CN105628058B - 电容式检测装置、方法与系统 - Google Patents

Abstract

一种电容式检测装置、方法与系统。该电容式检测装置包括电容值感应模块与待检测事件判断模块。电容值感应模块用以读取与记录第一电容感应点的第一感应计数值。于标准电容检测模式下，电容值感应模块将第一感应计数值送至微控制器，以使微控制器据此计算出第一电容感应点的第一上限值与第一下限值。于标准电容检测模式下，待检测事件判断模块记录第一上限值与第一下限值。于主动式控制模式下，待检测事件判断模块接收第一感应计数值，并判断第一感应计数值、第一上限值与第一下限值决定是否产生唤醒信号给微控制器。

Description

电容式检测装置、方法与系统

技术领域

本发明是有关于一种具有至少一电容感应点的电容式检测系统，且特别是有关于一种能够减少电容式检测系统中微控制器的电能消耗或运算负担的电容式检测装置、方法与系统。

背景技术

传统环境感测系统多半使用无源式感测元件，因此，为了随时感测外在环境的变化，无源式感测元件必须随时地作检测，且其微控制器须持续性地开启，故导致传统环境感测系统具有较高的耗电量与运算负担。

另外一方面，传统机械式开关多半采用簧片设计。当簧片被施加压力时，开关导体会移动一段特定距离或至特定位置，或者会转动一个特定角度时，传统机械式开关的开关导体会接触到特定的电极，以产生特定信号，以达到距离、位置或角度的检测。传统机械式开关一样需要随时地检测是否有特定信号的产生，故其微控制器仍须持续性地开启。传统机械式开关还会因为簧片长期地被施加压力而有簧片弹性疲乏的情状，导致传统机械式开关故障。

虽然，目前有一种磁力感应开关被提出，磁力感应开关可以通过永久磁铁作为感测元件。当磁力消失或增加时，磁力感应开关可以产生特定信号，以藉此检测有无磁力存在。然而，磁力感应开关并无法有效地对距离、位置或角度进行检测。

发明内容

本发明实施例提供一种电容式检测装置、方法与系统，所述电容式检测装置、方法与系统可以对外在环境进行检测，例如液位、湿度、导体距离或温度感测，且可以作为开关使用，例如磁力感应开关、旋钮开关、振动开关或限位开关。

本发明实施例提供一种电容式检测装置。此电容式检测装置电性连接于第一电容感应点与微控器之间，且包括电容值感应模块与待检测事件判断模块，其中电容值感应模块电性连接微控制器与第一电容感应点，且待检测事件判断模块电性连接电容值感应模块与微控制器。电容值感应模块用以读取与记录第一电容感应点的第一感应计数值。于标准电容检测模式下，电容值感应模块将第一感应计数值送至微控制器，以使微控制器据此计算出第一电容感应点的第一上限值与第一下限值。于标准电容检测模式下，待检测事件判断模块记录第一上限值与第一下限值。于主动式控制模式下，待检测事件判断模块接收第一感应计数值，并依据第一感应计数值、第一上限值与第一下限值决定是否产生唤醒信号给微控制器。

另外，本发明实施例还提供一种电容式检测系统，此电容式检测系统包括第一电容感应点、上述电容式检测装置与微控制器。除此之外，本发明实施例更提供一种电容式检测方法执行于上述电容式检测系统。

综上所述，本发明实施例所提供的电容式检测装置、方法与系统会持续地检测外在环境的变化，且电容式检测的微控制器仅有在外在环境有所变化时，才会被唤醒，故可以有效节省微控制器的耗电量与运算负担。

附图说明

图1A是本发明实施例的电容式检测系统的方块图。

图1B是本发明另一实施例的电容式检测系统的方块图。

图2是本发明实施例的电容式检测方法的流程图。

图3A是本发明另一实施例的电容式检测系统的方块图。

图3B是本发明另一实施例的电容式检测系统的方块图。

图4是本发明另一实施例的电容式检测方法的流程图。

图5A与图5B是本发明实施例的电容式检测系统作为液位检测器的示意图。

图6是本发明实施例的电容式检测系统作为导体距离远离检测器的示意图。

图7是本发明实施例的电容式检测系统作为导体距离近接检测器的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、3：电容式检测系统

11、31、51、61、71：电容式检测装置

111、311：电容值感应模块

1111、3111：电容感应单元

1112、3112：感应计数值储存单元

112、312：待检测事件判断模块

1121、3121：比较单元

1122、3122：唤醒单元

1123、3123：上限值储存单元

1124、3124：下限值储存单元

313：主动式控制模块

12、32、52、62、72：微控制器

50：液体

60、70：导体

S1～SK：电容感应点

S201～S208、S401～S412：步骤流程

具体实施方式

本发明实施提供一种电容式检测装置，其以电容感应点的已触发状态消失或发生为控制条件。电容式检测装置于主动式控制模式下可以连续性地检测电容感应点的感应计数值是否大于上限值或低于下限值(或者是否介于上限值与下限值之间)，以判断外在环境是否有所变化，亦即是否有待检测事件发生(亦即已触发状态消失或发生)。当外在环境发生变化(例如，导体距离改变或液位的变化)时，电容式检测装置才会唤醒电容式检测系统中处于省电休眠状态下的微控制器，并进入标准电容检测模式。换言之，微控制器在主动式控制模式下为省电休眠状态，而在标准电容检测模式下为标准工作状态。微控制器在被唤醒后，才会对电容感应点进行标准电容检测，且接着根据电容感应点的感应计数值判断外在环境变化的情况，以对应产生指示信号，例如，警示液位过高或过低，或者指示后端电路执行对应导体远离、或近接时的操作指令。于标准电容检测模式中，微控制器更可以计算出电容感应点对应的上限值与下限值，以供电容式检测装置于主动式控制模式下使用。

简单地说，微控制器会长时间处于省电休眠状态中，此时微控制器可能是关闭或者仅处理其他与标准电容检测无关的指令或程序，以减少电能的消耗或运算负担。微控制器仅有在系统检测到待检测事件发生时才会被唤醒，并进入标准触控检测模式，对电容式感应点进行标准电容检测，以判断外在环境的变化情况，并相应地产生指示信号。另外，使用此电容式检测装置的电容式触控系统可以连续性地检测环境变化，故电容式检测系统不会如传统间歇性休眠省电模式般出现检测盲点。

本发明实施又提供另一种电容式检测装置，其以电容感应点的已触发状态消失或发生为控制条件。电容式检测装置于主动式控制模式下可以连续性地检测电容感应点的感应计数值是否小于上限值或大于下限值，以判断外在环境是否有所变化，亦即是否有待检测事件发生(亦即已触发状态消失或发生)。举例来说，先前在已触发状态(或未触发状态)下，电容感应点的感应计数值若大于上限值，则在目前已触发状态消失(或发生)后，电容感应点的感应计数值会小于上限值；或者，先前在已触发状态(或未触发状态)下，电容感应点的感应计数值若小于下限值，则在目前已触发状态消失(或发生)后，电容感应点的感应计数值会大于下限值。当外在环境发生变化(例如，导体距离改变或液位变化)时，电容式检测装置才会唤醒电容式检测系统中处于省电休眠状态下的微控制器，并进入标准电容检测模式。换言之，微控制器在主动式控制模式下为省电休眠状态，而在标准电容检测模式下为标准工作状态。微控制器在被唤醒后，才会对电容感应点进行标准电容检测，且接着根据电容感应点的感应计数值判断外在环境变化的情况，以对应产生指示信号，例如，指示后端电路执行对应导体远离、或近接时的操作指令。于标准电容检测模式中，微控制器更可以计算出电容感应点对应的上限值与下限值，以供电容式检测装置于主动式控制模式下使用。

简单地说，微控制器会长时间处于省电休眠状态中，此时微控制器可能是关闭或者仅处理其他与标准电容检测无关的指令或程序，以减少电能之消耗或运算负担。微控制器仅有在系统检测到待检测事件发生时才会被唤醒，并进入标准触控检测模式，对电容式感应点进行标准电容检测，以判断外在环境的变化情况，并相应地产生指示信号。另外，使用此电容式检测装置的电容式触控系统可以连续性地检测环境变化，故电容式检测系统不会如传统间歇性休眠省电模式般出现检测盲点。

接着，将以多个实施例配合附图说明介绍本发明实施例所提供的电容式检测装置、方法与系统。然而，应当理解的是，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述之实施例。

[电容式检测系统、装置与方法的实施例]

请参照图1A，图1A是本发明实施例的电容式检测系统的方块图。于此实施例中，电容式检测系统1包括一个电容感应点S1、电容式检测装置11与微控制器12，其中电容感应点S1为电性连接电容式检测装置11的导体(例如，金属片)，且电容式检测装置11电性连接微控制器12。

电容式检测装置11会持续性地检测电容感应点S1所传递的信号以读取感应计数值，感应计数值为电容感应点S1被充电(或放电)时间或次数。感应计数值可以代表的电容感应点S1电容值信息，换言之，感应计数值具有电容感应点S1附近的外在环境是否有变化的信息。电容式检测装置11于主动式控制模式下会判断感应计数值是否大于上限值或小于下限值，亦即判断是否有待检测事件发生。当感应计数值大于上限值或小于下限值时(另一种应用亦可反向定义为当计数值落入上下限值内时)，电容式检测装置11会产生唤醒信号给微控制器12，以唤醒微控制器12，并且使电容式检测系统1进入标准电容检测模式。另外，电容式检测装置11于标准电容检测模式，则仅是将读取的感应计数值传送给微控制器12。

微控制器12大部分的时间处于主动式控制模式，且仅有发生待检测事件才会进入标准电容检测模式，亦即微控制器12大部分的时间为省电休眠状态，而仅有少部份的时间为标准工作状态。当微控制器12进入标准电容检测模式后，会接收电容式检测装置11所读取的电容感应点S1的感应计数值，并且依据此感应计数值计算电容感应点S1的上限值与下限值，其中电容感应点S1的上限值与下限值会被储存至电容式检测装置11，以供电容式检测装置11于主动式控制模式下作为判断是否有待检测事件的基准。另外，微控制器12于标准电容检测模式下还会进一步依据电容感应点S1的感应计数值判断环境变化的情况，并且据此产生相应的指示信号。在微控制器12计算电容感应点S1的上限值与下限值，以及产生相应的指示信号之后，亦即对电容感应点S1进行一次标准电容检测，微控制器12会进入至主动式控制模式(亦即进入省电休眠状态)。

在此请注意，由于电容式检测装置11无法准确地判断待检测事件的发生为电容感应点S1感测到环境变化或由噪声、干扰等引起的误动作，故在待检测事件发生时，微控制器12需要被唤醒，并进一步地对电容感应点S1进行标准电容检测。当微控制器12判断电容感应点S1感测到环境变化，则微控制器12会产生指示信号给电容式检测系统1的后端电路。若待检测事件的发生是由噪声或干扰等引起的误动作，则微控制器12会接着再次进入主动式控制模式。

接着，针对电容式检测装置11的细节进一步地介绍。电容式检测装置11包括电容值感应模块111与待检测事件判断模块112，其中电容值感应模块111电性连接微控制器12与待检测事件模块112，而待检测事件模块112电性连接微控制器12。

电容值感应模块111用以读取与记录电容感应点S1的感应计数值。电容值感应模块111于标准电容检测模式下将感应计数值传送给微控制器12，且于主动式检测模式下将感应计数值传送给待检测事件判断模块112。微控制器12在标准电容检测模式下才会接收感应计数值，而在主动式控制模式下则不接收感应计数值。待检测事件判断模块112在标准电容检测模式下并不会接收感应计数值，而仅在主动式控制模式下才会接收感应计数值。

待检测事件判断模块112在标准电容检测模式下会接收与记录微控制12依据感应计数值计算出的电容感应点S1的上限值与下限值，而在主动式控制模式下则会判断感应计数值是否大于电容感应点S1的上限值或小于电容感应点S1的下限值，亦即比较感应计数值与上限值，以及比较感应计数值与下限值。若感应计数值大于电容感应点S1的上限值或小于电容感应点S1的下限值(另一种应用亦可反向定义为当电容感应点S1的计数值落入上下限值内时)，则待检测事件判断模块112产生唤醒信号给微控制器12，以唤醒微控制器12，使电容式检测系统1自主动式控制模式进入至标准电容检测模式。

在此请注意，于另一种应用上，电容式检测装置11于主动式控制模式下会判断感应计数值是否小于上限值或大于下限值，以决定是否产生唤醒信号给微控制器12。于此种应用上，若先前的电容感应点的感应计数值大于上限值，而目前电容感应点的感应计数值小于上限值的话，则表示外在环境有所变化；或者，若先前的电容感应点的感应计数值小于下限值，而目前电容感应点的感应计数值大于下限值的话，则表示外在环境有所变化。简单地说，电容式检测装置11依据先前感应计数值是否大于上限值或小于下限值，来决定使用上限值或下限值来与目前感应计数值进行比较，以藉此判断是否有待检测事件发生。

选择性地，为了避免上限值与下限值可能不恰当(诸如室内外、或白日夜晚…等外在环境的变迁)，而有误动作的发生，待检测事件模块112除了依据计数值是否大于电容感应点S1的上限值或小于电容感应点S1的下限值来产生唤醒信号之外，其亦可以每隔一段时间产生唤醒信号，例如5秒，以定时地唤醒微控制器12。接着，微控制器12对电容感应点S1进行一次标准电容检测后，亦即计算出最新的电容感应点S1的上限值与下限值，以及产生相应的指示信号之后，微控制器12会进入主动式控制模式，亦即回到省电休眠状态。

接着，进一步地对电容值感应模块111与待检测事件判断模块112的细节进行说明。请参照图1B，图1B是本发明另一实施例的电容式检测系统的方块图。电容值感应模块111包括电容感应单元1111与感应计数值储存单元1112，其中电容感应单元1111电性连接电容感应点S1与感应计数值储存单元1112，而感应计数值储存单元1112电性连接微控制器12。待检测事件判断模块112包括比较单元1121、唤醒单元1122、上限值储存单元1123与下限值储存单元1124，其中比较单元1121电性连接感应计数值单元1112、唤醒单元1122、上限值储存单元1123与下限值储存单元1124，而唤醒单元1122、上限值储存单元1123与下限值储存单元1124电性连接微控制器12。

电容感应单元1111用以读取电容感应点S1的感应计数值。进一步地说，电容感应单元1111具有计数器可以计数电容感应点S1的充放电时间或次数，以读取感应计数值。感应计数值储存单元1112用以储存感应计数值，于标准电容检测模式下将感应计数值传送给微控制器12，且于主动式检测模式下将感应计数值传送给比较单元1121。

比较单元1121于主动式控制模式下会比较电容感应点S1的感应计数值与预先储存的上限值，以及比较电容感应点S1的感应计数值与预先储存的下限值，以判断电容感应点S1的感应计数值是否大于上限值或小于下限值(又另一种应用亦可定义为电容感应点S1的计数值是否小于上限值(若先前计数值大于上限值)或大于下限值(若先前计数值小于下限值))。当电容感应点S1的感应计数值大于上限值或小于下限值时(另一种应用亦可反向定义为当电容感应点S1的计数值落入上下限值内时，又另一种应用亦可定义当为电容感应点S1的计数值小于上限值(若先前计数值大于上限值)或大于下限值(若先前计数值小于下限值)时)，比较单元1121会输出比较结果给唤醒单元1122。唤醒单元1122会用以依据比较结果产生唤醒信号，且如同前面所述，其更可以选择性地每隔一段时间产生唤醒信号。上限值储存单元1123与下限值储存单元1124于主动式控制模式下会将其储存的上限值与下限值传送给比较单元1121，而在标准电容检测模式下则会分别储存微控制器12所计算出新的上限值与下限值。

接着，请同时参照图1A(或图1B)与图2，图2是本发明实施例的电容式检测方法的流程图。图2的电容式检测方法可以执行于图1A或图1B的电容式检测系统1之中。首先，在步骤S201中，微控制器12控制电容式检测系统1进入标准电容检测模式。接着，在步骤S202中，电容值感应模块111会读取与记录电容感应点S1的感应计数值。然后，在步骤S203中，微控制器12会通过电容值感应模块111接收电容感应点S1的感应计数值，据此计算电容感应点S1的上限值与下限值，以及依据感应计数值得知外在环境的变化情况，以对应产生指示信号。之后，在步骤S204中，待检测事件判断模块112会接收与记录微控制器12所计算出的电容感应点S1的上限值与下限值。

由于微控制器12已经对电容感应点S1进行了一次标准电容检测，故接着在步骤S205中，微控制器12控制电容式检测系统1进入主动式控制模式。然后，在步骤S206中，电容值感应模块111读取与记录电容感应点S1的感应计数值。接下来，在步骤S207中，待检测事件判断模块112判断电容感应点S1的感应计数值是否大于电容感应点S1的上限值或小于电容感应点S1的下限值(另一种应用亦可反向定义为当电容感应点S1的计数值落入上下限值内时，又另一种应用亦可定义为电容感应点S1的计数值是否小于上限值(若先前计数值大于上限值)或大于下限值(若先前计数值小于下限值)时)。若电容感应点S1的感应计数值大于电容感应点S1的上限值或小于电容感应点S1的下限值(另一种应用亦可反向定义为当电容感应点S1的计数值落入上下限值内时，又另一种应用亦可定义为当电容感应点S1的计数值小于上限值(若先前计数值大于上限值)或大于下限值(若先前计数值小于下限值)时)，则接着步骤S208被执行，否则，则步骤S206再次被执行，亦即再次地读取与记录电容感应点S1的感应计数值。于步骤S208中，待检测事件判断模块112产生唤醒信号给微控制器12，且接着步骤S201会被执行，以使电容式检测系统1再次回到标准电容检测模式中。

简单地说，所述电容式检测方法通过判断电容感应点S1的感应计数值是否大于电容感应点S1的上限值或小于电容感应点S1的下限值(另一种应用亦可反向定义为当电容感应点S1的计数值落入上下限值内时，又另一种应用亦可定义为电容感应点S1的计数值是否小于上限值(若先前计数值大于上限值)或大于下限值(若先前计数值小于下限值)时)来得知外在环境是否有变化。仅有在外在环境有变化时，所述电容式检测方法才会唤醒微控制器12，因此，所述电容式检测方法可以有效地节省微控制器12的耗电量与/或运算量。

图1A与图1B的实施例是针对单一个电容感应点S1所设计的电容式检测系统1，且图2的实施例是针对仅具有单一个电容感应点S1的电容式检测系统所设计的电容式检测方法，但本发明却不限定于此。于实际情况下，电容式检测统可能包括多个电容感应点，以下将就包括多个电容感应点的电容式检测装置、系统与方法进行说明与介绍。

[电容式检测系统、装置与方法的另一实施例]

请参照图3A，图3A是本发明另一实施例的电容式检测系统的方块图。于此实施例中，电容式检测系统3包括多个电容感应点S1～SK(亦即，第一至第K电容感应点S1～SK)、电容式检测装置31与微控制器32。不同于图1A的实施例，电容式检测装置31除了包括电容值感应模块311与待检测事件判断模块312之外，更包括主动式控制模块313，其中主动式控制模块313电性连接电容值感应模块311、待检测事件控制模块312与微控制器32。

于此实施例中，由于电容式检测系统3包括第一至第K电容感应点S1～SK，因此，于标准电容检测模式下，电容值感应模块311会依序获得第一至第K电容感应点S1～SK的感应计数值，微控制器32会依据第一至第K电容感应点S1～SK的感应计数值分别计算第一至第K电容感应点S1～SK的上限值与下限值，将第一至第K电容感应点S1～SK的上限值与下限值分别记录于待检测事件判断模块312，并且依据第一至第K电容感应点S1～SK的感应计数值得知外在环境的变化，以产生相应的指示信号。另外，于标准电容检测模式下，微控制器32还会设定主动式控制模块313于主动式控制模式下所要使用的电容感应点选取方式与主动式控制模式终止门限值。

于主动式控制模式下，主动式控制模块313会依据电容感应点选取方式控制电容值感应模块311读取尚未被选取的第i电容感应点的感应计数值，并且控制待检测事件判断模块312使用第i电容感应点的上限值与下限值来与第i电容感应点的感应计数值进行比较，其中i为1至K的整数。若第i电容感应点的感应计数值大于第i电容感应点的上限值或小于第i电容感应点的下限值(另一种应用亦可反向定义为当第i电容感应点的计数值落入第i电容感应点预存的上下限值内时，又另一种应用亦可定义为当第i电容感应点的计数值小于上限值(若先前第i电容感应点的计数值大于上限值)或大于下限值(若先前第i电容感应点的计数值小于下限值)时)，则待检测事件判断模块312会产生唤醒信号给微控制器32。若第i电容感应点的感应计数值未大于第i电容感应点的上限值且未小于第i电容感应点的下限值(另一种应用亦可反向定义为当第i电容感应点的计数值未落入第i电容感应点预存的上下限值内时，又另一种应用亦可定义为当第i电容感应点的计数值未小于预存的上限值(若先前第i电容感应点的计数值大于上限值)或未大于预存的下限值(若先前第i电容感应点的计数值小于下限值)时)，则电容值感应模块311读取下一个未选取的第i+1电容感应点的感应计数值，且待检测事件判断模块312使用下一个第i+1电容感应点预存的上限值与下限值来与该第i+1电容感应点的感应计数值进行比较(又另一种应用为选择预存的上限值(若先前第i+1电容感应点的计数值大于上限值)或下限值(若先前第i+1电容感应点的计数值小于下限值)来与该第i+1电容感应点的感应计数值进行比较)。

若所有第一至第K电容感应点S1～SK的感应计数值皆被读取，则第一至第K电容感应点S1～SK的状态会被设为未被选取的状态，且主动式控制模块313会再次地依据电容感应点选取方式控制电容值感应模块311读取未选取的第i电容感应点的感应计数值，直到主动式控制模式的持续时间或第一至第K电容感应点S1～SK的总感测次数大于主动式控制模式终止门限值。当主动式控制模式的持续时间或第一至第K电容感应点S1～SK的总感测次数大于主动式控制模式终止门限值，则待检测事件判断模块312会产生唤醒信号给微控制器32，使电容式检测系统3进入标准电容检测模式。

在此请注意，此处的主动式控制模块313并非必要元件，在一些实施方式中，主动式控制模块313亦可以被移除，电容值感应模块311被预设地依序对第一至第K电容感应点S1～SK的感应计数值进行读取，且待检测事件判断模块312被预设地依序对第一至第K电容感应点S1～SK的感应计数值与其对应的上限值与下限值进行比较(又另一种应用为选择对应预存的上限值(若先前对应电容感应点的计数值大于上限值)或下限值(若先前对应电容感应点的计数值小于下限值)来与对应电容感应点的感应计数值进行比较)。

接着，进一步地说明电容值感应模块311与待检测事件判断模块312的细节。请参照图3B，图3B是本发明另一实施例的电容式检测系统的方块图。电容值感应模块311的电容感应单元3111电性连接主动式控制模块313，且受控于主动式控制模块313，以依据电容感应点选取方式读取未选取的第i电容感应点的感应计数值。感应计数值储存单元3112用以记录第i电容感应点的感应计数值，且分别在主动式控制模式与标准电容检测模式下将第i电容感应点的感应计数值分别传送给比较单元3121与微控制器32。

上限值储存单元3123与下限值储存单元3124亦受控于主动式控制模块313，依据电容感应点选取方式将目前被选取的第i电容感应点预存的上限值与下限值送给比较单元3121。比较单元3121会判断第i电容感应点的感应计数值是否大于第i电容感应点的上限值或小于第i电容感应点的下限值(另一种应用亦可反向定义为当第i电容感应点的计数值落入第i电容感应点预存的上下限值内时，又另一种应用亦可定义为第i电容感应点的计数值是否小于预存的上限值(若先前第i电容感应点的计数值大于上限值)或大于预存的下限值(若先前第i电容感应点的计数值小于下限值)时)，并产生比较结果给唤醒单元3122。唤醒单元3122会依据比较结果产生唤醒信号给微控制器32。

接着，请同时参照图3A(或图3B)、图4，图4是本发明另一实施例的电容式检测方法的流程图。图4的电容式检测方法可以执行于图3A或图3B的电容式检测系统3之中。首先，在步骤S401中，微控制器32控制电容式检测系统3进入标准电容检测模式。接着，在步骤S402中，电容值感应模块311会读取与记录第一至第K电容感应点S1～SK的感应计数值。然后，在步骤S403中，微控制器32会通过电容值感应模块311接收第一至第K电容感应点S1～SK的感应计数值，据此计算第一至第K电容感应点S1～SK的上限值与下限值，以及依据第一至第K电容感应点S1～SK的感应计数值得知外在环境的变化情况，以对应产生指示信号。之后，在步骤S404中，待检测事件判断模块312会接收与记录微控制器32所计算出之第一至第K电容感应点S1～SK的上限值与下限值。

由于微控制器32已经对第一至第K电容感应点S1～SK都进行了一次标准电容检测，故接着在步骤S405中，微控制器32设定主动式控制模式终止门限值与主动式控制模块于主动式控制模式下使用的电容感应点选取方式。然后，在步骤S406中，微控制器406控制电容式检测系统3进入主动式控制模式。

在步骤S407中，电容值感应模块311依据电容感应点选取方式读取与记录未选取的第i电容感应点的感应计数值，且待检测事件判断模块312依据电容感应点选取方式选取第i电容感应点的上限值与下限值。然后，在步骤S408中，待检测事件判断模块312判断第i电容感应点的感应计数值是否大于第i电容感应点的上限值或小于第i电容感应点的下限值(另一种应用亦可反向定义为当第i电容感应点的计数值落入第i电容感应点预存的上下限值内时，又另一种应用亦可定义为第i电容感应点的计数值是否小于预存的上限值(若先前第i电容感应点的计数值大于上限值)或大于预存的下限值(若先前第i电容感应点的计数值小于下限值)时)。若第i电容感应点的感应计数值大于第i电容感应点的上限值或小于第i电容感应点的下限值(另一种应用亦可反向定义为当第i电容感应点的计数值落入第i电容感应点预存的上下限值内时，又另一种应用亦可定义为当第i电容感应点的计数值小于预存的上限值(若先前第i电容感应点的计数值大于上限值)或大于预存的下限值(若先前第i电容感应点的计数值小于下限值)时)，则步骤S409紧接着被执行，否则，步骤S410会被紧接着被执行。于步骤S409中，待检测事件判断模块312产生唤醒信号给微控制器32，且接着步骤S401会被执行，以使电容式检测系统3再次回到标准电容检测模式中。

在步骤S410中，主动式控制模块313判断是否有尚未选取的电容感应点。若电容感应点选取方式中的所有电容感应点都被选取，则执行步骤S411，否则，步骤S407再次地被执行。在步骤S411中，主动式控制模块313判断主动式控制模式的持续时间或电容感应点的总感测次数是否大于主动式控制模式终止门限值。若主动式控制模式的持续时间或电容感应点的总感测次数大于主动式控制模式终止门限值，则步骤S409会被执行，以使电容式检测系统3进入标准电容检测模式，否则，步骤S412将被执行。在步骤S412中，主动式控制模块313将已被选取的第1至第K电容感应点的状态设置为未被选取的状态，且接着步骤S407再次地被执行。

在此请注意，当主动式控制模式的持续时间或电容感应点的总感测次数大于主动式控制模式终止门限值，主动式控制模块313控制待检测事件判断模块选择一个强制终止的上限值(例如，最小的感应计数值)或下限值(例如，最大的感应计数值)，以强制待检测事件判断模块312产生唤醒信号给微控制器32。

由上可以得知，所述电容式检测方法通过判断第一至第K电容感应点S1～SK的感应计数值的其中之一是否大于其相应的上限值或小于其相应的下限值(另一种应用亦可反向定义为判断第一至第K电容感应点S1～SK其中之一的感应计数值是否落入相应预存的上下限值内时，又另一种应用亦可定义为判断第一至第K电容感应点S1～SK其中之一的感应计数值是否小于相应预存的上限值(若先前第一至第K电容感应点S1～SK其中之一的感应计数值大于相应预存的上限值)或大于预存的下限值(若先前第一至第K电容感应点S1～SK其中之一的感应计数值小于相应预存的下限值)时)来得知外在环境是否有变化。仅有在外在环境有变化时，所述电容式检测方法才会唤醒微控制器32，因此，所述电容式检测方法可以有效地节省微控制器32的耗电量与/或运算量。

在介绍完本发明部份实施方式的电容式检测装置、系统与方法后，接着，进一步地说明，电容式检测系统的应用的各实施例如下。

[电容式检测系统的应用的各实施例]

请参照图5A与图5B，图5A与图5B是本发明实施例的电容式检测系统作为液位检测器的示意图。于图5A中，液体50的液位原本低于电容感应点S1的设置位置，但经过一段时间后，液体50的液位上升到达电容感应点S1的设置位置，因此，电容式检测装置51所读取的电容感应点S1的感应计数值会大于电容感应点S1的上限值或小于电容感应点S1的下限值，故微控制器52会被唤醒，以进一步地依据电容感应点S1的感应计数值判断液体50的液位位于电容感应点S1的设置位置。简单地说，通过电容感应点S1所获得感应计数值可以用来判断液体是否高于电容感应点S1的设置位置。

于图5B中，液体50的液位原本高于电容感应点S2的设置位置，但经过一段时间后，液体50的液位降至低于电容感应点S2的设置位置，因此，电容式检测装置51所读取的电容感应点S2的感应计数值会介于电容感应点S2的上限值与下限值之间，亦或者电容感应点S2的计数值小于上限值(若先前电容感应点S2的计数值大于上限值)或大于下限值(若电容感应点S2的计数值小于下限值)，故微控制器52会被唤醒，以进一步地依据电容感应点S2的感应计数值判断液体50的液位系低于电容感应点S2的设置位置。简单地说，通过电容感应点S2所获得感应计数值可以用来判断液体是否低于电容感应点S2的设置位置。

请参照图6，图6是本发明实施例的电容式检测系统作为导体远离检测器的示意图。于图6中，导体60原本近接在电容感应点S1的设置位置，但经过一段时间后，导体60远离电容感应点S1的设置位置，因此，电容式检测装置61所读取的电容感应点S1的感应计数值会落入于电容感应点S1的上下限值内，亦或者电容感应点S1的计数值小于上限值(若先前电容感应点S1的计数值大于上限值)或大于下限值(若电容感应点S1的计数值小于下限值)，故微控制器62会被唤醒，以进一步地依据电容感应点S1的感应计数值判断导体60是否远离电容感应点S1的设置位置。于此实施例中，电容式检测系统(包括电容感应点S1、电容式检测装置61与微控制器62)与导体60可以作为一个远离开关使用。

请参照图7，图7是本发明实施例的电容式检测系统作为导体近接检测器的示意图。于图7中，导体70原本远离电容感应点S1的设置位置，但经过一段时间后，导体70近接电容感应点S1的设置位置，因此，电容式检测装置71所读取的电容感应点S1的感应计数值会大于电容感应点S1预存的上限值，或小于电容感应点S1预存的下限值，故微控制器72会被唤醒，以进一步地依据电容感应点S1的感应计数值判断导体70是否近接电容感应点S1的设置位置。于此实施例中，电容式检测系统(包括电容感应点S1、电容式检测装置71与微控制器72)与导体70可以作为一个近接开关使用。

通过上述实施例的描述可以得知，所述电容式检测装置、方法与系统可以对外在环境进行检测，例如液位、湿度、导体距离或温度感测，且可以作为开关使用，例如磁力感应开关、旋钮开关、振动开关或限位开关。总而言之，本发明并不以上述应用为限制。

[实施例的可能结果]

综上所述，本发明实施例所提供的电容式检测装置、方法与系统会连续性地检测外在环境的变化，故不会有检测盲点的问题存在。除此之外，微控制器仅有在外在环境有所变化时，才会被唤醒，故可以有效节省微控制器的耗电量与运算负担。除此之外，本发明实施例所提供的电容式检测装置、方法与系统除了用于对外在环境进行检测之外，其亦可以作为开关使用，故其具有相当大的实用性。

Claims (13)

1.一种电容式检测装置，电性连接于第一电容感应点与微控器之间，其特征在于，该电容式检测装置包括：

电容值感应模块，电性连接该微控制器与该第一电容感应点，用以读取与记录该第一电容感应点的一第一感应计数值，于标准电容检测模式下将该第一感应计数值送至该微控制器，以使该微控制器据此计算出该第一电容感应点的第一上限值与第一下限值；以及

待检测事件判断模块，电性连接该电容值感应模块与该微控制器，于该标准电容检测模式下记录该第一上限值与该第一下限值，于主动式控制模式下，接收该第一感应计数值，并依据该第一感应计数值、该第一上限值与该第一下限值决定是否产生唤醒信号给该微控制器。

2.如权利要求1所述的电容式检测装置，其特征在于，其中若该第一感应计数值大于该第一上限值或小于该第一下限值，则产生该唤醒信号；或者，若该第一感应计数值介于该第一上限值与该第一下限值之间，则产生该唤醒信号；又或者，若先前该第一感应计数值大于该第一上限值，而目前该第一感应计数值小于该第一上限值，则产生该唤醒信号，以及若先前该第一感应计数值小于该第一下限值，而目前该第一感应计数值大于该第一下限值，则产生该唤醒信号。

3.如权利要求1所述的电容式检测装置，其特征在于，其中该电容式检测装置还电性连接于第二电容感应点，该电容值感应模块读取与记录该第二电容感应点的第二感应计数值，于该标准电容检测模式下将该第二感应计数值送至该微控制器，以使该微控制器据此计算出该第二电容感应点的第二上限值与第二下限值；该待检测事件判断模块于该标准电容检测模式下记录该第二上限值与该第二下限值，于该主动式控制模式下，接收该第二感应计数值，并根据该第二感应计数值、该第二上限值与该第二下限值决定是否产生该唤醒信号给该微控制器。

4.如权利要求3所述的电容式检测装置，其特征在于，该电容式检测装置还包括：

主动式控制模块，电性连接该微控制器、该电容值感应模块与该待检测事件判断模块，于该标准电容检测模式下被该微控制器设定电容感应点选取方式，于该主动式控制模式下，依据该电容感应点选取方式控制该电容值感应模块读取与记录该第一或该第二感应计数值，以及控制该待检测事件判断模块选择该第一或第二上限值与该第一或第二下限值来与该第一或第二感应计数值进行比较。

5.如权利要求1所述的电容式检测装置，其特征在于，其中该电容值感应模块包括：

电容感应单元，电性连接该第一电容感应点，用以读取该第一电容感应点的该第一感应计数值；以及

感应计数值储存单元，电性连接该微控制器与该待检测事件判断模块，用以记录该第一感应计数值，于该标准电容检测模式下，将该第一感应计数值传送给该微控制器，以及于该主动式控制模式下将该第一感应计数值传送给该待检测事件判断模块。

6.如权利要求1所述的电容式检测装置，其特征在于，其中该待检测事件判断模块包括：

比较单元，电性连接该电容值感应模块，于该主动式控制模式下，比较该第一感应计数值与该第一上限值，以及比较该第一感应计数值与该第一下限值，以产生比较结果；

唤醒单元，电性连接该比较单元与该微控制器，于该主动式控制模式下，依据该比较结果，产生该唤醒信号给该微控制器；

上限值储存单元，电性连接该微控制器与该比较单元，于该标准电容检测模式下，记录该第一上限值，以及于该主动式控制模式下，提供记录的该第一上限值给该比较单元；以及

下限值储存单元，电性连接该微控制器与该比较单元，于该标准电容检测模式下，记录该第一下限值，以及于该主动式控制模式下，提供记录的该第一下限值给该比较单元。

7.如权利要求1所述的电容式检测装置，其特征在于，其中该待检测事件判断模块每隔特定时间后，产生该唤醒信号。

8.一种电容式检测系统，其特征在于，该电容式检测系统包括：

第一电容感应点；

微控制器；以及

电容式检测装置，电性连接于该第一电容感应点与该微控器之间，包括：

电容值感应模块，电性连接该微控制器与该第一电容感应点，用以读取与记录该第一电容感应点的第一感应计数值，于标准电容检测模式下将该第一感应计数值送至该微控制器，以使该微控制器据此计算出该第一电容感应点的第一上限值与第一下限值；以及

待检测事件判断模块，电性连接该电容值感应模块与该微控制器，于该标准电容检测模式下记录该第一上限值与该第一下限值，于主动式控制模式下，接收该第一感应计数值，并依据该第一感应计数值、该第一上限值与该第一下限值决定是否产生唤醒信号给该微控制器。

9.如权利要求8所述的电容式检测系统，其特征在于，其中若该第一感应计数值大于该第一上限值或小于该第一下限值，则产生该唤醒信号；或者，若该第一感应计数值介于该第一上限值与该第一下限值之间，则产生该唤醒信号；又或者，若先前该第一感应计数值大于该第一上限值，而目前该第一感应计数值小于该第一上限值，则产生该唤醒信号，以及若先前该第一感应计数值小于该第一下限值，而目前该第一感应计数值大于该第一下限值，则产生该唤醒信号。

10.如权利要求8所述的电容式检测系统，其特征在于，该电容式检测系统还包括：

第二电容感应点，电性连接该电容值感应模块；

其中该电容值感应模块读取与记录该第二电容感应点的第二感应计数值，于该标准电容检测模式下将该第二感应计数值送至该微控制器，以使该微控制器据此计算出该第二电容感应点的第二上限值与第二下限值；该待检测事件判断模块于该标准电容检测模式下记录该第二上限值与该第二下限值，于该主动式控制模式下，接收该第二感应计数值，并判断该第二感应计数值、该第二上限值与该第二下限值决定是否产生该唤醒信号给该微控制器。

11.如权利要求8所述的电容式检测系统，其特征在于，该电容式检测系统用以对外在环境进行检测或作为开关使用。

12.一种电容式检测方法，其特征在于，该电容式检测方法包括：

读取与记录第一电容感应点的第一感应计数值；

于标准电容检测模式下，依据该第一感应计数值该第一电容感应点的第一上限值与第一下限值，并记录该第一上限值与该第一下限值；以及

于主动式控制模式下，依据该第一感应计数值、该第一上限值与该第一下限值决定是否唤醒电容式检测系统的微控制器。

13.如权利要求12所述的电容式检测方法，其特征在于，其中若该第一感应计数值大于该第一上限值或小于该第一下限值，则唤醒该微控制器；或者，若该第一感应计数值介于该第一上限值与该第一下限值，则唤醒该微控制器；又或者，若先前该第一感应计数值大于该第一上限值，而目前该第一感应计数值小于该第一上限值，则唤醒该微控制器，以及若先前该第一感应计数值小于该第一下限值，而目前该第一感应计数值大于该第一下限值，则唤醒该微控制器。