CN108957575A - 一种人体感应装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人体感应装置，包括主控单元、超声波探头和反射型光电传感器，主控单元上设有串口通讯接口、NPN信号接口、电位器、超声波接口和光电传感器接口；串口通讯接口获取超声波测距距离、反射型光电传感器的状态信息；NPN信号接口在人体感应装置检测范围内，判断有无人体遮挡；主控单元通过检测电位器当前电压，通过ADC转换成数字量，匹配相应的检测距离，从而实现检测距离调节；超声波接口集成了超声波专用驱动芯片和电平转换芯片；光电传感器接口主要用于检测短距离内是否有人体遮挡。通过上述方式，本发明将各种检测手段的优点进行整合，满足了设备自动化、智能化、人性化的要求，提高了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及自助终端设备领域，特别是涉及一种人体感应装置及其使用方法。
背景技术
随着现代信息技术的迅速发展，自助终端设备越来越多，在满足正常交易与使用的基础上，其智能化、自动化程度越来越受到客户的关注。智能化设备不仅能够提高办事效率、节约用户时间，同时可提高用户的体验与舒适度。自助终端设备一般全天24小时工作，当无人使用时，可通过屏幕播放广告，进行业务宣传，同时在一定程度上起到保护屏幕的作用；当有用人靠近设备时，自助终端设备需自动切换到操作界面，指导用户进行业务办理；当检测用户离开时，自助终端设备对卡片、证件等相关模块进行检查，确定没有遗留，如有遗留进行提示或者回收处理；当检测到用户离开超过指定时间后，屏幕开始播放广告。目前，大部分自助终端设备都有人体感应装置，主要由漫发射型光电传感器、人体红外检测传感器和超声波测距模块三种方式。通过人体感应装置检测设备正前方是否有人，以便确定自助终端设备播放广告或者进入办理业务界面；当用户办理完成后，此传感器可与卡片检测模块联动，判断用户是否忘记取卡。
漫反射型光电传感器通过红外发射管发射红外线，如有障碍物将红外线反射回来，将触发红外接收装置，从而实现人体检测；此方法由于漫反射型光电传感器的原理所限，其检测角度一般小于15°，检测距离小于1m，且不能判断人体的具体位置，且市面上此类传感器价格较高。人体热红外检测传感器通过检测人体释放的热红外，此方法检测角度过大、距离过大(能达到8m)、精度差，不能符合自助设备使用要求；超声波测距模块：此方式当模块发送超声波后开始计时，等超声波返回时计时结束，通过时间差计算超声波往返距离，从而达到测距的目的；此模块检测角度大、距离较大，但是会存在一定距离的盲区(盲区一般小于20cm)，特别是有物体紧贴超声波探头时，无法检测到物体有无。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种人体感应装置及其使用方法，将超声波测距模块与反射型光电传感器进行组合，从而实现0～2m全范围、大角度的检测；当人体从远处靠近自助终端设备时，通过超声波测距模块进行检测；当人体进入到超声波模块的盲区范围内后，反射型光电传感器启动检测；当人体离开并脱离反射型光电传感器检测范围后，超声波测距模块启动检测，并判断用户是否离去。此发明不仅可满足不同类型自助设备对人体感应的需求，而且将各种检测手段的优点进行整合，满足了设备自动化、智能化、人性化的要求，提高了用户体验。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种人体感应装置，包括：主控单元、超声波探头和反射型光电传感器，主控单元上设有串口通讯接口、NPN信号接口、电位器、超声波接口和光电传感器接口，超声波探头连接在超声波接口上，反射型光电传感器连接在光电传感器接口上；所述串口通讯接口获取超声波测距距离、反射型光电传感器的状态信息；所述NPN信号接口在人体感应装置检测范围内，判断有无人体遮挡，NPN信号接口的接口方式可兼容传统漫发射型光电传感器；所述主控单元通过检测电位器当前电压，并通过ADC转换成数字量，匹配相应的检测距离，从而实现检测距离调节；所述超声波接口集成了超声波专用驱动芯片和电平转换芯片，可通过主控单元进行寄存器配置；所述光电传感器接口主要用于检测短距离内是否有人体遮挡，其电气接口为普通IO口。
进一步，所述超声波探头选用中心频率40KHz、检测距离最大可达到2.5m、水平检测角度可到达110°的探头；所述反射型光电传感器选用检测距离可达到25cm的光电传感器。
基于以上一种人体感应装置的使用方法，包括以下步骤：初始化各个硬件接口，配置各种寄存器，启动人体感应检测，首先判断反射型光电传感器是否有效，如有效，则直接判断并输出有人状态和距离信息，本次检测结束；如无效，则启动超声波测距流程，超声波探头发送超声波，如在指定时间内无超声波信号返回，说明在自助设备终端检测范围内无任何物体；如有超声波信号返回，根据发送与接收超声波的时间差计算出当前人体所在位置Ln；通过电位器设定最大检测距离，需在每次检测时，进行ADC检测并转化成距离设置信息Lmax；通过比对Ln、Lmax的大小，输出状态信息。
本发明的有益效果是：1、本发明可将超声波探头、反射型光电传感器与主控单元集成在一起使用，也可分离开来使用；可提高整机设计的灵活性。2、此人体感应装置充分整合了超声波探头、漫反射型光电传感器的优点，从而实现全范围检测；超声波探头负责25cm～200cm的检测；漫反射型光电传感器负责0cm～25cm的检测，由于人体面积一般大于20*20cm，所有在此范围内无需太大角度。3、通过电位器实现超声波检测最大距离的设定，此方法操作简单、灵敏度高；目前大部分超声波测距模块通过自学习方式进行设定，此方式在自助设备上很难操作且需多人共同完成。4、NPN信号、串口通讯共存，不仅可以无缝替换传统漫发射型光电传感器，又可满足不同项目、不同客户；通过串口通信方式，上位机可实现状态获取值，还可获取人体实际位置信息，从而计算出用户靠近或远离。5、通过软件逻辑控制，将光感信息、超声波收发控制、ADC转换、当前距离计算、距离比对等模块进行整合，从而准确的判断出人体状态信息；此装置非常适合在自助终端设备上应用，满足智能化、人性化的需求。6、本发明在设备智能化、人性化、灵活性等诸多方面有很多优势，能为产品带来亮点，提高整体竞争力，并为企业降低成本，提高利润。7、本产品适用范围广，可应用在各种自助设备上。
附图说明
图1是本发明一种人体感应装置一较佳实施例的结构示意图；
图2是所示一种人体感应装置使用方法的流程图；
图3是所示一种人体感应装置使用方法中通过调节电位器检测距离调节的曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1至图3，本发明实施例包括：
一种人体感应装置，包括：主控单元、超声波探头和反射型光电传感器，主控单元上设有串口通讯接口、NPN信号接口、电位器、超声波接口和光电传感器接口，超声波探头连接在超声波接口上，反射型光电传感器连接在光电传感器接口上；所述串口通讯接口获取超声波测距距离、反射型光电传感器的状态信息；所述NPN信号接口在人体感应装置检测范围内，判断有无人体遮挡，NPN信号接口的接口方式可兼容传统漫发射型光电传感器，从而实现无缝替换；所述主控单元通过检测电位器当前电压，并通过ADC转换成数字量，匹配相应的检测距离，从而实现检测距离调节，其对应曲线如附图3所示，通过检测距离的调节，可以让自助终端设备适应不同应用场合；所述超声波接口集成了超声波专用驱动芯片和电平转换芯片，可通过主控单元进行寄存器配置；所述光电传感器接口主要用于检测短距离内是否有人体遮挡，其电气接口为普通IO口。所述超声波探头选用中心频率40KHz、检测距离最大可达到2.5m、水平检测角度可到达110°的探头，可适应大范围人体检测；所述反射型光电传感器选用检测距离可达到25cm的光电传感器。
人体感应装置工作时，首先初始化各个硬件接口，配置各种寄存器，启动人体感应检测，主控单元判断反射型光电传感器是否有效，如有效，则直接判断并输出有人状态和距离信息，本次检测结束；如无效，则启动超声波测距流程，超声波探头发送超声波，如在指定时间内无超声波信号返回，说明在自助设备终端检测范围内无任何物体；如有超声波信号返回，根据发送与接收超声波的时间差计算出当前人体所在位置Ln；通过电位器设定最大检测距离，需在每次检测时，进行ADC检测并转化成距离设置信息Lmax；通过比对Ln、Lmax的大小，输出状态信息。
本发明将超声波测距模块与反射型光电传感器进行组合，从而实现0～2m全范围、大角度的检测；当人体从远处靠近自助终端设备时，通过超声波测距模块进行检测；当人体进入到超声波模块的盲区范围内后，反射型光电传感器启动检测；当人体离开并脱离反射型光电传感器检测范围后，超声波测距模块启动检测，并判断用户是否离去。此发明不仅可满足不同类型自助设备对人体感应的需求，而且将各种检测手段的优点进行整合，满足了设备自动化、智能化、人性化的要求，提高了用户体验。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种人体感应装置，其特征在于，包括：主控单元、超声波探头和反射型光电传感器，主控单元上设有串口通讯接口、NPN信号接口、电位器、超声波接口和光电传感器接口，超声波探头连接在超声波接口上，反射型光电传感器连接在光电传感器接口上；所述串口通讯接口获取超声波测距距离、反射型光电传感器的状态信息；所述NPN信号接口在人体感应装置检测范围内，判断有无人体遮挡，NPN信号接口的接口方式可兼容传统漫发射型光电传感器；所述主控单元通过检测电位器当前电压，并通过ADC转换成数字量，匹配相应的检测距离，从而实现检测距离调节；所述超声波接口集成了超声波专用驱动芯片和电平转换芯片，可通过主控单元进行寄存器配置；所述光电传感器接口主要用于检测短距离内是否有人体遮挡，其电气接口为普通IO口。
2.根据权利要求1所述的一种人体感应装置，其特征在于：所述超声波探头选用中心频率40KHz、检测距离最大可达到2.5m、水平检测角度可到达110°的探头；所述反射型光电传感器选用检测距离可达到25cm的光电传感器。
3.根据权利要求2所述的一种人体感应装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：初始化各个硬件接口，配置各种寄存器，启动人体感应检测，首先判断反射型光电传感器是否有效，如有效，则直接判断并输出有人状态和距离信息，本次检测结束；如无效，则启动超声波测距流程，超声波探头发送超声波，如在指定时间内无超声波信号返回，说明在自助设备终端检测范围内无任何物体；如有超声波信号返回，根据发送与接收超声波的时间差计算出当前人体所在位置Ln；通过电位器设定最大检测距离，需在每次检测时，进行ADC检测并转化成距离设置信息Lmax；通过比对Ln、Lmax的大小，输出状态信息。
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