发明内容
为了使被动式红外传感器应用于对检测区域内是否存在检测目标的判断中,本发明实施例提供了一种红外检测方法,包括:
接收到第一被动式红外传感设备触发生成的第一触发信号;
发送第二定时器启动指示,启动所述第二定时器;
在所述第二定时器计时过程中,等待接收第二触发信号,所述第二触发信号由第二传感设备触发生成;
如果在所述第二定时器计时过程中,接收到所述第二触发信号,则检测结果为,所述检测区域内存在检测目标。
较优的,所述启动第二定时器之前,所述方法进一步包含:
判断是否存在干扰源的影响;
如果存在所述干扰源的影响,发送第一定时器启动指示,启动第一定时器,并屏蔽所述干扰源的影响;
所述第一定时器计时达到满量程时,向所述第二定时器发送启动指示。
更优的,在所述第一定时器计时过程中,屏蔽所述第一定时器启动指示。
进一步的,所述第二传感设备触发生成第二触发信号具体为:由第二被动式红外传感设备触发生成,或者由第二被动式红外传感设备触发后,结合辅助判断设备的判断信号而生成,或者由所述辅助判断设备生成所述第二触发信号。
较优的,所述方法进一步包括:如果在所述第二定时器计时过程中,接收到所述第二触发信号,将所述第二定时器设置为满量程。
较优的,所述第二定时器的计时满量程时间为180秒~300秒之间的值。
较优的,所述第一被动式红外传感设备对检测区域的出入路径形成检测覆盖;所述第二传感设备,对所述检测区域形成检测覆盖。
本发明同时提供一种红外检测系统,包括:
第一被动式红外传感单元,用于受触发时生成第一触发信号,并发送定时器启动指示;
定时器单元,包含第二定时器,用于接收所述定时器启动指示,启动所述第二定时器;
第二传感单元,用于受触发时生成第二触发信号;
第二触发信号接收单元,用于在所述第二定时器计时过程中,等待接收所述第二传感单元发送的第二触发信号;
检测结果获得单元,用于在所述第二触发信号接收单元接收到所述第二触发信号时,得出检测结果为,所述检测区域内存在检测目标。
进一步的,所述定时器单元还包括:第一定时器、干扰源判断模块以及干扰源屏蔽模块;
所述干扰源判断模块,用于接收所述定时器启动指示后,判断是否存在干扰源,如果存在干扰源,通知干扰源屏蔽模块,并向所述第一定时器发送第一定时器启动指示;如果不存在干扰源,向所述第二定时器发送第二定时器启动指示;
所述干扰源屏蔽模块,用于接到所述干扰源判断单元的通知时,屏蔽所述干扰源;
所述第一定时器用于,接到所述第一定时器启动指示后,启动计时,并在计时达到满量程时,向所述第二定时器发送第二定时器启动指示。
进一步的,所述定时器单元进一步用于,在所述第一定时器的计时过程中,屏蔽向所述第一定时器发送的所述第一定时器启动指示。
较优的,所述第二传感单元包含第二被动式红外传感子单元和辅助判断子单元;所述第二传感单元具体用于,结合所述第二被动式红外传感子单元和辅助判断子单元产生的感应信号来决定生成第二触发信号。
较优的,所述第二触发信号接收单元进一步用于,接收到所述第二触发信号时,通知所述定时器单元;所述定时器单元进一步用于,当收到所述第二触发信号接收单元的通知时,将所述第二定时器设置为满量程。
较优的,所述第一被动式红外传感单元对检测区域的出入路径形成检测覆盖;所述第二传感单元对检测区域形成检测覆盖。
本发明实施例提供的红外检测系统和方法,能利用现有的被动式红外传感器,通过红外探头的设置,辅以辅助判断设备,结合定时器的触发条件和计时时长等内容,排除干扰源的影响,实现检测区域内是否存在检测目标的精确检测。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明实施例做进一步详细地说明。在此,本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
本发明提供一种红外检测方法的实施方式,如图1所示,包括如下步骤:
接到由第一被动式红外传感设备触发生成的第一触发信号;
发送第二定时器启动指示,启动上述第二定时器;
在上述第二定时器计时过程中,等待接收第二触发信号;
如果在上述第二定时器计时过程中,接收到上述第二触发信号,则检测结果为,上述检测区域内存在检测目标。
如果未能接收到上述第二触发信号,则检测结果为,上述检测区域内不存在检测目标。
为了实现用被动式红外进行精确检测,本发明提供的一具体实施例的应用场景如图2所示。检测区域是一个相对封闭的空间,比如一建筑物或建筑物内的一间房间,为了检测建筑物内是否有检测目标,比如人或其他可活动的热源体(下文的检测目标以人为例),从而在无人时关闭建筑物(或房间,下以建筑物为例)内的能耗设施,如电灯、空调等,或将能耗设施调整至低功耗状态,如将关闭部分照明设施、将制冷状态的空调调高温度等,在该建筑物的出入口设置第一被动式红外传感设备的探头N1,用来检测是否有人进出该建筑物。当建筑物具有两条或以上进出路径或两个或以上的出入口时,将所有路径或出入口处设置探头N1(常闭口可不设),位置在出入口的门里、门外或通道中,具体方位不做限制,只要保证合适的检测角度,使其能检测到人的进出即可。在使用灵敏度较低的被动式红外探头来检测是否有人进出建筑物时,为保证检测结果的准确性,可在各出入口设置两个或以上的N1,以互补的方式(即只要其中一个N1被触发,则视为有人的进出活动)输出第一触发信号。
在建筑物内设置第二被动式红外传感设备的探头N2,个数以能覆盖在建筑物内的人的活动区域为宜。如果第二被动式红外传感设备检测到建筑物内的人的活动时,会产生第二触发信号,表示建筑物内有人。更优的,加以辅助判断设备来对建筑物内是否存在人的活动进行判断,能弥补N2难以检测到的区域、难以检测到的人的细微活动、或以其他方式进行检测。辅助判断设备包括声音传感器,检测到人的通话;或与计算机的键盘、鼠标相连的探测设备,当敲击键盘或移动鼠标时,检测到人的计算机操作行为等。这些辅助判断设备检测到的人的行为,也会产生第二触发信号。或者,由于N2的灵敏度过高,或受热源如空调、暖气等设施的干扰容易误触发,那么结合辅助判断设备的检测结果,来输出第二触发信号。比如在接近空调出风口处的N2受到触发时,在一定时间段内(可用第三定时器实现)声音传感器检测到通话声音,或其他位置(如检测区接近上一个接近空调出风口处的N2)的一个N2也受到触发时,才输出第二触发信号。
在一个具体实施例中,N1检测到有人进出建筑物的行为,产生第一触发信号。接到第一触发信号后,向第二定时器发送启动指示,第二定时器T2接到启动指示则启动。在T2启动后的计时过程中,等待接收第二触发信号。如果在T2在计时过程中,即自启动至未达到计时满量程的时间段内,收到了第二触发信号,则检测结果为建筑物内有人。假设T2的计时满量程l2为300秒,即在这300秒的时间内,如果接到第二触发信号则表示建筑物内有人。建筑物内有人,则无需关闭耗能设备或将其调至低功耗状态。试验数据表明,T2的计时满量程l2优选为3~5分钟(即180~300秒),如果建筑物内有人,则在N1被触发后的3~5分钟内,N2或辅助判断设备已经能够判断出建筑物内的人的动作。
因设置第一被动式红外传感设备的目的只是检测有无人员的出入,通常情况下,一个出入口只需设置一个探头N1,所以第一触发信号只能标识有人的出入动作,而并不用作确定人的进出方向,即进入还是走出建筑物。如果第一触发信号因人进入建筑物的动作而触发,则接到第二触发信号时T2的满量程还未到达,得到建筑物内有人即检测目标的检测结果。如果第一触发信号因人离开建筑物的动作而触发,而建筑物内不再留有人,则T2的满量程l2时间段内不会有第二触发信号产生,检测结果为建筑物内无人,则关闭耗能设备或将其调至低功耗状态。如果第一触发信号因人离开建筑物的动作而触发,而建筑物内仍留有其他人,则T2的满量程l2时间段内会接到留下来的人触发的第二触发信号,检测结果为建筑物内有人,则无需关闭耗能设备或将其调至低功耗状态。
如果第一触发信号因有人接近建筑物的出入口而后离开而触发,或者N1被误触发,则由接到第一触发信号之后的l2时间段内是否收到第二触发信号,来最终确定屋内是否有人。所以,即使出现第一被动式红外传感设备的误判,由于有第二被动式红外传感设备,或者辅有辅助判断设备来对建筑物内是否有人进行判断,用被动式红外传感设备来实现对建筑物内是否有人作较为精确的判断。
当建筑物内有人时,由于人的各种活动,N2会不断被触发而产生第二触发信号,而只在N1被触发使得T2被启动后,第二触发信号才会被用作上述检验,即通过N1来屏蔽N2或辅助判断设备产生的部分第二触发信号。
上述实施例中,在T2计时到达满量程之前,等待接收第二触发信号,如果T2计时已达满量程,则直接过滤(或忽略)N2、辅助判断设备或其结合而产生的部分第二触发信号。在另一个实施例中,在T2计时达到满量程之后,仍继续等待接收第二触发信号,只是因T2计时已满,第二触发信号被忽略。这两种实施例中,待下一次接到第一触发信号,T2被启动之后,满量程的T2重新开始计时。
由于被动式红外传感设备容易受热源的干扰,本发明提供一较佳实施例,来减少被动式红外传感设备受热源的干扰。在接到第一触发信号之后暂不启动第二定时器T2,而是先启动第一定时器T1,在T1计时达到满量程之后,再向T2发送启动指示。T1的计时满量程l1相较T2的计时满量程要缩短许多,比如10秒(推荐为5~10秒之间)。在T1计时的时间段内(即0~l1),关闭可能干扰第二被动式红外传感设备产生第二触发信号的热源设备,比如正在运行中的空调设备,来屏蔽空调设备对检测结果的影响。第一触发信号产生后,经过l1时间段的延迟或等待,屏蔽了热源设备干扰的影响,之后再启动T2,此时在l2时间段内接到的第二触发信号,则更为准确的标识了建筑物内有人的检测结果。在获得建筑物内有人的检测结果之后,再次开启前述关闭的干扰源设备。如果可能的干扰源设备处于关闭状态,那么只需等待T1计时到达计时满量程l1之后启动T2。由于l1的时间相对l2而言较短,所以总体上不会影响正确的检测结果的获得时间。而如果l2时间段内仍无第二触发信号,则除了T1计时时关闭的干扰源之外的其它能耗设备,如照明设备等也将被关闭,屋内计算机、打印机、扫描仪等耗能器材也可被设置为休眠状态。
在图3所示的更进一步的实施例中,在接到第一触发信号后,先判断是否存在干扰源的影响,比如检测空调设备是否打开,如果未打开,则可无需启动T1而直接启动T2;如果空调处于开启状态,在启动T2之前,减小该干扰源的影响。比如在T1计时过程中关闭空调或使空调进入休眠状态,T1到达计时满量程l1之后,再启动T2;或者启动T1的同时关闭空调或使空调进入休眠状态,经过l1时间段之后,再启动T2。直到做出建筑物内有人的检测结果时,再开启空调或恢复空调的工作状态。
上文已提到,本发明实施例是通过N1来屏蔽N2或辅助判断设备产生的部分第二触发信号,上面的实施例,则是通过N1以及T1来屏蔽部分第二触发信号,因为在T2的计时过程中第二触发信号才会被用作检测结果的判断基础。在一个较优的实施例中,当在T2的计时满量程时间段内接到第二触发信号时,将T2直接设置为计时满量程,即T2无需继续计时至满量程l2。比如l2为200秒,当T2计时到50秒时接到第二触发信号,则将T2设置为计时200秒。根据N1被触发后的50秒(或者再加上l1时间段)后接到的第二触发信号,即可得到建筑物内有人的检测结果,所以,即使此后再有第二触发信号,由于N1未被再次触发即未有第一触发信号,建筑物内并无人离开,所以检测结果也不会改变。所以,对再经过50秒时接到的第二触发信号(此时T2已被设置为满量程)无需再次做出检测结果。
在一种N1频繁被触发的应用场景,比如建筑物某出入口有人频繁进出,T2被频繁启动而从零开始计时,T2到达l2的时间会被一再拖后,而T2在到达l2之前会一直保持接收第二触发信号的状态,同样的检测结果会反复出现,增加了执行器件不必要的能耗。所以在一较优的实施例中,在T2的计时过程中,即自T2开始计时,至T2达到满量程的时间段内(可以为计时到达或如上例中被设置满量程),第二定时器不会再次启动。T2只要在计时过程中,即使启动指示,无论是T1计时达满量程之后对T2的启动指示,还是不设置T1或不启动T1,而由N1的第一触发信号引起的对T2的启动指示,也不会再次从零开始计时;或者在T2的计时过程中,T2的启动指示被屏蔽掉。即只要在第二定时器的计时过程中,就不会受到第一被动式红外传感设备发送的触发信号的影响。这样可以避免由于第一被动式红外传感设备短时间内被多次触发,导致第二定时器在计时过程中多次回到计时起点,而达不到计时满量程的计时状态,第二触发信号一直不被屏蔽的现象。
在T1进行计时的实施例中,若N1频繁被触发的间隔小于l1,则多个第一触发信号都不能导致T2被启动,第二触发信号一直被屏蔽,从而无法得出正确的检测结果。所以,在较优的一实施例中,在T1的计时过程中,不会因N1的触发信号而再次启动。这里可以是,在T1计时过程中屏蔽了N1的触发信号的影响。一应用场景中,一间办公室在上班时间段,由于人员频繁进入,N1每隔几秒可能就会被触发一次,在t0时刻收到N1触发引起的第一触发信号后,T1开始计时,由于T1的计时满量程是10秒,t0经过5秒后,N1被触发而引起了了另一触发信号,使得T1再次被启动而清零。所以T2收到启动指示的时间,可能由于N1的频繁触发而拖延,使T2一直未处于计时状态,所以第二触发信号会被一直屏蔽着,即使办公室已经进入多个人,N2也已经被触发多次,一直无法得出办公室内有人的检测结果。而本实施例中,由于T1在t0+5s的时刻处于计时状态,在t0+5s的时刻N1发送的触发信号,不会导致T1再次启动而重新回到计时开始状态,这样,在t0+10s的时刻即可发送对T2的启动信号。所以本例可以避免由于第一被动式红外传感设备短时间内被多次触发,导致第二定时器长时间处于未开始计时的状态,无法得出正确的检测结果的问题。
本发明还提供了一种红外检测系统的实施例,如图4所示。
检测区域为建筑物,为了检测建筑物内是否有人(即检测目标,因人的活动使得被动式红外传感器能感知热源的存在),图4中给出的红外检测系统包含如下单元:
第一被动式红外传感单元,设置在上述检测区域的出入口,用于受触发后生成第一触发信号,并发送定时器启动指示;
定时器单元,包含第二定时器(图4中未示出),用于接收上述定时器启动指示,启动上述第二定时器;
第二传感单元,用于受触发后生成第二触发信号;
第二触发信号接收单元,用于在上述第二定时器计时过程中,等待接收上述第二传感单元发送的第二触发信号;
检测结果获得单元,用于在第二触发信号接收单元接收到上述第二触发信号时,得出检测结果为,上述检测区域内存在检测目标。
上述第一被动式红外传感单元的红外探头N1的检测范围,要覆盖检测区域的出入口,N1的数量不限,但应设置在各出入口,使得人员进入或走出检测区域时N1被触发而产生触发信号。
上述第二触发信号接收单元,与第二定时器T2相连,只在第二定时器T2启动计时,至计时满量程的时间段内,才接收第二传感单元发送的第二触发信号。由于建筑物内有人时,第二传感单元可能随时产生第二触发信号,可用开关电路来实现屏蔽部分第二触发信号,使得第二触发信号接收单元只接收部分第二触发信号,即在第二定时器T2计时过程中,上述第二触发信号接收单元与第二传感单元之间才会连通。
第二传感单元包含第二被动式红外传感子单元,第二被动式红外传感子单元的红外探头N2可以有多个,只要能使第二被动式红外传感子单元的检测范围覆盖了检测区域即建筑物内人员即检测目标可以活动的全部范围即可。第二传感单元也可以同时包含辅助判断子单元。辅助判断子单元包括声音传感器,检测到人的通话;或与计算机的键盘、鼠标相连的探测设备,当敲击键盘或移动鼠标时,检测到人的计算机操作行为等。辅助判断子单元检测到的人的行为,也会产生第二触发信号。或者,由于N2的灵敏度过高,或受热源如空调、暖气等设施的干扰容易误触发,那么结合辅助判断子单元的检测结果,来输出第二触发信号。比如在接近空调出风口处的N2受到触发时,在一定时间段内(可用第三定时器实现)声音传感器检测到通话声音,或其他位置(如检测范围接近上一个N2)的一个N2也受到触发时,才输出第二触发信号。
上述红外系统的工作方式大致为,人员进入建筑物时,N1被触发,因进入建筑物内造成了热源的活动,N2随即也被触发,所以T2在启动计时之后,N2很快会被触发(或者结合上述辅助判断子单元来判断建筑物内是否有人),即T2的计时过程中第二触发信号接收单元会接收到第二触发信号,检测结果为有人。而人员离开建筑物时也会触发N1,这时T2在启动计时至计时到达满量程的时间段内,如果第二触发信号接收单元没有接收到第二触发信号,则持续的l2时间段内建筑物内没有人的活动,即建筑物内的人员已经全部离开,检测结果为无人。经试验验证,第二定时器T2的计时满量程l2为3~5分钟为宜,即l2时间段已经足够检测是否有人在建筑物内活动。
在另一如图5所示的实施例中,定时器单元还包括第一定时器和干扰源屏蔽模块;
定时器单元具体用于,在接到上述实施例中的定时器启动指示时,启动上述第一定时器,并当上述第一计时器达到满量程时,启动上述第二定时器;而且,在第一计时器达计时满量程之前,使得干扰源屏蔽模块屏蔽可能的干扰源。
第一定时器的计时满量程时间l1相较第二定时器的计时满量程l2而言要短的多,经试验验证,较佳为5~10秒钟。即与上述实施例相比,第二触发信号接收模块需滞后l1时间段才会接收第二触发信号,这是为了屏蔽可能的干扰热源的影响。如果此时存在干扰热源的影响,干扰源屏蔽模块关闭干扰第二被动式红外传感设备产生第二触发信号的热源设备,比如正在运行中的空调设备,来消除(或减少)空调设备对检测结果的影响。如果此时不存在干扰热源影响,推迟的l1时间段也不会给检测结果带来不准确的影响。
更优的,定时器单元还包括干扰源判断模块。干扰源判断模块用于接收上述定时器启动指示后,判断是否存在干扰源,如果存在干扰源,通知干扰源屏蔽模块,并启动第一定时器T1,直至T1计时达满量程之后再启动T2;如果不存在干扰源,直接启动T2。干扰源屏蔽模块用于接到干扰源判断单元的通知时,屏蔽干扰源。即如果有工作状态的空调,即关闭空调或将空调置于休眠状态。如果在T2的计时过程中接收到第二触发信号,检测结果获得单元得出建筑物内有人的检测结果,再次开启空调或将休眠中的空调恢复为此前的工作状态。
在另一个红外检测系统的实施例中,第二触发信号接收单元进一步用于,接收到第二触发信号时,通知定时器单元;定时器单元进一步用于,当收到第二触发信号接收单元的通知时,将第二定时器设置为满量程。将计时过程中的T2设置为满量程,是关闭了第二触发信号接收单元接收开关,使得第二触发信号接收单元在接收到第二触发信号(T2被设置为满量程)之后,不必再接收第二触发信号,因为即使再接收第二触发信号,检测结果也维持不变。
在另一个红外检测系统的实施例中,定时器单元进一步用于,在第一定时器的计时过程中,不会被再次启动。这是为了避免N1被频繁触发后,导致T1在计时满量程到来之前再次被启动而归零,最后导致T2一直未能被启动,使得第二触发信号未能及时传输至第二触发信号接收单元,而检测结果在这段时间之内一直保持为建筑物内无人。当T1经第一触发信号启动后,即使再接收到来自N1的触发信号,定时器单元也不会使得T1被再次启动而清零,使得T1能不受干扰的计时至满量程,从而使T2不会过于延迟启动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。