CN101435869A - 距离检测感应装置的功耗节省方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能卫浴产品中使用的距离检测感应装置的功耗节省方法，其中距离检测感应装置包括的红外光发射装置设有两个强度的红外光发射模式。距离检测感应装置根据其红外光接收装置接收到的反射回的红外光信号强度与其内设定的预设值的比较结果，来确定其红外光发射装置下次发射红外光时所采用的发射强度。如此，通过切换不同发射强度模式，使其在无人使用情况下，使用强度较弱的发射模式，从而可有效的降低距离检测感应装置使用时的功耗。

Description

距离检测感应装置的功耗节省方法

【技术领域】

本发明涉及一种距离检测感应装置的功耗节省方法，特别地，涉及于智能卫浴产品领域中使用的距离感应装置的功耗节省方法。

【背景技术】

在智能卫浴产品领域中，红外感应器已经广泛应用于自动水龙头、自动冲水小便斗、抽水马桶冲洗设备、喷射热水的马桶坐圈、手干燥器和装有热风风扇的抽水马桶等产品中。

由于传统的智能卫浴产品中使用的红外感应器大部分采用主动式红外感应方式，即红外发射器发射一定波长的红外光，经人体反射后，通过红外接收器接收后，判断该反射信号强度，来实现自动感应判断。然而，一些对红外光反射率低的物质(如黑色衣服、头发等)，很难实现自动感应判断。红外发射器的红外光经过该等物质反射后，只有极少数的红外光线被红外接收器接收。由于反射信号的强度不够，则会导致感应器无法判断是否有目标物存在，进而导致感应失灵。

为了解决上述传统红外感应卫浴产品感应失灵的问题，距离检测感应装置(position sensitive detector，以下简称PSD装置)就被引入到了卫浴自动化领域内。PSD装置通过检测待测体的距离是否位于预先设定的范围，来控制其所在的卫浴产品是否进行出水、冲水等操作。由于PSD装置是通过判断目标物与其自身的距离来实现自动感应的功能，而不是通过判断发射信号的强度，从而可有效解决传统红外感应所存在的“因反射信号的强度不够而导致感应失灵”的缺陷。

目前，智能卫浴产品中所使用的PSD装置通常都是使用电池供电。由于PSD装置工作原理的因素，使得其功耗通常大于普通的红外传感器，其中原因主要是以下两个方面：

1.为提高PSD装置对弱反射物体感应信号的强度，往往使用比普通红外感应器大的发射电流来采集信号，这导致发射功耗增加；

2.为提高PSD产品对弱反射物体距离检测的精度，往往使用单位时间内多次采集信号求平均值的方式来提高精度。

因此，由于电池使用寿命的原因，为了减少由于电池耗尽以及频繁更换电池而造成的不便，需要尽可能地降低智能卫浴产品使用的PSD装置的功耗以延长其电池的使用寿命，使其可以更广泛的应用。

因此，业界也急需一种用于降低PSD装置功耗的方法。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可用于降低智能卫浴产品所使用的距离检测感应装置的功耗的方法，使得其可在现有电池供电条件下，工作时间更加长久。

本发明所要解决的技术问题，可以通过以下技术方案实现：

一种距离检测感应装置的功耗节省方法，其中所述距离检测感应装置包括有红外光发射装置以及红外光接收装置。所述红外光发射装置设有至少两个强度的红外光发射模式：第一、第二红外发射强度模式，其包括有以下步骤：

所述红外光发射装置以较强的第一红外光发射强度模式发射红外光；

所述红外光接收装置接收反射回的红外光；

设定第一预设值，并计算出所述红外光接收装置测定接收到的红外光信号强度与该第一预设值比较；

当所述接收到的信号强度大于第一预设值时，则所述红外光发射装置在下一次发射红外光时，转换为较弱的所述第二红外光发射强度模式发射红外光。

进一步地，还设有第二预设值，当接收到的红外光信号强度小于第二预设值时，则所述红外光发射装置在下一次发射红外光时，转换为所述第一发射强度模式发射红外光。

进一步地，其中所述红外光接收装置根据接收到的反射回的红外光信号计算输出两个电压值来反应信号强度；进行发射强度模式切换时，所述第一、第二预设值与两电压值其中之一进行比较判断。

进一步地，还设有第七预设值，当在第一红外光发射强度模式发射红外光时，接收到的反射回的红外光信号输出的电压值小于该第七预设值时，根据输出的两个电压值来计算反射物体的距离。

进一步地，所述第七预设值与第二预设值相同。

进一步地，还设有预设距离值；根据接收到的红外光信号的强度输出的两个电压值来计算出反射物体的实际距离值；将此距离值与预设距离值进行比较，若符合预设距离值范围，则所述红外光发射装置会在下一次发射红外光时，连续发射2次或多次，通过求取接收到的反射信号强度的平均值来确定红外光反射物体的距离。

进一步地，所述预设距离值范围为30～90厘米。

本发明所要解决的技术问题，还可以通过以下技术方案实现：

一种距离检测感应装置的功耗节省方法，其中所述距离检测感应装置包括有红外光发射装置以及红外光接收装置。所述红外光发射装置具有四种强度的红外光发射模式，由强到弱分别为：第一、第二、第三、第四红外发射强度模式，其包括有以下步骤：

所述红外光发射装置以较强的第一红外光发射强度模式发射红外光；

所述红外光接收装置接收反射回的红外光；

设定第一、第二、第三、第四预设值，当在第一红外光发射强度模式发射红外光时，红外光接收装置接收到的红外光强度大于第一预设值，则切换到第二红外光发射强度模式；当在第二红外光发射强度模式下发射红外光时，红外光强度大于第三预设值时，则切换到第三红外光发射强度模式；以及当在第三红外光发射强度模式发射红外光时，红外光强度大于第四预设值时，则切换到第四红外光发射强度模式；

当在第二、第三、第四红外光发射强度模式下发射红外光时，当接收到的红外光强度分别小于该第二、第五、第六预设值时，则分别切换到上一较强的红外光发射强度模式。

进一步地，还设有第七预设值，当在第一红外光发射强度模式发射红外光时，接收到的反射回的红外光信号输出的电压值小于该第七预设值时，根据输出的两个电压值来计算反射物体的距离。

进一步地，还设有预设距离值；将根据接收到的反射回的红外光信号的强度输出的两个电压值计算出的反射物体的实际距离值与该预设距离值进行比较；若符合预设距离值范围，则所述红外光发射装置会在下一次发射红外光时，连续发射两次或多次，通过求取接收到的反射信号强度的平均值来确定红外光反射物体的距离。

进一步地，所述第二、第五、第六、第七预设值相同。

与现有技术相比，本发明通过分类不同状况，设置强弱不同的红外光发射强度模式，以此来控制PSD的发射功率，使PSD的功耗能满足应用要求而又不浪费。解决了现有PSD装置功耗过大和距离检测精度之间的矛盾，也就是将普通感应器的低功耗特性和PSD的高检测精度相结合，使感应器的性能得以提升的同时，又避免了功耗过大的问题。

【附图说明】

图1为本发明涉及的一个实施方式的流程图。

【实施方式】

PSD装置是一种对入射光位置敏感的光电器件，其包括有红外光发射装置以及红外光接收装置。红外光发射装置发射出的红外光遇到阻挡物反射回被红外光接收装置接收，接收过程即为反射回的发射光(入射光)照射到接收装置的感光面上。而当入射光照在感光面的不同位置时，会输出不同的电信号，通常是两个电压值(CH1，CH2)，然后根据两个电压值，利用三角测量原理，来测算反射物体的距离。PSD装置由于其精确测量距离的特点实现了智能卫浴产品中涉及的自动感应判断，例如，智能马桶的自动冲水，自动水龙头的自动出水，手干燥器的烘干功能等等。

在一种实施方式中，本发明涉及的用于智能卫浴产品中的PSD装置，其具有由强到弱的4种红外光发射模式，其中在本发明一优选的实施方式中，第一、第二、第三、第四强度模式下，电池供电电流分别为0.8安、0.8安、0.2安及0.2安，而每次红外光发射的持续时间分别为19微秒、11微秒、22微秒、5微秒。本发明通过不同发射强度模式的切换，来实现功耗节省的目的。诚然，上述提到的具体数值可以根据实际应用情况而定。

进一步的，本发明涉及使用的PSD装置的红外光接收装置还具有三个信号采集频率，分别是隔1秒、2秒以及6秒采集一次，通过不同信号采集频率的切换，还可以进一步的降低PSD装置的功耗，容后详述。

以下将结合具体实施方式对本发明涉及的节省智能卫浴产品所使用的PSD装置功耗的方法作进一步的说明。而在其他不同实施方式中，本发明涉及的节省智能卫浴产品的PSD装置功效的方法所适用的PSD装置，其具体的发射强度模式参数，以及各模式下电流数值、红外光发射时间、红外光信号采集频率等等参数，并不限于以上作为举例的PSD装置，其可以根据各自具体情况而改变。例如，其可以是包括2个发射强度模式、3个发射强度模式、5个发射强度模式、6个发射强度模式、7个发射强度模式等等。红外光信号采集频率可以是只有一个频率也可以是有多个不同频率，采集频率具体可以是，每隔1秒采集一次、每隔2秒采集一次、每隔3秒采集一次、每隔4秒采集一次、每隔5秒采集一次、每隔6秒采集一次、每隔7秒采集一次、每隔8秒采集一次、每隔10秒采集一次、每隔12秒采集一次、每隔15秒采集一次等等。相应的，红外光发射间隔时间也可以对应于相应的红外光信号采集模式，但不限于此。

在一个使用上述PSD装置进行本发明涉及的功耗节省方法的实施方式中，安装于智能卫浴产品上的PSD装置的红外光发射装置是以第一强度模式下发射出红外光，红外光接收装置接收反射回的红外光。当红外光接收装置根据接收到的红外光信号强度，而输出的两个电压值中的第二电压值CH2的值超过第一预设值时，则在下一次红外光发射时，将发射强度模式切换为第二强度模式。在这里说明的是：所述第一电压值CH1与第二电压值CH2是有区别的，可以根据需要选定采用哪个电压值进行判断。在本发明下面描述的实施方式中，采用第二电压值CH2这样的描述，只是为了描述方便。诚然，也可以采用第一电压值CH1进行描述。而相应的预设值也是根据相应的电压值进行设定。在本发明中，该第一预设值的范围在1000～2500毫伏之间为较理想的范围。在一优选的实施方式中，该第一预设值为1100毫伏。

当红外光发射装置以第二发射强度模式下发射出红外光时，若红外光接收装置根据接收到的反射回的红外光的信号强度而输出的电压值中的CH2的值小于第二预设值时，则在下一次发射时，将发射模式切换为第一强度模式。在本发明中，该第二预设值的范围在300～700毫伏范围内比较理想，在一优选的实施方式中，该第二预设值为500毫伏。而若输出的电压值中的CH2的值大于第三预设值时，则在下一次发射时，将发射模式切换为第三发射强度模式。在本发明一优选的实施方式中，该第三预设值为1970毫伏。

设定第五预设值，当红外光发射装置以第三发射强度模式下发射出红外光时，若红外光接收装置由接收到的反射回的红外光的信号强度而输出的电压值中的CH2的值小于第五预设值时，则在下一次发射时，将发射模式切换为第二发射强度模式；设定第四预设值，而若输出的电压值中的CH2的值大于第四预设值时，则在下一次发射时，将发射模式切换为第四发射强度模式。在本发明一优选的实施方式中，该第四预设值与第三预设值值相当。

设定第六预设值，当红外光发射装置以第四发射强度模式下发射出红外光时，若红外光接收装置由接收到的反射回的红外光的信号强度而输出的电压值中的CH2的值小于第六预设值时，则在下一次发射时，将发射模式切换为第三强度模式。

如上所述，对于强反射对象，例如，采集到的信号值大于设定值，例如信号值大于第三预设值，发射第一次信号得到反馈为强反射信号，于是降低发射电流也即采用弱发射以节省功耗。而对于弱反射对象，例如，采集到的信号值小于预设值，例如，信号值小于第一预设值，发射第一次信号得到的反馈为弱反射信号，则仍然采用高发射电流来发射信号，且提升发射频率到强发射模式。而由于不同的发射强度模式下，涉及的使用的功耗是不同的，因此，通过不同发射强度模式的切换，达到了节省功耗的目的。

而在其他实施方式中，对于以上涉及的预设的标准值500毫伏、1100毫伏和1970毫伏而言，其可以是根据具体情况自行设定的。具体在不同实施方式中，其可以是200毫伏、300毫伏、400毫伏、600毫伏、700毫伏、800毫伏、900毫伏、1000毫伏、1200毫伏、1300毫伏、1400毫伏、1500毫伏、1600毫伏、1700毫伏、1800毫伏、2000毫伏、2100毫伏、2200毫伏、2300毫伏、2400毫伏、2500毫伏等等。

进一步的，为了更进一步的节省PSD装置的功耗，对于无人使用的情况下，PSD装置的红外光接收装置的信号采集频率可以是不同于有人使用的情况下。例如，在有人使用时，其为每1秒采集一次。而对于无人使用时，其可以是每2秒采集一次，而无人使用情况持续一定时间后，例如1个小时，其在改为每6秒采集一次，进入休眠状态。而在其他实施方式中，不同信号采集模式涉及的时间可以是根据实际情况，自行更改，并不限于以上举例。

对于无人使用状态的判断，在一个实施方式中，其可以是如下操作。PSD装置在实际使用前，会被预先设置一个预设距离值。在实际应用中，根据其接收装置接收到的反射回的红外光的信号强度，而输出的两路电压值CH1、CH2，计算出一个实际距离值，对比实际距离值和预设距离值的大小，得到是否有人的感应信息。在无人使用时，PSD装置每隔两秒采集一次信号，发现采集到有人感应的信息就进入到间隔1秒采集1次的状态。当无人状态持续一定时间后，例如，0.5小时、1个小时、2个小时，则将红外采集时间间隔延长到6秒左右。且，每次发射中具体使用哪个等级的发射强度模式是根据对接收信号强度判断来实现的。进一步的，其红外光发射间隔时间是否对应于信号采集间隔时间，可根据实际情况自行设定，并不限定。

进一步的，当PSD装置发现得到的距离值符合有人感应条件，则变为每隔1秒采集一次，连续n次(不同实施方式中，n的具体数值可随具体需要而定)得到的距离值都符合有人感应条件，则进入感应状态。进一步的，进入感应状态后发现连续n次得到的距离值都不符合有人感应的条件，则退出使用状态。对于不同的智能卫浴产品，例如，自动水龙头、自动冲水小便斗等等，有人感应状态下的操作，可以是前出水、前冲水、后出水、后冲水等等。

进一步的，对于弱反射物体为了增加检测精度，本发明的又一个实施方式提供了一种采用多次采集信号求平均值的方法。

在一个实施方式中，当在最强红外光发射模式下，收集到的反射回的红外光的信号强度较弱且并小于一个第七预设值时，才会根据输出的两个电压值来计算反射物体的距离。该第七预设值的范围在200～700毫伏范围内为佳，在本发明一优选的实施方式中，该第七预设值为500毫伏。

进一步的，根据输出的两个电压值，计算得出反射物体的位置距离在预设的范围内，例如30-90厘米，这时，PSD装置会在下一次发射时，采用多次发射，求平均值的方式来检测反射物的距离。这样设置，可以使得判断的精度显著提高。

在本发明优选的实施方式中，该第五、第六、第七预设值与第二预设值的值相同。

通过信号强度以及距离值两个限定条件，来限制启动多次采集方案，这样，避免了若反射物体距离过近或过远时候使用多次采集的方案，既能保证采集精度又能合理的节省功耗。

综上所述，本发明涉及的强度模式切换实施方式以及多次连续发射求取品均值的实施方式结合在一起的实施流程，可参阅图1所示。

上面已经提到了本发明节省功耗的处理方法不一定采用四种发射强度模式。在另一优选的实施方式中，只选用强、弱两种发射模式，即第一、第二红外光发射强度模式。参照上述四种模式的实施方式，设定第一、第二预设值、第七预设值与距离预设值。当处于第一红外光发射强度模式下，若得到的电压值CH2大于第一预设值，则用第二发射强度模式发射红外光。若在第二发射强度模式下，得到的电压值CH2小于第二预设值，则用第一发射强度模式发射红外光。当在第一红外光发射强度模式下，电压值CH2小于第七预设值，则根据距离判定，选用连续两次或多次发射的方式。具体实施方式可参照上述四种强度发射模式，此处不再赘述。

与此类推，也可以设置三种红外发射强度模式或其他多种红外发射强度模式。

虽然上面已经揭示了本发明的具体实施方式，但是它们不是本发明范围的局限，熟知本技术领域的人员对以上所述具体实施的修改和变化也包含在本发明的范围之内。

Claims (11)

1.一种距离检测感应装置的功耗节省方法，其中所述距离检测感应装置包括有红外光发射装置以及红外光接收装置，所述红外光发射装置设有至少两个强度的红外光发射模式：第一、第二红外发射强度模式，其包括有以下步骤：

所述红外光发射装置以较强的第一红外光发射强度模式发射红外光；

所述红外光接收装置接收反射回的红外光；

设定第一预设值，并计算出所述红外光接收装置测定接收到的红外光信号强度与该第一预设值比较；

当所述接收到的信号强度大于第一预设值时，则所述红外光发射装置在下一次发射红外光时，转换为较弱的所述第二红外光发射强度模式发射红外光。

2.如权利要求1所述的距离检测感应装置的功耗节省方法，其特征在于：还设有第二预设值，当接收到的红外光信号强度小于第二预设值时，则所述红外光发射装置在下一次发射红外光时，转换为所述第一发射强度模式发射红外光。

3.如权利要求2所述的距离检测感应装置的功耗节省方法，其特征在于：其中根据接收到的反射回的红外光信号计算输出的两个电压值来反应信号强度；进行发射强度模式切换时，所述第一、第二预设值与两电压值其中之一进行比较判断。

4.如权利要求1至3项中任一项所述的距离检测感应装置的功耗节省方法，其特征在于：还设有第七预设值，当在第一红外光发射强度模式发射红外光时，接收到的反射回的红外光信号输出的电压值小于该第七预设值时，根据输出的两个电压值来计算反射物体的距离。

5.如权利要求4所述的距离检测感应装置的功耗节省方法，其特征在于：所述第七预设值与第二预设值相同。

6.如权利要求4所述的距离检测感应装置的功耗节省方法，其特征在于：还设有预设距离值；根据接收到的红外光信号的强度输出的两个电压值来计算出反射物体的实际距离值；将此距离值与预设距离值进行比较，若符合预设距离值范围，则所述红外光发射装置会在下一次发射红外光时，连续发射2次或多次，通过求取接收到的反射信号强度的平均值来确定红外光反射物体的距离。

7.如权利要求6所述的距离检测感应装置的功耗节省方法，其特征在于：所述预设距离值范围为30～90厘米。

8.一种距离检测感应装置的功耗节省方法，其中所述距离检测感应装置包括有红外光发射装置以及红外光接收装置，所述红外光发射装置具有四种强度的红外光发射模式，由强到弱分别为：第一、第二、第三、第四红外发射强度模式，其包括有以下步骤：

所述红外光发射装置以较强的第一红外光发射强度模式发射红外光；

所述红外光接收装置接收反射回的红外光；

设定第一、第二、第三、第四预设值，当在第一红外光发射强度模式发射红外光时，红外光接收装置接收到的红外光强度大于第一预设值，则切换到第二红外光发射强度模式；当在第二红外光发射强度模式下发射红外光时，红外光强度大于第三预设值时，则切换到第三红外光发射强度模式；以及当在第三红外光发射强度模式发射红外光时，红外光强度大于第四预设值时，则切换到第四红外光发射强度模式；

当在第二、第三、第四红外光发射强度模式下发射红外光时，当接收到的红外光强度分别小于该第二、第五、第六预设值时，则分别切换到上一较强的红外光发射强度模式。

9、如权利要求8所述的检测感应装置的功耗节省方法，其特征在于：还设有第七预设值，当在第一红外光发射强度模式发射红外光时，接收到的反射回的红外光信号输出的电压值小于该第七预设值时，根据输出的两个电压值来计算反射物体的距离。

10、如权利要求9所述的检测感应装置的功耗节省方法，其特征在于：还设有预设距离值；将根据接收到的反射回的红外光信号的强度输出的两个电压值计算出的反射物体的实际距离值与该预设距离值进行比较；若符合预设距离值范围，则所述红外光发射装置会在下一次发射红外光时，连续发射两次或多次，通过求取接收到的反射信号强度的平均值来确定红外光反射物体的距离。

11.如权利要求10所述的检测感应装置的功耗节省方法，其特征在于：所述第二、第五、第六、第七预设值相同。

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