CN109724263A - 一种控制装置、热水器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制装置、热水器及其控制方法，涉及热水器技术领域，为解决工作时红外模块受到外界环境中非红外光的干扰问题，从而减少控制器模块的错误判断而发明。所述控制装置，包括控制模块和用于手势感应的红外模块，所述控制模块根据所述红外模块反馈的信号控制热水器；所述红外模块的入光口上设置有滤光层，所述滤光层用于过滤除红外光以外的其他光线。本发明用于热水器。

Description

一种控制装置、热水器及其控制方法

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种控制装置、热水器及其控制方法。

背景技术

随着科技的发展，以及广大用户多样的需求，热水器的种类日趋多元化。但是，目前大多数热水器的控制方式仍是通过直接接触的方式来进行操作，如旋钮、机械按键、触摸按键等，无一不是需要通过用户直接接触控制面板来进行相应的操作。而当用户在洗浴过程中或湿手状态下，想要开启或者关闭热水器，甚至是调节水温时，需要临时操作一下，出于对卫生或安全方面的考虑，直接操作不仅不方便甚至还存在触电危险。

现有技术中提供了一种电热水器安全系统，包括：三极断电智能漏保、主控制器模块、手势感应模块和电源模块，主控制器模块根据手势感应模块反馈的信号控制三极断电智能漏保工作；其中，手势感应模块包括第一红外模块和第二红外模块。在使用过程中发现，工作时红外模块会受到外界环境光线的干扰，尤其是非红外光，容易使主控制器模块产生错误判断。

发明内容

本发明的实施例提供一种控制装置、热水器及其控制方法，能够解决工作时红外模块受到外界环境中非红外光的干扰问题，从而减少控制器模块的错误判断。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明的实施例提供一种控制装置，包括控制模块和用于手势感应的红外模块，所述控制模块根据所述红外模块反馈的信号控制热水器；所述红外模块的入光口上设置有滤光层，所述滤光层用于过滤除红外光以外的其他光线。

本发明实施例还提供一种热水器，包括上述技术方案所述的控制装置。

本发明实施例又提供一种热水器控制方法，包括以下步骤：

S1、向外发出红外光，接收经手势反射回的所述红外光并记录接收时间，以判断手势类别；检测所述经手势反射回的红外光的光强度以及环境中红外光的光强度，并计算出两者之间的差值以判断是否识别到手势信号；

S2、当判断为识别到手势信号，根据所述手势类别生成控制信号；

S3、根据所述控制信号控制热水器。

本发明实施例提供的控制装置，包括用于控制热水器的控制模块和用于手势感应的红外模块，用户通过做手势，使红外模块生成相应的信号，控制模块根据红外模块反馈的信号来控制热水器进行相应地操作，可以是开启或关闭热水器，也可以是调节热水器出水的水温高低等操作。为了降低外界环境光线的干扰，给红外模块的外侧设置有滤光层，滤光层能够过滤红外光以外的其他光线，以使红外模块仅能接收到红外光，进而使红外模块能够准确地生成信号，以使控制模块控制热水器做出正确的操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例控制装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例热水器的结构示意图；

图3为图2的A-A剖视图(滤光层仅包括油墨层)；

图4为图2的A-A剖视图(滤光层仅包括滤光片)；

图5为图2的A-A剖视图(滤光层包括油墨层和滤光片)；

图6为图2的B-B剖视图；

图7为本发明实施例控制装置中的红外发射二极管和红外接收感应器的一种分布方式示意图(水平分布)；

图8为本发明实施例控制装置中的红外发射二极管和红外接收感应器的另一种分布方式示意图(竖直分布)；

图9为本发明实施例热水器控制方法的流程图。

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做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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明的实施例提供一种控制装置，参照图1，包括控制模块100和用于手势感应的红外模块200，控制模块100根据红外模块200反馈的信号控制热水器；红外模块200的入光口上设置有滤光层300，滤光层300用于过滤除红外光以外的其他光线。

本发明实施例提供的控制装置，包括用于控制热水器的控制模块100和用于手势感应的红外模块200，用户通过做手势，使红外模块200生成相应的信号，控制模块100根据红外模块200反馈的信号来控制热水器进行相应地操作，可以是开启或关闭热水器，也可以是调节热水器出水的水温高低等操作。为了降低外界环境光线的干扰，给红外模块200的外侧设置有滤光层300，滤光层300能够过滤红外光以外的其他光线，以使红外模块200仅能接收到红外光，进而使红外模块200能够准确地生成信号，以使控制模块100控制热水器做出正确的操作。

具体地，滤光层300的实现方式有多种，在一种实现方式中，如图3、图4所示，滤光层300可以是一个油墨层310或一个滤光片320(或滤光膜)；在另一种实现方式中，如图5所示，滤光层300也可以是由多个油墨层310或多个滤光片320组成；还有一种实现方式，滤光层300还可以由油墨层310和滤光片320组合而成，其中油墨层310和滤光片320的数量根据实际需求而定；当油墨层310和/或滤光片320的总数量为至少两个时，至少两个油墨层310和/或滤光片320为层叠设置。可以理解的是，当油墨层310和/或滤光片320的数量增多时，滤光层300的过滤掉除红外线以外的其他光线的能力越强，滤光效果越好。

红外模块200的数量可以为一个，也可以为多个。红外模块200的数量越多，可以做的手势也越多，从而可以控制热水器做越多操作。所以，在本发明一些实施例中，红外模块200的数量可以为至少两个，以增加手势的多样性。另外，为了避免多个红外模块发出的红外光互相干扰，可以设置任意两个红外模块200的出光方向相同，也方便用户进行手势感应。同样地，滤光层300设置在每个红外模块200的入光口上，以使每个红外模块200都仅能接收到红外光，进而使每个红外模块200都能够准确地生成信号，从而使控制模块100控制热水器做出正确的操作。其中，为了节省材料，滤光层300可以为多个，以分别设置在每个红外模块200的入光口上；为了方便生产以及安装，滤光层300也可以为一个整体，覆盖在所有红外模块200的入光口上。

需要说明的是，参照图6，为了使相邻两个的红外模块200发出或接收的红外光互不干扰，可以在相邻两个的红外模块200之间设置隔光部400，相当于每个红外模块200都位于一个单独的导光通道中，如此一来，多个红外模块200之间就不会互相干扰，进而可以确保每个红外模块200都准确地生成信号。这里的隔光部400可以是分隔筋，也可以是分隔板。

每个红外模块200包括红外发射二极管210和红外接收感应器220。红外发射二极管210用于向外发出红外光，红外接收感应器220用于接收经手势反射回的红外光，红外接收感应器220还检测经手势反射回的红外光的光强度以及环境中红外光的光强度，以便于排除环境光线的干扰。需要说明的是，经手势反射回的红外光为位于同一红外模块200中的红外发射二极管210发出的。即每个红外模块200中的红外发射二极管210和红外接收感应器220是对应的。并且，以上的光强度均为红外接收感应器220接收到红外光后输出的电压值经模数转换后的数字量，数字量的取值范围为0～255。

其中，通过对红外模块200的发出和接收红外光的波长范围进行设定，可以使控制装置准确地识别到手势信号。示例的，红外发射二极管210可以用于发出波长范围为750nm～950nm的红外光，红外接收感应器220可以用于接收波长范围为750nm～950nm的红外光。可以理解的是，环境中存在一些波长范围也在750nm～950nm的其他光线，而滤光层300仅允许波长范围为750nm～950nm的红外光穿过，如此一来有效地降低了环境光线的干扰。在本发明的一些实施例中，可以设置油墨层310仅允许波长范围为750nm～950nm的红外光穿过，还可以设置滤光片320仅允许波长范围为750nm～950nm的红外光穿过。

为了在对热水器断电时仍能控制热水器，该控制装置还包括电源模块，电源模块仅向控制模块100和每个红外模块200供电。这样，在热水器关闭时，用户可以通过在红外模块200处进行手势感应，从而生成开启热水器的信号，控制模块100根据信号控制热水器开启。

为了保护滤光层300，该控制装置还包括覆盖在滤光层300外侧的透明面板500，如图1所示，这里的透明面板500可以是亚克力面板或者透明聚碳酸酯板(简称PC板)，在保护滤光层300的同时不妨碍光线通过。如此一来，可以确保滤光层300经久耐用，进而确保红外模块200可以准备的生成信号，最终保证可以准确地控制热水器，从而降低产品成本以及缩短维护周期。

本发明的实施例还提供一种热水器，参照图2，包括上述方案中的控制装置。

可以理解的是，因为本发明实施例提供的热水器包括了上述方案中的控制装置，所以也包括用于控制热水器的控制模块100和用于手势感应的红外模块200，用户通过做手势，使红外模块200生成相应的信号，控制模块100根据红外模块200反馈的信号来控制热水器进行相应地操作，可以是开启或关闭热水器，也可以是调节热水器出水的水温高低等操作。为了降低外界环境光线的干扰，给红外模块200的外侧设置有滤光层300，滤光层300能够过滤红外光以外的其他光线，以使红外模块200仅能接收到红外光，进而使红外模块200能够准确地生成信号，最终使控制模块100控制热水器做出正确的操作。

热水器通过由多个红外发射二极管210组成的红外发射电路和多个红外接收感应器220组成的红外接收电路实现对外部指令的识别，达到通过红外线感应对热水器进行控制的目的，从而实现人机非接触式控制。其实现方式有多种，在一种实现方式中，控制模块100可以包括印制电路板110(Printed Circuit Board，简称PCB板)，印制电路板110上可以设置有显示屏120，方便用户直观地了解是否操作到位。优选地，红外模块200数量可以为五个，将五个红外模块200沿与水平线平行的方向设置在印制电路板110上。此处，参照图7，每个红外模块200中的红外发射二极管210和红外接收感应器220(即红外发射二极管210a和红外接收感应器220a、红外发射二极管210b和红外接收感应器220b、红外发射二极管210c和红外接收感应器220c、红外发射二极管210d和红外接收感应器220d、红外发射二极管210e和红外接收感应器220e)为沿与水平线平行的方向设置。当然，参照图8，红外发射二极管210和红外接收感应器220(即红外发射二极管210a和红外接收感应器220a、红外发射二极管210b和红外接收感应器220b、红外发射二极管210c和红外接收感应器220c、红外发射二极管210d和红外接收感应器220d、红外发射二极管210e和红外接收感应器220e)也可以沿垂直于水平线平行的方向设置，不影响操作的同时增加了产品外观的多样性，此处对红外发射二极管210和红外接收感应器220的排布方式不做具体限定。特别地，为了适应潮湿环境，还可以设置控制盒600(也可以是控制箱)将整个控制装置置入，当然，控制盒600上设置有透光区，以使红外模块200能够正常感应。

本发明的实施例又提供一种热水器控制方法，包括以下步骤：S1、向外发出红外光，接收经手势反射回的红外光并记录接收时间，以判断手势类别；检测经手势反射回的红外光的光强度以及环境中红外光的光强度，并计算出两者之间的差值以判断是否识别到手势信号；S2、当判断为识别到手势信号，根据手势类别生成控制信号；S3、根据控制信号控制热水器。

本发明实施例提供的一种热水器控制方法，可以在不直接接触热水器的情况下，通过判断是否识别到手势信号并判断手势类别，而控制热水器进行相应操作，此处对热水器的操作可以是开启或关闭热水器，也可以是调节热水器的出水水温，甚至是其他对热水器的操作。

此处的手势是指经由人体(主要是手)或物体以一定方式运动而遮挡到红外模块200，以可以反射回红外模块200发出的红外光为准，不做具体限定。

具体地，步骤S1中，计算出两者之间的差值以判断是否识别到手势信号具体为：计算出经手势反射回的红外光的光强度与环境中红外光的光强度之间的差值，将此差值与预设光强度阈值进行比较；当差值大于预设光强度阈值即判断为识别到手势信号，当差值小于等于预设光强度阈值即判断为未识别到手势信号。通过将差值与光强度阈值进行比较，可以有效地降低外界环境中光线强弱的干扰，从而使红外模块200生成正确的信号，避免因环境光线改变而判断失误，进而产生误操作。众所周知，热水器接收到的光线主要受其所处的环境影响，常见的热水器设置在厨房或卫生间，不管是早晨或晚上以及天气变化，甚至开灯、关灯，都会对入射到热水器上的光线产生巨大的差别，所以将差值与预设光强度阈值进行比较是很有必要的。

为了，增加手势的多样性，可以将红外模块200的数量设置为N时，其中，N≥2。红外模块200包括红外发射二极管210和红外接收感应器220，如此一来，步骤S1可以具体包括以下步骤，参照图9：

S11、至少两个红外发射二极管210分别向外发出红外光；

S12、对应的红外接收感应器220分别接收经手势反射回的红外光，并分别记录接收时间以判断手势类别；

S13、分别检测经手势反射回的红外光的光强度以及环境中红外光的光强度，计算出两者之间的差值，并将差值分别与预设光强度阈值进行比较以判断是否识别到手势信号；

红外发射二极管210向外发出红外光，红外接收感应器220接收经手势反射回的红外光，这里的经手势反射回的红外光是位于同一红外模块200中的红外发射二极管210发出的。即位于同一红外模块200中的红外发射二极管210和红外接收感应器220是对应的。

并且，可以设置红外发射二极管210为周期性地发射红外光，就可以缩短总的发光时间；相应地，红外接收感应器220也可以为周期性地接收红外光，如此一来可以减小功耗并延长元器件的使用寿命。

可以理解的是，可以设定预设光强度阈值并存储在热水器的控制装置中，具体可以存储在数据缓存区中；其中，预设光强度阈值范围为5～50。

示例的，手势类别具体包括第一手势和第二手势。

第一手势为按照从第1个红外模块200(即起始端)起至第N个红外模块200(即结束端)止的顺序轮流遮挡每个红外模块200，即按照一定顺序，依次轮流遮挡每个红外模块200。第一手势可以用于调高热水器出水水温：热水器开机状态下，检测到第一手势，显示屏120上显示温度升高。

第二手势为按照从第N个红外模块200起至第1个红外模块200止的顺序轮流遮挡每个红外模块200，即按照与第一手势相反的顺序，依次轮流遮挡每个红外模块200。第二手势可以用于调低热水器出水水温：热水器开机状态下，检测到第二手势，显示屏120上显示温度降低。

手势类别还可以包括第三手势，第三手势为遮挡除了第1个红外模块200和第N个红外模块200以外的任意一个或相邻的多个红外模块200，并持续预设时间T。为了避免与第一手势、第二手势产生冲突，第三手势设置为避开第1个红外模块200和第N个红外模块200，这样一来，当用户做第一手势或第二手势时，不会因为在第1个红外模块200或第N个红外模块200处停留过久而被判断为第三手势，有效降低误判。当红外模块200数量为五个时，可以遮挡第3个红外模块200并停留预设时间T判断为识别到第三手势，也可以同时遮挡第2个红外模块200和第3个红外模块200并停留预设时间T判断为识别到第三手势，此处不做具体限定。特别地，当N＝2时，则第三手势为同时遮挡所有红外模块200。第三手势用于开启或关闭热水器：热水器关机状态下，检测到第三手势，进入开机状态；热水器开机状态下，检测到第三手势，进入关机状态。优选地，预设时间T具体为，10ms≤T≤5s。

需要说明的是，本申请实施例的热水器可以是燃气热水器、电热水器、太阳能热水器、热泵热水器等热水器，以及其他一些不方便直接接触操作的电器，在此不做限定。

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 (17)

1.一种控制装置，其特征在于，包括控制模块和用于手势感应的红外模块，所述控制模块根据所述红外模块反馈的信号控制热水器；所述红外模块的入光口上设置有滤光层，所述滤光层用于过滤除红外光以外的其他光线。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述滤光层包括若干个油墨层和/或滤光片；当所述油墨层和/或滤光片的总数量为至少两个时，至少两个所述油墨层和/或滤光片为层叠设置。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，所述红外模块的数量为至少两个，任意两个所述红外模块的出光方向相同；所述滤光层设置在每个所述红外模块的入光口上。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，相邻两个所述的红外模块之间设置有隔光部，以使相邻两个所述的红外模块发出或接收的红外光互不干扰。

5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，每个所述红外模块包括红外发射二极管和红外接收感应器，所述红外发射二极管用于向外发出红外光，所述红外接收感应器用于接收经手势反射回的红外光，并检测所述经手势反射回的红外光的光强度以及环境中红外光的光强度；其中，所述经手势反射回的红外光为位于同一所述红外模块中的红外发射二极管发出的；以上所述的光强度均为所述红外接收感应器接收到红外光后输出的电压值经模数转换后的数字量。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述红外发射二极管用于发出波长范围为750nm～950nm的红外光，所述红外接收感应器用于接收波长范围为750nm～950nm的红外光；所述滤光层仅允许波长范围为750nm～950nm的红外光穿过。

7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块仅向所述控制模块和每个所述红外模块供电。

8.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括覆盖在所述滤光层外侧的透明面板。

9.一种热水器，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的控制装置。

10.一种热水器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、向外发出红外光，接收经手势反射回的所述红外光并记录接收时间，以判断手势类别；检测所述经手势反射回的红外光的光强度以及环境中红外光的光强度，并计算出两者之间的差值以判断是否识别到手势信号；

S2、当判断为识别到手势信号，根据所述手势类别生成控制信号；

S3、根据所述控制信号控制热水器。

11.根据权利要求10所述的热水器控制方法，其特征在于，所述S1中，所述计算出两者之间的差值以判断是否识别到手势信号具体为，将所述差值与预设光强度阈值进行比较；当所述差值大于所述预设光强度阈值即判断为识别到手势信号，当所述差值小于等于所述预设光强度阈值即判断为未识别到手势信号。

12.根据权利要求11所述的热水器控制方法，其特征在于，当所述红外模块的数量为N时，N≥2；

所述S1具体包括以下步骤：

S11、分别向外发出红外光；

S12、分别接收经手势反射回的红外光，并分别记录接收时间以判断手势类别；

S13、分别检测所述经手势反射回的红外光的光强度以及环境中红外光的光强度，计算出两者之间的差值，并将所述差值分别与所述预设光强度阈值进行比较以判断是否识别到手势信号；

其中，所述经手势反射回的红外光为位于同一所述红外模块中的红外发射二极管发出的。

13.根据权利要求11或12所述的热水器控制方法，其特征在于，设定并存储所述预设光强度阈值；其中，所述预设光强度阈值范围为5～50。

14.根据权利要求13所述的热水器控制方法，其特征在于，

所述手势类别包括第一手势和第二手势；

所述第一手势为按照从第1个红外模块起至第N个红外模块止的顺序轮流遮挡每个所述红外模块；

所述第二手势为按照从所述第N个红外模块起至所述第1个红外模块止的顺序轮流遮挡每个所述红外模块。

15.根据权利要求14所述的热水器控制方法，其特征在于，所述手势类别包括第三手势；

所述第三手势为遮挡除了所述第1个红外模块和第N个红外模块以外的任意一个或相邻的多个红外模块，并持续预设时间T；

当N＝2时，则所述第三手势为同时遮挡所有所述红外模块。

16.根据权利要求15所述的热水器控制方法，其特征在于，所述预设时间T具体为，10ms≤T≤5s。

17.根据权利要求15或16所述的热水器控制方法，其特征在于，所述第一手势用于调高热水器的出水水温，所述第二手势用于调低所述热水器的出水水温，所述第三手势用于开启或关闭所述热水器。