CN109099941A - 坐便器、着座检测装置及其着座检测方法 - Google Patents

坐便器、着座检测装置及其着座检测方法 Download PDF

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CN109099941A CN201810812012.2A CN201810812012A CN109099941A CN 109099941 A CN109099941 A CN 109099941A CN 201810812012 A CN201810812012 A CN 201810812012A CN 109099941 A CN109099941 A CN 109099941A
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Abstract

本申请提出坐便器、着座检测装置及其着座检测方法，着座检测装置设于坐便器上，包括：目标传感垫片、参考传感垫片以及电路基板，目标传感垫片设于电路基板顶层，用于在人体着座于坐便器上时，跟人体之间产生人体感应电容，参考传感垫片设于电路基板底层；方法包括：提供第一比值以及感应电容门限值；第一比值为目标传感垫片的寄生电容与参考传感垫片的寄生电容的比值；获取目标传感垫片的目标电容，并获取参考传感垫片的参考电容；计算目标电容与参考电容的第二比值，并计算第二比值与第一比值的差值，并获取差值与参考电容的乘积，将乘积作为目标传感垫片的感应电容；若计算得到的感应电容超出感应电容门限值，则判定人体处于着座状态。

Description

坐便器、着座检测装置及其着座检测方法
技术领域
本发明涉及着座检测技术领域，特别是涉及一种坐便器、着座检测装置及其着座检测方法。
背景技术
智能卫浴设备例如智能坐便器越来越广泛的应用于人们的日常生活中。智能坐便器中通常都设有一个人体着座检测装置，用于检测人体是否着座于坐便器上。
传统的人体着座检测装置是采用一个压电传感器来检测人体是否着座于坐便器，但是压电式传感器需要跟人体直接接触，这样对座圈改造大，座圈的结构就比较复杂。所以目前多采用静电式传感器来检测人体是否着座于坐便器，但如果人体先着座，后给着座检测装置通电，就可能因为静电式传感器的不发生电性变化而检测不到人体是否处于着座状态，导致检测不准。
发明内容
基于此，有必要提供一种坐便器、着座检测装置及其着座检测方法。
一种着座检测装置的着座检测方法，所述着座检测装置设于坐便器上，包括：目标传感垫片、参考传感垫片以及电路基板，所述目标传感垫片设于所述电路基板顶层，用于在人体着座于所述坐便器上时，跟人体之间产生人体感应电容，所述参考传感垫片设于所述电路基板底层；
所述方法包括：
提供第一比值以及人体感应电容门限值；所述第一比值为目标传感垫片的寄生电容与参考传感垫片的寄生电容的比值；
获取目标传感垫片的目标电容，并获取参考传感垫片的参考电容；
计算所述目标电容与参考电容的第二比值，并计算所述第二比值与所述第一比值的差值，并获取所述差值与所述参考电容的乘积，将所述乘积作为所述目标传感垫片的感应电容；若计算得到的所述感应电容大于所述人体感应电容门限值，则判定人体处于着座状态。
在其中一个实施例中，若计算得到的所述感应电容大于人体感应电容门限值中的最大门限值，则判定人体处于着座状态；否则，判定人体处于离座状态。
在其中一个实施例中，所述若计算得到的所述感应电容大于人体感应电容门限值中的最大门限值，则判定人体处于着座状态的步骤包括：若计算得到的所述感应电容大于人体感应电容门限值中的最大门限值并且保持时间超过预设时间，则判定人体处于着座状态。
在其中一个实施例中，若在判定人体处于着座状态后检测到目标电容随时间的减量处于或大于所述人体感应电容门限值，则判定人体处于离座状态。
在其中一个实施例中，获取目标传感垫片的目标电容的步骤与获取参考传感垫片的参考电容的步骤是同步的。
上述着座检测装置的着座检测方法，为目标传感垫片配备一个参考传感垫片，在检测目标传感垫片的目标电容的同时，也实时检测参考传感垫片的参考电容，然后根据提供的第一比值计算目标传感垫片的感应电容，若计算的感应电容大于所述人体感应电容门限值，则判定人体处于着座状态。上述着座检测方法，即便着座检测装置是人体先着座，后通电，也可以检测出人体是否着座于坐便器，也显然可以通过上述着座检测方法检测出在着座检测装置先通电后着座时人体是否着座于坐便器，可见上述着座检测方法不受着座检测装置通电顺序的影响，均可以检测出着座状态。
还提出一种着座检测装置，设于坐便器上，用于检测人体是否坐于坐便器上，所述着座检测装置包括：
电路基板；
目标传感垫片，设于所述电路基板顶层，用于在人体着座于所述坐便器上时，跟人体之间产生人体感应电容；
参考传感垫片，设于所述电路基板底层；以及
主控单元，分别与所述目标传感垫片、参考传感垫片电性连接，设于所述电路基板上，用于提供第一比值以及人体感应电容门限值，所述第一比值为目标传感垫片的寄生电容与参考传感垫片的寄生电容的比值，并获取目标传感垫片的目标电容，并获取参考传感垫片的参考电容，然后计算所述目标电容与参考电容的第二比值，并计算所述第二比值与所述固有参数的差值，并获取所述差值与所述参考电容的乘积，将所述乘积作为所述目标传感垫片的感应电容，若检测到所述感应电容超出所述人体感应电容门限值，则判定人体处于着座状态。
其中一个实施例中，所述主控单元设于所述电路基板的底层。
其中一个实施例中，所述目标传感垫片的形状和参考传感垫片的形状均为圆形、正方形或长方形。
其中一个实施例中，所述着座检测装置还包括防水外壳，所述电路基板、主控单元、目标传感垫片以及参考传感垫片设于所述防水外壳内。
还提出一种坐便器，包括如上任一实施例所述的着座检测装置，所述坐便器还包括座圈和座体，座圈用于在用户如厕时盖在座体上，所述着座检测装置设于所述座圈下；其中，电路基板顶层贴合于所述座圈底面，所述电路基板底层面向所述座体顶面。
附图说明
图1为一个实施例中的着座检测装置的着座检测方法的流程示意图；
图2为一个实施例中的着座检测装置的结构示意图；
图3为一个具体实施例中人体处于着座和离座状态的感应电容信号曲线图；
图4为另一个实施例中的着座检测装置的结构示意图；
图5为另一个实施例中的着座检测装置的结构示意图；
图6是对应于图5的右视A-A’剖面示意图；
图7为一个实施例中的座圈顶面朝上的示意图；
图8为一个实施例中安装了着座检测装置的座圈、其底面朝上的示意图；
图9为图8中圆圈内结构的局部放大示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为一个实施例中的着座检测装置的着座检测方法的流程示意图，着座检测装置设于坐便器上。具体是设于坐便器座圈底部。
请参阅图2，该着座检测装置200包括：目标传感垫片210、参考传感垫片220以及电路基板230，目标传感垫片210设于电路基板230顶层，用于在人体着座于坐便器上时，产生感应电容，参考传感垫片220设于电路基板230底层。电路基板230顶层可以贴合坐便器座圈底部。图2中电路基板230顶层朝下，但实际安装到座圈下时，电路基板230顶层朝上。着座检测装置200可设主控芯片，主控芯片分别与目标传感垫片210、参考传感垫片220连接。本实施例中的着座检测装置的着座检测方法可以应用于该主控芯片。
目标传感垫片210和参考传感垫片220均可以是金属触摸感应片，当人体靠近目标传感垫片210时，目标传感垫片210产生一个人体感应电容，该人体感应电容会叠加在目标传感垫片210原有的寄生电容上，从而改变原有的寄生电容值。如果人体离座而远离目标传感垫片210，人体感应电容就会消失。
请参阅图1，该着座检测方法包括：
步骤102，提供第一比值以及人体感应电容门限值；第一比值为目标传感垫片210的寄生电容与参考传感垫片220的寄生电容的比值。
第一比值为目标传感垫片210的寄生电容与参考传感垫片220的寄生电容的比值。该第一比值一般是固定的，这是因为传感垫片本身的寄生电容与其电路基板230载体、自身结构以及自身尺寸有关，虽然后期会受环境影响，但由于目标传感垫片210和参考传感垫片220处于基本相同的环境，所以，目标传感垫片210的寄生电容与参考传感垫片220的寄生电容收到的影响也基本相同，所以该第一比值基本固定。
第一比值可以根据生产厂商提供的目标传感垫片210的寄生电容以及参考传感垫片220的寄生电容来计算，也可以通过实验的方法计算。以下描述实验方法计算的第一比值。
发明人在不同温度下、且设有着座检测装置200的坐便器处于无人着座状态下时，读取了目标传感垫片210和参考传感垫片220的电容对应的计数值。表1是目标传感垫片210和参考传感垫片220的两个垫片的电容对应的计数值的对比表。
着座检测装置200设有防水外壳，用于防止坐便器水流、水滴对两个垫片产生干扰，电路基板230设于防水外壳内，防水外壳可以塑料外壳，因此着座检测装置200的环境干扰是指环境温度干扰。后续所指的环境干扰均可视为环境温度干扰。
表1
温度 目标传感垫片电容 参考传感垫片电容 K1
-10℃ 2683 2428 1.105
-5℃ 2709 2455 1.103
0℃ 2743 2489 1.102
10℃ 2787 2534 1.100
15℃ 2830 2578 1.098
20℃ 2860 2611 1.095
25℃ 2888 2640 1.094
30℃ 2915 2667 1.093
35℃ 2938 2688 1.093
40℃ 2962 2710 1.093
45℃ 2985 2732 1.093
50℃ 3004 2750 1.092
无人着座情况下，目标传感垫片210和参考传感垫片220均无人体感应电容产生，故检测的目标传感垫片210的电容显然是其寄生电容，检测的参考传感垫片220的电容也显然是其寄生电容。即第一比值K1就可以视为本实验检测的两个垫片的电容比值。从表1中可知，第一比值K1从-10℃到50℃的变化范围在0.013内，变化很小，说明无人着座状态下时目标传感垫片210的电容与参考传感垫片220的电容的比值基本保持不变，即无人着座状态下时目标传感垫片210的寄生电容与参考传感垫片220的寄生电容的第一比值基本保持不变。所以通过实验测出的第一比值K1可以作为已知的固有参数用于后续检测着座状态的步骤。
而实际上，不论人体是否处于着座状态，参考传感垫片220和目标传感垫片210均设于同一块电路基板230上，感受到的环境变化(主要是环境温度变化)基本相同，参考传感垫片220和目标传感垫片210的寄生电容基本也会保持一致的变化，即目标传感垫片210的寄生电容与参考传感垫片220的寄生电容的第一比值基本保持不变，不受是否着座的影响。
人体感应电容门限值可以是生产厂商提供的。人体感应电容门限值也可以是根据实验计算的，人体感应电容门限值与目标传感垫片210的大小以及座圈的厚度有关。发明人在不同温度下对无人着座情况下的目标传感垫片210的电容、以及对用铜箔纸模拟人体着座情况下的目标传感垫片210的电容进行了检测，并将两种情况下测得的电容分别转换为对应的计数值。表2是不同温度下两种情况下测得的电容对应的计数值结果表。
表2
温度 未着座时测的电容 模拟着座时测的电容
-10℃ 2683 2955
-5℃ 2709 2976
0℃ 2743 3008
10℃ 2787 3048
15℃ 2830 3089
20℃ 2860 3118
25℃ 2888 3146
30℃ 2915 3173
35℃ 2938 3207
40℃ 2962 3238
45℃ 2985 3267
50℃ 3004 3288
无人着座情况下测的目标传感垫片210的电容可视为寄生电容，模拟人体着座情况下目标传感垫片210的电容可视为寄生电容与人体感应电容的和，因为无人着座情况下和模拟人体着座情况下是相同环境，那么两种情况下目标传感垫片210的寄生电容视为相同，故模拟着座时测的电容与未着座时测的电容的差值为相应温度环境下模拟着座时目标传感垫片210的感应电容。每个温度下均可以对不同的人体做多次实验，会得到大量感应电容数据，这些数据可以用作相应温度环境下人体感应电容门限值。如此得到的人体感应电容门限值可以兼容不同人体，置信度较高。
实际上人体着座时测得的目标传感垫片210的电容要比铜箔纸模拟人体着座时的测得的目标传感垫片210的电容稍大些，如此可以让模拟人体着座时的测得的目标传感垫片210的电容更贴近实际情况。
步骤104，获取目标传感垫片210的目标电容，并获取参考传感垫片220的参考电容。
本申请实施例中读取的目标传感垫片210的目标电容，以及读取的参考传感垫片210的参考电容均为计数值。具体地，目标传感垫片210、参考传感垫片220均为蚀刻在电路基板例如PCB板表面上的铜盘，通过PCB走线和过孔将其连接至主控芯片的引脚，各个传感垫片引脚上的所有电容值可以等效为一个总电容值，主控芯片内部的Cap Sense(电容感测)电路将这些电容值转换为等效的数字计数值。
目标传感垫片210的目标电容是读取的目标传感垫片210的电容，可以是利用主控芯片自己读取的。目标电容包括寄生电容和人体感应电容。目标传感垫片210的寄生电容是与电路基板、自身结构以及自身尺寸有关、且受温度、湿度等环境因素影响会发生变化的寄生电容。目标传感垫片210在电路基板230顶层，具体是设于坐便器座圈下表面，当人体着坐于坐便器座圈时，目标传感垫片210还会叠加一个感应电容，该电容为目标传感垫片210的人体感应电容。
参考电容是读取的参考传感垫片220的电容。参考电容也包括寄生电容和感应电容。参考传感垫片220的寄生电容与电路基板、自身结构以及自身尺寸有关的、且受温度、湿度等环境因素影响会发生变化的寄生电容。因为参考传感垫片220设于电路基板230底层，参考传感垫片220跟人体间隔了目标传感垫片210，屏蔽了人体对参考传感垫片220的影响，因此人体跟参考传感垫片220之间产生人体感应电容可以忽略不计，即读取的参考传感垫片220的电容可视为参考传感垫片220的寄生电容。
其中一个实施例中，获取目标传感垫片210的目标电容的步骤与获取参考传感垫片220的参考电容的步骤是同步的。即获取目标传感垫片210的目标电容的步骤与获取参考传感垫片220的参考电容的步骤是同时进行的。如此，后续可以更加精准的检测人体着座状态。
其中一个实施例中，目标传感垫片210的目标电容是实时获取的，参考传感垫片220的参考电容也是实时获取的。即可以是主控芯片时刻不间断的读取目标传感垫片210的电容以及参考传感垫片220的电容。
步骤106，计算目标电容与参考电容的第二比值，并计算第二比值与固有参数的差值，并获取差值与参考电容的乘积，将乘积作为目标传感垫片210的感应电容。
步骤106中可以按照如下公式计算目标传感垫片210的感应电容：
(K2–K1)×Cs_ref_2≈CF； 式(1)
式中，CF为目标传感垫片210的感应电容，K2为第二比值，Cs_ref_2为参考传感垫片220的参考电容。
上述公式(1)的推导过程如下：
因为在人体未着座时，目标传感垫片210的电容Cs等于目标传感垫片210的寄生电容，参考传感垫片220的电容等于参考传感垫片220的寄生电容，公式表示为式(1)和式(2)：
Cs_1＝CP 式(1)
Cs_ref_1＝CP_ref 式(2)
式(1)中，Cs_1为在人体未着座时获取的目标传感垫片210的电容，CP为目标传感垫片210的寄生电容。式(2)中，Cs_ref_1在人体未着座时获取的参考传感垫片220的电容，CP_ref为参考传感垫片220的寄生电容。
在人体处于着座状态时，目标传感垫片210的电容Cs_2等于目标传感垫片210的寄生电容加上目标传感垫片210的人体感应电容，参考传感垫片220的电容等于参考传感垫片220的寄生电容加上参考传感垫片220的人体感应电容，公式表示为式(3)和式(4)：
Cs_2＝Cp+CF 式(3)
Cs_ref_2＝Cp_ref+CF_ref 式(4)
式(3)中，Cs_2为在人体着座时获取的目标传感垫片210的电容，CP为目标传感垫片210的寄生电容，CF为人体着座时目标传感垫片210跟人体之间产生的人体感应电容。式(4)中，Cs_ref_2在人体着座时获取的参考传感垫片220的电容，CP_ref为参考传感垫片220的寄生电容，CF_ref为人体着座时参考传感垫片220跟人体之间产生的人体感应电容。
因为第一比值K1等于目标传感垫片210的寄生电容与参考传感垫片220的寄生电容的比值，而未着座时，无人体感应电容，故检测的目标传感垫片210的电容和检测的参考传感垫片220的电容均为寄生电容，即：
K1＝Cs_1/Cs_ref_1 式(5)
在人体着座状态下，目标电容与参考电容的第二比值K2为人体着座状态下检测的目标传感垫片210的电容与参考传感垫片220的电容的比值，即：
K2＝Cs_2/Cs_ref_2 式(6)
根据式(5)和式(6)可得：
K2–K1＝Cs_2/Cs_ref_2-Cs_1/Cs_ref_1 式(7)
根据式(1)～式(4)以及式(7)可得：
K2–K1＝(CP+CF)/(CP_ref+CF_ref)-CP/CP_ref 式(8)
因为，参考传感垫片220至少跟人体隔了目标传感垫片210，目标传感垫片210屏蔽了人体对参考传感垫片220的影响，因此人体跟参考传感垫片220之间产生人体感应电容CF_ref可以忽略不计，故无论人体是否着座，读取的参考传感垫片220电容Cs_ref_2均可以视为参考传感垫片220的寄生电容CP_ref。
即式(8)中，K2–K1≈(CP+CF)/CP_ref-CP/CP_ref＝CF/CP_ref≈CF/Cs_ref_2。
发明人在不同温度下，对铜箔纸模拟着座状态和未着座状态这两种状态下参考垫片的电容的进行了检测，表3在不同温度下读取的、两种状态下参考传感垫片220的电容的对比表。
表3
温度 C<sub>s_ref_1</sub> C<sub>s_ref_2</sub>
-10℃ 2428 2431
-5℃ 2455 2456
0℃ 2489 2490
10℃ 2534 2537
15℃ 2578 2579
20℃ 2611 2613
25℃ 2640 2641
30℃ 2667 2669
35℃ 2688 2689
40℃ 2710 2712
45℃ 2732 2735
50℃ 2750 2752
而从表3中可知，同一温度下读取的参考传感垫片220的着座状态下电容Cs_ref_2与未着座状态下读取的电容Cs_ref_1基本相同，可见着座状态时参考传感垫片220的电容受人体影响很小，基本可以忽略。因此无论人体是否着座，实际读取到的参考传感垫片220的电容均可以作为参考传感垫片220的寄生电容。
发明人还在不同温度下、用铜箔纸模拟着座状态，对目标传感垫片210和参考传感垫片220的电容进行了检测。表4是目标传感垫片210的电容(目标电容Cs_2)和参考传感垫片220的电容(参考电容Cs_ref_2)对比表。
表4
温度 目标电容C<sub>s_2</sub> 参考电容C<sub>s_ref_2</sub> K2
-10℃ 2955 2431 1.215
-5℃ 2976 2456 1.224
0℃ 3008 2490 1.208
10℃ 3048 2537 1.201
15℃ 3089 2579 1.198
20℃ 3118 2613 1.193
25℃ 3146 2641 1.191
30℃ 3173 2669 1.189
35℃ 3207 2689 1.193
40℃ 3238 2712 1.194
45℃ 3267 2735 1.194
50℃ 3288 2752 1.194
从表4中可知，在模拟着座的情况下，人体着座状态下时目标电容与参考电容的比值K2变化不大，说明模拟着座情况下，参考传感垫片220的电容也能随环境温度变化跟随目标传感垫片210变化。
发明人做的各个实验中，如图8所示，着座检测装置200均是设于坐便器座圈下，电路基板230顶层(即目标传感垫片210所在层)贴合于座圈底面，用铜箔纸模拟着座状态是将利用铜箔纸贴于坐便器座圈上对着目标传感垫片210的位置，从而来模拟人体着座于坐便器上。
步骤108，若计算得到的感应电容大于感应电容门限值，说明目标传感垫片210与人体之间产生了人体感应电容，则判定人体处于着座状态。
具体地，若计算得到的人体感应电大于感应电容门限值中的最大门限值，则判定人体处于着座状态，否则，判定人体处于离座状态。
进一步地，若计算得到的人体感应电大于感应电容门限值中的最大门限值，则判定人体处于着座状态的步骤是：若计算得到的人体感应电容大于最大门限值并且保持的时间超过预设时间，则判定人体处于着座状态。
因为水滴、水流等落在坐便器上也可能会跟目标传感垫片210产生感应电容，这样的感应电容小于人体着座时产生的人体感应电容，所以若计算得到的人体感应电容高于感应电容门限值且维持一定时间才判定人体处于着座状态，这样可以滤除坐便器上水流、水滴等因素的干扰。且因人体着座后会坐在坐便器上一段时间，那么人体感应电容也会存在一段时间，故若计算得到的人体感应电容高于人体感应电容门限值中的最大门限值且并保持大于人体感应电容门限值中的最大门限值的时间大于预设时间，则判定该时间内人体处于着座状态。
例如，如图3所示，人体感应电容门限值为50～90，门限值加迟滞为90，最小门限减迟滞为50。在0s～240s内，感应电容小于90，人体处于未着座状态，在240s，感应电容突然大于90，并且维持一段时间，则人体处于着座状态，直到360s起，感应电容突然下降到50以下，并且维持一段时间，则人体处于离座状态。
其他实施例中，若在判定人体处于着座状态后检测到目标电容随时间的突然减量大于人体感应电容门限值，则判定人体处于离座状态。因为目标传感垫片210的目标电容是实时获取的，如果目标传感垫片210的目标电容突然降低，说明人体着座后又离座，目标传感垫片210的电容则会因为人体感应电容消失而降低。
本申请对于着座检测装置200先通电后着座的情况，也可以通过检测目标传感垫片210的电容变化来判定人体着座状态以及人体离座状态，若检测到目标传感垫片的电容随时间突然增加，且增量大于人体感应电容门限值，则判断人体处于着座状态，否则判定人体处于离座状态。
对于传统的着座检测装置200，假设周围环境不变，如果先着座后通电，因为人体会坐在坐便器上一段时间，传感垫片的电容在一段时间内都检测不出是否发生突变，因为传感垫片的电容不发生突变，所以也判定不出人体实际上已经处于着座状态。
因此上述着座检测装置200，具备目标传感垫片210和参考传感垫片220，将目标传感垫片设置在电路基板230的顶层，将参考传感垫片220设置在电路基板230底层，在检测目标传感垫片210的目标电容的同时，也实时检测参考传感垫片220的参考电容，然后根据提供的第一比值计算目标传感垫片210的感应电容，若计算的感应电容大于人体感应电容门限值，则判定人体处于着座状态。上述着座检测方法，即便着座检测装置200是人体先着座，后通电，也可以检测出人体是否着座于坐便器，上述着座检测方法也显然可以检测出在着座检测装置200先通电后着座时人体是否着座于坐便器，可见上述着座检测方法不受着座检测装置200通电顺序的影响，均可以检测出着座状态。上述着座检测方法，即便周围环境一直变化而影响目标传感垫片210的目标电容，参考传感垫片220的电容也会跟随目标传感垫片210变化，主控芯片可以利用其跟随特性，实时读取参考传感垫片220以及目标传感垫片210的电容，会滤除环境变化所致的影响，因此着座状态检测准确性高。
发明人还着座检测过程中，对着座检测装置200进行了电磁抗扰等测试，均能很好的检测着座状态，可见本申请的着座检测装置200抗干扰能力强。
本申请的着座检测装置200利用设于电路基板230的两个传感垫片就实现着座状态检测，着座检测装置200体积小巧，成本低，结构简单；目标传感垫片210不需要跟人体直接接触，易安装，对坐便器座圈也无特殊结构要求。
请参阅图4，该着座检测装置200包括主控单元410，上述任一实施例中的着座检测方法均可以应用在该主控单元410，主控单元410分别与目标传感垫片210、参考传感垫片220电性连接。请参阅图2，主控单元410可以跟参考传感垫片220一起置于电路基板230的底层。
目标传感垫片210在垂直方向的投影与参考传感垫片220在垂直方向的投影可以重合(请参阅图2)，也可以不重合。目标传感垫片210可以跟参考传感垫片220对位设置。
目标传感垫片210的形状和参考传感垫片220的形状均可为圆形、正方形或长方形。在其中一个实施例中，目标传感垫片210的大小大于参考传感垫片220的大小。目标传感垫片210与参考传感垫片220平行，且目标传感垫片210的中心与所述参考传感垫片220的中心相对于电路基板230是对称的。
请参阅图5，该着座检测装置200还包括防水外壳510，电路基板230、主控单元、目标传感垫片210以及参考传感垫片220设于外壳510内，外壳用于灌胶以实现防水目的。外壳具体可以是塑料外壳。
具体地，电路基板230上可开设多个孔，用于填充灌胶，以将电路基板230固定在外壳。图6是对应于图5的右视A-A’剖面示意图，从图6中可以看出，外壳跟电路板之间的间隙均设有灌胶610。
主控单元410可以是微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)。
电路基板230可以PCB板，也可为PCBA(Printed Circuit Board+Assembly)板，PCBA板是PCB空板经过SMT上件，再经过DIP插件的制备出来的电路基板230。电路基板230可以设计网格地。
请参阅图4，着座检测装置200还包括供电装置420，供电装置420跟主控单元410连接，为着座检测装置200的电路工作，具体是为主控单元、参考传感垫片220、目标传感垫片210供电。PCBA板安装在防水外壳内部，与防水外壳的底部贴合，目标传感垫片210对着塑料外壳的顶部，塑料外壳的顶部与座圈底面贴合。请参阅图5，PCBA板上设有线材接口520，与主控单元410的供电装置相连。
因此上述着座检测装置200，具备目标传感垫片210和参考传感垫片220，将参考传感垫片220设置在电路基板230底层，主控单元在检测目标传感垫片210的目标电容的同时，也实时检测参考传感垫片220的参考电容，然后主控单元根据提供的第一比值计算目标传感垫片210的感应电容，若计算的感应电容大于人体感应电容门限值，则判定人体处于着座状态。上述着座检测装置200，即便着座检测装置200是人体先着座，后通电，也可以检测出人体是否着座于坐便器，也显然可以检测出在着座检测装置200先通电后着座时人体是否着座于坐便器，可见上述上述着座检测装置200不受着座检测装置200通电顺序的影响，均可以检测出着座状态。上述着座检测装置200，即便周围环境一直变化而影响目标传感垫片210的目标电容，参考传感垫片220的电容也会跟随目标传感垫片210变化，主控芯片可以利用其跟随特性，实时读取参考传感垫片220以及目标传感垫片210的电容，会滤除环境变化所致的影响，因此着座状态检测准确性高。发明人还着座检测过程中，对着座检测装置200进行了电磁抗扰等测试，均能很好的检测着座状态，可见本申请的着座检测装置200抗干扰能力强。
本申请的着座检测装置200利用安装在电路基板230的主控单元以及两个传感垫片就实现着座状态检测，着座检测装置200体积小巧，成本低，结构简单；目标传感垫片210不需要跟人体直接接触，易安装，对坐便器座圈也无特殊结构要求。
还提出一种坐便器。
一个实施例中，坐便器包括如上任一实施例中的着座检测装置200，还包括座圈和座体，座圈用于在用户如厕时盖在座体上，请参阅图7，图7是座圈顶面朝上的示意图，着座检测装置200设于座圈下，具体是设于座圈椭圆圈标示处的下方。
其中，请参阅图8和图9，图8是安装了着座检测装置200的座圈、其底面朝上的示意图，图9是图8中圆圈内结构的局部放大示意图，如图8和图9所示，电路基板230顶层贴合于座圈底面，使得目标传感垫片210朝向座圈底面，电路基板230底层面向座体顶面。具体是通过外壳顶面贴合座圈底面实现电路基板230顶层贴合于座圈底面。可以利用黏胶将着座检测装置200贴在座圈底面。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种着座检测装置的着座检测方法，其特征在于，所述着座检测装置设于坐便器上，包括：目标传感垫片、参考传感垫片以及电路基板，所述目标传感垫片设于所述电路基板顶层，用于在人体着座于所述坐便器上时，跟人体之间产生人体感应电容，所述参考传感垫片设于所述电路基板底层；
所述方法包括：
提供第一比值以及人体感应电容门限值；所述第一比值为目标传感垫片的寄生电容与参考传感垫片的寄生电容的比值；
获取目标传感垫片的目标电容，并获取参考传感垫片的参考电容；
计算所述目标电容与参考电容的第二比值，并计算所述第二比值与所述第一比值的差值，并获取所述差值与所述参考电容的乘积，将所述乘积作为所述目标传感垫片的感应电容；
若计算得到的所述感应电容大于所述人体感应电容门限值，则判定人体处于着座状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若计算得到的所述感应电容大于人体感应电容门限值中的最大门限值，则判定人体处于着座状态；否则，判定人体处于离座状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述若计算得到的所述感应电容大于人体感应电容门限值中的最大门限值，则判定人体处于着座状态的步骤包括：若计算得到的所述感应电容大于所述最大门限值并且保持的时间超过预设时间，则判定人体处于着座状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若在判定人体处于着座状态后检测到目标电容随时间的减量处于或大于所述人体感应电容门限值，则判定人体处于离座状态。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，获取目标传感垫片的目标电容的步骤与获取参考传感垫片的参考电容的步骤是同步的。
6.一种着座检测装置，设于坐便器上，用于检测人体是否坐于坐便器上，其特征在于，所述着座检测装置包括：
电路基板；
目标传感垫片，设于所述电路基板顶层，用于在人体着座于所述坐便器上时，跟人体之间产生人体感应电容；
参考传感垫片，设于所述电路基板底层；以及
主控单元，分别与所述目标传感垫片、参考传感垫片电性连接，设于所述电路基板上，用于提供第一比值以及人体感应电容门限值，所述第一比值为目标传感垫片的寄生电容与参考传感垫片的寄生电容的比值，并获取目标传感垫片的目标电容，并获取参考传感垫片的参考电容，然后计算所述目标电容与参考电容的第二比值，并计算所述第二比值与所述固有参数的差值，并获取所述差值与所述参考电容的乘积，将所述乘积作为所述目标传感垫片的感应电容，若检测到所述感应电容大于所述人体感应电容门限值，则判定人体处于着座状态。
7.根据权利要求6所述的着座检测装置，其特征在于，
所述主控单元设于所述电路基板的底层。
8.根据权利要求6所述的着座检测装置，其特征在于，
所述目标传感垫片的大小大于所述参考传感垫片的大小；
所述目标传感垫片与所述参考传感垫片平行，且所述目标传感垫片的中心与所述参考传感垫片的中心相对于所述电路基板是对称的。
9.根据权利要求6-8任一项所述的着座检测装置，其特征在于，还包括外壳，所述电路基板、主控单元、目标传感垫片以及参考传感垫片设于所述外壳内，所述外壳用于灌胶以防水。
10.一种坐便器，其特征在于，包括如权利要求6-9任一项所述的着座检测装置，还包括座圈和座体，座圈用于在用户如厕时盖在座体上，所述着座检测装置设于所述座圈下；其中，电路基板顶层贴合于所述座圈底面，所述电路基板底层面向所述座体顶面。
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