器报警、LCD 状态显示、摄像头识别、传感器数据采集和网络消息推送。理解了“传感器输入、程序判断、硬件反馈”这条主线更多 AI 硬件交互项目都可以围绕同一套思路继续搭建。