CN106714423B - 一种实现可区分状态的微波感应装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种实现可区分状态的微波感应装置的方法，包括其特征在于通过将控制空间垂直方向划分为3个检测区域，分别为上层控制区、中层控制区和下层控制区，设置中层微波感应模块检测中层控制区的人体活动信号，设置上层微波感应模块检测上层控制区的人体活动信号，中层微波感应模块通过调整天线和反射面的形状和角度控制检测范围为中层一高度区间范围内的人体活动信号，上层微波感应模块通过调整天线和反射面的形状和角度控制检测范围为上层一高度以上的人体活动信号。本发明实现了对人体站、坐和躺三种状态的准确检测，大大提升节能控制类产品的智能程度，技术可靠性高，节能环保，成本相对低，可广泛应用于卧室，客厅，市场前景巨大。

Description

一种实现可区分状态的微波感应装置的方法
技术领域
本发明涉及自动检测和控制领域，特别涉及一种实现可区分状态的微波感应装置的方法。
背景技术
目前，人体自动感应开关与智能控制器主要是以热释电(PIR)传感器和微波感应器为主：热释电(PIR)传感器主要是通过检测人体的热辐射，人体一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的；热释电(PIR)传感器容易受各种热源、光源干扰，由于是被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收，当环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。
微波感应器主要是运用微波多普勒效应原理实现，微波辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在面向波源运动时，微波被压缩，波长变得较短，频率变得较高；在与波源相反方向运动时，波长变得较长，频率变得较低；运动的速度越高，所产生的频差效应越大，多普勒效应造成的发射和接收的频率之差称为多普勒频移；但传统的微波感应器只能检测人的大幅度移动动作，不能可靠的检测到物体的微小动作，更无法识别人的三种状态(站坐躺)；采用能检测人(站坐躺)三种状态的微波感应探测装置，就可实现这种需求，大大提升节能控制类产品的智能程度。
发明内容
针对以上缺陷，本发明目的在于如何有效可靠的检测物体特别是人体活动的状态，为智能精准控制提供可靠的状态检测。
为了解决以上问题，本发明提出了一种实现可区分状态的微波感应装置的方法，包括其特征在于通过将控制空间垂直方向划分为3个检测区域，分别为上层控制区、中层控制区和下层控制区，设置中层微波感应模块检测中层控制区的人体活动信号，设置上层微波感应模块检测上层控制区的人体活动信号，所述中层微波感应模块通过调整天线和反射面的形状和角度控制检测范围为中层一高度区间范围内的人体活动信号，所述上层微波感应模块通过调整天线和反射面的形状和角度控制检测范围为上层一高度以上的人体活动信号。
所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于还包括下层微波感应模块，用于检测下层控制区的人体活动信号，所述下层微波感应模块通过调整天线和反射面的形状和角度控制检测范围为一高度以下区间范围内的人体活动信号。
所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于通过分析中层微波感应模块和上层感应模块的输出结果判定当前控制空间人体活动状态，当中层微波感应模块和上层感应模块的输出结果都无人体活动信号，则判定当前控制空间为无人状态或卧躺状态；当只有中层微波感应模块存在人体活动信号，则判定当前控制空间为座/蹲状态；当上层微波感应模块存在人体活动信号，则判定当前控制空间为站立状态。
所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于所述的上层微波感应模块包括上层信号放大板、上层天线和上层反射面，所述上层天线垂直设置在上层信号放大板上，上层天线采用半波长柱状天线，上层反射面采用喇叭口形状，开口向上，底部与上层信号板的接地面可靠连接，半波长柱状天线设置在上层反射面中心位置。
所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于所述的中层微波感应模块包括中层信号放大板、中层天线和中层反射面，所述中层天线垂直设置在中层信号放大板上，中层反射面采用环形金属反射面，底部与上层信号板的接地面可靠连接，中层天线设置在中层反射面的环形中心位置。
所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于上层天线和中层天线都采用半波长柱状天线或平板形状的平面天线，所述柱状天线长度为11～14mm，半径为0.1～0.5mm的长柱体。
所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于所述上层反射面的喇叭口的斜面长为45～60mm，厚度为0.05～0.5mm，材料为铜，上层反射面与上层信号放大板相连接的开口位置的内径为2～5mm。
所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于中层反射面的环形金属反射面的半径为45～60mm，中心圆的内径为2～5mm，厚度为0.05～0.5mm,材料为铜。
所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于所述执行信号产生模块的输出控制信号，包括高低电平以实现通断控制与状态转换、数字信号、PWM信号和\或1-10V调光信号。
本发明实现了对人体站、坐和躺三种状态的准确检测，大大提升节能控制类产品的智能程度，技术可靠性高，智能程度高，节能环保，成本相对低，可广泛应用于卧室，客厅，市场前景巨大，且大大提升家居控制类产品的人性化程度。
附图说明
图1是实现可区分状态的微波感应装置的方法的装置组成爆炸图；
图2是上层微波感应模块的局部放大图；
图3是中层微波感应模块的局部放大图。
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作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。
图1是实现可区分状态的微波感应装置的方法的装置组成爆炸图，包括必要的外壳，交流电AC从端子27输入，经电源供电模块26将输入的交流高压转换成5V直流为各个单元模块提供工作电源，上层微波感应模块根据设定角度区域进行扫描扫描，通过调整上层反射面10的角度可调整设定判断站立状态的高度区间，上层反射面10与模块主体接地面11用锡焊接良好，这里的模块主体为上层信号放大板，上层天线14采用采用半波长柱状天线，检测到微动信号经上层微动信号放大电路23进行放大，放大的信号通过连接端子12，连接线13与主控制板连接端子20相连，再将信号传递到中央处理器19；中层微波感应模块的中层天线24采用半波长柱状天线主要向360侧方向扫描，中层反射面15可以阻止天线往下方辐射，中层反射面15可以通过接地引脚连接，侧方向接收到的信号通过排针与主板相连，经中层微动信号放大电路22进行放大，然后传送到中央处理器19；中央处理器判断输出执行指今：可以控制继电器25的通断，输出端子16开关输出；可以控制1-10V端子17输出1-10V调光信号；可以控制PWM端口18输出PWM数字信号。
当上层微波感应模块检测到微动信号经微动信号放大模块23进行放大，放大的信号送到中央处理器19，输出站立状态执行指令，继电器25吸合，输出端子16输出AC交流为1-10V调光驱动电源供电，并且端子17输出10V调光信号给1-10V调光驱动电源使灯具保持100％的亮度；当中层微波感应模块检测到微动信号经中层微动信号放大电路22进行放大，放大的信号送到中央处理器19，输出座/蹲状态执行指令，继电器25保持吸合，输出端子16保持输出AC交流为1-10V调光驱动电源供电，并且端子17输出5V调光信号给1-10调光驱动电源使灯具保持50％的亮度；当所有的信号都消失后，判定为无人状态或卧躺状态，输出端子16保持输出，端子17保持输出，设定延时到后还没有检测到信号，端子17输出1V调光信号给1-10V调光驱动电源使灯具保持10％的亮度，如果10％亮度输出延时时间内还没检测到信号，则关闭所有输出，处于待命状态。
图2是上层微波感应模块的局部放大图；上层微波感应模块包括上层信号放大板11、上层天线14和上层反射面10，上层天线14垂直设置在上层信号放大板11上，上层天线11采用半波长柱状天线，长度为11～14mm，半径为0.2～0.5mm的长柱体；上层反射面10采用喇叭口形状，开口向上，底部与上层信号放大板11的接地面可靠连接，半波长柱状天线设置在上层反射面10中心位置。上层反射面10的喇叭口的斜面长为45～60mm，厚度为0.05～0.5mm，材料为铜，上层反射面与上层信号放大板相连接的开口位置的内径为2～5mm。喇叭口的张角Q的角度根据实际应用场景安装的要求调整。
图3是中层微波感应模块的局部放大图。中层微波感应模块包括中层信号放大板或安装支架、中层天线24和中层反射面15，所述中层天线24垂直设置在中层信号放大板或安装支架上，中层反射面15采用环形金属反射面，底部与上层信号板的接地面可靠连接，中层天线24设置在中层反射面的环形中心位置。中层天线采用半波长柱状天线，长度为11～14mm，半径为0.2～0.5mm的长柱体。环形金属反射面的半径为45～60mm，中心圆的内径为2～5mm，厚度为0.05～0.5mm,材料为铜。
以上所揭露的仅为本发明一种实施例而已，当然不能以此来限定本权利范围，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，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种实现可区分状态的微波感应装置的方法，包括其特征在于通过将控制空间垂直方向划分为3个检测区域，分别为上层控制区、中层控制区和下层控制区，设置中层微波感应模块检测中层控制区的人体活动信号，设置上层微波感应模块检测上层控制区的人体活动信号，所述中层微波感应模块通过调整天线和反射面的形状和角度控制检测范围为中层一高度区间范围内的人体活动信号，所述上层微波感应模块通过调整天线和反射面的形状和角度控制检测范围为上层一高度以上的人体活动信号；还包括下层微波感应模块，用于检测下层控制区的人体活动信号，所述下层微波感应模块通过调整天线和反射面的形状和角度控制检测范围为一高度以下区间范围内的人体活动信号；通过分析中层微波感应模块和上层感应模块的输出结果判定当前控制空间人体活动状态，当中层微波感应模块和上层感应模块的输出结果都无人体活动信号，则判定当前控制空间为无人状态或卧躺状态；当只有中层微波感应模块存在人体活动信号，则判定当前控制空间为座/蹲状态；当上层微波感应模块存在人体活动信号，则判定当前控制空间为站立状态。
2.根据权利要求1所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于所述的上层微波感应模块包括上层信号放大板、上层天线和上层反射面，所述上层天线垂直设置在上层信号放大板上，上层天线采用半波长柱状天线，上层反射面采用喇叭口形状，开口向上，底部与上层信号板的接地面可靠连接，半波长柱状天线设置在上层反射面中心位置。
3.根据权利要求2所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于所述的中层微波感应模块包括中层信号放大板、中层天线和中层反射面，所述中层天线垂直设置在中层信号放大板上，中层反射面采用环形金属反射面，底部与上层信号板的接地面可靠连接，中层天线设置在中层反射面的环形中心位置。
4.根据权利要求3所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于上层天线和中层天线都采用半波长柱状天线或平板形状的平面天线，所述柱状天线长度为11～14mm，半径为0.1～0.5mm的长柱体。
5.根据权利要求4所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于所述上层反射面的喇叭口的斜面长为45～60mm，厚度为0.05～0.5mm，材料为铜，上层反射面与上层信号放大板相连接的开口位置的内径为2～5mm。
6.根据权利要求5所述的实现可区分状态的微波感应装置的方法，其特征在于中层反射面的环形金属反射面的半径为45～60mm，中心圆的内径为2～5mm，厚度为0.05～0.5mm,材料为铜。
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