CN105277991A - 存在检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种存在检测方法及装置，所述存在检测方法用于动态检测布控空间内较大运动主体(如人、汽车)的存在状态。所述方法通过微波感应探测装置，利用多普勒效应并分析接收信号波峰值与频率以判断较大运动主体是否存在于布控空间，并将探测结果以不同的信号输出，最终来控制负载对上述检测结果进行相应的响应。实施本发明的有益效果是：本发明提供了一种新的对空间存在的动态检测方法及装置，该方法能有效检测运动主体进入空间后的微动；而且本检测方法利用多普勒效应，不存在可以人为躲避检测的材料；本发明提供的检测装置包括多普勒探头和微处理器，成本低廉、对软硬件要求低。

Description

存在检测方法及装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种存在检测方法及装置。

背景技术

一定空间内是否有人或者其它运动物体进入、进入后是否退出该空间是安防和节能等领域所急需解决的问题。目前现有的光控、声控等方式的运动传感器以及用红外测温等方式都无法解决人或者运动物体进入探测空间后不动或者微动以及用特殊材料减少人体红外线辐射而造成的无法有效检测的问题。

当然，采用现有的视频监控或者图像识别技术可以轻松解决上述动态检测问题，但视频监控或图像识别技术对软硬件要求非常高，成本高昂而且视频监控或图像识别设备本身对能源需求大。

因此，现有技术对运动主体在布控空间不动或者微动存在检测难或者检测技术对软硬件要求高、成本高的问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于现有技术对运动主体在布控空间不动或者微动检测难或者检测技术对软硬件要求高、成本高，提供一种动态检测运动主体在布控空间存在状态的检测方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种存在检测方法。所述方法通过微波感应探测装置，利用多普勒效应并分析接收信号波峰值与频率以判断运动主体是否存在于探测空间，并将探测结果以不同的信号输出，最终通过负载反应出运动主体在布控空间的存在状态并自动控制负载做出相应响应。所述存在检测方法包括以下步骤：

S1:使用多普勒探头实时检测布控空间；所述多普勒探头向所述布控空间发射微波信号并接收反射回来的微波信号，并将反射微波信号的波峰值和频率发送至微处理器；

S2:所述微处理器将所述反射微波信号的波峰值和频率分别与预定的第一波峰值和预定的频率范围进行比较，并根据比较结果判断布控空间有无运动主体，若有运动主体则进入步骤S3，否则转入步骤S6；

S3:所述微处理器生成有运动主体存在的检测结果；

S4:所述微处理器将所述反射微波信号的波峰值和频率分别与预定的第二波峰值和所述预定的频率范围进行比较，并根据比较结果判断运动主体是否离开，若是则进入步骤S5，否则返回步骤S3；

S5:经过预定的第一延迟时间后，所述微处理器再次读取所述反射微波信号的波峰值和频率，并分别与所述预定的第一波峰值和所述预定的频率范围进行比较以判断离开的动作是否有效，若是则进入S6，否则返回步骤S3；

S6:所述微处理器生成运动主体不存在的检测结果，并返回步骤S1。

所述步骤S1还包括以下操作：使用所述多普勒探头以预定的采样频率f_S对经变频处理的中频信号进行采样，并使用微处理器记录所述中频信号的波峰值A与频率f。

所述步骤S2包括以下操作：所述微处理器分别计算1秒内所述波峰值A和所述频率f的平均值A′和f′，将所述波峰值A的平均值A′与所述预定的第一波峰值A1比较，并将所述频率f的平均值f′与所述预定的频率范围[f1，f2]进行比较，若A大于A1且f′在所述预定的频率范围[f1，f2]内，则进入步骤S3，否则进入步骤S6。

所述步骤S4包括以下操作：所述微处理器分别计算1秒内所述波峰值A和所述频率f的平均值A′和f′，将所述波峰值A的平均值A′与所述预定的第二波峰值A2进行比较，并将所述频率f的平均值f′与所述预定的频率范围[f1，f2]进行比较，若A小于A2，且f′在所述预定的频率范围[f1，f2]内，则进入步骤S5，否则返回步骤S3；所述预定的第二波峰值A2为预定的前N秒内所述波峰值A的平均值A_N。

所述步骤S5包括以下操作：间隔所述预定的第一延迟时间后，所述微处理器再次读取所述多普勒探头实时存储的所述反射微波信号的波峰值A及频率f，所述微处理器分别计算1秒内所述波峰值A和所述频率f的平均值A′和f′，将所述波峰值A的平均值A′与所述预定的第一波峰值A1比较，并将所述频率f的平均值f′与所述预定的频率范围[f1，f2]进行比较，若A大于A1且f′在所述预定的频率范围[f1，f2]内，则返回步骤S3，否则进入步骤S6。

相应地，本发明还提供了一种存在检测装置，用于动态检测生命体在空间的存在状态，该存在检测装置包括：多普勒探头和微处理器；

所述多普勒探头用于向布控空间发送微波信号、接收反射回来的微波信号，并将所接收的微波信号的波峰值和频率传送给所述微处理器；

所述微处理器用于存储并读取所述多普勒探头提供的微波信号的波峰值及频率以及预定的第一波峰值、第二波峰值、频率范围和第一延迟时间，并对接收到的微波信号进行计算，将接收到的微波信号与预定信号进行比较，进而输出计算和比较结果。

所述多普勒探头包括：振荡器、射频天线、接收器、混频器、滤波器、运算放大器和信号发生器；

所述振荡器，用于产生检测布控空间内运动主体存在状态的微波信号，并受所述微处理器的控制；

所述天线，用于发送所述振荡器产生的微波信号并接收反射回来的微波信号；

所述接收器，用于接收所述天线提供的所述反射回来的微波信号；

所述混频器，用于将所述反射回来的微波信号与所述振荡器发射的微波信号混频处理，并输出反应所述运动主体存在状态的多普勒感应信号；

所述滤波器，用于过滤所述多普勒感应信号中的高频杂波，输出中频信号；

所述运算放大器，用于放大所述中频信号；

所述信号发生器，用于向所述微处理器发出反应布控空间内运动主体存在状态的信号。

所述存在检测装置还包括初始设置模块；

所述初始设置模块用于对光强度、延迟时间和所述多普勒探头的检测距离进行设置。

所述存在检测装置还包括负载控制模块；

所述负载控制模块包括显示器控制单元、照明系统控制单元、报警系统控制单元、通风系统控制单元、门窗控制单元、电磁阀控制单元、GSM单元以及无线WIFI控制单元中的至少一种。

所述存在检测装置还包括电源模块；

所述电源模块对输入的110-240VAC电压进行整流、滤波和降压处理，进而输出稳定的直流电压给所述多普勒探头、微处理器、初始设置模块和负载控制模块供电；所述输出的稳定的直流电压包括5VDC和24VDC。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明提供了一种新的对空间存在的动态检测方法及装置，该方法能有效检测运动主体进入空间后的微动；而且本检测方法利用多普勒效应，不存在可以人为躲避检测的材料；本发明提供的检测装置由多普勒探头和微处理器构成，成本低廉、对软硬件要求低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的第一实施例存在检测方法流程图；

图2是本发明提供的第二实施例存在检测装置结构方框图；

图3是本发明提供的第三实施例多普勒探头结构方框图；

图4是本发明提供的第四实施例负载控制模块结构方框图；

图5A是本发明提供的第五实施例初始设置模块结构方框图；

图5B是本发明提供的第五实施例光强度档位设置示意图；

图5C是本发明提供的第五实施例延迟时间档位设置示意图；

图5D是本发明提供的第五实施例检测距离档位设置示意图；

图6是本发明提供的第六实施例存在检测装置结构方框图；

图7A是本发明提供的第七实施例电源模块电路图；

图7B是本发明提供的第七实施例初始设置模块电路图；

图7C是本发明提供的第七实施例微处理器电路图；

图7D是本发明提供的第七实施例多普勒探头电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，图1是本发明提供的第一实施例存在检测方法流程图。如图1所示，所述存在检测方法包括以下步骤：

S1:使用多普勒探头实时检测布控空间；所述多普勒探头向所述布控空间发射微波信号并接收反射回来的微波信号，并将反射微波信号的波峰值和频率发送至微处理器；

所述多普勒探头发射的微波信号可以是脉冲微波信号或连续波微波信号；所述多普勒探头向所述微处理器发送信号的操作具体为：使用所述多普勒探头以预定的采样频率f_S对经变频处理的中频信号进行采样，并将所述中频信号的波峰值A与频率f存储在所述微处理器中；

S2:所述微处理器将所述反射微波信号的波峰值和频率分别与预定的第一波峰值和预定的频率范围进行比较，并根据比较结果判断布控空间有无运动主体，若有运动主体则进入步骤S3，否则转入步骤S6；

所述步骤S2包括以下操作：所述微处理器分别计算1秒内所述波峰值A和所述频率f的平均值A′和f′，将所述波峰值A的平均值A′与所述预定的第一波峰值A1比较，并将所述频率f的平均值f′与预定的频率范围[f1，f2]进行比较，若A大于A1且f′在所述预定的频率范围[f1，f2]内，则进入步骤S3，否则进入步骤S6；

在本实施例中，设定A1为2V；一般来说，探头探测范围内无运动主体时中频信号维持在噪声范围内，当有物体运动时，波峰值会根据运动物体离探头的远近及运动幅度的变化而不断变换，通常情况下生命体离探头越近波峰值越大，生命体运动得越快频率越高；也就是说预定的第一波峰值与所述多普勒探头发射的微波信号有关，同时还取决于所述多普勒探头中的运算放大器的放大倍数；可以原先设定一个大于噪声范围的第一波峰值A1，一旦探测到大于所述第一波峰阈值A1的波峰值，则判定初始预设半径内开始出现运动生命体；

S3:所述微处理器生成有运动主体存在的检测结果，即在布控空间检测到有运动主体存在；

S4:所述微处理器将所述反射微波信号的波峰值和频率分别与预定的第二波峰值和所述预定的频率范围进行比较，并根据比较结果判断生命体是否离开，若是则进入步骤S5，否则返回步骤S3；

所述步骤S4包括以下操作：所述微处理器分别计算1秒内所述波峰值A和所述频率f的平均值A′和f′，将所述波峰平均值A′与所述预定的第二波峰值A2进行比较，并将所述频率平均值f′与所述预定的频率范围[f1，f2]进行比较，若A小于A2，且f′在所述预定频率范围[f1，f2]内，则进入步骤S5，否则返回步骤S3；所述预定的第二波峰值A2为预定的前N秒内所述波峰值A的平均值A_N，也就是说在所述微处理器检测到有运动物体存在后，会重新接受所述多普勒探头发送来的波峰值与频率值，并计算连续1秒波峰值与频率值的平均值，并将该平均值与前N秒内的平均值相比较；优选地，本实施例提供预定前N秒为前10秒。

S5:经过预定的第一延迟时间后，所述微处理器再次读取所述反射微波信号的波峰值A及频率f，并分别与所述预定的第一波峰值和所述预定的频率范围进行比较以判断离开的动作是否有效，若是则进入S6，否则返回步骤S3；

所述步骤S5包括以下操作：间隔所述预定的第一延迟时间后，所述微处理器再次读取所述多普勒探头实时存储的所述反射微波信号的波峰值A及频率f，所述微处理器分别计算1秒内所述波峰值A和所述频率f的平均值A′和f′，将所述波峰值A的平均值A′与所述预定的第一波峰值A1比较，并将所述频率f的平均值f′与所述预定的频率范围[f1，f2]进行比较，若A大于A1且f′在所述预定的频率范围[f1，f2]内，则返回步骤S3，否则进入步骤S6。

通过间隔预定的第一延迟时间后再次判定有无运动主体，从而排除了运动主体无效离开动作(如在探测范围内多次折返、有人离开但空间中还有其他人)所造成的漏报；

S6:所述微处理器生成运动物体不存在的检测结果，并返回步骤S1。

在上述方法流程中，可根据实际需要调整预定波峰值A1与A2，从而改变所述多普勒探头检测半径，使其在0.3-18米内可调；另一方面，对所在空间的检测可选择脉冲微波信号或者连续波微波信号，并根据实际需求调整采样频率f_s，达到减小功耗的目的。

这里需要说明的是，本实施例中的第一预设延迟时间为10s，且不同型号多普勒探头的中频信号的频率范围也不相同，例如2.4GHz的多普勒探头，对应的人体运动产生的中频信号的频率为1Hz-8Hz；5.8GHz的多普勒探头，对应人体运动产生的中频信号的频率范围为5.5Hz-20Hz；24GHz的多普勒探头，对应的人体运动产生的中频信号的频率范围为15Hz-80Hz；本实施例中采用10.525GHz多普勒探头，其对应的人体运动产生的中频信号的频率为10Hz-35Hz，也就是说，本实施例中，若在该时段内持续存在幅度值大于预定的第一波峰值A1，且频率又在10Hz-35Hz之间的微波信号，则说明上述运动物体为有效人体活动，同样的用其它相应频段的微波多普勒探头来做相同的人体运动判定也在本发明的保护范围内。

请参见图2，图2是本发明提供的第二实施例存在检测装置方框图。如图2所示，存在检测装置100包括电源模块1、初始设置模块2、微处理器3、多普勒探头4及负载控制模块5。所述电源模块1对输入的110～240VAC进行整流、滤波和降压处理，向所述初始设置模块2、微处理器3和多普勒探头4输出稳定的5VDC和24VDC电压。应理解，对于领域的技术人员来说，根据本发明实施例提供的电源模块电路图可以非常容易地根据实际需要输出其他电压等级的直流电压。所述多普勒探头4用于向布控空间300发送微波信号、接收反射回来的微波信号，并将所接收的微波信号传送给所述微处理器3。所述初始设置模块2通过一个八位拨码开关对光强度、延迟时间和所述多普勒探头4的检测距离进行设置，并将设置参数存储在所述微处理器3中。所述微处理器3用于存储并读取初始设置，根据初始设置中的探测距离参数控制所述多普勒探头4的探测距离；根据所述多普勒探头4提供的信号以及初始时间和光强度参数生成不同的负载控制信号，并将所述负载控制信号提供给所述负载控制模块5；所述负载控制模块5用于控制负载模块200，使所述负载模块200对不同负载控制信号进行响应。

请参见图3，图3是本发明提供的第三实施例多普勒探头结构方框图。本实施例中的多普勒探头与其他模块的连接关系与第二实施例相同。如图3所示，所述多普勒探头4包括产生微波信号的振荡器41，在一定的区域发出和接收微波信号的天线42，接收所述天线42收到的微波信号的接收器43，比较所述振荡器41发出信号频率和所述接收器43接收信号频率的混频器44，过滤高频杂波的低通滤波器45，放大中频信号的运算放大器46以及发出检测结果的信号发生器47。所述天线42的输入端和输出端分别与所述振荡器41和所述接收器43相连，所述振荡器41和所述接收器43的输出端分别与所述混频器44的输入端相连接，所述混频器44的输出端依次经过所述低通滤波器45、所述运算放大器46与所述信号发生器47的输入端相连接，所述信号发生器47的输出端向所述微处理器3发出探测结果信号。基于上述结构，所述振荡器41产生探测用微波信号，该微波信号可以是连续波微波信号，也可以是脉冲微波信号，通过所述天线42向布控空间300内发射，微波在遇到物体(包括静止和运动物体)后会发生反射，所述接收器43将所述天线42接收到的反射信号输入所述混频器44，所述混频器44将接受的反射波信号和所述振荡器41的原始发射信号进行混合计算原始信号跟接收信号的频率差值，所述滤波器45将混合波信号中的噪声信号过滤后，由所述运算放大器46将频率差值放大；进一步地，本发明同时采用根据中频信号幅值来判别布探测空间300内是否存在运动物体。同时，所述振荡器41还受所述微处理器3的控制，所述微处理器3读取所述初始设置模块2对于所述多普勒探头4检测距离的设置数值，进而控制所述振荡器41所产生的微波的波峰幅值，使所述多普勒探头4的探测距离在0.3-18m范围内可调。

请参见图4，图4是本发明提供的第四实施例负载控制模块结构方框图。如图4所示，本实施例提供的负载控制模块5包括显示控制单元51、照明系统控制单元52、报警系统控制单元53、通风系统控制单元54、门窗控制单元55、电磁阀控制段元56及GSM单元57，以上控制单元分别控制的负载为显示单元201、照明系统202、报警系统203、通风系统204、门窗205、冲水系统206以及手机207。所述显示控制单元51用于控制所述显示单元201显示检测空间内运动主体的存在状态。所述显示单元201可以根据显示控制模块提供的控制信号简单地显示“有人”或“没人”，也可以通过在处理器中添加计数器来显示当前的人数或车辆数等。应理解，本技术领域的技术人员可以根据应用场合的不同，根据实际需要编制相应的显示内容，简单地改变显示内容属于本技术的保护范围。所述照明控制单元52用于控制所述照明系统202，使其响应人在检测空间内的存在状态，实现对照明系统的智能控制，节约能源。当人进入或退出检测空间时，根据初始设置的光强度档位，并结合所探测的环境光强度，所述照明系统控制单元52开启或关闭。当人进入检测空间时，若环境光强度低于初始设置光强度值，则开启所述照明系统控制单元52，进而开启所述照明系统202；当人存在于检测空间时，保持所述照明系统202开启；当人离开检测空间时，则关闭所述照明系统控制单元52，进而关闭所述照明系统202；从而达到节能环保、智能控制的作用。所述报警系统控制单元53用于控制所述控制报警系统203，主要应用于安防场合。当入侵者进入探测空间时，触发所述报警系统203报警，直到入侵者离开报警系统才自动关闭。所述通风系统控制单元54用于控制所述通风系统204，主要用于开启封闭空间(如车内、封闭房间内)的通风系统，当检测到封闭空间内有人存在时，保证封闭空间内人的生命安全。所述门窗控制系统55用于控制所述门窗205，当检测到有人进入或离开时，所述门窗控制系统55控制所述门窗的开启和/或关闭；当检测到有人存在于检测空间时，所述门窗控制系统55根据实际应用需要开启和/或关闭门窗。所述GSM单元57用于向所述用户手机206发送短信，告知所述布控空间300有运动主体存在及运动主体已离开的信息。

优选地，在本发明的另一实施例中，负载控制模块5还包括WIFI控制单元等其他负载控制模块。

请参见图5A，图5A是本发明提供的第五实施例初始设置模块结构方框图。如图5A所示，本实施例提供的初始设置模块2包括光强度设置单元21、延迟时间设置单元22及检测距离设置单元23。这三个设置单元由一个八位拨码开关控制。下面将具体介绍这三个设置单元的作用及工作原理。

请参见图5B，图5B是本发明提供的第五实施例光强度档位设置示意图。如图5B所示，拨码开关的第一位(B1)和第二位(B2)用于设置感光强度，当所述照明系统控制单元51工作环境的光照强度低于对应的档位设置值时，所述照明控制系统控制单元51正常工作；反之，则所述照明系统控制单元51不工作。

请参见图5C，图5C是本发明提供的第五实施例延迟时间档位设置示意图。如图5C所示，拨码开关第三位(B3)、第四位(B4)和第五位(B5)用于第一延迟时间设定，所述微处理器3检测到有人进入到检测空间后，连续没有检测到微动的时间大于等于设定时间时，则判定人已经离开检测空间。

请参见图5D，图5D是本发明提供的第五实施例检测距离档位设置示意图。如图5D所示，拨码开关第六位(B6)、第七位(B7)和第八位(B8)用于所述多普勒探头4检测距离的设置。所述微处理器3读取所述检测距离设置单元203对于所述多普勒探头4检测距离的设置数值，进而控制所述振荡器41所产生的微波的波峰幅值，使多普勒探头4的探测距离在0.3-18m范围内可调。

应理解，所述初始设置的数据经过用户设置后都存储于所述微处理器3中。也就是说，完全可以用程序的方式预先将这些数据设置在所述微处理器中，对于所述存在检测装置来说，初始设置模块只是为了使产品更加人性化，提升用户体验，而并不是必不可少的模块。

请参见图6，图6是本发明提供的第六实施例存在检测装置结构方框图。如图6所示，第六实施例是在第二实施例的基础上进行了修改，在所述存在检测装置中增加了温度采集模块6，在所述初始设置模块2中增加了温度设置模块24，在所述负载控制模块5中增加了空调系统控制单元58，在所述负载模块200中增加了空调系统208。本实施例在第二实施例的基础上增加了一项功能，即根据所述存在检测装置100对布控空间300中运动主体的存在状态的检测结果，实现对空调系统的智能控制。当环境温度高于初始设置的第一温度时，检测到空间内有人存在则开启空调系统控制单元58，进而开启空调进行制冷降温；当环境温度低于初始设置的第二温度时，检测到空间内有人存在则开启空调系统控制单元58，进而开启空调进行制热升温。在实际应用中，初始设置的第一温度一般会比第二温度高，也就是说当环境温度介于初始设置的第二温度和第一温度之间时，是不用开启空调系统来调节环境温度的。本实施例能实现对空调系统的智能控制，节能环保。

请参见图7A，图7A是本发明提供的第七实施例电源模块电路图。如图7A所示，该电源模块分为两部分：一部分为供电线路(如图7A中虚线部分)，用于将输入的110-24V交流电压通过整流、滤波和降压处理后输出稳定的24V和5V直流电压；另一部分为继电器保护线路，用于避免因不同负载启动与关闭造成的继电器电弧损坏。

具体地，所述电源模块的输入端LIVE首先串接一个熔断器FU1并在所述FU1的输出端和中性端NEUTRAL间并联一个压敏电阻TVR1，用于输入电压的过压和过流保护。

然后通过二极管D1、D2，电感L2和电容C5对输入电压进行整流。所述二极管D1的阳极连接所述熔断器FU1的输出端，所述二极管D1的阴极连接所述电感L2的输入端，所述二极管D2的阴极连接所述压敏电阻TVR1的输出端，所述二极管D2的阳极接地以及所述电容C5的负极，所述电感L2的输出端与所述电容C5的正极相连并输出整流后的电压。

整流后的电压通过降压式非隔离电源U2，电容C1、C2、C3、C4，电阻R2、R3、R4，二极管D4、D5滤波处理后输出稳定的24V直流电压。从所述电感L2和电容C5输出端输出的整流电压接入所述降压式非隔离电源U2的4脚；所述降压式非隔离电源U2的5、6、7和8脚短接，1脚与8脚间接所述电容C1，2脚和8脚间接所述电阻R3；所述电阻R2一端连接所述降压式非隔离电源U2的2脚，另一端连接所述电容C2的正极后连接所述二极管D4的阴极，再接地；所述二极管D5的阴极连接所述电容C2的正极，所述二极管D5的阳极连接所述电容C4的正极后接地；所述电容C4的正极与所述二极管D4的阴极间接入所述电感L3，所述二极管D4的阴极连接所述降压式非隔离电源U2的8脚；所述C3、R4与所述C4并联，所述C4的正极输出稳定的24V直流电压。

所述滤波处理后的24V直流电压通过线性稳压器IC1，电容C11、C12降压处理后输出稳定的5V直流电压。所述线性稳压器IC1的I脚连接所述电容C4正极输出的24V直流电压，G脚接地，O脚连接所述电容C11的正极后接地；所述电容C12与所述电容C11并联。所述线性稳压器IC1的功能即为对输入电压进行线性变换。

另一方面，在所述熔断器FU1的输出端和负载端Load间连接了一个继电器保护线路。如图7A所示，Q1为启动继电器工作的开关三极管，三极管基极连接芯片U4的17脚，集电极连接继电器RL1，发射极接地。电阻R11、R12、R13、R14，电容C15、C16，三极管Q2为将输入交流波整形为直流方波的电路。交流波从所述熔断器FU1的输出端输入所述电阻R14，经过所述电阻R13后连接到所述三极管Q2的基极，方波从所述三极管Q2的集电极输出，并输入到芯片U4的16脚。电阻R6、R7、R8、R9，电容C6、C8，三极管Q3为将输入交流波整形为直流方波的电路。交流波从所述熔断器FU1的输出端输入到所述继电器RL1，经继电器开关后连接到所述电阻R7，经过所述电阻R6后连接到所述三极管Q3的基极，方波从所述三极管Q3的集电极输出，并输入到芯片U4的15脚。其工作原理为：由所述芯片U4侦测交流正弦波对应方波的过零点。所述芯片U4先切换继电器一次后计算出继电器开与关(即启动与释放)的延迟时间，同时将这些参数存储在芯片U1中。每次在继电器的开与关时，所述芯片U4都以所述芯片U1的数据计算，使负载在交流过零点时关闭或启动。这样就能避免因不同负载启动或关闭产生的继电器电弧损坏。

请参见图7B，图7B是本发明提供的第七实施例初始设置模块电路图。如图7B所示，初始设置模块电路包括八位拨码开关SW1，光敏三极管PT，电阻R27、R28、R33、R34、R41、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R48，电容C32、C34、C35。其中可以具体分为光强度设置电路、延迟时间设置电路和检测距离设置电路。

所述光强度设置电路包括所述光敏三极管PT，电阻R27、R28、R33、R34和所述SW1的第一位(B1)和第二位(B2)拨码开关。所述光敏三极管PT的集电极连接图7A中所述电源模块输出的5V直流电压，发射极连接所述电阻R28后同时接入第一位拨码开关B1和第二位拨码开关B2的一端；所述B1的另一端连接所述光敏三极管PT的发射极，所述B2的另一端连接所述芯片U4的6脚，同时通过所述电阻R27接地；所述B1的两端接入所述电阻R33；所述光敏三极管PT的集电极和发射极间并联所述电阻R34。用户通过所述光亮度设置单元21所设定的感光强度档位(见图5B)由所述光敏三极管PT两端的电压决定，而所述光敏三极管PT两端的电压(即电阻R34两端的电压)由所述开关B1及开关B2的关闭状态决定。用户可通过开关B1及开关B2的开闭状态的简单设置来实现感光强度档位的设置。例如，当所述开关B1关闭，所述开关B2打开时，所述电阻R34、R33和R27串联连接，所述电阻R33、R34和R27的供电电压为+5V，则所述光敏三极管PT两端的电压为V_PT3＝5V*R34/(R34+R33+R27)。

所述延迟时间设置电路包括所述电阻R41、R43、R44、R45和所述SW1的第三位(B3)、第四位(B4)和第五位(B5)拨码开关。所述电阻R41、R45、R44、R43依次串联在一起后，所述电阻R41的另一端接5V直流电压，所述电阻R43的另一端接地；第五位拨码开关B5、第三位拨码开关B3和第四位拨码开关B4依次并联在所述电阻R45、R44和R43两端。所述电阻R41和R45之间的电压输入到所述芯片U4的8脚。用户通过延时时间设置单元22所设定的延时时间档位(见图5C)由所述开关B3、开关B4及开关B5的开闭状态决定。

所述检测距离设置电路包括所述电阻R42、R46、R47、R48和所述SW1的第六位(B6)、第七位(B7)和第八位(B8)拨码开关。所述电阻R42、R48、R47、R46依次串联在一起后，所述电阻R42的另一端接5V直流电压，所述电阻R46的另一端接地；第八位拨码开关B8、第六位拨码开关B6和第七位拨码开关B7依次并联在所述电阻R48、R47和R46两端。所述电阻R42和R48之间的电压输入到所述芯片U4的7脚。用户通过所述检测距离设置单元23所设定的检测距离档位(见图5D)由所述开关B6、开关B7及开关B8的开闭状态决定。

请参见图7C，图7C是本发明提供的第七实施例微处理器电路图。如图7C所示，微处理器电路包括芯片U1和所述芯片U4及其外围电路。下面将结合图7A、图7B、图7C和图7D对第七实施例的工作原理进行阐述。

所述芯片U4有十八个引脚，其中

第1引脚连接图7D中的多普勒探头电路中的IFon/off端(即IF信号输入控制端)；

第2引脚连接所述芯片U1的第6脚(即SCL接口)；

第3引脚连接所述芯片U1的第5脚(即SDA接口)；

第4引脚连接发光二极管阳极后，通过所述电阻R33接地；

第5引脚接地所述多普勒探头电路的RFSINOUT(即RF信号输出端)；

第6引脚连接所述光强度设置电路输出端；

第7引脚连接所述检测距离设置电路输出端；

第8引脚连接所述延迟时间设置电路输出端；

第9引脚连地；

第10引脚连接延迟时间提醒模块的输入端；

第11引脚连接电阻R29和电容C30，所述电阻R29的另一端接所述供电线路输出的5V直流电源，所述电容C30的另一端接地；

第12引脚连接所述供电线路输出的5V直流电源；

第13引脚连接电阻R10和电容C29，所述电阻R10的另一端接地，所述电容C29的另一端连接所述供电线路输出的5V直流电源；

第14引脚悬空；

第15引脚连接所述继电器保护线路的所述三极管Q3的集电极；

第16引脚连接所述继电器保护线路的所述三极管Q2的集电极；

第17引脚连接所述继电器保护线路的所述三极管Q1的基极；

第18引脚连接电阻R30后连接三极管Q5的基极。

所述芯片U4通过第1引脚控制所述多普勒探头电路的中频信号采集；同时通过第18引脚控制所述多普勒探头电路的射频信号发射。

所述芯片U1用于存储，所述芯片U4通过第2引脚和第3引脚实现对所述芯片U1的读写控制。

所述芯片U4通过第4引脚连接发光二极管，用于提示所述负载200是工作在自动模式还是手动模式。在5秒内人为所述操作负载控制模块5的开关两次，且开关位置在ON时，所述负载200将工作于手动模式，此时发光二极管将被点亮为红色。进入手动功能后，启动负载且工作预定时间(本较佳实施例为4小时)。手动功能定时完成后，自动进入“自动模式”。当关闭输入电源超过5秒后，手动功能将会被取消。

所述芯片U4的第5引脚接收所述多普勒探头电路提供的RF信号。收到该信号后，所述芯片U4读取初始设置数据，通过比较和分析，判断运动主体是否存在于空间内，进而通过第15、16和17引脚输出负载控制信号。

所述芯片U4的第6、7和8引脚分别用于设置光强度、延迟时间和检测距离。

所述芯片U4的第10引脚连接所述延时提醒模块的输入端。所述延时提醒模块包括三极管Q6和蜂鸣器BUZ。当在预定的第一延迟时间内，在布控空间未检测有人存在时，所述延时提醒模块就会收到所述U4的信号进而发出“哔哔”的提醒声。如果这时空间内有人，就可以微动使所述多普勒探头4检测到有人存在的信号。

所述芯片U4的第15、16和17引脚用于控制负载切换，具体工作原理已在对图7A所示继电器保护线路的描述中阐述。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种存在检测方法，用于动态检测布控空间内是否存在运动主体，其特征在于，所述存在检测方法包括以下步骤：

S1:使用多普勒探头实时检测布控空间；所述多普勒探头向所述布控空间发射微波信号并接收反射回来的微波信号，并将反射微波信号的波峰值和频率发送至微处理器；

S2:所述微处理器将所述反射微波信号的波峰值和频率分别与预定的第一波峰值和预定的频率范围进行比较，并根据比较结果判断布控空间有无运动主体，若有运动主体则进入步骤S3，否则转入步骤S6；

S3:所述微处理器生成有运动主体存在的检测结果；

S4:所述微处理器将所述反射微波信号的波峰值和频率分别与预定的第二波峰值和所述预定的频率范围进行比较，并根据比较结果判断运动主体是否离开，若是则进入步骤S5，否则返回步骤S3；

S5:经过预定的第一延迟时间后，所述微处理器再次读取所述反射微波信号的波峰值和频率，并分别与所述预定的第一波峰值和所述预定的频率范围进行比较以判断离开的动作是否有效，若是则进入S6，否则返回步骤S3；

S6:所述微处理器生成运动主体不存在的检测结果，并返回步骤S1。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S1还包括以下操作：使用所述多普勒探头以预定的采样频率f_S对经变频处理的中频信号进行采样，并使用微处理器记录所述中频信号的波峰值A与频率f。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下操作：所述微处理器分别计算1秒内所述波峰值A和所述频率f的平均值A′和f′，将所述波峰值A的平均值A′与所述预定的第一波峰值A1比较，并将所述频率f的平均值f′与所述预定的频率范围[f1，f2]进行比较，若A大于A1且f′在所述预定的频率范围[f1，f2]内，则进入步骤S3，否则进入步骤S6。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下操作：所述微处理器分别计算1秒内所述波峰值A和所述频率f的平均值A′和f′，将所述波峰值A的平均值A′与所述预定的第二波峰值A2进行比较，并将所述频率f的平均值f′与所述预定的频率范围[f1，f2]进行比较，若A小于A2，且f′在所述预定的频率范围[f1，f2]内，则进入步骤S5，否则返回步骤S3；所述预定的第二波峰值A2为预定的前N秒内所述波峰值A的平均值A_N。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下操作：间隔所述预定的第一延迟时间后，所述微处理器再次读取所述多普勒探头实时存储的所述反射微波信号的波峰值A及频率f，所述微处理器分别计算1秒内所述波峰值A和所述频率f的平均值A′和f′，将所述波峰值A的平均值A′与所述预定的第一波峰值A1比较，并将所述频率f的平均值f′与所述预定的频率范围[f1，f2]进行比较，若A大于A1且f′在所述预定的频率范围[f1，f2]内，则返回步骤S3，否则进入步骤S6。

6.一种存在检测装置，用于动态检测运动主体在布控空间的存在状态，其特征在于，所述存在检测装置包括：多普勒探头和微处理器；

所述多普勒探头用于向布控空间发送微波信号、接收反射回来的微波信号，并将所接收的微波信号的波峰值和频率传送给所述微处理器；

所述微处理器用于存储并读取所述多普勒探头提供的微波信号的波峰值及频率以及预定的第一波峰值、第二波峰值、频率范围和第一延迟时间，并对接收到的微波信号进行计算，将接收到的微波信号与预定信号进行比较，进而输出计算和比较结果。

7.根据权利要求6所述存在检测装置，其特征在于，所述多普勒探头包括：振荡器、射频天线、接收器、混频器、滤波器、运算放大器和信号发生器；

所述振荡器，用于产生检测布控空间内运动主体存在状态的微波信号，并受所述微处理器的控制；

所述天线，用于发送所述振荡器产生的微波信号并接收反射回来的微波信号；

所述接收器，用于接收所述天线提供的所述反射回来的微波信号；

所述混频器，用于将所述反射回来的微波信号与所述振荡器发射的微波信号混频处理，并输出反应所述运动主体存在状态的多普勒感应信号；

所述滤波器，用于过滤所述多普勒感应信号中的高频杂波，输出中频信号；

所述运算放大器，用于放大所述中频信号；

所述信号发生器，用于向所述微处理器发出反应布控空间内运动主体存在状态的信号。

8.根据权利要求6所述存在检测装置，其特征在于，所述存在检测装置还包括初始设置模块；

所述初始设置模块用于对光强度、延迟时间和所述多普勒探头的检测距离进行设置。

9.根据权利要求6所述存在检测装置，其特征在于，所述存在检测装置还包括负载控制模块；

所述负载控制模块包括显示器控制单元、照明系统控制单元、报警系统控制单元、通风系统控制单元、门窗控制单元、电磁阀控制单元、GSM单元以及无线WIFI控制单元中的至少一种。

10.根据权利要求6所述存在检测装置，其特征在于，所述存在检测装置还包括电源模块；

所述电源模块对输入的110-240VAC电压进行整流、滤波和降压处理，进而输出稳定的直流电压给所述多普勒探头、微处理器、初始设置模块和负载控制模块供电；所述稳定的直流电压包括5VDC和24VDC。