CN105424074A - 一种传感器校准系统及其控制方法、装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种传感器校准系统及控制方法、装置，所述系统包括：位于开放空间的测量传感器、校准传感器和控制器；所述校准传感器位于箱体结构内，其中，所述箱体结构包括固定部分、可活动部分以及与所述可活动部分相连的传动部分，所述传动部分可依据控制指令带动所述可活动部分往复移动，并且，当所述可活动部分与所述固定部分无缝贴合时，所述可活动部分与所述固定部分可组成封闭空间，当所述可活动部分与所述固定部分未无缝贴合时，所述可活动部分与所述固定部分可组成开放空间；所述控制器与所述测量传感器和所述校准传感器相连，并向所述传动部分发送所述控制指令。本申请在传感器在长时间使用之后，仍可以输出准确的传感器数据。

Description

一种传感器校准系统及其控制方法、装置

技术领域

本申请涉及自动化技术领域，尤其涉及一种传感器校准系统及其控制方法、装置。

背景技术

伴随着环境污染日益严重，目前家用空气净化器、空调等家电中一般安装有PM2.5传感器、温度传感器以及湿度传感器等传感器中的一种或多种，以便利用这些传感器来检测相应的PM2.5浓度、温度以及湿度中的一种或多种。

但是，随着家电使用时间的增加，其内部的传感器上一般会附着粉尘等物质，这些物质会影响传感器准确测量影响的数据。以PM2.5传感器为例，当PM2.5传感器上附着灰尘，会影响PM2.5传感器测量的PM2.5浓度，进而导致PM2.5传感器输出不准确的PM2.5浓度。

因此，现在需要一种校准系统来校准家电中的传感器，以便在传感器在长时间使用之后，仍可以输出校准后的传感器数据。

发明内容

本申请提供了一种传感器校准系统及其控制方法、装置，以便在传感器可以在长时间使用之后，仍可以输出准确的传感器数据。

为了实现上述目的，本申请提供了以下技术手段：

一种传感器校准系统，包括：

位于开放空间的测量传感器、校准传感器和控制器；

所述校准传感器位于箱体结构内，其中，所述箱体结构包括固定部分、可活动部分以及与所述可活动部分相连的传动部分，所述传动部分可依据控制指令带动所述可活动部分往复移动，并且，当所述可活动部分与所述固定部分无缝贴合时，所述可活动部分与所述固定部分可组成封闭空间，当所述可活动部分与所述固定部分未无缝贴合时，所述可活动部分与所述固定部分可组成开放空间；

所述控制器与所述测量传感器和所述校准传感器相连，并向所述传动部分发送所述控制指令。

优选的，所述测量传感器和所述校准传感器包括：PM2.5传感器、温度传感器或者湿度传感器。

一种传感器校准系统的控制方法，应用于所述的传感器校准系统的控制器，所述方法包括：

在测量传感器的使用时间达到预设时间间隔后，向传动部分发送打开指令；其中，所述打开指令可控制所述传动部分移动，所述传动部分移动可带动箱体结构的可活动部分与固定部分分离；

采集所述测量传感器的测量传感器数据以及校准传感器的校准传感器数据；

在满足预设条件下，将所述测量传感器数据与所述校准传感器数据的比值作为校准参数。

优选的，还包括：

利用所述测量传感器采集测量传感器数据；

将所述测量传感器数据与所述校准参数的商值，确定为校准后的传感器数据。

优选的，在采集所述测量传感器的测量传感器数据以及校准传感器的校准传感器数据之后，还包括：

向传动部分发送关闭指令；其中，所述关闭指令可控制所述传动部分移动，所述传动部分移动可带动箱体结构的可活动部分与固定部分闭合。

优选的，所述预设条件包括：

所述测量传感器数据与所述校准传感器数据的比值不小于预设比值。

优选的，在所述将所述测量传感器数据与所述校准传感器数据的比值作为校准参数之后，还包括：

将所述测量传感器的使用时间清零，重新开始计算所述测量传感器的使用时间。

优选的，在所述测量传感器和所述校准传感器为PM2.5传感器时，预设时间间隔的确定过程包括：

基于空气质量指数与时间间隔的对应关系，查找与当前空气质量指数所对应的时间间隔，并将该时间间隔确定为所述预设时间间隔；其中，所述当前空气质量指数为依据所述测量传感器得到测量传感器数据分析后得到的。

一种传感器校准系统的控制装置，应用于所述的传感器校准系统的控制器，所述装置包括：

发送打开指令单元，用于在测量传感器的使用时间达到预设时间间隔后，向传动部分发送打开指令；其中，所述打开指令可控制所述传动部分移动，所述传动部分移动可带动箱体结构的可活动部分与固定部分分离；

采集单元，用于采集所述测量传感器的测量传感器数据以及校准传感器的校准传感器数据；

处理单元，用于在满足预设条件下，将所述测量传感器数据与所述校准传感器数据的比值作为校准参数。

优选的，还包括：

所述采集单元，还用于利用所述测量传感器采集测量传感器数据；

确定单元，用于将所述测量传感器数据与所述校准参数的商值，确定为校准后的传感器数据。

优选的，还包括：

发送关闭指令单元，用于向传动部分发送关闭指令；其中，所述关闭指令可控制所述传动部分移动，所述传动部分移动可带动箱体结构的可活动部分与固定部分闭合。

优选的，还包括：

清零单元，用于将所述测量传感器的使用时间清零，重新开始计算所述测量传感器的使用时间。

从以上内容可以看出本申请具有以下有益效果：

本申请提供了一种传感器校准系统，该校准系统中不仅包含有测量传感器还有校准传感器，当不需要校准测量传感器的时候，控制器可以向传动部分发送控制指令以带动可活动部分移动，从而可以将校准传感器箱体结构形成封闭空间，以免校准传感器上附着灰尘，影响校准传感器的测量精度。当需要校准测量传感器的时候，控制器可以向传动部分发送控制指令以带动可活动部分移动，从而可以将校准传感器的箱体结构形成开放空间，以便校准传感器输出准确的测量数据。

控制器可以利用校准传感器输出的校准传感器数据以及测量传感器输出的测量传感器数据，来对测量传感器的测量传感器数据进行校准，从而达到在传感器可以在长时间使用之后，仍可以输出校准后的传感器数据的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例公开的传感器校准系统的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的又一传感器校准系统的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的又一传感器校准系统的结构示意图；

图4为本申请实施例公开的传感器校准系统的控制方法流程图；

图5为本申请实施例公开的传感器校准系统的控制装置结构示意图；

图6为本申请实施例公开的又一传感器校准系统的控制装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

参见图1-3，本申请提供了一种传感器校准系统，包括：

位于开放空间的测量传感器11、校准传感器12和控制器13；

所述校准传感器12位于箱体结构14内，其中，所述箱体结构14包括固定部分141、可活动部分142以及与所述可活动部分142相连的传动部分143，所述传动部分143可依据控制指令带动所述可活动部分142往复移动，并且，当所述可活动部分142与所述固定部分141无缝贴合时，所述可活动部分142与所述固定部分141可组成封闭空间，当所述可活动部分142与所述固定部分141未无缝贴合时，所述可活动部分142与所述固定部分141可组成开放空间。

所述控制器13与所述测量传感器11和所述校准传感器12相连，并向所述传动部分143发送所述控制指令。

可以理解的是，本申请中测量传感器11和校准传感器12是同类型的传感器。例如，当测量传感器11为PM2.5传感器时，校准传感器12同样为PM2.5传感器。本申请中测量传感器11和所述校准传感器12可以为PM2.5传感器、温度传感器或者湿度传感器，当然还可以为其它传感器类型，在此不再一一列举。

下面对上述传感器校准系统每个部分进行详细说明：

上述传感器校准系统安装于家电内部，测量传感器11用于测量外部环境数据。例如，当测量传感器11为PM2.5传感器时，其用于测量外部环境的PM2.5浓度，当测量传感器11为湿度传感器时，其用于测量外部环境湿度。当然，本申请中的测量传感器还可以为其它类型的传感器，在此不再一一列举。

由于测量传感器11需要采用外部环境数据，所以其应该与外部环境接触，因此将测量传感器11设置于开放空间中，以便其可以与外部环境直接接触，以便其准确测量外部环境。

本申请中的校准传感器12的目的用于校准测量传感器，为了保证校准传感器12不被附着灰尘，在不需要校准测量传感器11的情况下，一般将校准传感器12设置于封闭空间内，以免灰尘附着于校准传感器12上，进而影响校准传感器12的测量精度。在需要校准测量传感器11的情况下，将校准传感器12同样设置于开放空间中，以便校准传感器12与测量传感器11处于相同的外部环境中，从而使得两者测量同样的外部环境数据，以便两者测量得到的外部环境数据具有可比性。

为了达到校准传感器12在需要校准测量传感器11时位于封闭空间内，在不需要校准测量传感器11时位于开放空间内，可以将校准传感器11设置于箱体结构14内。箱体结构可以包括固定部分141、可活动部分142以及与可活动部分相连的传动部分143。

当不需要校准测量传感器11时，可以控制传动部分143带动可活动部分移动，使得固定部分141与可活动部分142无缝贴合，进而使得箱体结构形成封闭空间，从而达到使校准传感器12位于封闭空间内的目的。

当需要校准测量传感器11时，可以控制传动部分143带动可活动部分142移动，使得固定部分141与可活动部分142未无缝贴合，进而使得箱体结构形成开放空间，从而达到使校准传感器12位于开放空间内的目的。

为了控制传动部分移动143可以带动可活动部分往复移动，可以将传动部分143与控制器13相连，当不需要校准测量传感器11时，控制器13可以向传动部分发送关闭指令(控制指令)，以控制传动部分143带动可活动部分142移动，使得箱体结构14形成封闭空间，即将箱体结构14关闭。当需要校准测量传感器11时，控制器13可以向传动部分发送打开指令(控制指令)，以控制传动部分143带动可活动部分142移动，使得箱体结构14形成开放空间，即将箱体结构14打开。

在校准测量传感器11的过程中，控制器13可以控制测量传感器11和校准传感器12采集外部环境数据，测量传感器11采集得到的外部环境数据称为测量传感器数据，校准传感器12采集得到的外部环境数据称为校准传感器数据。控制器可以根据测量传感器数据和校准传感器数据来对测量传感器数据进行校准。

通过以上描述可以得知，本申请具有以下有益效果：

本申请提供了一种传感器校准系统，该校准系统中不仅包含有测量传感器还有校准传感器，当不需要校准测量传感器的时候，控制器可以向传动部分发送控制指令以带动可活动部分移动，从而可以将校准传感器箱体结构形成封闭空间，以免校准传感器上附着灰尘，影响校准传感器的测量精度。当需要校准测量传感器的时候，控制器可以向传动部分发送控制指令以带动可活动部分移动，从而可以将校准传感器的箱体结构形成开放空间，以便校准传感器可以准确测量数据。

控制器可以利用校准传感器输出的校准传感器数据以及测量传感器输出的测量传感器数据，来对测量传感器的测量传感器数据进行校准，从而达到在传感器可以在长时间使用之后，仍可以输出校准后的传感器数据的目的。

如图4所示，本申请提供了一种传感器校准系统的控制方法，应用于图1所述的传感器校准系统的控制器。控制方法具体包括以下步骤：

步骤S401：在测量传感器的使用时间达到预设时间间隔后，向传动部分发送打开指令；其中，所述打开指令可控制所述传动部分移动，所述传动部分移动可带动箱体结构的可活动部分与固定部分分离。

可以理解的是，测量传感器在使用一段时间之后才会产生传感器数据不准确的问题，所以，本申请设定一个预设时间间隔。当测量传感器的使用时间达到预设时间间隔之后，便对测量传感器进行一次校准过程。预设时间间隔可以为控制器中预先设定的默认值，也可以根据具体情况而定，本实施例不限定预设时间间隔的具体值。

在测量传感器的使用时间达到预设时间间隔之后，控制器可以向传动部分发送打开指令，打开指令为控制指令的一种。传动部分接收打开指令之后，便控制自身内部器件运行，从而带动与传动部分相连箱体结构的可活动部分移动，以使得可活动部分与固定部分分离，使得箱体结构形成开放空间。

步骤S402：采集所述测量传感器的测量传感器数据以及校准传感器的校准传感器数据。

在测量传感器和校准传感器均位于开放空间，则测量传感器和校准传感器均处于同样的外部环境下，理论上，在同样外部环境下，两者测量的外部环境数据应该是一致的。由于测量传感器和校准传感器均处于同样的外部环境下，所以两者采集得到的传感器数据具有对比性。

为了方便叙述，将测量传感器采集的外部环境数据称为测量传感器数据，将校准传感器数据采集的外部环境数据称为校准传感器数据。

步骤S403：在满足预设条件下，将所述测量传感器数据与所述校准传感器数据的比值作为校准参数。

本实施例中的预设条件可以为测量传感器数据与校准传感器数据的比值小于预设比值。因为控制器中设定有一个预设比值，用于表示测量传感器的误差率，例如，当预设比值为1.2时，表示测量传感器的误差率为20％。可以理解的是，预设比值的范围为(1，2)之间的任一数值。

预设比值可以根据实际情况而定，例如，当传感器校准系统对测量传感器的测量精度要求较高时，可以将预设比值设置较小，例如，1.05，即误差率为5％。当传感器校准系统对测量传感器的精度要求较高时，可以将预设比值加大，例如，1.2，即误差率20％。预设比值的具体数值可以根据实际情况而定，在此不做限定。

在步骤S102中获得测量传感器数据和校准传感器数据之后，首先计算两者的比值。然后判断两者的比值与预设比值之间的大小关系，当两者的比值大于预设比值时，说明测量传感器的误差率此时已经较大，需要对测量传感器进行数据校准。当两者的比值小于预设比值时，说明测量传感器的误差率此时还不算太大，此时可以不对测量传感器进行数据校准。

当然可以理解的是，如果技术人员认为在两者的比值小于预设比值的情况下，测量传感器仍然需要进行数据校准，则可以手动调整控制器，以便可以方便控制器对测量传感器进行数据校准。

控制器在确定两者的比值大于预设比值的情况下，可以将测量传感器数据与校准传感器数据的比值作为校准参数。从而利用校准参数来校准测量传感器的测量传感器数据。

即，在下次使用测量传感器实际测量外部环境数据时，可以将测量得到测量传感器数据与校准参数的商值，作为校准后的传感器数据，然后输出校准后的传感器数据，以便起到校准测量传感器的目的。

可以理解的是，在对测量传感器校准结束之后，控制器可以向传动部分发送关闭指令，关闭指令为控制指令的一种。传动部分接收关闭指令之后，便控制自身内部器件运行，从而带动与传动部分相连箱体结构的可活动部分移动，以使得可活动部分与固定部分闭合，使得箱体结构形成封闭空间。这可以防止灰尘附着于校准传感器上，影响校准传感器的测量精度。

可以理解的是，在对测量传感器校准结束之后，将测量传感器的使用时间清零，并重新开始计算测量传感器的使用时间。以便为下次在测量传感器的使用时间达到预设时间间隔的情况下，继续对测量传感器进行数据校准过程。

可以理解的是，预设时间间隔可以持续不变，也可以随着执行过程的变化而变化。下面以测量传感器为PM2.5传感器为例，来详细说明预设时间间隔的变化过程。

控制器可以根据测量传感器测量得到的测量传感器数据，来分析得到当前空气质量指数。控制器中预先设置有空气质量指数与时间间隔的对应关系，所以在控制器测量传感器数据之后，便查找与当前空气质量指数对应的时间间隔，并将该时间间隔作为预设时间间隔。

下面介绍这一过程的详细执行过程：

控制器中存储的空气质量指数与时间间隔的对应关系可以参见表1：

表1

按照空气质量指数级别(HJ633—2012)确定预设时间间隔，例如，当空气质量指数为一级或者二级时，预设时间间隔为2～3个月；当空气质量指数为三级或者四级时，预设时间间隔为1～2个月；当空气指令指数为五级或者六级时，预设时间间隔为0.5～1个月。

通过以上内容，可以看出本实施例具有以下有益效果：

本申请提供了一种传感器校准系统的控制方法，本申请不仅包含有测量传感器还有校准传感器，当不需要校准测量传感器的时候，控制器可以向传动部分发送控制指令以带动可活动部分移动，从而可以将校准传感器箱体结构形成封闭空间，以免校准传感器上附着灰尘，影响校准传感器的测量精度。当需要校准测量传感器的时候，控制器可以向传动部分发送控制指令以带动可活动部分移动，从而可以将校准传感器的箱体结构形成开放空间，以便校准传感器可以准确测量数据。

如图5所示，本申请提供了一种传感器校准系统的控制装置，应用于如图1所述的传感器校准系统的控制器，所述装置包括：

发送打开指令单元51，用于在测量传感器的使用时间达到预设时间间隔后，向传动部分发送打开指令；其中，所述打开指令可控制所述传动部分移动，所述传动部分移动可带动箱体结构的可活动部分与固定部分分离。

其中，在所述测量传感器和所述校准传感器为PM2.5传感器时，预设时间间隔的确定过程包括：基于空气质量指数与时间间隔的对应关系，查找与当前空气质量指数所对应的时间间隔，并将该时间间隔确定为所述预设时间间隔；其中，所述当前空气质量指数为依据所述测量传感器得到测量传感器数据分析后得到的。

采集单元52，用于采集所述测量传感器的测量传感器数据以及校准传感器的校准传感器数据；

处理单元53，用于在满足预设条件下，将所述测量传感器数据与所述校准传感器数据的比值作为校准参数。

其中，所述预设条件包括：所述测量传感器数据与所述校准传感器数据的比值不小于预设比值。

如图6所示，所述传感器校准系统的控制装置，还包括：

所述采集单元52，还用于利用所述测量传感器采集测量传感器数据；

确定单元54，用于将所述测量传感器数据与所述校准参数的商值，确定为校准后的传感器数据。

发送关闭指令单元55，用于向传动部分发送关闭指令；其中，所述关闭指令可控制所述传动部分移动，所述传动部分移动可带动箱体结构的可活动部分与固定部分闭合。

清零单元56，用于将所述测量传感器的使用时间清零，重新开始计算所述测量传感器的使用时间。

通过以上内容，可以看出本实施例具有以下有益效果：

本申请提供了一种传感器校准系统的控制方法，本申请不仅包含有测量传感器还有校准传感器，当不需要校准测量传感器的时候，控制器可以向传动部分发送控制指令以带动可活动部分移动，从而可以将校准传感器箱体结构形成封闭空间，以免校准传感器上附着灰尘，影响校准传感器的测量精度。当需要校准测量传感器的时候，控制器可以向传动部分发送控制指令以带动可活动部分移动，从而可以将校准传感器的箱体结构形成开放空间，以便校准传感器可以准确测量数据。

本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种传感器校准系统，其特征在于，包括：

位于开放空间的测量传感器、校准传感器和控制器；

所述校准传感器位于箱体结构内，其中，所述箱体结构包括固定部分、可活动部分以及与所述可活动部分相连的传动部分，所述传动部分可依据控制指令带动所述可活动部分往复移动，并且，当所述可活动部分与所述固定部分无缝贴合时，所述可活动部分与所述固定部分可组成封闭空间，当所述可活动部分与所述固定部分未无缝贴合时，所述可活动部分与所述固定部分可组成开放空间；

所述控制器与所述测量传感器和所述校准传感器相连，并向所述传动部分发送所述控制指令。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量传感器和所述校准传感器包括：PM2.5传感器、温度传感器或者湿度传感器。

3.一种传感器校准系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的传感器校准系统的控制器，所述方法包括：

在测量传感器的使用时间达到预设时间间隔后，向传动部分发送打开指令；其中，所述打开指令可控制所述传动部分移动，所述传动部分移动可带动箱体结构的可活动部分与固定部分分离；

采集所述测量传感器的测量传感器数据以及校准传感器的校准传感器数据；

在满足预设条件下，将所述测量传感器数据与所述校准传感器数据的比值作为校准参数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

利用所述测量传感器采集测量传感器数据；

将所述测量传感器数据与所述校准参数的商值，确定为校准后的传感器数据。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在采集所述测量传感器的测量传感器数据以及校准传感器的校准传感器数据之后，还包括：

向传动部分发送关闭指令；其中，所述关闭指令可控制所述传动部分移动，所述传动部分移动可带动箱体结构的可活动部分与固定部分闭合。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括：

所述测量传感器数据与所述校准传感器数据的比值不小于预设比值。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述将所述测量传感器数据与所述校准传感器数据的比值作为校准参数之后，还包括：

将所述测量传感器的使用时间清零，重新开始计算所述测量传感器的使用时间。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述测量传感器和所述校准传感器为PM2.5传感器时，预设时间间隔的确定过程包括：

基于空气质量指数与时间间隔的对应关系，查找与当前空气质量指数所对应的时间间隔，并将该时间间隔确定为所述预设时间间隔；其中，所述当前空气质量指数为依据所述测量传感器得到测量传感器数据分析后得到的。

9.一种传感器校准系统的控制装置，其特征在于，应用于如权利要求1所述的传感器校准系统的控制器，所述装置包括：

发送打开指令单元，用于在测量传感器的使用时间达到预设时间间隔后，向传动部分发送打开指令；其中，所述打开指令可控制所述传动部分移动，所述传动部分移动可带动箱体结构的可活动部分与固定部分分离；

采集单元，用于采集所述测量传感器的测量传感器数据以及校准传感器的校准传感器数据；

处理单元，用于在满足预设条件下，将所述测量传感器数据与所述校准传感器数据的比值作为校准参数。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

所述采集单元，还用于利用所述测量传感器采集测量传感器数据；

确定单元，用于将所述测量传感器数据与所述校准参数的商值，确定为校准后的传感器数据。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

发送关闭指令单元，用于向传动部分发送关闭指令；其中，所述关闭指令可控制所述传动部分移动，所述传动部分移动可带动箱体结构的可活动部分与固定部分闭合。

12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

清零单元，用于将所述测量传感器的使用时间清零，重新开始计算所述测量传感器的使用时间。