CN104566591A - 一种吸油烟机的非接触式控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吸油烟机的非接触式控制方法。吸油烟机上安装有向外发射红外光的若干红外发射二极管和检测外界反射回来的红外光的若干红外接收感应器，若干红外发射二极管和若干红外接收感应器一一对应，所述方法包括步骤：S1.若干个红外发射二极管依次向外发出红外光，若干个红外接收传感器依次检测对应红外发射二极管发光时的红外光强度和对应红外发射二极管熄灭时的背景红外光强度；S2.根据各个红外接收感应器检测到的红外光强度实时识别控制手势；S3.根据控制手势生成控制指令控制吸油烟机。本发明避免操作人员直接触碰吸油烟机来达到控制的目的，实现非接触式控制，操作简单方便，操作卫生，可靠性好、能实现对吸油烟机的完整操作。
Description
技术领域
本发明涉及吸油烟机领域，更具体地，涉及一种吸油烟机的非接触式控制方法。
背景技术
目前，家用吸油烟机的控制大多数都是通过接触式的按键进行操作，如琴键开关、轻触式开关、电容触摸式开关等。当按键沾上油污后，再用手去操作会让人感觉很不舒服。当手上不干净时，出于卫生方面的考虑，要操作吸油烟机不太方便，例如包饺子的过程中手上沾有面粉时，想要临时操作一下吸油烟机，通常需要经过一个繁琐的过程（1）洗手（2）操作吸油烟机（3）洗手（4）继续包饺子。
采用非接触式的控制方式控制吸油烟机可以较好地解决上述问题，但现有的非接触式控制方案中均存在各自的不足，可实现性差。
现有的一种吸油烟机，通过热释电人体红外传感器检测吸油烟机周围是否有人存在，并通过微处理器根据检测结果控制照明灯和显示板的开/关。但是，其控制指令过于单一，不能实现对吸油烟机的完整操作，且当检测到有人存在时并不一定意味着有操作吸油烟机的需求，存在误操作的问题。
现有的另一种吸油烟机，设有朝向吸油烟机壳体外侧的红外发射探头和红外接收探头，红外发射探头和红外接收探头分别用于发射和接收信号，当使用者在其感应范围内挥动一下手臂时，红外接收探头接收到启动信号，并将该信号传送到开关控制面板，通过开关控制面板的控制启动吸油烟机。但是，由于只采用了一组红外发射探头和红外接收探头，同样存在控制指令过于单一的问题，不能实现对吸油烟机的完整操作。另外，红外接收探头通过透明板从机身内露出，容易受到从透明板照射进来的环境光线的干扰，需增加抗干扰措施。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷（不足），提供一种功耗低、使用方便的吸油烟机的非接触式控制方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种吸油烟机的非接触式控制方法，所述吸油烟机上安装有向外发射红外光的若干红外发射二极管和检测外界反射回来的红外光的若干红外接收感应器，若干红外发射二极管和若干红外接收感应器一一对应，所述方法包括如下步骤：
S1.若干个红外发射二极管依次向外发出红外光，若干个红外接收传感器依次检测对应红外发射二极管发光时的红外光强度和对应红外发射二极管熄灭时的背景红外光强度；
S2.根据各个红外接收感应器检测到的红外光强度实时识别控制手势；
S3.根据控制手势生成控制指令控制吸油烟机。
上述方案中，步骤S1的具体步骤为：
S11.若干个红外发射二极管中的一个红外发射二极管向外发射红外光；
S12.延时预定时间t31后该一个红外发射二极管对应的红外接收传感器检测红外光强度；
S13.熄灭该一个红外发射二极管；
S14.延时另一预定时间t41后该一个红外发射二极管对应的红外接收传感器检测熄灭后的红外光强度；
S15.判断是否所有红外发射二极管均点亮过一次，若是则执行步骤S2，否则循环执行步骤S11-S14至所有红外发射二极管轮流点亮一次。
上述方案中，所述控制手势包括：
从起始端红外接收传感器方向至结束端红外接收传感器方向挥动的第1手势。；
从结束端红外接收传感器方向至起始端红外接收传感器方向挥动的第2手势；
停留在起始端红外接收传感器处持续时间大于或等于Ta的第3手势；
停留在结束端红外接收传感器处持续时间大于或等于Ta是第4手势；
上述方案中，步骤S2的具体步骤为：
S21.判断是否所有红外接收传感器都检测不到目标且持续时间大于预设值To，若是进入S22，否则进入S27；
S22.判断是否所有红外接收传感器标志位为1且第1手势标志位为1，若是进入S25，否则进入S23；
S23.判断是否所有红外接收传感器标志位为1且第2手势标志位为1，若是进入S26，否则进入S24；
S24.将所有红外接收传感器标志位和手势标志位清0，结束手势识别；
S25.识别为第1手势，进入S24；
S26.识别为第2手势，进入S24；
S27：判断是否起始端红外接收传感器检测到目标且所有红外接收传感器标志位为0，若是进入S312，若否进入S308；
S308：判断是否结束端红外接收传感器检测到目标且所有红外接收传感器标志位为0，若是进入S213，若否进入S29；
S29.判断是否起始端和结束端以外的红外接收传感器检测到目标且第1手势标志位为1或第2手势标志位为1，若是进入S214，若否进入S210；
S210.判断是否起始端红外接收传感器检测到目标且持续时间等于预设值Ta，若是进入S215，否则进入S211；
S211.判断是否结束端红外接收传感器检测到目标且持续时间等于预设值Ta，若是进入S216，否则，结束手势识别；
S212.起始端红外接收传感器标志位和第1手势标志位置1，进入S28；
S213.结束端红外接收传感器标志位和第2手势标志位置1，进入S29；
S214.相应红外接收传感器标志位置1，进入S210；
S215.识别为第3手势；
S216 .识别为第4手势。
上述方案中，红外接收传感器检测到目标的具体步骤为：
红外接收传感器检测到对应的红外发射二极管发光时的红外光强度和对应的红外发射二极管熄灭后的红外光强度只差大于预设光强阈值时判断红外接收传感器检测到目标。
上述方案中，所述光强阈值THRESHHOLD的取值范围为：5≤THRESHHOLD≤50。
上述方案中，10ms≤To≤1000ms，10ms≤Ta≤5S。
上述方案中，0.5ms≤t31＜10ms，0.5ms≤t41＜10ms。
上述方案中，所述红外发射二极管和红外接收传感器的数量为N，2≤N≤10，且N为正整数。
上述方案中，所述吸油烟机上还安装有对外界反射回来的光线进行过滤的滤光片，外界反射回来的红外光先经滤光片过滤非红外光后再入射至红外接收传感器。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
（1）在本发明中，利用红外发射二极管和红外接收传感器来检测吸油烟机外部操作人员的控制手势，并根据控制手势生成对应的控制指令来控制吸油烟机，避免了操作人员直接触碰吸油烟机来达到控制的目的，从而实现非接触式控制，操作简单方便，操作卫生，可靠性好、能实现对吸油烟机的完整操作。
（2）在本发明中，利用滤光片对外界非红外光进行过滤，提高红外接收传感器对红外光检测的准确度，检测的抗干扰能力强。
（3）本发明中预设了四种控制手势，并能根据检测到的红外光强度来实时判断出所述四种控制手势，控制指令多样，能够实现对吸油烟机的多种控制操作。
（4）本发明中各个红外发射二极管和红外接收传感器均采用轮流工作的方式，一方面可以实现控制手势的准确识别，另一方面可以降低吸油烟机的功耗。
附图说明
图1为本发明一种吸油烟机的非接触式控制方法中所应用的非接触式控制吸油烟机结构示意图。
图2为图1沿A-A方向的剖视图；
图3为图1和图2中红外发射二极管和红外接收传感器排布示意图。
图4为本发明一种吸油烟机的非接触式控制方法具体实施例的流程图。
图5为本发明一种吸油烟机的非接触式控制方法具体实施例中红外光强度检测的流程图。
图6为本发明一种吸油烟机的非接触式控制方法具体实施例中手势识别的流程图。
图7为本发明一种吸油烟机的非接触式控制方法具体实施例中红外光发射与检测时序图。
图8为本发明一种吸油烟机的非接触式控制方法具体实施例中红外接收传感器输出值变化情况示意图。
其中1为机身，2为非接触式控制装置，111为照明灯，112为电机，211为起始端红外接收传感器，212为中间一红外接收传感器，213为中间另一红外接收传感器，214为结束端红外接收传感器，221为起始端红外发射二极管，222为中间一红外发射二极管，223为中间另一红外发射二极管，224为结束端红外发射二极管，23为滤光片，24为PCB基板。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本发明提供一种吸油烟机的非接触式控制方法，所述控制方法应用与吸油烟机中，所述吸油烟机可以采用如图1-3所示的结构实现。如图1-3所示，吸油烟机包括机身1和非接触式控制装置2，非接触式控制装置2安装于机身1的操作面，通过实时检测吸油烟机使用者是否做出有效的控制手势而控制吸油烟机执行相应的动作。非接触式控制装置2包括若干红外发射二极管、若干红外接收传感器、滤光片23和PCB基板24，红外发射二极管和红外接收传感器的数量为N，2≤N≤10，且N为正整数。在本实施例中红外发射二极管包括4个，221～224，红外接收传感器对应地包括4个，211～214，红外发射二极管（221～224）和红外接收传感器（211～214）固定在PCB基板24上，滤光片23覆盖在红外发射二极管（221～224）和红外接收传感器（211～214）上面，红外发射二极管（221～224）用于向外发射红外光，红外接收传感器（211～214）用于检测反射回来的红外光强度，滤光片23用于滤除红外光以外的其它光线。
其中，红外光指波长为850±100nm的红外光，红外发射二极管（221～224）指能发射波长为850±100nm红外光的红外发射二极管（221～224），红外接收传感器（211～214）指在波长为850±100nm强度明显不同的红外光照射下能产生明显不同输出值的红外接收传感器（211～214）。
在具体应用中，如图1～图3所示，由于红外发射二极管（221～224）的工作电流比较大，单管工作电流约100mA，若红外发射二极管（221～224）持续发光，功耗太大且对电子元器件寿命影响很大，需要尽量缩短发光时间。而且若所有红外发射二极管（221～224）同时工作，则每个红外接收传感器（211～214）都会受到其它组红外发射二极管（221～224）的影响且影响程度也不一致，为了消除这种组间干扰，每个红外接收传感器（211～214）检测红外光强度时，只允许对应的红外发射二极管（221～224）发光。
红外接收传感器（211～214）所检测到的红外光除了红外发射二极管（221～224）发射出去后被反射回来的红外光外，还含有红外光以外的其他光线，滤光片23可以滤除红外光以外的其它光线。
下面基于4个红外发射二极管（221～224）和4个红外接收传感器（221～224）来具体说明本发明的吸油烟机的非接触式控制方法。其中，为了方便说明，所述红外发射二极管（221～224）和红外接收传感器（211～214）的数量均为4，将每一个红外发射二极管（221～224）和一个对应的红外接收传感器（211～214）组成一组，共组成4组。如图4所示，所述方法具体包括如下步骤：
S101：系统初始化，将所有红外接收传感器（211～214）标志位、手势标志位以及用于存储红外光强度检测结果的数据缓存区清零，进入S102；
S102：各红外发射二极管（221～224）依次轮流地向外发射红外光，各红外发射二极管中同组的红外接收传感器（211～214）依次轮流地检测同组红外发射二极管（221～224）发光时的红外光强度和同组红外发射二极管（221～224）熄灭时的背景红外光强度；其中，检测到的数据可以通过该数据缓存区进行存储，具体地分别将各红外接收传感器（211～214）检测到红外光强度检测结果存储于相应的数据缓存区，进入S103；
其中，红外光强度为红外接收传感器输出电压值经模数转换后的数字量，其取值范围为[0，255]；
S103：根据各个红外接收感应器检测到的红外光强度实时地识别控制手势,进入S104；
S104：识别时，判断是否识别出控制手势，若是进入S105，若否返回S102；
S105：根据识别出的控制手势生成相应的控制指令控制吸油烟机完成相应的动作，返回S102；
在具体实施过程中，如图5所示，步骤S102的具体步骤包括：
S201：将红外发射二极管（221～224）和对应的红外接收传感器组成组后形成的组序号n初始化为0，进入S202；
S202：当前组中的红外发射二极管发射红外光，进入S203；
S203：延时t31，进入S204；其中0.5ms≤t31＜10ms，在此实施例中优选t31=1ms；
S204：当前组中的红外接收传感器检测红外光强度并将结果存储于数据缓存区的OnResult[n]中，进入S205；
S205：当前组中的红外发射二极管熄灭，进入S206；
S206：延时t41，进入S207；其中0.5ms≤t41＜10ms，在本实施例中优选t41=1ms；
S207：当前组中的红外接收传感器检测红外光强度并将结果存储于数据缓存区的OffResult[n]中，进入S208；
S208：将当前组序号n=n+1，进入S209；
S209：判断当前组序号n是否小于4，若是返回S202，若否返回上一级程序执行步骤S103。在具体应用中，当红外发射二极管的数量不为4而为其他数字时，则此时应当判断当前组序号是否小于该其他数字。
在上述步骤中，步骤S102的执行周期为T，5ms≤T≤100ms，每个红外发射二极管连续发射红外光的时间为t1，间隔的时间为t2，T=t1+t2，1ms≤t1≤10ms，如优选地T设为30ms，每个红外发射二极管连续发射红外光的时间为2ms，红外发射二极管发射红外光间隔的时间为28ms。如此，通过控制红外发射二极管（221～224）周期性地发射红外光，大大缩短了发光时间，减小功耗的同时提高了元器件的寿命。而且通过如图7所示的控制4个红外发光二极管（221～224）轮流发射红外光，如图7和8所示4个红外接收传感器（211～214）轮流检测红外光强度，有效避免了组间干扰。
在具体实施过程中，本发明所述的控制手势包括4个，其中，为了方便描述，定义顺序安装排列的四个红外接收传感器221～224中红外接收传感器221为起始端，红外接收传感器224为结束端，4个控制手势具体为：
第1手势指从起始端红外接收传感器211方向至结束端红外接收传感器214方向挥动的手势。
第2手势指从结束端红外接收传感器214方向至起始端红外接收传感器211方向挥动的手势。
第3手势指停留在起始端红外接收传感器211处持续时间大于等于Ta，10ms≤Ta≤5S，在本具体实施例中优选Ta=500ms。
第4手势指停留在结束端红外接收传感器214处持续时间大于等于Ta。
本具体实施例中，如图6所示，步骤S103的具体步骤为：
S301：判断是否所有红外接收传感器（211～214）都检测不到目标且持续时间大于预设值To，若是进入S302，否则进入S307；其中10ms≤To≤1000ms，在本实施例中优选To=100ms；
S302：判断是否所有红外接收传感器（211～214）标志位为1且第1手势标志位为1，若是进入S305，否则进入S303；
S303：判断是否所有红外接收传感器（211～214）标志位为1且第2手势标志位为1，若是进入S306，否则进入S304；
S304：将所有红外接收传感器（211～214）标志位和手势标志位清0，返回上一级程序；
S305：识别为第1手势，进入S304；
S306：识别为第2手势，进入S304；
S307：判断是否起始端红外接收传感器211检测到目标且所有红外接收传感器（211～214）标志位为0，若是进入S312，若否进入S308；
S308：判断是否结束端红外接收传感器214检测到目标且所有红外接收传感器（211～214）标志位为0，若是进入S313，若否进入S309；
S309：判断是否起始端和结束端以外的红外接收传感器（212～213）检测到目标且第1手势标志位为1或第2手势标志位为1，若是进入S314，若否进入S310；
S310：判断是否起始端红外接收传感器211检测到目标且持续时间等于预设值Ta，若是进入S315，否则进入S311；
S311：判断是否结束端红外接收传感器214检测到目标且持续时间等于预设值Ta，若是进入S316，否则返回上一级程序；
S312：起始端红外接收传感器211标志位和第1手势标志位置1，进入S308；
S313：结束端红外接收传感器214标志位和第2手势标志位置1，进入S309；
S314：相应红外接收传感器（212或213）标志位置1，进入S310；
S315：识别为第3手势，否则返回上一级程序；
S316：识别为第4手势，否则返回上一级程序。
在具体实施过程中，红外接收传感器（211～214）检测到目标的判断标准为：红外接收传感器n在同组红外发射二极管（221～224）发射红外光时检测到的红外光强度OnResult[n]和在同组红外发射二极管（221～224）熄灭时检测到的红外光强度OffResult[n]之差大于光强阈值THRESHHOLD，THRESHHOLD的取值范围为：5≤THRESHHOLD≤50，优选地为30。
在具体实施例中，吸油烟机动作可以包括电机111启停、电机111转速调整和照明灯112亮灭等。
在本发明中4个控制手势可以根据具体的吸油烟机动作来设定控制逻辑，一种具体实施的示例具体如下：
本实施例吸油烟机上电后的控制逻辑为：关机状态下，检测到第4手势，进入开机状态；开机状态下，检测到第4手势，进入关机状态；开机状态下，检测到第1手势，电机111转速增加；开机状态下，检测到第2手势，电机111转速减小；照明灯112熄灭状态下，检测到第3手势，照明灯112点亮；照明灯112点亮状态下，检测到第3手势，照明灯112熄灭。
本发明通过根据检测的红外光强来判断是否检测到目标，能够好地抑制了环境红外光的干扰。
本发明通过第1手势、第2手势、第3手势和第4手势能够实现对吸油烟机的完整操作且具有卫生、功耗低、非接触、可靠性好和抗干扰能力强的诸多优点。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种吸油烟机的非接触式控制方法，所述吸油烟机上安装有向外发射红外光的若干红外发射二极管和检测外界反射回来的红外光的若干红外接收感应器，若干红外发射二极管和若干红外接收感应器一一对应，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1.若干个红外发射二极管依次向外发出红外光，若干个红外接收传感器依次检测对应红外发射二极管发光时的红外光强度和对应红外发射二极管熄灭时的背景红外光强度；
S2.根据各个红外接收感应器检测到的红外光强度实时识别控制手势；
S3.根据控制手势生成控制指令控制吸油烟机。
2.根据权利要求1所述的吸油烟机的非接触式控制方法，其特征在于，步骤S1的具体步骤为：
S11.若干个红外发射二极管中的一个红外发射二极管向外发射红外光；
S12.延时预定时间t31后该一个红外发射二极管对应的红外接收传感器检测红外光强度；
S13.熄灭该一个红外发射二极管；
S14.延时另一预定时间t41后该一个红外发射二极管对应的红外接收传感器检测熄灭后的红外光强度；
S15.判断是否所有红外发射二极管均点亮过一次，若是则执行步骤S2，否则循环执行步骤S11-S14至所有红外发射二极管轮流点亮一次。
3.根据权利要求1所述的吸油烟机的非接触式控制方法，其特征在于，所述控制手势包括：
从起始端红外接收传感器方向至结束端红外接收传感器方向挥动的第1手势；
从结束端红外接收传感器方向至起始端红外接收传感器方向挥动的第2手势；
停留在起始端红外接收传感器处持续时间大于或等于Ta的第3手势；
停留在结束端红外接收传感器处持续时间大于或等于Ta是第4手势。
4.根据权利要求3所述的吸油烟机的非接触式控制方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤为：
S21.判断是否所有红外接收传感器都检测不到目标且持续时间大于预设值To，若是进入S22，否则进入S27；
S22.判断是否所有红外接收传感器标志位为1且第1手势标志位为1，若是进入S25，否则进入S23；
S23.判断是否所有红外接收传感器标志位为1且第2手势标志位为1，若是进入S26，否则进入S24；
S24.将所有红外接收传感器标志位和手势标志位清0，结束手势识别；
S25.识别为第1手势，进入S24；
S26.识别为第2手势，进入S24；
S27：判断是否起始端红外接收传感器检测到目标且所有红外接收传感器标志位为0，若是进入S312，若否进入S308；
S308：判断是否结束端红外接收传感器检测到目标且所有红外接收传感器标志位为0，若是进入S213，若否进入S29；
S29.判断是否起始端和结束端以外的红外接收传感器检测到目标且第1手势标志位为1或第2手势标志位为1，若是进入S214，若否进入S210；
S210.判断是否起始端红外接收传感器检测到目标且持续时间等于预设值Ta，若是进入S215，否则进入S211；
S211.判断是否结束端红外接收传感器检测到目标且持续时间等于预设值Ta，若是进入S216，否则，结束手势识别；
S212.起始端红外接收传感器标志位和第1手势标志位置1，进入S28；
S213.结束端红外接收传感器标志位和第2手势标志位置1，进入S29；
S214.相应红外接收传感器标志位置1，进入S210；
S215.识别为第3手势；
S216 .识别为第4手势。
5.根据权利要求4所述的吸油烟机的非接触式控制方法，其特征在于，红外接收传感器检测到目标的具体步骤为：
红外接收传感器检测到对应的红外发射二极管发光时的红外光强度和对应的红外发射二极管熄灭后的红外光强度只差大于预设光强阈值时判断红外接收传感器检测到目标。
6.根据权利要5所述的吸油烟机的非接触式控制方法，其特征在于，所述光强阈值THRESHHOLD的取值范围为：5≤THRESHHOLD≤50。
7.根据权利要求4所述的吸油烟机的非接触式控制方法，其特征在于，10ms≤To≤1000ms，10ms≤Ta≤5S。
8.根据权利要求2所述的吸油烟机的非接触式控制方法，其特征在于，0.5ms≤t31＜10ms，0.5ms≤t41＜10ms。
9.根据权利要求1至8任一项所述的吸油烟机的非接触式控制方法，其特征在于，所述红外发射二极管和红外接收传感器的数量为N，2≤N≤10，且N为正整数。
10.根据权利要求1至8任一项所述的吸油烟机的非接触式控制方法，其特征在于，所述吸油烟机上还安装有对外界反射回来的光线进行过滤的滤光片，外界反射回来的红外光先经滤光片过滤非红外光后再入射至红外接收传感器。
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