CN104315723A - 热水器的体感控制设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及热水器领域，公开了一种热水器的体感控制设备，由依次连接的人体动作感应器、人体动作感应处理器和热水器控制器组成，人体动作感应处理器中预先存储了人体动作感应器前方预设距离范围内每个设定距离处每个控制手势的多个散斑图像；人体动作感应器捕捉用户手势的散斑图像，并将其发送给人体动作感应处理器；当用户手势的散斑图像与预存的某个控制手势散斑图像相对应时，人体动作感应处理器将用户手势的散斑图像处理成对应的热水器工作指令；热水器控制器再根据工作指令控制热水器的运行状态。与现有技术相比，用户的身体不用直接接触到热水器的控制面板即能够对热水器的运行状态进行精确地控制，避免了因直接接触而触电的危险。
Description
技术领域
本发明涉及热水器领域，特别涉及一种热水器的体感控制设备。
背景技术
现有热水器为了控制热水器的工作，通常会在控制面板上设置手动按键，而热水器通常被安装在浴室内，周围环境比较潮湿，面板上通常也会有水气，当用户手动触摸按键时，很有可能因控制面板上有水气导致触电；或者使用时间久了以后，控制面板老化也有可能会漏电；综上，手动直接触摸按键控制热水器的工作对用户的人身安全造成一定的威胁。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种热水器的体感控制设备，用户仅需对着人体动作感应器做预设的手势就可以对热水器的运行状态进行准确的控制，不需要人体直接接触控制面板，排除了因人体直接接触而触电的危险。
技术方案：本发明提供了一种热水器的体感控制设备，由依次连接的人体动作感应器、人体动作感应处理器和热水器控制器组成，其中，所述人体动作感应处理器中预先存储了所述人体动作感应器前方预设距离范围内每个设定距离处每个控制手势的多个散斑图像；所述人体动作感应器捕捉在所述预设距离范围内出现的用户手势的散斑图像，并将捕捉到的所述用户手势的散斑图像发送给人体动作感应处理器；所述人体动作感应处理器将接收到的所述用户手势的散斑图像与其预先存储的每个设定距离处每个控制手势的每个散斑图像进行比对，当所述用户手势的散斑图像与某个设定距离处某个控制手势的其中一个散斑图像相对应时，将所述用户手势的散斑图像处理成对应的热水器工作指令发送给热水器控制器；所述热水器控制器根据所述工作指令控制热水器的运行状态。
优选地，所述预设距离范围为50~80cm。
优选地，所述设定距离为所述预设距离范围内每隔1cm处。
优选地，在所述人体动作感应处理器中，预先存储了每个所述控制手势的31~153副散斑图像。
优选地，在所述人体动作感应处理器中，预先存储了在所述预设距离范围内每隔设定距离处每个所述控制手势的1~5副散斑图像。
进一步地，所述人体动作感应处理器将所述用户手势的散斑图像通过编码协议处理成所述工作指令后，再将所述工作指令采用通信协议发送给热水器控制器。
优选地，所述编码协议的编码中无引导码和结束码，用0.15毫秒低电平表示逻辑“0”，用0.3毫秒低电平表示逻辑“1”，接收到低电平时开始捕捉用户手势的散斑图像，超过0.5毫秒没接收到低电平结束捕捉用户手势的散斑图像。
优选地，所述编码协议的编码长度为2位，所述2位编码分别发送给热水器控制器的时间间隔为0.15毫秒，共发送5次。
优选地，所述编码协议中用逻辑00表示热水器的开关，用逻辑01表示热水器的水温升高，用逻辑10表示热水器的水温降低，用逻辑11表示热水器的模式切换。
优选地，所述编码协议中每个控制命令发送1比特，解释为整数，用数字1表示热水器的开关，对应的二进制代码为00000001；用数字2表示热水器的水温升高对应的二进制代码为00000010；用数字3表示热水器的水温降低，对应的二进制代码为00000011；用数字4表示热水器的模式切换，对应的二进制代码为00000100。
有益效果：当用户需要改变热水器的运行状态时，仅需对着本发明中的人体动作传感器做简单的事先预设好的手势就能够实现，身体不用直接接触到热水器的控制面板，避免了因直接接触而触电的危险；另外，由于本实施方式中人体动作感应处理器中存储有每个控制手势在人体动作感应器正前方预设距离范围内的多个设定距离处的散斑图像，这样就能够确保人体动作感应处理器对人体动作感应器捕捉到的不同距离的用户手势的散斑图像进行准确的辨别，以确保热水器控制器对热水器状态控制的准确性。
附图说明
图1为本发明中热水器的体感控制设备结构示意图；
图2为本发明中人体动作感应处理器中的编码图；
图3为本发明中的用户手势示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的介绍。
实施方式1：
本实施方式提供一种热水器的体感控制设备，由图1可见，该控制设备由依次连接的人体动作感应器1、人体动作感应处理器2和热水器控制器3组成，其中，人体动作感应处理器2中预先存储了人体动作感应器1正前方预设距离范围内每个设定距离处每个控制手势的多个散斑图像；在本实施方式中，是在人体动作感应器1正前方预设距离范围为50~80cm的范围内，每隔设定距离为1cm处存储每个控制手势的1~5副散斑图像，这样在50~80cm范围内，就可以存储每个控制手势的31~153副散斑图像。在存储好控制手势的散斑图像后，人体动作感应器1捕捉在50~80cm范围内出现的用户手势的散斑图像，并将捕捉到的用户手势的散斑图像发送给人体动作感应处理器2，然后人体动作感应处理器2将接收到的用户手势的散斑图像与其预先存储的散斑图像进行比对，当用户手势的散斑图像与某个设定距离处某个控制手势的其中一个散斑图像相对应时，将该用户手势的散斑图像处理成对应的热水器工作指令发送给热水器控制器3，热水器控制器3再根据上述工作指令控制热水器的运行状态。
由于本实施方式中人体动作感应处理器2中存储有每个控制手势在人体动作感应器正前方预设距离范围内的多个设定距离处的散斑图像，这样就能够确保人体动作感应处理器2对人体动作感应器1捕捉到的不同距离的用户手势的散斑图像进行准确的辨别，以确保热水器控制器3对热水器状态控制的准确性。
另外，本实施方式中还可以给人体动作感应器1连接一个具有景深功能的摄像头，这样人体动作感应器1就可以同时拍摄彩色图像和红外图像，捕捉到用户手势的动作，摄像头接收反射光线通过系统来识别人体手势。
实施方式2：
本实施方式为实施方式1的进一步改进，主要改进之处在于，本实施方式中，人体动作感应处理器2是将用户手势的散斑图像通过编码协议转换成工作指令并采用通信协议发送给热水器控制器3的，该编码协议的编码中无引导码和结束码，一般情况下，设定人体动作感应处理器2的初始状态为高电平，而当其接收到低电平时就开始捕捉用户手势的散斑图像，当其超过0.5毫秒没接收到低电平时，就结束捕捉用户手势的散斑图像。一般用0.15毫秒低电平表示逻辑“0”，用0.3毫秒低电平表示逻辑“1”。本实施方式中，编码的长度为2位，比如用逻辑00表示热水器的开关，用逻辑01表示热水器的水温升高，用逻辑10表示热水器的水温降低，用逻辑11表示热水器的模式切换；上述2位编码分别发送给热水器控制器3的时间间隔为0.15毫秒，如图2所示，为了避免捕捉到用户不是用于控制热水器的手势，本发明中将编码发送的次数设为5次，只有5次发送编码后热水器控制器3都能收到才会将用户手势作为控制热水器运行的有效的手势，当然发送次数也可以设置为5次以上或以下，次数越多，对用户手势的有效与否的判断越精确。
值得一提的是，上述通信协议可以为USB通信协议、串口通信协议、UART通信协议、SPI通信协议、CAN通信协议或IIC通信协议中的任意一种，优选串口通信协议。
本实施方式中，用户手势可以为任意的用户能够做到的手势，比如图3中的伸出五指4、伸出五指后握拳5、握拳后向上伸出拇指6、握拳后向下伸出拇指7或握拳后向上伸出食指和中指8，除图3中仅列举出这几种手势，其它用户容易做到的手势也可以，比如OK手势等等，此处不做赘述。不同用户手势对应热水器不同的运行状态，这些都是预先设置好的，比如说伸出五指4为连贯动作手势，该手势对应热水器电源的开或关，伸出五指后握拳5对应热水器出水或断水，握拳后向上伸出拇指6对应热水器出水温度的升高，握拳后向下伸出拇指7对应热水器出水温度降低，握拳后向上伸出食指和中指8对应热水器高、中、低档模式的切换等等。
本实施方式中的人体动作感应器1可以选择使用对人体动作感应比较敏感的重力传感器、陀螺仪、磁传感器、摄像头或红外线感应器，优选红外线感应器；对应地，人体动作感应处理器2可以为重力传感处理器、陀螺仪处理器、磁传感处理器、影像处理器或红外线传感信号处理器中的任意一种，优选红外线传感信号处理器。上述热水器控制器3是集成于热水器内部的。
使用本发明中的热水器的体感控制设备，用户仅需对着人体动作感应器1做预设的手势就可以对热水器的运行状态进行控制，不需要人体直接接触控制面板，排除了因人体直接接触而触电的危险，操作简便，安全可靠。
实施方式3：
本实施方式与实施方式2大致相同，主要区别在于：本实施方式中，编码协议中每个控制命令发送1比特，解释为整数，用数字1表示热水器的开关，对应的二进制代码为00000001；用数字2表示热水器的水温升高，对应的二进制代码为00000010；用数字3表示热水器的水温降低，对应的二进制代码为00000011；用数字4表示热水器的模式切换，对应的二进制代码为00000100。另外，本实施方式中人体动作感应处理器2和热水器控制器3使用了TTL (Transistor-Transistor Logic：晶体管-晶体管逻辑电路)串口中的三个，分别为：RX接收数据引脚、TX发送数据引脚和GND地线引脚，且人体动作感应处理器（2）和热水器控制器（3）波特率为9600。除此之外，实施方式1中涉及到的技术特征均可以应用到本实施方式中，此处不做赘述。下面以串口通信协议为例详细描述一下本实施方式的工作过程：
人体动作感应器1捕捉用户的开关动作手势的散斑图像后将其传输给人体动作感应处理器2，人体动作感应处理器2采用串口通信协议把开关的二进制代码00000001发送给热水器控制器3，热水器控制器3作出相应动作使热水器工作起来；当水温低时用户作出升温手势，人体动作感应器1捕捉到该升温手势的散斑图像后将其传输给人体动作感应处理器2，人体动作感应处理器2采用串口通信协议把升温的二进制代码00000010发送给热水器控制器3，热水器控制器3作出相应动作使热水器温度上升；反之，若水温太高时用户作出降温手势，人体动作感应器1捕捉到降温手势的散斑图像后将其传输给人体动作感应处理器2，人体动作感应处理器2采用串口通信协议把降温的二进制代码00000011发送给热水器控制器3，热水器控制器3作出相应动作使热水器温度降下来；同样地，如果热水器的工作模式不对，用户也可以做出切换模式的手势，人体动作感应器1捕捉到该切换模式的手势的散斑图像后将其传输给人体动作感应处理器2，人体动作感应处理器2采用串口通信协议把切换模式的二进制代码00000100发送给热水器控制器3，热水器控制器3作出相应动作更换热水器工作模式。
上述各实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种热水器的体感控制设备，其特征在于，由依次连接的人体动作感应器（1）、人体动作感应处理器（2）和热水器控制器（3）组成，其中，所述人体动作感应处理器（2）中预先存储了所述人体动作感应器（1）前方预设距离范围内每个设定距离处每个控制手势的多个散斑图像；
所述人体动作感应器（1）捕捉在所述预设距离范围内出现的用户手势的散斑图像，并将捕捉到的所述用户手势的散斑图像发送给人体动作感应处理器（2）；所述人体动作感应处理器（2）将接收到的所述用户手势的散斑图像与其预先存储的每个设定距离处每个控制手势的每个散斑图像进行比对，当所述用户手势的散斑图像与某个设定距离处某个控制手势的其中一个散斑图像相对应时，将所述用户手势的散斑图像处理成对应的热水器工作指令发送给热水器控制器（3）；所述热水器控制器（3）根据所述工作指令控制热水器的运行状态。
2.根据权利要求1所述的热水器的体感控制设备，其特征在于，所述预设距离范围为50~80cm。
3.根据权利要求2所述的热水器的体感控制设备，其特征在于，所述设定距离为所述预设距离范围内每隔1cm处。
4.根据权利要求1~3中任一项中所述的热水器的体感控制设备，其特征在于，在所述人体动作感应处理器（2）中，预先存储了每个所述控制手势的31~153副散斑图像。
5.根据权利要求1~3中任一项中所述的热水器的体感控制设备，其特征在于，在所述人体动作感应处理器（2）中，预先存储了在所述预设距离范围内每隔设定距离处每个所述控制手势的1~5副散斑图像。
6.根据权利要求1所述的热水器的体感控制设备，其特征在于，所述人体动作感应处理器（2）将所述用户手势的散斑图像通过编码协议处理成所述工作指令后，再将所述工作指令采用通信协议发送给热水器控制器（3）。
7.根据权利要求6所述的热水器的体感控制设备，其特征在于，所述编码协议的编码中无引导码和结束码，用0.15毫秒低电平表示逻辑“0”，用0.3毫秒低电平表示逻辑“1”，接收到低电平时开始捕捉用户手势的散斑图像，超过0.5毫秒没接收到低电平结束捕捉用户手势的散斑图像。
8.根据权利要求7所述的热水器的体感控制设备，其特征在于，所述编码协议的编码长度为2位，所述2位编码分别发送给热水器控制器的时间间隔为0.15毫秒，共发送5次。
9.根据权利要求7所述的热水器的体感控制设备，其特征在于，所述编码协议中用逻辑00表示热水器的开关，用逻辑01表示热水器的水温升高，用逻辑10表示热水器的水温降低，用逻辑11表示热水器的模式切换。
10.根据权利要求6所述的热水器的体感控制设备，其特征在于，所述编码协议中每个控制命令发送1比特，解释为整数，用数字1表示热水器的开关，对应的二进制代码为00000001；用数字2表示热水器的水温升高，对应的二进制代码为00000010；用数字3表示热水器的水温降低，对应的二进制代码为00000011；用数字4表示热水器的模式切换，对应的二进制代码为00000100。
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