CN108873100A - 一种座位占用检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种座位占用检测装置及方法，包括：一热电堆温度传感器，其视场覆盖座位所在区域，用于采集座位所在区域的区域温度；一温度传感器，用于采集座位所处环境的环境温度；一MCU，分别与所述热电堆温度传感器及温度传感器连接，用于根据所述热电堆传感器及温度传感器所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态；一电源模块，用于为座位占用检测装置提供工作电源。该装置安装于座位的下方或上方处，无需改造座位的原有结构，安装简单方便；且其通过座位所在区域的温度与座位所处环境的温度变化情况来判断座位的使用状态，避免了现有大部分利用压力传感器的座位占用检测装置因某些重物压在其上而出现误判，判断准确性更高。

Description

一种座位占用检测装置及方法

技术领域

本发明涉及座位检测技术领域，尤其涉及一种座位占用检测装置及方法。

背景技术

目前座位占用最常用在汽车上面，通过判断汽车座位位置上是否有人来提醒人员使用安全带从提高成员的驾驶安全性。而针对写字楼、商业、图书馆等公共区域的座位检测技术开发相对较少，但是在一些场景(如办公室、会议室、图书馆、商业场所等)通常需要实时检测座位是否有人在使用，或者定期统计响应座位的利用率。

目前针对座位检测主要为压力检测方式，如申请号为201010580796.4，发明名称为座位占用检测装置的中国专利中使用薄且柔性的薄膜开关来检测乘客的入座状态；如申请号为200580046941.8，发明名称为可检测的座位占用传感器的中国专利中采用压力传感器的开关元件来检测座位的压力情况以判断实际的座位占用状态；如申请号为200480017713.3，发明名称为薄膜形式的压力传感器的中国专利中采用薄膜形式的压力传感器以检测座位的占用情况。这些座位占用检测的方式不仅可以用于汽车座位上，也可以用于其他场景的座位的检测，但是均存在以下几个缺点：1、需要在原有座位上改造，额外加上一层薄膜开关做成的薄片传感器，如果薄片传感器直接外置则易于被移走或是被破坏，如果薄片传感器内置，则增加了改造施工成本；2、一定重量的物体置于位置上时也会存在被检测判断为座位上有人的结果，从而影响传感器实际的准确率。

鉴于此，有必要设计一种安装方便且监测准确的座位占用检测设备装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以安装方便且监测准确的座位占用检测装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案。一种座位占用检测装置，包括有：一热电堆温度传感器，其视场覆盖座位所在区域，用于采集座位所在区域的区域温度；一温度传感器，用于采集座位所处环境的环境温度；一MCU，分别与所述热电堆温度传感器及温度传感器连接，用于根据所述热电堆传感器及温度传感器所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态；一电源模块，用于为座位占用检测装置提供工作电源。

其进一步技术方案为：所述MCU包括有：一第一计算单元，用于计算区域温度与区域温度的差值而得到温度差；一第二计算单元，用于计算当前时刻的温度差与上一时刻的温度差的差值而得到相邻时刻温度差；一比较单元，用于分别比较相邻时刻温度差与一第一预设阀值及一第二预设阀值的大小；一判断单元，用于根据比较结果判断座位的使用状态。

其进一步技术方案为：所述座位占用检测装置还包括有：一第一滤波单元，用于对所述热电堆温度传感器采集的区域温度进行滤波；一第二滤波单元，用于对所述温度传感器采集的环境温度进行滤波。

其进一步技术方案为：所述座位占用检测装置还包括有一与所述MCU连接的状态显示模块，用于显示座位的使用状态。

其进一步技术方案为：所述座位占用检测装置还包括有一与所述MCU连接的通信模块，用于将座位的使用状态信息发送至后台服务器。

一种座位占用检测方法，包括：

通过热电堆温度传感器采集座位所在区域的区域温度；

通过温度传感器采集座位所处环境的环境温度；

根据所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态。

其进一步技术方案为：所述根据所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态包括：

计算所述区域温度与环境温度的差值而得到温度差；

计算当前时刻的温度差与上一时刻的温度差的差值而得到相邻时刻温度差；

分别比较相邻时刻温度差与第一预设阀值及第二预设阀值的大小，根据比较结果判断座位的使用状态。

其进一步技术方案为：所述分别比较相邻时刻温度差与第一预设阀值及第二预设阀值的大小，根据比较结果判断座位的使用状态包括：

分别比较相邻时刻温度差与一第一预设阀值及一第二预设阀值的大小；

若相邻时刻温度差大于所述第一预设阀值，座位的使用状态为有人占位；

若相邻时刻温度差小于所述第二预设阀值，座位的使用状态为无人占位；

若相邻时刻温度差大于或等于所述第二预设阀值且小于或等于所述第一预设阀值，座位的使用状态与上一时刻的座位的使用状态相同。

其进一步技术方案为：所述根据所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态之前还包括：分别对所述区域温度及环境温度进行滤波处理。

其进一步技术方案为：所述根据所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态之后还包括：将座位的使用状态信息发送至后台服务器。

本发明的有益技术效果是：该座位占用检测装置及方法包括有一热电堆温度传感器、一温度传感器、一MCU及一电源模块，其安装于座位的下方或上方处，无需改造座位的原有结构，仅需要安装时将热电堆温度传感器的视场对向座位所在区域，将温度传感器置于座位所处环境中，热电堆温度传感器采集座位所在区域的区域温度，温度传感器采集座位所处环境的环境温度，MCU根据所述热电堆传感器及温度传感器所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态，该座位占用检测装置及方法利用座位上有人占位和无人占位时，座位所在区域的温度与座位所处环境的温度变化情况来判断座位的使用状态，避免了现有大部分利用压力传感器判断座位占用情况的座位占用检测装置因某些重物压在其上而出现误判，判断准确性更高。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构示意图；

图2是本发明另一实施例的结构示意图；

图3是本发明一实施例的步骤方法流程图；

图4是本发明一实施例的一部分步骤方法流程图；

图5是本发明一实施例的另一部分步骤方法流程图；

图6是本发明另一实施例的步骤方法流程图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合示意图对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1所示，在本实施例中，座位占用检测装置1包括有一热电堆温度传感器10、一温度传感器11、一MCU 12及一电源模块13，热电堆温度传感器10、温度传感器11及电源模块13分别与MCU 12连接，热电堆温度传感器10的视场覆盖座位所在区域，用于采集座位所在区域的区域温度；温度传感器11用于采集座位所处环境的环境温度；MCU 12根据热电堆温度传感器10及温度传感器11所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态；电源模块13用于为座位占用检测装置1提供工作电源，实际产品中，电源模块13通常采用蓄电池实现。

其中，热电堆温度传感器10的视场覆盖座位所在区域指热电堆温度传感器10的检测范围为座位所在区域。安装使用时，座位占用检测装置1通常安装于一座位的下方或者上方位置处，无需改造原有座位等设备，安装简单方便；但需注意将热电堆温度传感器10的视场对向座位所在区域以采集座位所在区域的区域温度，将温度传感器11置于座位所处环境中以采集环境温度，本申请中，温度传感器11可采用一热电堆温度传感器、一热电偶式温度传感器、一半导体温度传感器或者一热敏电阻式温度传感器实现。

实际生活中，某一座位可能不定时有人占用或者不再占用，当有人占用座位时，在无外界因素的干扰下，座位所在区域的温度受到人体温度的影响而有所变化，但由于人体正常体温在36.0℃～37.0℃左右，其扩散范围很有限，一般仅能影响座位所在区域的温度，而对于座位所处环境的温度影响很小或者没有影响，如此，根据此温度变化特性利用热电堆温度传感器10及温度传感器11来分别采集座位所在区域的区域温度及座位所处环境的环境温度，根据区域温度及环境温度判断座位的使用状态，如此可避免现有技术中采用压力传感器等进行座位占用判断时出现因某些重物占用座位而判断为有人占位的误判情况出现，有效地提高了座位占用判断的准确性。

本申请中，如图1所示，MCU 12包括有一第一计算单元120、一第二计算单元121、一比较单元122及一判断单元123，其中，第一计算单元120用于计算区域温度与区域温度的差值而得到温度差；第二计算单元121用于计算当前时刻的温度差与上一时刻的温度差的差值而得到相邻时刻温度差，比较单元122用于分别比较相邻时刻温度差与一第一预设阀值及一第二预设阀值的大小，判断单元123用于根据比较结果判断座位的使用状态。本实施例中，第一计算单元120、第二计算单元121、比较单元122及判断单元123均通过MCU 12中的软件程序实现的，其处理速度快。另外，第一预设阀值及第二预设阀值通常是根据座位所处环境以及热电堆温度传感器10及温度传感器11的灵敏度等进行设定。

具体比较相邻时刻温度差与一第一预设阀值及一第二预设阀值的大小时，其比较结果可能出现的情况有：相邻时刻温度差大于第一预设阀值、相邻时刻温度差小于第二预设阀值及相邻时刻温度差小于或等于第一预设阀值且大于或等于第二预设阀值三种，当相邻时刻温度差大于第一预设阀值，判断单元123判断座位的使用状态为有人占位；当相邻时刻温度差小于第二预设阀值，判断单元123判断座位的使用状态为无人占位；当相邻时刻温度差大于或等于所述第二预设阀值且小于或等于所述第一预设阀值，判断单元123判断座位的使用状态与上一时刻的座位的使用状态相同，也就是说，若上一时刻的座位的使用状态为有人占位，那么当前时刻座位的使用状态也为有人占位，若上一时刻的座位的使用状态为无人占位，那么当前时刻座位的使用状态也为无人占位。其中，将相邻时刻温度差介于第一预设阀值与第二阀值之间时判断座位的使用状态与上一时刻的座位的使用状态相同，可有效地避免因某些外界因素(如高温或者风力等)的影响，相邻时刻温度差出现较小变化时即修改判断结果而出现误判，有利于提高判断的准确率。

本申请中，为避免噪声信号的影响，提高判断结果的准确性，座位占用检测装置1还包括有一第一滤波单元16及一第二滤波单元17，第一滤波单元16用于对热电堆温度传感器10采集的区域温度进行滤波，以去除区域温度中的噪声信号；第二滤波单元17用于对温度传感器11采集的环境温度进行滤波，以去除环境温度中的噪声信号。

在本实施例中，如图1所示，第一滤波单元16及第二滤波单元17通过MCU 12中的软件滤波程序实现，如FIR、IIR或卡尔曼滤波等，可以获得较好的滤除噪声效果。

在其他一些实施例中，如图2所示，该座位占用检测装置1’中的热电堆温度传感器10’、温度传感器11’、MCU 12’、电源模块13’、第一计算单元120’、第二计算单元121’、比较单元122’及判断单元123’等模块或单元均与图1所示的实施例相同，但图2中的第一滤波单元16’及第二滤波单元17’通常基于运放的模拟滤波器来实现，其中，第一滤波单元16’连接于热电堆温度传感器10’与MCU 12’之间，用于对所采集的区域温度进行滤波；第二滤波单元17’连接于温度传感器11’与MCU 12’之间，用于对所采集的环境温度进行滤波。

本申请中，为方便获悉座位的使用状态，如图1所示，该座位占用检测装置1还包括有一状态显示模块14，该状态显示模块14与MCU 12连接，其受控于MCU 12而显示座位的使用状态。通常地，状态显示模块14采用灯或者声音等方式来显示座位的使用状态，例如，使用状态指示灯指示座位的使用状态，当状态指示灯处于亮灯状态时，座位有人占位；当状态指示灯处于不亮状态时，座位无人占有。

另外，为了方便后台服务器远程了解座位占用情况，如图1所示，该座位占用检测装置1还包括有一通信模块15，该通信模块15与MCU 12连接，其受控于MCU 12而将座位的使用状态信息发送至后台服务器。其中，该通信模块15可以采用有线方式或无线方式实现，当然，考虑该座位占用检测装置1的安装使用及座位的移动方便性，优选采用无线通信方式进行通信。

本申请还公开了一种座位占用检测方法，如图3所示，在一实施例中，包括如下步骤：

S1，通过热电堆温度传感器采集座位所在区域的区域温度；

S2，通过温度传感器采集座位所处环境的环境温度；

S3，根据所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态。

其中，如图4所示，步骤S3，根据所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态具体包括：

S30，计算所述区域温度与环境温度的差值而得到温度差；

S31，计算当前时刻的温度差与上一时刻的温度差的差值而得到相邻时刻温度差；

S32，分别比较相邻时刻温度差与第一预设阀值及第二预设阀值的大小，根据比较结果判断座位的使用状态。

如图5所示，其中，相邻时刻温度差用Z[n]表示，第一预设阀值用F1表示，第二预设阀值用F2表示，步骤S32，分别比较相邻时刻温度差与第一预设阀值及第二预设阀值的大小，根据比较结果判断座位的使用状态具体包括：

S320，分别比较相邻时刻温度差与一第一预设阀值及一第二预设阀值的大小；

S321，若相邻时刻温度差大于所述第一预设阀值，即Z[n]>F1，座位的使用状态为有人占位；

S322，若相邻时刻温度差小于所述第二预设阀值，即Z[n]<F2，座位的使用状态为无人占位；

S323，若相邻时刻温度差大于或等于所述第二预设阀值且小于或等于所述第一预设阀值，即F2≤Z[n]≤F1，座位的使用状态与上一时刻的座位的使用状态相同。

为了方便后台服务器远程了解座位占用情况，如图3所示，通常，在步骤S3之后还包括：

S4，将座位的使用状态信息发送至后台服务器。

在一些实施例中，如图6所示，为避免噪声信号的影响，提高检测的准确性，座位占用检测方法包括：

S1’，通过热电堆温度传感器采集座位所在区域的区域温度；

S2’，通过温度传感器采集座位所处环境的环境温度；

S3’，分别对所述区域温度及环境温度进行滤波处理；

S4’，根据所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态。

此实施例中，步骤S1’、步骤S2’和步骤S4’与前述步骤S1、步骤S2和步骤S3相同，增加的步骤S3’目的在于滤除所采集的区域温度及环境温度中的噪声信号，使得检测准确更高。

在一些实施例中，为方便指示座位的使用状态，如图6所示，在步骤S4’之后还包括：

S5’，通过状态显示模块显示座位的使用状态。

本发明的方案中，该座位占用检测装置及方法包括有一热电堆温度传感器10、一温度传感器11、一MCU 12、一电源模块13、一状态显示模块14及一通信模块15，其安装于座位的下方或上方处即可，无需改变座位的原有结构，仅需要在安装时将热电堆温度传感器10的视场覆盖座位所在区域，热电堆温度传感器10采集座位所在区域的区域温度，温度传感器11采集座位所处环境的环境温度，采集后，MCU 12计算区域温度与环境温度的差值而得到实时温度差，再当前时刻的温度差与上一时刻的温度差的差值而得到相邻时刻温度差，对比相邻时刻温度差与第一预设阀值及第二预设阀值的大小可判断出座位的使用状态，该座位占用检测装置利用座位上有人占位和无人占位时出现的温度变化来进行座位使用状态的判断，避免了现有大部分座位占用检测装置利用压力传感器进行检测时出现某些重物压在上而造成误判，判断准确性高。同时，该装置还设有状态显示模块14来显示座位的使用状态，也可以通过其中的通信模块15将座位的使用状态信息发送至后台服务器以供远程查看，其功能完善，适于使用。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种座位占用检测装置，其特征在于，包括有：

一热电堆温度传感器，其视场覆盖座位所在区域，用于采集座位所在区域的区域温度；

一温度传感器，用于采集座位所处环境的环境温度；

一MCU，分别与所述热电堆温度传感器及温度传感器连接，用于根据所述热电堆传感器及温度传感器所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态；

一电源模块，用于为座位占用检测装置提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的座位占用检测装置，其特征在于，所述MCU包括有：

一第一计算单元，用于计算区域温度与区域温度的差值而得到温度差；

一第二计算单元，用于计算当前时刻的温度差与上一时刻的温度差的差值而得到相邻时刻温度差；

一比较单元，用于分别比较相邻时刻温度差与一第一预设阀值及一第二预设阀值的大小；

一判断单元，用于根据比较结果判断座位的使用状态。

3.根据权利要求1所述的座位占用检测装置，其特征在于，所述座位占用检测装置还包括有：

一第一滤波单元，用于对所述热电堆温度传感器采集的区域温度进行滤波；

一第二滤波单元，用于对所述温度传感器采集的环境温度进行滤波。

4.根据权利要求1所述的座位占用检测装置，其特征在于，所述座位占用检测装置还包括有一与所述MCU连接的状态显示模块，用于显示座位的使用状态。

5.根据权利要求1所述的座位占用检测装置，其特征在于，所述座位占用检测装置还包括有一与所述MCU连接的通信模块，用于将座位的使用状态信息发送至后台服务器。

6.一种座位占用检测方法，其特征在于，包括：

通过热电堆温度传感器采集座位所在区域的区域温度；

通过温度传感器采集座位所处环境的环境温度；

根据所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态。

7.根据权利要求6所述的座位占用检测方法，其特征在于，所述根据所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态包括：

计算所述区域温度与环境温度的差值而得到温度差；

计算当前时刻的温度差与上一时刻的温度差的差值而得到相邻时刻温度差；

分别比较相邻时刻温度差与第一预设阀值及第二预设阀值的大小，根据比较结果判断座位的使用状态。

8.根据权利要求7所述的座位占用检测方法，其特征在于，所述分别比较相邻时刻温度差与第一预设阀值及第二预设阀值的大小，根据比较结果判断座位的使用状态包括：

分别比较相邻时刻温度差与一第一预设阀值及一第二预设阀值的大小；

若相邻时刻温度差大于所述第一预设阀值，座位的使用状态为有人占位；

若相邻时刻温度差小于所述第二预设阀值，座位的使用状态为无人占位；

若相邻时刻温度差大于或等于所述第二预设阀值且小于或等于所述第一预设阀值，座位的使用状态与上一时刻的座位的使用状态相同。

9.根据权利要求6所述的座位占用检测方法，其特征在于，所述根据所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态之前还包括：

分别对所述区域温度及环境温度进行滤波处理。

10.根据权利要求6所述的座位占用检测方法，其特征在于，所述根据所采集的区域温度和环境温度判断座位的使用状态之后还包括：

将座位的使用状态信息发送至后台服务器。