CN107291281B - 感应检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种感应检测方法和装置。该方法主要包括：根据感应部件的输出信号判断用户感应元件的状态是否发生改变；在用户感应元件的状态发生改变的情况下，将感应部件从与用户感应元件连接切换为与基准感应元件连接，并控制感应部件进行复位和校正；将感应部件从与基准感应元件连接切换为与用户感应元件连接，并根据感应部件的输出信号判断用户感应元件处是否有导电物体。本发明通过控制器控制模拟开关的切换，触摸芯片分别与用户感应元件或基准感应元件连接，以实现对导电物体的持续性检测，可应用于例如智能枕头、床垫、被褥、靠垫、坐垫、座椅、沙发等需要长时间检测导电物体存在的应用。进一步地，电路简洁、占用资源较少、低成本、低功耗。

Description

感应检测方法和装置

技术领域

本发明涉及感应检测领域，尤其涉及一种感应检测方法和装置。

背景技术

近年来，触摸感应或接近感应在产品中的应用数量不断提高，应用范围不断扩大，大量的被用来替换机械的按钮、旋钮和其他类似的机械的用户接口控件。感应检测的常规方法是使用触摸芯片或接近感应芯片。触摸芯片通常分为两类：一类为单路或多路简易触摸芯片，当导电物体例如人体靠近感应电极，输出状态即改变，输出形式是简单高、低电平状态信号。另一类为电容数字转换器(Capacitance-to-Digital Converter，CDC)芯片，通过配置内部寄存器设置工作状态，输出数字化电容值。

常规简易触摸芯片为了保证适应不同用户使用环境，都设有自适应功能，可根据实际环境自动调整不同触发阈值，可最大限度的检测用户存在或消失，避免误触发或不触发。但此方法带来的直接问题就是难于进行长时间持续性检测一个静态状态：当导电物体长时间存在时，芯片将逐渐自适应调整触发阈值，环境稍有变化即转为非触发状态，导致检测输出失效。或者，在触摸感应的设备上电过程中，如果感应电极附近存在导电物体时，也会影响这类触摸芯片的输出结果，导致误判断。

如果使用CDC芯片，原理上可通过读取初始化后的电容值值并存储，和后续读取的电容值进行差值等计算比较，以此实现导电物体的长时间探测，但这种方法也不支持初始化过程中导电物体的探测，而且因使用了CDC芯片，电路结构和控制都较复杂且成本高。

发明内容

技术问题

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何实现在感应检测过程中对导电物体进行持续性检测，同时用极少资源和成本解决初始化过程中导电物体的探测。

解决方案

为了解决上述技术问题，根据本发明的一实施例，提供了一种感应检测方法，包括：

根据感应部件的输出信号判断用户感应元件的状态是否发生改变；

在所述用户感应元件的状态发生改变的情况下，将所述感应部件从与所述用户感应元件连接切换为与基准感应元件连接，并控制所述感应部件进行复位和校正；

将所述感应部件从与所述基准感应元件连接切换为与所述用户感应元件连接，并根据所述感应部件的输出信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，在所述用户感应元件、所述基准感应元件与所述感应部件之间设置有第一开关，

将所述感应部件从与所述用户感应元件连接切换为与基准感应元件连接，包括：控制器向所述第一开关发送第一控制信号，以控制所述第一开关将所述感应部件从与所述用户感应元件连接切换为与所述基准感应元件连接。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，所述感应部件设置有复位管脚，

控制所述感应部件进行复位和校正，包括：所述控制器向所述感应部件发送第三控制信号，以控制所述感应部件进行复位和电容值校正。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，控制所述感应部件进行复位和校正，包括：

将所述感应部件与电源先断开后连接，以控制所述感应部件进行复位和校正；或

将所述感应部件接地后，再将所述感应部件从接地切换为接电源，以控制所述感应部件进行复位和校正。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，在电源与所述感应部件之间设置有第二开关，将所述感应部件与电源先断开后连接，以控制所述感应部件进行复位和校正，包括：

所述控制器向所述第二开关发送第二控制信号，以控制所述第二开关将所述感应部件与所述电源先断开后连接；

在所述感应部件与所述基准感应元件保持连接第二时间间隔内，所述感应部件进行复位和电容值校正。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，在接地端、电源与所述感应部件之间设置有第二开关，将所述感应部件接地后，再将所述感应部件从接地切换为接电源，以控制所述感应部件进行复位和校正，包括：

控制器向所述第二开关发送第二控制信号，以控制所述第二开关将所述感应部件与所述接地端连接；

在所述感应部件与所述接地端保持连接第一时间间隔后，所述控制器根据所述第二控制信号控制所述第二开关将所述感应部件从与所述接地端连接切换为与所述电源连接；

在所述感应部件与所述基准感应元件保持连接第二时间间隔内，所述感应部件进行复位和电容值校正。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，

将所述感应部件从与所述基准感应元件连接切换为与所述用户感应元件连接，包括：所述控制器向所述第一开关发送第一控制信号，以控制所述第一开关在所述感应部件与所述基准感应元件保持连接第二时间间隔后，将所述感应部件切换为与所述用户感应元件连接；

根据所述感应部件的电平信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体，包括：在所述感应部件与所述用户感应元件保持连接的情况下，所述控制器检测所述感应部件的电平信号，并根据所述电平信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体。

对于上述方法，在一种可能的实现方式中，根据感应部件的输出信号判断用户感应元件的状态是否发生改变，包括：

在所述第一开关将所述感应部件与所述用户感应元件连接的情况下，所述控制器检测所述感应部件输出的电平信号是否发生跳变，在发生跳变的情况下判定所述用户感应元件的状态发生改变。

为了解决上述技术问题，根据本发明的另一实施例，提供了一种感应装置，包括：

用户感应元件；

基准感应元件；

感应部件，与所述用户感应元件或所述基准感应元件连接，用于根据所述用户感应元件或基准感应元件的状态生成输出信号；

控制器，与所述感应部件连接，用于根据所述感应部件的输出信号判断用户感应元件的状态是否发生改变；在所述用户感应元件的状态发生改变的情况下，将所述感应部件从与所述用户感应元件连接切换为与基准感应元件连接，并控制所述感应部件进行复位和校正；将所述感应部件从与所述基准感应元件连接切换为与所述用户感应元件连接，并根据所述感应部件的输出信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述控制器包括：

第一控制单元，用于向第一开关发送第一控制信号，以控制所述第一开关将所述感应部件从与所述用户感应元件连接切换为与所述基准感应元件连接。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述感应部件设置有复位管脚，所述控制器包括：

第三控制单元，用于向所述感应部件发送第三控制信号，以控制所述感应部件进行复位和电容值校正。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述控制器包括：

第二控制单元，用于将所述感应部件与电源先断开后连接，以控制所述感应部件进行复位和校正；或将所述感应部件接地后，再将所述感应部件从接地切换为接电源，以控制所述感应部件进行复位和校正。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，在电源与所述感应部件之间设置有第二开关；

所述第二控制单元还用于向所述第二开关发送第二控制信号，以控制所述第二开关将所述感应部件与所述电源先断开后连接。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，在接地端、电源与所述感应部件之间设置有第二开关，所述第二控制单元还用于向所述第二开关发送第二控制信号，以控制所述第二开关将所述感应部件与所述接地端连接；在所述感应部件与所述接地端保持连接第一时间间隔后，根据所述第二控制信号控制所述第二开关将所述感应部件从与所述接地端连接切换为与所述电源连接。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述第一控制单元还用于根据所述第一控制信号，控制所述第一开关在所述感应部件与所述基准感应元件保持连接第二时间间隔后，将所述感应部件切换为与所述用户感应元件连接；

所述控制器还包括第一判断单元，用于在所述感应部件与所述用户感应元件保持连接的情况下，所述控制器检测所述感应部件的电平信号，并根据所述电平信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述控制器还包括：

第二判断单元，用于在所述第一开关将所述感应部件与所述用户感应元件连接的情况下，检测所述感应部件输出的电平信号是否发生跳变，在发生跳变的情况下判定所述用户感应元件的状态发生改变。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述第一开关为单刀双掷模拟开关；

其中，所述第一开关的静触头与所述感应部件连接，所述第一开关的第一动触头与所述用户感应元件连接，所述第一开关的第二动触头与所述基准感应元件连接；

所述第二开关的静触头与所述感应部件连接，所述第二开关的第一动触头与所述电源连接，所述第一开关的第二动触头与所述接地端连接。

对于上述装置，在一种可能的实现方式中，所述感应部件为单路触摸芯片、多路触摸芯片、单路接近感应芯片和多路接近感应芯片中的任意一种。

有益效果

本发明控制器控制模拟开关的切换，触摸芯片分别与用户感应元件或基准感应元件连接，以实现对导电物体的持续性检测，可应用于例如智能枕头、床垫、被褥、靠垫、坐垫、座椅、沙发等需要长时间检测导电物体存在的应用。进一步地，系统电路简洁、占用资源较少、低成本、低功耗。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。

图1示出根据本发明一实施例的感应检测方法的流程图；

图2示出根据本发明另一实施例的感应检测方法的流程图；

图3示出根据本发明另一实施例的感应检测方法的另一流程图；

图4示出根据本发明另一实施例的感应检测方法的流程图；

图5示出根据本发明另一实施例的感应检测方法的另一流程图；

图6示出根据本发明一实施例的感应检测装置的示意图；

图7示出根据本发明一实施例的感应检测装置的另一示意图；

图8示出根据本发明另一实施例的感应检测装置的示意图。

附图标记列表

1：用户感应元件； 2：基准感应元件； 3：控制器；

4：触摸芯片； 5：第一开关； 6：第二开关。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

实施例1

图1示出根据本发明一实施例的感应检测方法的流程图。感应检测包括触摸感应检测和接近感应检测。相应地，感应部件可以包括触摸芯片或接近感应芯片。其中，触摸芯片是指利用电容效应制作的探测元件，具体类型可以包括但不限于单路或多路电容传感芯片。接近感应芯片的具体类型可以包括但不限于单路或多路接近感应芯片。用户感应元件是可以导电的金属触头、电极、贴片或类似的元件。

如图1所示，本实施例中以感应部件为触摸芯片(触摸IC)为例进行示例性说明。本发明实施例所采用的触摸芯片主要是简易的单路或多路触摸芯片。这种芯片的特点是，当导电物体例如人体靠近感应元件时，触摸芯片的输出状态即发生改变，输出形式是简单的高电平、低电平状态信号。

如图1所示，该感应检测方法主要包括：

步骤101、根据触摸芯片的输出信号判断用户感应元件的状态是否发生改变；

步骤102、在所述用户感应元件的状态发生改变的情况下，将所述触摸芯片从与所述用户感应元件连接切换为与基准感应元件连接，并控制所述触摸芯片进行复位和校正；

步骤103、将所述触摸芯片从与所述基准感应元件连接切换为与所述用户感应元件连接，并根据所述触摸芯片的输出信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体。

其中，在触摸感应或接近感应系统中，基准感应元件是指为了标定用户感应元件附近不存在导电物体的零点所设置的一个感应元件，该感应元件被规定为用户不可被触及到。用户感应元件是指用来检测导电物体是否存在的感应元件，该元件被规定为用户在正常使用时可正常被触及到。

本实施例中的用户感应元件的状态改变，是指用户感应元件由触发状态到非触发状态，或由非触发状态到触发状态。例如，触发状态可以是用户感应元件处存在导电物体，非触发状态可以是用户感应元件处不存在导电物体。具体来说，在用户感应元件的状态发生改变的情况下，触摸芯片输出的电平信号跳变，包含上升沿信号和下降沿信号，对应着两种状态的改变情况。进一步地，可通过沿触发控制器中断，配合控制器休眠和中断唤醒，控制器不必主动查询电平状态，平时均为休眠状态，也就实现了低功耗和低资源要求。另外，在系统初次上电时即实施专利方法操作，可实现初始化过程中的导电物体探测；在系统正常运行期间，设置为每隔一定时间间隔即实施本专利方法操作，可极大提高探测准确率减少误报。

对于触摸芯片，复位初始化是对其触发阈值进行零点校准(在输入信号是零的时候，校准使其显示数值也为零)的有效操作。复位初始化至少有两种方法：对于具有复位管脚的触摸芯片，复位操作可通过发送复位电平脉冲信号实现。无论是否具有复位管脚的简易触摸芯片，复位操作都可以通过掉电并延时一小段时间后，重新上电并延时一小段时间实现。在步骤102中，控制所述触摸芯片进行复位和校正的方式根据所选用的触摸芯片的具体类型来确定。

以触摸芯片为不具有复位引脚的单路电容传感芯片为例，在步骤102中，对其进行复位和校正的方式为：将该电容传感芯片上电复位并延时一小段时间例如1s，完成校正。采用单路电容传感芯片具有控制简单、成本低以及系统电路简单等优点。

触摸芯片的工作原理是：以基准感应元件进行初始化，这时芯片内部重新定义此时的零点，这个过程也称为校正。然后相应地，以一个正的电容值偏移量作为触发阈值，如果探测到用户感应元件上的电容值超过此阈值，即触发输出管脚电平变输出有效。相反，当探测到电容值小于此阈值了，则芯片输出管脚输出电平变为无效。

具体而言，如图1所示，触摸芯片的输出信号发生改变后，将触摸芯片从与用户感应元件连接切换为与基准感应元件连接，复位和校正后，再切换为与用户感应元件连接，以检测此时用户感应元件处是否存在导电物体。在此检测过程中，触摸芯片生成输出信号，根据触摸芯片输出的电平信号来判断用户感应元件处是否存在导电物体。例如，将触摸芯片输出高电平判断为有效，表示用户感应元件处存在导电物体；将触摸芯片输出低电平判断为无效，表示用户感应元件处不存在导电物体。当然，也可以反过来，将触摸芯片输出高电平则判断为无效，将触摸芯片输出低电平判断为有效。

在常规感应检测方法中，使用简易触摸芯片作为电容传感器时，很难进行持久性检测，使用单路或多路电容-数字转换器芯片进行导电物体检测时，电路结构复杂且成本高。本发明实施例，通过控制器控制模拟开关的切换，触摸芯片分别与用户感应元件或基准感应元件连接，以实现对导电物体的持续性检测，可应用于例如智能枕头、床垫、被褥、靠垫、坐垫、座椅、沙发、液位监测等需要长时间检测导电物体存在的应用。进一步地，系统电路简洁、占用资源较少、低成本、低功耗。

实施例2

本实施例中采用控制器来实现感应检测方法的控制过程，控制器可以是一个或多个处理设备，例如单片机、数字信号处理器或现场可编程阵列等。控制器可以向开关、触摸芯片等发出控制信号，来控制开关的动作和触摸芯片的运行。

参见图6，在用户感应元件1、基准感应元件2与触摸芯片4之间设置有第一开关5，在电源与触摸芯片4之间设置有第二开关6。优选地，第一开关为单刀双掷模拟开关，以扩展单通道触摸芯片的探测通道数。第二开关可以为由分立元件例如晶体管(BJT、FET等)组成的开关电路，当然也可以采用模拟开关或直接用控制器的管脚作为电源。其中，用户感应元件通常设置在用户可以触摸到的位置，基准感应元件则通常设置在用户触摸不到的位置。为了方便描述，本实施例中将控制器向第一开关发送的控制信号称为第一控制信号，将控制器向第二开关发送的控制信号称为第二控制信号。其中，控制器向同一开关、触摸芯片等发出的控制信号，也可以包括不同的控制指令，例如控制器向第一开关发出的第一控制信号表示，将第一开关切换到位置A，以使得触摸芯片和基准感应元件相连；也可以表示，将第一开关切换到位置B，以使得触摸芯片和用户感应元件相连。

图2示出根据本发明另一实施例的感应检测方法的流程图。图2中标号与图1相同的步骤具有相同的含义，为简明起见，省略对这些步骤的详细说明。

本实施例与上述方法实施例的不同之处在于，根据触摸芯片的输出信号判断用户感应元件的状态是否发生改变(步骤101)具体可以包括：

步骤201、在所述第一开关将所述触摸芯片与所述用户感应元件连接的情况下，所述控制器检测所述触摸芯片输出的电平信号是否发生跳变，在发生跳变的情况下判定所述用户感应元件的状态发生改变。

在一种可能的实现方式中，将所述触摸芯片从与所述用户感应元件连接切换为与基准感应元件连接(步骤102)具体可以包括：

步骤202、控制器向所述第一开关发送第一控制信号，以控制所述第一开关将所述触摸芯片从与所述用户感应元件连接切换为与所述基准感应元件连接。

在一种可能的实现方式中，控制所述触摸芯片进行复位和校正(步骤102)具体可以包括：

步骤203a、将所述触摸芯片与电源先断开后连接，以控制所述触摸芯片进行复位和校正。

进一步地，如图3所示，在一种可能的实现方式中，将所述触摸芯片与电源先断开后连接，以控制所述触摸芯片进行复位和校正(步骤203a)具体可以包括：

步骤301、控制器向所述第二开关发送第二控制信号，以控制所述第二开关将所述触摸芯片与所述电源先断开后连接；

步骤302、在所述触摸芯片与所述基准感应元件保持连接第二时间间隔内，触摸芯片进行复位和电容值校正。

具体而言，在控制器控制触摸芯片进行复位和校正的过程中，在触摸芯片与基准感应元件保持连接的第二时间间隔内，控制器先控制触摸芯片与电源先断开后连接；接着，控制器控制触摸芯片进行复位初始化和电容值校正。其中，第二时间间隔的范围优选为0.5s至1s。在第二时间间隔内，通过掉电-上电-延时过程完成触摸芯片的复位初始化，以获取更准确的电容值。

可以理解的是，本实施例的上述步骤是优选方案。也可以控制触摸芯片掉电后延时一小段时间后，控制触摸芯片从与所述用户感应元件连接切换为与基准感应元件连接，再控制触摸芯片上电延时一小段时间。上述步骤的调换不影响本触摸检测方法的识别和实际效果。

本发明上述实施例以不具有复位引脚的单路电容传感芯片为例进行的说明。实际也可以选用复位管脚的触摸芯片或接近感应芯片，如图8所示。在控制器控制触摸芯片进行复位和校正的过程中，在触摸芯片与基准感应元件保持连接的第三时间间隔内，控制器向所述感应部件发送第三控制信号，以控制所述感应部件进行复位和电容值校正。具体地，第三控制信号包括但不限于电平信号或总线脉冲序列。需要说明的是，掉电-上电-延时的复位和校正方法既适用于不具有复位引脚的芯片，也适用于具有复位引脚的芯片。控制器发送第三控制信号的复位和校正方法往往只适用于具有复位引脚的芯片。

在一种可能的实现方式中，将所述触摸芯片从与所述基准感应元件连接切换为与所述用户感应元件连接，并根据所述触摸芯片的输出信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体(步骤103)具体可以包括：

步骤204、控制器向所述第一开关发送第一控制信号，以控制所述第一开关在所述触摸芯片与所述基准感应元件保持连接第二时间间隔后，将所述触摸芯片切换为与所述用户感应元件连接；

步骤205、在所述触摸芯片与所述用户感应元件保持连接的情况下，所述控制器检测所述触摸芯片的电平信号，并根据所述电平信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体。

其中，电平信号通常是指高电平或低电平的电信号。在本实施例中，触摸芯片输出电平信号后，控制器可以根据从触摸芯片检测到的电平信号判断用户感应元件处是否有导电物体。具体地，触摸芯片复位校正后，从而设定一个正的电容值偏移量作为触发阈值。当用户感应元件处有导电物体时，用户感应元件的电容值超过阈值时，触摸芯片输出有效。其中，控制器的IO口与触摸芯片的引脚连接，从IO口可以检测出电平信号是高电平还是低电平。

举例而言，参见图6所示的感应检测装置，对检测过程进行示例性说明。

如图6所示，触摸芯片4处于工作状态，控制器3例如MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)上电启动，接收触摸芯片4输出的电平信号。此时，触摸芯片4与用户感应元件1连接。当用户感应元件1的状态发生变化时，控制器3接收到的触摸芯片4输出的电平信号发生变化，例如高电平跳变为低电平(步骤201)。如果在步骤201中，控制器3接收到的触摸芯片4输出的电平信号发生变化，接着，控制器3控制第一开关5从位置A切换到位置B，使触摸芯片4与基准感应元件2连接(步骤202)。然后，控制器3控制第二开关6先断开后又切换到位置C(接通电源，步骤301)，并且在第一开关5保持连接到位置B的延时1s内，控制触摸芯片4进行复位和电容值校正(步骤302)。再然后，控制器3控制第一开关5从位置B切换到位置A，使触摸芯片4继续与用户感应元件1连接(步骤204)。最后，触摸芯片4生成输出信号，控制器3则根据触摸芯片4的输出信号判断用户元件感应1处是否有导电物体(步骤205)。上述的延时时间1s仅为示例，本发明不限定具体的时间数值，为了保证响应速度，优选为从0.5s至1s，下述关于切换感应元件后所保持的延时时间均具有类似特点。其中，用户感应元件处可以理解为在用户感应元件附近的一定范围内，具体覆盖范围，可以根据用户感应元件的灵敏度等进行确定。

本发明实施例，通过控制器控制模拟开关的切换，触摸芯片分别与用户感应元件或基准感应元件连接，以实现对导电物体的持续性检测，可应用于例如智能枕头、床垫、被褥、靠垫、坐垫、座椅、沙发、液位监测等需要长时间检测导电物体存在的应用。同时，通过掉电-上电-延时过程完成触摸芯片的初始化校准，以获取更准确的基准电容值和测量电容值。

实施例3

本实施例与上述方法实施例的不同之处在于，在控制所述触摸芯片进行复位和校正的过程中，先将触摸芯片接地掉电后再接电源，从而避免残留电压导致触摸芯片的复位不充分。

参见图7，在电源、接地端与触摸芯片4之间设置有第二开关6。优选地，第二开关6为单刀双掷模拟开关。图7中标号与图6相同的步骤具有相同的含义，为简明起见，省略对这些步骤的详细说明。

图4示出根据本发明另一实施例的感应检测方法的流程图。图4中标号与图1至图3相同的步骤具有相同的含义，为简明起见，省略对这些步骤的详细说明。

如图4所示，控制所述触摸芯片进行复位和校正(步骤102)具体可以包括：

步骤203b、将所述触摸芯片接地后，再将所述触摸芯片从接地切换为接电源，以控制所述触摸芯片进行复位和校正。

进一步地，如图5所示，控制所述触摸芯片进行复位和校正(步骤203b)具体可以包括：

步骤401、控制器向所述第二开关发送第二控制信号，以控制所述第二开关将所述触摸芯片与所述接地端连接；

步骤402、在所述触摸芯片与所述接地端保持连接第一时间间隔后，所述控制器根据所述第二控制信号控制所述第二开关将所述触摸芯片从与所述接地端连接切换为与所述电源连接；

步骤403、在所述触摸芯片与所述基准感应元件保持连接第二时间间隔内，触摸芯片进行复位和电容值校正。

可以理解的是，本实施例的上述步骤是优选方案。也可以控制触摸芯片接地后延时一小段时间后，控制触摸芯片从与所述用户感应元件连接切换为与基准感应元件连接，再控制触摸芯片上电延时一小段时间。上述步骤的调换不影响本触摸检测方法的识别和实际效果。

举例而言，参见图7所示的感应检测装置，对检测过程进行示例性说明。

如图7所示，触摸芯片4处于工作状态，控制器3例如MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)上电启动，接收触摸芯片4输出的电平信号。此时，触摸芯片4与用户感应元件1连接。当用户感应元件1的状态发生变化时，控制器3接收到的触摸芯片4输出的电平信号发生变化，例如高电平跳变为低电平(步骤201)。如果在步骤201中，控制器3接收到的触摸芯片4输出的电平信号发生变化，接着，控制器3控制第一开关5从位置A切换到位置B，使触摸芯片4与基准感应元件2连接(步骤202)。然后，控制器3控制第二开关6切换到位置D(步骤401)，使得触摸芯片4与接地端相连，进行掉电，以避免残留电压导致复位不充分。然后，控制器3控制第二开关6切换到位置C(接通电源，步骤402)，并且在第一开关5保持连接到位置B的延时1s内，控制触摸芯片4进行复位和电容值校正(步骤403)。再然后，控制器3控制第一开关5从位置B切换到位置A，使触摸芯片4继续与用户感应元件1连接(步骤204)。最后，触摸芯片4生成输出信号，控制器3则根据触摸芯片4的输出信号判断用户元件感应1处是否有导电物体(步骤205)。

本发明实施例，通过控制器控制模拟开关的切换，触摸芯片分别与用户感应元件或基准感应元件连接，以实现对导电物体的持续性检测，可应用于例如智能枕头、床垫、被褥、靠垫、坐垫、座椅、沙发等需要长时间检测导电物体存在的应用。同时，通过掉电-接地-上电-延时过程完成触摸芯片的初始化校准，以获取更准确的基准电容值和测量电容值。

实施例4

图6、图7示出根据本发明一实施例的感应检测装置的示意图。本实施例的触摸芯片4为单路触摸芯片、多路触摸芯片、单路接近感应芯片和多路接近感应芯片中的任意一种。本实施例中以触摸芯片4为触摸芯片(触摸IC)为例进行示例性说明。本发明实施例所采用的触摸芯片主要是简易的单路或多路触摸芯片。这种芯片的特点是，当导电物体例如人体靠近感应元件时，触摸芯片的输出状态即发生改变，输出形式是简单的高电平、低电平状态信号。

如图6、图7所示，该感应装置主要包括：用户感应元件1、基准感应元件2、触摸芯片4和控制器3。其中，触摸芯片4，与所述用户感应元件1或所述基准感应元件2连接，用于根据所述用户感应元件1或基准感应元件2的状态生成输出信号。控制器3，与所述触摸芯片4连接，用于根据所述触摸芯片4的输出信号判断用户感应元件1的状态是否发生改变；在所述用户感应元件1的状态发生改变的情况下，将所述触摸芯片4从与所述用户感应元件1连接切换为与基准感应元件2连接，并控制所述触摸芯片4进行复位和校正；将所述触摸芯片4从与所述基准感应元件2连接切换为与所述用户感应元件1连接，并根据所述触摸芯片4的输出信号判断所述用户感应元件1处是否有导电物体。具体原理和示例可以参见上述感应检测方法实施例1以及图1的相关描述。

在一种可能的实现方式中，所述控制器3包括：第二判断单元，用于在所述第一开关5将所述触摸芯片4与所述用户感应元件1连接的情况下，检测所述触摸芯片4输出的电平信号是否发生跳变，在发生跳变的情况下判定所述用户感应元件1的状态发生改变。具体原理和示例可以参见上述感应检测方法实施例1以及图1的相关描述。

在一种可能的实现方式中，所述控制器3包括：第一控制单元，用于向第一开关5发送第一控制信号，以控制所述第一开关5将所述触摸芯片4从与所述用户感应元件1连接切换为与所述基准感应元件2连接。

在一种可能的实现方式中，所述控制器3包括：第二控制单元，用于将所述触摸芯片4与电源先断开后连接，以控制所述触摸芯片4进行复位和校正；或将所述触摸芯片4接地后，再将所述触摸芯片4从接地切换为接电源，以控制所述触摸芯片4进行复位和校正。

在一种可能的实现方式中，如图6所示，在电源与所述触摸芯片4之间设置有第二开关6。所述第二控制单元还用于向所述第二开关6发送第二控制信号，以控制所述第二开关6将所述触摸芯片4与所述电源先断开后连接。具体原理和示例可以参见上述感应检测方法实施例2以及图2、图3的相关描述。

在一种可能的实现方式中，如图7所示，在接地端、电源与所述触摸芯片4之间设置有第二开关6，所述第二控制单元还用于向所述第二开关6发送第二控制信号，以控制所述第二开关6将所述触摸芯片4与所述接地端连接；在所述触摸芯片4与所述接地端保持连接第一时间间隔后，根据所述第二控制信号控制所述第二开关6将所述触摸芯片4从与所述接地端连接切换为与所述电源连接。具体原理和示例可以参见上述感应检测方法实施例3以及图4、图5的相关描述。

在一种可能的实现方式中，所述第一控制单元还用于根据所述第一控制信号，控制所述第一开关5在所述触摸芯片4与所述基准感应元件2保持连接第二时间间隔后，将所述触摸芯片4切换为与所述用户感应元件1连接。所述控制器3还包括第一判断单元，用于在所述触摸芯片4与所述用户感应元件1保持连接的情况下，所述控制器3检测所述触摸芯片4的电平信号，并根据所述电平信号判断所述用户感应元件1处是否有导电物体。

在一种可能的实现方式中，所述第一开关5为单刀双掷模拟开关。其中，所述第一开关5的静触头与所述触摸芯片4连接，所述第一开关5的第一动触头与所述用户感应元件1连接，所述第一开关5的第二动触头与所述基准感应元件2连接。所述第二开关6的静触头与所述触摸芯片4连接，所述第二开关6的第一动触头与所述电源连接，所述第一开关5的第二动触头与所述接地端连接。

本发明实施例，通过控制器控制模拟开关的切换，触摸芯片分别与用户感应元件或基准感应元件连接，以实现对导电物体的持续性检测，可应用于例如智能枕头、床垫、被褥、靠垫、坐垫、座椅、沙发、液位监测等需要长时间检测导电物体存在的应用。同时，通过掉电-上电-延时或掉电-接地-上电-延时过程完成触摸芯片的初始化校准，以获取更准确的基准电容值和测量电容值。

实施例5

图8示出根据本发明另一实施例的感应检测装置的示意图。图8中标号与图6和图7相同的组件具有相同的含义，为简明起见，省略对这些组件的详细说明。

本实施例与上述装置实施例的不同之处在于，如图8所示，所述触摸芯片4设置有复位管脚，所述控制器3包括：第三控制单元，用于向所述触摸芯片4发送第三控制信号，以控制所述触摸芯片4进行复位和电容值校正。具体原理和示例可以参见上述感应检测方法实施例2的相关描述。

本发明实施例，通过控制器控制模拟开关的切换，触摸芯片分别与用户感应元件或基准感应元件连接，以实现对导电物体的持续性检测，可应用于例如智能枕头、床垫、被褥、靠垫、坐垫、座椅、沙发、液位监测等需要长时间检测导电物体存在的应用。进一步地，电路简洁、占用资源较少、低成本、低功耗。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种感应检测方法，其特征在于，包括：

根据感应部件的输出信号判断用户感应元件的状态是否发生改变；

在所述用户感应元件的状态发生改变的情况下，将所述感应部件从与所述用户感应元件连接切换为与基准感应元件连接，并控制所述感应部件进行复位和校正；

将所述感应部件从与所述基准感应元件连接切换为与所述用户感应元件连接，并根据所述感应部件的输出信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述用户感应元件、所述基准感应元件与所述感应部件之间设置有第一开关，

将所述感应部件从与所述用户感应元件连接切换为与基准感应元件连接，包括：控制器向所述第一开关发送第一控制信号，以控制所述第一开关将所述感应部件从与所述用户感应元件连接切换为与所述基准感应元件连接。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述感应部件设置有复位管脚，

控制所述感应部件进行复位和校正，包括：所述控制器向所述感应部件发送第三控制信号，以控制所述感应部件进行复位和电容值校正。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，控制所述感应部件进行复位和校正，包括：

将所述感应部件与电源先断开后连接，以控制所述感应部件进行复位和校正；或

将所述感应部件接地后，再将所述感应部件从接地切换为接电源，以控制所述感应部件进行复位和校正。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在电源与所述感应部件之间设置有第二开关，将所述感应部件与电源先断开后连接，以控制所述感应部件进行复位和校正，包括：

所述控制器向所述第二开关发送第二控制信号，以控制所述第二开关将所述感应部件与所述电源先断开后连接；

在所述感应部件与所述基准感应元件保持连接第二时间间隔内，所述感应部件进行复位和电容值校正。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在接地端、电源与所述感应部件之间设置有第二开关，将所述感应部件接地后，再将所述感应部件从接地切换为接电源，以控制所述感应部件进行复位和校正，包括：

控制器向所述第二开关发送第二控制信号，以控制所述第二开关将所述感应部件与所述接地端连接；

在所述感应部件与所述接地端保持连接第一时间间隔后，所述控制器根据所述第二控制信号控制所述第二开关将所述感应部件从与所述接地端连接切换为与所述电源连接；

在所述感应部件与所述基准感应元件保持连接第二时间间隔内，所述感应部件进行复位和电容值校正。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，

将所述感应部件从与所述基准感应元件连接切换为与所述用户感应元件连接，包括：所述控制器向所述第一开关发送第一控制信号，以控制所述第一开关在所述感应部件与所述基准感应元件保持连接第二时间间隔后，将所述感应部件切换为与所述用户感应元件连接；

根据所述感应部件的电平信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体，包括：在所述感应部件与所述用户感应元件保持连接的情况下，所述控制器检测所述感应部件的电平信号，并根据所述电平信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体。

8.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，根据感应部件的输出信号判断用户感应元件的状态是否发生改变，包括：

在所述第一开关将所述感应部件与所述用户感应元件连接的情况下，所述控制器检测所述感应部件输出的电平信号是否发生跳变，在发生跳变的情况下判定所述用户感应元件的状态发生改变。

9.一种感应装置，其特征在于，包括：

用户感应元件；

基准感应元件；

感应部件，与所述用户感应元件或所述基准感应元件连接，用于根据所述用户感应元件或基准感应元件的状态生成输出信号；

控制器，与所述感应部件连接，用于根据所述感应部件的输出信号判断用户感应元件的状态是否发生改变；在所述用户感应元件的状态发生改变的情况下，将所述感应部件从与所述用户感应元件连接切换为与基准感应元件连接，并控制所述感应部件进行复位和校正；将所述感应部件从与所述基准感应元件连接切换为与所述用户感应元件连接，并根据所述感应部件的输出信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制器包括：

第一控制单元，用于向第一开关发送第一控制信号，以控制所述第一开关将所述感应部件从与所述用户感应元件连接切换为与所述基准感应元件连接。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述感应部件设置有复位管脚，所述控制器包括：

第三控制单元，用于向所述感应部件发送第三控制信号，以控制所述感应部件进行复位和电容值校正。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制器包括：

第二控制单元，用于将所述感应部件与电源先断开后连接，以控制所述感应部件进行复位和校正；或将所述感应部件接地后，再将所述感应部件从接地切换为接电源，以控制所述感应部件进行复位和校正。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，在电源与所述感应部件之间设置有第二开关；

所述第二控制单元还用于向所述第二开关发送第二控制信号，以控制所述第二开关将所述感应部件与所述电源先断开后连接。

14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，在接地端、电源与所述感应部件之间设置有第二开关，

所述第二控制单元还用于向所述第二开关发送第二控制信号，以控制所述第二开关将所述感应部件与所述接地端连接；在所述感应部件与所述接地端保持连接第一时间间隔后，根据所述第二控制信号控制所述第二开关将所述感应部件从与所述接地端连接切换为与所述电源连接。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述第一控制单元还用于根据所述第一控制信号，控制所述第一开关在所述感应部件与所述基准感应元件保持连接第二时间间隔后，将所述感应部件切换为与所述用户感应元件连接；

所述控制器还包括第一判断单元，用于在所述感应部件与所述用户感应元件保持连接的情况下，所述控制器检测所述感应部件的电平信号，并根据所述电平信号判断所述用户感应元件处是否有导电物体。

16.根据权利要求15中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制器还包括：

第二判断单元，用于在所述第一开关将所述感应部件与所述用户感应元件连接的情况下，检测所述感应部件输出的电平信号是否发生跳变，在发生跳变的情况下判定所述用户感应元件的状态发生改变。

17.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一开关为单刀双掷模拟开关；

其中，所述第一开关的静触头与所述感应部件连接，所述第一开关的第一动触头与所述用户感应元件连接，所述第一开关的第二动触头与所述基准感应元件连接；

所述第二开关的静触头与所述感应部件连接，所述第二开关的第一动触头与所述电源连接，所述第一开关的第二动触头与所述接地端连接。

18.根据权利要求9至14以及17中任一项所述的装置，其特征在于，所述感应部件为单路触摸芯片、多路触摸芯片、单路接近感应芯片和多路接近感应芯片中的任意一种。

19.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述感应部件为单路触摸芯片、多路触摸芯片、单路接近感应芯片和多路接近感应芯片中的任意一种。

20.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述感应部件为单路触摸芯片、多路触摸芯片、单路接近感应芯片和多路接近感应芯片中的任意一种。

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