CN106225932A - 无线低功耗红外传感器及其控制方法和应用 - Google Patents

无线低功耗红外传感器及其控制方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种无线低功耗红外传感器及其控制方法和应用,采用无线通讯设计,人体红外移动感应器不仅免布线,安装方便,同时采用双通道供电模式,自带可充电电池,在外部供电停止时可以正常工作,确保酒店客房的信息采集正常运行;常态休眠模式的设计,当红外感应到人体移动时,唤醒MCU并无线发出红外检测信息后进入休眠,实现节约用能,增长电池使用时间。

Description

无线低功耗红外传感器及其控制方法和应用
技术领域
[0001]本发明涉及酒店智能控制领域,更具体地,涉及无线低功耗红外传感器及其控制方法和应用。
背景技术
[0002]酒店客房智能化建设时,需要安装人体红外感应器实现人体移动探测功能,目前市场上人体红外感应器都以外部供电有线通信为主,外部供电失电时,人体红外移动感应器就失去功能,在酒店客房中,受控电源由主机统一控制,当主机不取电时,受控电源断开,客房内的用电设备均无电源供应,传统的红外感应器是无法正常工作,且客房内存在布线困难,电源线路加通讯线路复杂程度高、酒店改造成本高,现有技术中也存在单独给红外传感器提供一条不断开的电源线,保持时刻检测和发送状态信息,但这样做成本高且大大提高了能耗,不利于节能。
发明内容
[0003]有鉴于此,本发明要解决的技术问题是提供一种智能休眠唤醒的无线低功耗红外传感器及其控制方法和应用。
[0004]为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案是:一种无线低功耗红外传感器,包括依次连接的红外探测器、红外信号处理芯片和红外无线通讯模块,所述红外探测器、红外信号处理芯片和红外无线通讯模块的输入端通过电源转换电路连接受控电源,同时连接充电电池,所述充电电池通过充电管理模块连接电源转换电路,所述充电管理模块还连接并受控于红外无线通讯模块。
[0005]所述红外信号处理器还连接灵敏度及感应时间设置开关。
[0006]所述红外无线通讯模块还连接一键智联开关。
[0007]所述红外无线通讯模块和充电管理模块之间还连接有电池电压检测模块。
[0008] —种无线低功耗红外传感器的控制方法,当无外部供电时,启动充电电池自我供电,进入休眠模式,当探测到人体时,自动唤醒红外无线通讯模块,对红外信号进行处理并向上级模块发送当前检测的状态信息,收到上级模块的确认帧后进入休眠模式。
[0009]当无外部供电时,启动充电电池自我供电,进入休眠模式,当红外探测器探测到人体时,自动唤醒红外无线通讯模块,红外信号处理芯片对红外信号进行处理并向上级模块发送当前检测的状态信息,收到上级模块的确认帧后进入休眠模式。本设计采用无线通信,免布线安装方便;常态休眠模式的设计,有效控制了能耗,保证在无外部供电时,自带充电电池能长时间供电,采用探测到人体时触发唤醒红外无线通讯模块的模式,发送完状态信息后又恢复休眠模式,高效节能,增长电池使用时间。
[0010]包括双通道供电模式,当外部受控电源接通时,受控电压直接对红外传感器供电。本设计采用外部供电和内部电池供电双电源方案,当外部供电时,人体红外移动感应器自动切换至外部供电,当外部失电时,内部电池供电,保证人体红外移动感应器正常工作。
[0011]当外部受控电源接通时,检测模块检测充电电池是否欠压,是则对充电电池进行充电,否则不做处理;当对充电电池进行充电时,同时对充电状态进行检测,当电池电压达到上限时停止充电。
[0012]当外部受控电源接通时,电池电压检测模块检测充电电池是否欠压,是则发送充电信息给充电管理模块对充电电池进行充电,否则不做处理;当对充电电池进行充电时,电池电压检测模块还对充电状态进行检测,充电完成时及时通过发送停止充电信息控制充电管理模块断开对充电电池的充电。
[0013]在发送状态信息的同时还对充电电池的电压进行检测并发送至上级模块。
[0014]若红外信号处理芯片没收到上级模块的确认帧,则补发状态信息后延时设定时间后进入休眠模式。
[0015] 一种无线低功耗红外传感器在酒店管理中的应用,包括上述的无线低功耗红外传感器或上述的无线低功耗红外传感器的控制方法,为酒店管理平台不间断地提供人员信息监测数据。
[0016]与现有技术相比,本发明具有如下优点:
本发明提供一种无线低功耗红外传感器及其控制方法和应用,采用无线通讯设计,人体红外移动感应器不仅免布线,安装方便,同时自带可充电电池,在外部供电停止时可以正常工作,确信客房的信息采集正常运行;常态休眠模式的设计,当红外感应到人体移动时,唤醒MCU并无线发出红外检测信息后进入休眠,实现节约用能,增长电池使用时间。
附图说明
[0017]图1为本发明实施例红外传感器在酒店智能系统中的应用的结构框图。
[0018]图2为本发明实施例R⑶主机的结构框图。
[0019]图3为本发明实施例红外传感器的结构框图。
[0020]图4为本发明实施例门磁模块的结构框图。
[0021 ]图5为本发明实施例R⑶主机一键智联程序流程图。
[0022]图6为本发明实施例红外传感器和门磁模块一键智联程序流程图。
[0023]图7为本发明实施例系统节能模式控制程序流程图。
[0024]图8为本发明实施例正常取电模式下节能控制程序流程图。
[0025]图9为本发明实施例防飞单控制程序流程图。
具体实施方式
[0026]为了便于本领域技术人员理解,下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步详细描述。
[0027]如图1所示,本实施例提供本发明所述的无线低功耗红外传感器及其控制方法在无线控制的酒店智能系统中的应用,在一个客房单元内,只需设置RCU主机、红外传感器和门磁模块。其中,如图3所示,红外传感器包括依次连接的红外探测器、红外信号处理芯片和红外无线通讯模块,受控电源通过电源转换电路连接红外探测器、红外信号处理芯片和红外无线通讯模块并为其供电,电源转换电路将来自受控电源的AC220V市电转换为红外传感器所需电源,红外探测器、红外信号处理芯片和红外无线通讯模块同时连接充电电池,所述充电电池通过充电管理模块连接电源转换电路,所述充电管理模块还连接并受控于红外无线通讯模块。在受控电源断电时,由充电电池为红外传感器中的各个组件供电,同时,红外无线通讯模块连接充电管理模块,发送充电信息对充电电池进行充电管理,其中,红外信号处理芯片还连接灵敏度及感应时间设置开关,用于设置红外感应的灵敏度和感应延时时间;红外无线通讯模块还连接一键智联开关,用于红外模块与上级模块如R⑶主机建立通讯联接。
[0028]当AC220V市电开关打开,模块整体由AC220V经过电源转换模块供电,电池不对模块供电,此时若电池电压检测模块检测到电池电量较低时,红外无线通讯模块会控制充电管理模块对充电电池进行充电;
当AC220V市电开关关闭时,模块整体由充电电池供电。
[0029]当红外探测器侦测到移动的人体时,经过红外信号处理芯片处理红外信号后,唤醒无线通讯模块,无线通讯模块被唤醒后,把红外侦测信息通过无线传输,上传至上级模块,即本实施例的RCU主机。
[0030] R⑶主机包括插卡式主机和非插卡式主机,如图2所示,本实施例RCU主机采用插卡式主机,包括微处理器,内置连接微处理器的WIFI通信模块和Zigbee通信模块,通过WIFI通信模块与连接酒店管理平台的AP接口通讯连接,通过Zigbee通信模块与红外传感器和门磁模块通讯连接,通过门磁模块采集当前房门的开/关状态、通过红外传感器探测客房有/无人存在,为取电、节能提供基础的信息;还包括射频解码插卡模块,读取插卡信息进行身份识别;微处理器输入端连接按键电路,在出租房、客人卡时,按下按键可以开/关受控电源,其它条件按下按键可以关受控电源;同时长按该按键5秒钟,可以进行RCU主机与门磁模块、红外传感器进行Zigbee的一键智联。微处理器输出端连接继电器控制模块,控制客房的受控电源,根据房态信息、身份信息、房门状态、人员信息等信息实现节能合理用电;微处理器还链接电能计量模块,控制电能计量模块对客房用电进行实时监测,电能计量模块将采集的电量信息发送至微处理器,微处理器再通过WIFI将电量信息发送至酒店管理平台,为酒店管理提供实时、时段用能信息,帮助酒店合理计划用电,降低客房能源消耗,提高经济效益;所述微处理器、按键电路、电能计量模块、继电器控制模块、WIFI通信模块、Zigbee通信模块及射频解码插卡模块均通过电源处理模块连接房间电源输出端,电源处理模块将房间电源输出端AC220V供电转换为各模块的工作电压并保持供电状态,其中房间电源输出端连接继电器控制模块后输出受控电源,连接客房的其它用电设备,如灯具、电视、空调、插座等。
[0031] 其中,R⑶主机与AP接口采用WIFI连接实现与酒店管理平台通信;WIFI出厂默认为AP模式,无线RCU主机常按WIFI通信模块的WIFI按键5秒可以使WIFI模块恢复到出厂模式,可以通手PC、Ipad、手机用网页方式访问WIFI模块,在网页中设置WIFI参数,设置WIFI模块为STA模式,并设置连接AP的用户名及密码,设置酒店管理平台的IP地址及端口号。
[0032]当受控电源开关打开时,红外传感器整体由AC220V经过电源转换电路供电,充电电池不对模块供电,此时电池电压检测模块检测充电电池是否欠压,若充电电池电量较低时,红外无线通讯模块会控制充电管理模块对电池进行充电,否则不做处理,当对充电电池进行充电时,同时对充电状态进行检测,当电池电压达到上限时停止充电;当受控电源开关关闭时,模块整体由充电电池供电。红外传感器进入休眠模式,当红外探测器侦测到移动的人体时,经过红外信号处理芯片处理红外信号后,唤醒红外无线通讯模块,红外无线通讯模块被唤醒后,把红外侦测信息通过无线传输,上传至RCU主机,R⑶主机的确认帧后继续进入休眠模式,若红外信号处理芯片没收到上级模块的确认帧,则补发状态信息后延时设定时间后进入休眠模式。
[0033]本实施例公开的可充电的无线红外感应器,具备市电AC220V转DC5V的电源转换电路,具有外部供电以及内部电池两种电源工作方式,同时带可充电电路,当有外部供电时而且电池欠压时对电池进行充电。
[0034]当无外部电源供电时,红外感应器处于休眠模式,当红外探测器感应到人存在时,自动唤醒红外无线通信通模块,对红外信号进行处理并向RCU主机发送当前检测的状态信息,同时检测当前的电池电压,把当前的电池电压值信息发送给RCU主机。收到RCU主机确认帧后进入休眠模式,如果没收到主机确认帧补发当前状态信息后延时3秒进入休眠模式,确保模块在低功耗下工作,延长电池使用时间。当有外部电源供电时,模块正常工作,并检测当前是否电池欠压充电,并检测充电状态是否已经完成充电,确保电池充电安全可靠运行。同时实时检测当前红外感应信号。
[0035]如图4所示,门磁模块包括永磁铁、磁簧开关、门磁无线通讯模块、供电电池和一键智联按键,供电电池直接为整个门磁模块供电,通过磁簧开关对永磁铁的靠近和离开作检测(开关门时),形成开闭信号后,由门磁无线通讯模块通过无线传输,通知RCU主机房门的开闭状态。所述一键智联开关,用于门磁模块与上级模块如RCU主机建立通讯联接;
本实施例所述的无线控制的酒店智能系统通过对客房进行实时监测并管理控制,具体ί目息的米集有:
房态信息:从酒店管理平台PMS获取;
身份识别:由RCU主机插卡或门锁模块感应房卡信息获取;
人员信息:从红外传感器探测客房有/无人存在;
房门状态:从门磁模块获取门开/关状态;
用电信息:由RCU主机的电能计量模块获取;
电池电压:门磁模块供电电池的采集,在欠压时提醒用户更新电池。
[0036]如图5、6所示,所述RCU主机与红外传感器和门磁模块之间的一键智联方式为:通过Zigbee的设置参数(信道号、网络ID)在RCU主机的8位拔码开关实现,分别由用按键实现R⑶主机对门磁模块、红外传感器的Z i gbee的参数设置。具体步骤为:将R⑶主机按键电路的按键长按5秒以上,R⑶主机Zigbee通信模块切换到出厂的默认通道号及网络ID组建网络,进入等待节点请求参数程序,此时设置默认等待60秒,如果60秒内没有收到请求指令,则自动切回原设置参数组网;若是进行组网操作,长按RCU主机按键5秒以上后,将门磁模块的一键智联按键和红外传感器的一键智联开关分别长按3秒切换到出厂默认的通道号及网络ID入网,入网后向RCU主机请求获取Zigbee参数,R⑶主机接收到门磁模块和红外传感器的请求参数信息后,R⑶主机把当前参数返回配置到门磁模块、红外传感器,门磁模块和红外传感器收到当前要设置的Zigbee参数后保存并按该参数重新组网,组网后进入节能休眠模式,从而实现一键智联;如果没收到主机返回当前参数,间隔3秒补发2次请求指令,默认等待20秒如果没收到当前参数,进入休眠,节约电池,在下次触发时再重新请求参数。
[0037]为了实现低成本实现客房信息化管理,本产品采用无线方案。主机与酒店管理平台采用WIFI联网,无线RCU主机与门磁模块和红外感应器采用Zigbee无线通信,现场施工方便;同时Zigbee组网采用自主研发的一键智联方案调试方便,大大减少了现场的调试工作;传统的Zigbee组网需有专业知识的工作人员对Zigbee进行信道、网络ID等参数的配置,才能实现Zigbee模块间的数据通信;本系统采用一键组网简单又便洁,方便用户调试,无需专业工作人员就能实现组网。
[0038]本实施例具有强制节能的功能:根据采集的房态信息、身份信息、人员信息、用电信息等综合分析正常取电模式、异常取电、临时取电模式等,如图7所示,首先从酒店管理平台获取房态信息,然后依次判断房态是否为出租房、判断该房间RCU主机是插卡式主机还是非插卡式主机、判断插卡动作、判断身份信息为客人卡还是非客人卡如员工卡,并设置如下情况:当房态为出租房时,且所使用的是插卡式主机,监测到插卡动作已发生并且身份信息为客人卡时则进入正常取电模式,若身份信息为非客人卡时,则进入临时取电模式,若上一步骤没探测到插卡动作,则不做相应动作,继续监测;当使用的是非插卡式主机时,则判断房门状态,门磁模块是否动作,门锁模块获取身份信息,门磁模块动作且身份信息为客人卡时,进入正常取电模式,否则不做相应动作,继续监测;当房态信息为非出租房时,经过插卡式主机和非插卡式主机的识别后判断插卡动作是否发生或门磁是否动作,是则进入临时取电模式,系统延时强制断电。如图8所示,在正常取电模式时,如果房间无人时,进入节能模式延时节能断电,本实施例延时30分钟,可通过系统设置延时时间,实现节约用能。
[0039]如图9所示,本申请同时具有防飞单的功能:本系统对当前房态信息及用电信息实时监测,对非出租房如果用电时间过长、用电量大于正常的服务员打扫卫生的用电量,则系统产生飞单告警信息,同时本系统支持对非出租房异常用电进行强制断电;从而实现防飞单功能。
[0040]本发明还具有实现远程的在线能耗监测与能耗统计分析的功能;可以监测酒店每个客房的实时用电功率,对长期使用大功率的客房可以提前掌握信息实现安全用电;实时监测能耗信息可以对异常用电进行实时监测,实现节能用电;实时用能监测也是为防飞单提供可靠的判断依据;能耗的统计与分析可以计算客房的单位能耗,时段能耗数据等,帮助酒店合理计划用电,降低客房能源消耗,提高经济效益;也帮助酒店更好的稳健发展。
[0041] 客房的电器用电受RCU主机继电器控制,在插卡取电或门锁信息取电时继电器闭合供电,通过对房态信息、身份信息、人员信息综合判断正常取电还是异常取电,当异常取电时,延时强制断电实现节约用电。
[0042]本系统支持互联网接口,可以实现远程的监测与控制;本系统对房态信息、身份信息、房门信息、人员信息、用电信息采用多重逻辑判断,判定客房是否异常用房(飞单),对异常用电可以进行强制断电,实现酒店客房节约用电。
[0043]本系统采用无线通信,免布线,大大减少施工成本,特别适用于快捷酒店及旧酒店智能化建设;无线RCU主机具备实时的电能计量,可以实时在线监测客房的能耗数据,对客房的用能信息进行统计分析,帮助酒店合理计划用电,降低客房能源消耗,提高经济效益。实现酒店的信息化、智能化科学管理。
[0044]以上为本发明的其中具体实现方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种无线低功耗红外传感器,其特征在于:包括依次连接的红外探测器、红外信号处理芯片和红外无线通讯模块,所述红外探测器、红外信号处理芯片和红外无线通讯模块的输入端通过电源转换电路连接受控电源,同时连接充电电池,所述充电电池通过充电管理模块连接电源转换电路,所述充电管理模块还连接并受控于红外无线通讯模块。
2.根据权利要求1所述的无线低功耗红外传感器,其特征在于:所述红外信号处理器还连接灵敏度及感应时间设置开关。
3.根据权利要求1所述的无线低功耗红外传感器,其特征在于:所述红外无线通讯模块还连接一键智联开关。
4.根据权利要求1所述的无线低功耗红外传感器,其特征在于:所述红外无线通讯模块和充电管理模块之间还连接有电池电压检测模块。
5.一种无线低功耗红外传感器的控制方法,其特征在于:当无外部供电时,启动充电电池自我供电,进入休眠模式,当探测到人体时,自动唤醒红外无线通讯模块,对红外信号进行处理并向上级模块发送当前检测的状态信息,收到上级模块的确认帧后进入休眠模式。
6.根据权利要求5所述的无线低功耗红外传感器的控制方法,其特征在于:包括双通道供电模式,当外部受控电源接通时,受控电压直接对红外传感器供电。
7.根据权利要求6所述的无线低功耗红外传感器的控制方法,其特征在于:当外部受控电源接通时,检测模块检测充电电池是否欠压,是则对充电电池进行充电,否则不做处理;当对充电电池进行充电时,同时对充电状态进行检测,当电池电压达到上限时停止充电。
8.根据权利要求5所述的无线低功耗红外传感器的控制方法,其特征在于:在发送状态信息的同时还对充电电池的电压进行检测并发送至上级模块。
9.根据权利要求5所述的无线低功耗红外传感器的控制方法,其特征在于:若红外信号处理芯片没收到上级模块的确认帧,则补发状态信息后延时设定时间后进入休眠模式。 一种无线低功耗红外传感器在酒店管理中的应用,其特征在于:包括权利要求1〜4中任意一项所述的无线低功耗红外传感器或权利要求5〜9中任意一项所述的无线低功耗红外传感器的控制方法,为酒店管理平台不间断地提供人员信息监测数据。
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