CN110082831B - 基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器包括至少一微波探测模块和至少一信号转换模块，其中所述微波探测模块基于多普勒效应原理生成一差异信号，其中所述信号转换模块被可通信地连接于所述微波探测模块，所述信号转换模块将所述差异信号转换为一波动信号，所述信号转换模块形成至少一转换通道，所述转换通道仅允许处于一特定频率范围内的所述波动信号通过，进而当人体存在于所述探测区域内，所述微波探测器能够获取所述探测区域内的人体的至少一动作特征。

Description

基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用
技术领域
本发明涉及微波探测领域，特别涉及一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用。
背景技术
微波探测装置基于微波多普勒效应原理进行工作，能够对一目标空间进行探测，以判断所述目标空间内是否有人体进入和存在，以在后续的应用中，根据所述微波探测装置的探测结果做出具体的控制。比如说，所述微波探测装置能够被应用于一灯具，并探测所述灯具的使用环境中是否有人体进入或存在，进而根据探测结果控制所述灯具在开启状态和关闭状态之间切换。具体地，所述微波探测器通过脉冲方式或是连续发射的方式发射一微波于所述目标空间，并形成一探测区域，同时接收来自所述目标空间内的一反射回波，当所述微波遇到静止的物体时，产生的所述反射回波的频率不会发生变化，当所述微波遇到运动的物体时，对应的所述反射回波的频率发生变化。所述微波探测装置的一混频检波器根据所述微波和对应的所述反射回波之间的差频得到与运动物体的移动幅度和移动速度相对应的一多普勒信号。运动物体的每一次移动会产生一串所述多普勒信号，输出的持续时间与物体相对运动的时间相等，物体运动的速度与幅度不同，所述多普勒信号的频率与幅度也存在差异。因此，当人体在所述灯具的使用环境中移动时，所述微波探测装置能够探测到人体的存在，进而控制所述灯具开启或是关闭。
进一步地，目前的微波探测技术通常通过对所述多普勒信号进行放大和分析处理，以识别人体的移动。具体地，在获取所述多普勒信号后，藉由所述微波探测装置的一信号放大器对所述多普勒信号进行一定倍率的放大，并滤除所述多普勒信号中的高频信号和会产生干扰的供电电网频率信号及其倍频频率信号，以减少干扰，进而提高对人体移动检测的准确性。然而，通过这样的方式，由于同时滤除了相关的频率信号和对所述多普勒信号的放大倍率不能过大，造成现有的微波探测装置无法对人体的细微动作，如呼吸、心跳以及肢体微动等进行检测和监测。由于探测功能单一，不利于所述微波探测器在智能化领域的应用。
进一步以所述微波探测装置被应用于控制所述灯具为例说明。由于所述微波探测装置只能在使用者进入、离开所述探测区域或者在所述探测区域内产生大幅度运动，如左右走动或大幅度地身体晃动等，所述微波探测装置才能探测到所述探测区域内有人体存在，进而控制所述灯具开启，并在持续探测到人体产生大幅度运动时，所述灯具保持开启状态。然而，当使用者处于所述探测区域内，但是没有产生大幅度的运动时，所述微波探测装置无法探测到人体的存在，此时，所述微波探测装置控制所述灯具关闭。换句话说，使用者在进入所述探测区域时，所述微波探测装置探测到人体的存在，并控制所述灯具开启，当使用者在所述探测区域内保持同一姿势和动作不变，或是仅产生细微的动作，如使用者在进入房间后在在房间内看书，通常不会出现大幅度的动作，仅产生微动、呼吸以及心跳动作，此时，所述微波探测装置无法探测到人体的存在而控制所述灯具关闭，使用者只能再次产生大幅度的动作才能使得所述灯具开启。这样，使用者必须频繁地主动去配合所述微波探测装置，才能维持所述灯具的正常使用，打乱了使用者正常的工作和生活状态。也就是说，安装于所述灯具的所述微波探测装置并未提供使用者真正智能化的服务，反而影响了所述灯具的正常使用，给使用者带来了不必要的麻烦和困扰，严重地影响了使用体验。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器利用所述基于混合检测的人体存在探测方法能够精确地探测一探测区域内是否存在人体。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在方法和微波探测器，其中所述微波探测器能够适用于不同的使用场景，提高了所述微波探测器的灵活性和实用性。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中当所述探测区域内存在人体时，所述微波探测器利用所述基于混合检测的人体存在探测方法能够探测到人体的至少一动作特征，以精确地判断所述探测区域内存在人体，进而提高了所述微波探测器的探测精确性。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器利用基于混合检测的人体存在探测方法能够探测到所述探测区域内的人体的至少两个不同的所述动作特征，从而提高了所述微波探测器的探测效率。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器利用基于混合检测的人体存在探测方法探测所述探测区域内是否存在移动、微动以及呼吸心跳，并在出现至少一个所述动作特征后判断所述探测区域内有人体存在，从而提高了所述微波探测器的灵活性和探测精确性。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器能够精确地探测到人体的呼吸和心跳动作，因此，只要人体存在于所述探测区域内，就能够被所述微波探测器识别，进而提高了所述微波探测器的探测精确性。
本发明的另一个目的于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中在使用所述微波探测器的过程中，使用者无需主动地配合所述微波探测器的工作，以利于所述微波探测器在后续被应用于一电气设备时，为使用者提供更人性化和智能化的服务，进而提高使用者的使用体验。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器通过延时的方法获取人体在所述探测区域内的所述动作特征，有利于所述微波探测器根据人体的所述动作特征准确地控制所述电气设备。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器通过将基于多普勒效应原理产生的一差异信号转换为一波动信号的方式获取所述探测区域内的人体的所述动作特征，其中所述波动信号精确地对应于人体在所述探测区域内的所述动作特征。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中人体在所述探测区域内的不同的所述动作特征对应的所述波动信号的波动频率、波动幅度、周期以及持续时间不同，进而能够根据所述波动信号的参数差异获取具体的所述动作特征。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器的一信号转换模块选择处于至少一特定频率范围内的所述波动信号，以获得所述探测区域内的人体的至少一个所述动作特征。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器通过分离和识别处于25Hz-50Hz的波动信号的方式识别人体在所述探测区域内的移动和快速移动的动作特征。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器通过分离和识别频率处于10Hz-25Hz的波动信号的方式识别人体在所述探测区域内的微动和慢速移动的动作特征。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器通过分离和识别频率处于3Hz-10Hz的波动信号的方式识别人体在所述探测区域内的微动和缓慢移动的动作特征。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器通过分离和识别频率处于1Hz-3Hz的波动信号的方式识别人体在所述探测区域内的心跳动作特征。
本发明的另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器通过分离和识别频率处于1Hz以内的波动信号的方式识别人体在所述探测区域内的呼吸动作特征。
本发明另一个目的在于提供一基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器根据不同的所述动作特征控制所述电气设备，进而提供更智能化的控制。
本发明的另一个目的在于提供基于混合检测的人体存在探测方法和微波探测器及应用，其中所述微波探测器能够形成至少两个所述探测区域，进而同时对不同的区域进行探测，有利于根据人体在不同的所述探测区域内的所述动作特征预测人体的移动轨迹。
依本发明的一个方面，本发明进一步提供一微波探测器，其包括：
至少一微波探测模块，其中所述微波探测模块基于多普勒效应原理生成一差异信号；和
至少一信号转换模块，其中所述信号转换模块被可通信地连接于所述微波探测模块，所述信号转换模块将所述差异信号转换为一波动信号，所述信号转换模块形成至少一转换通道，所述转换通道仅允许处于一特定频率范围内的所述波动信号通过。
根据本发明的一个实施例，所述特定频率范围为小于50Hz。
根据本发明的一个实施例，所述的微波探测器进一步包括一中央处理模块，其中所述中央处理模块包括一分离单元和一识别单元，其中所述识别单元被可通信地连接于所述分离单元，所述分离单元被可通信地连接于所述信号转换模块，所述分离单元分离所述波动信号，所述识别单元根据所述分离单元的分离结果识别不同的所述波动信号对应的一动作特征。
根据本发明的一个实施例，所述分离单元分离频率处于25Hz-50Hz的波动信号。
根据本发明的一个实施例，所述分离单元分离频率处于10Hz-25Hz的波动信号。
根据本发明的一个实施例，所述分离单元分离频率处于3Hz-10Hz的所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，所述分离单元分离频率处于1Hz-3Hz的所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，所述分离单元分离频率处于1Hz以内的所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，所述微波探测器包括至少一信号放大模块，其中所述信号放大模块被可通信地连接于所述微波探测模块和所述信号转换模块，所述信号放大模块放大所述差异信号，经过所述信号放大模块的所述差异信号被所述信号转换模块转换为所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，所述微波探测器包括至少一信号放大模块，所述信号放大模块被可通信地连接于所述信号转换模块，所述信号放大模块放大所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，所述微波探测器包括至少两信号放大模块，所述微波探测器的至少一个所述信号放大模块放大所述差异信号，并且至少一个所述信号放大模块放大所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，所述中央处理模块的所述分离单元和所述识别单元被一体集成。
根据本发明的一个实施例，所述中央处理模块的所述分离单元、所述识别单元、所述信号转换模块被一体集成。
根据本发明的一个实施例，所述微波探测模块、所述信号转换模块、所述信号放大模块、所述中央处理模块的所述分离单元以及所述识别单元被一体集成。
根据本发明的一个实施例，所述微波探测模块、所述信号转换模块、所述信号放大模块被一体集成。
根据本发明的一个实施例，所述信号放大模块、所述信号转换模、所述中央处理模块的所述分离单元以及所述识别单元被一体集成。
根据本发明的一个实施例，所述信号放大模块和所述信号转换模块被一体集成。
根据本发明的一个实施例，所述微波探测器包括至少两个所述微波探测模块。
根据本发明的一个实施例，所述信号转换模块具有多个不同的所述转换通道。
根据本发明的一个实施例，所述特定频率范围为小于50Hz。
根据本发明的一个实施例，所述特定频率范围为小于等于25Hz。
根据本发明的一个实施例，所述特定频率范围为小于等于10Hz。
根据本发明的一个实施例，所述特定频率范围为小于等于3Hz。
根据本发明的一个实施例，所述特定频率范围为1Hz-3Hz。
根据本发明的一个实施例，所述特定频率范围为小于等于1Hz。
根据本发明的一个实施例，所述特定频率范围为小于等于25Hz。
根据本发明的一个实施例，所述特定频率范围为小于等于10Hz。
根据本发明的一个实施例，所述特定频率范围为小于等于3Hz。
根据本发明的一个实施例，所述特定频率范围为1Hz-3Hz。
根据本发明的一个实施例，所述特定频率范围为小于等于1Hz。
根据本发明的一个实施例，所述的微波探测器进一步包括一中央处理模块，其中所述中央处理模块识别不同的所述波动信号对应的一动作特征。
根据本发明的一个实施例，所述微波探测器包括至少一信号放大模块，其中所述信号放大模块被可通信地连接于所述微波探测模块和所述信号转换模块，所述信号放大模块放大所述差异信号，经过所述信号放大模块的所述差异信号被所述信号转换模块转换为所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，所述微波探测器包括至少一信号放大模块，所述信号放大模块被可通信地连接于所述信号转换模块，所述信号放大模块放大所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，所述微波探测器包括至少两信号放大模块，所述微波探测器的至少一个所述信号放大模块放大所述差异信号，并且至少一个所述信号放大模块放大所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，所述微波探测模块、所述信号转换模块、所述信号放大模块被一体集成。
根据本发明的一个实施例，所述信号放大模块、所述信号转换模块、所述中央处理模块被一体集成。
根据本发明的一个实施例，所述信号放大模块和所述信号转换模块被一体集成。
根据本发明的一个实施例，所述信号转换模块和所述中央处理模块被一体集成。
根据本发明的一个实施例，所述微波探测器包括至少两个所述微波探测器。
依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一智能设备，其包括：
至少一电气设备；和
一微波探测器，其中所述的微波探测器包括：
至少一微波探测模块，其中所述微波探测模块基于多普勒效应原理生成一差异信号；
至少一信号转换模块，其中所述信号转换模块被可通信地连接于所述微波探测模块，所述信号转换模块将所述差异信号转换为一波动信号，所述信号转换模块形成至少一转换通道，所述转换通道仅允许处于一特定频率范围内的所述波动信号通过；
一中央处理模块，其中所述中央处理模块识别不同的所述波动信号对应的一动作特征；以及
一控制模块，其中所述控制模块被可通信地连接于所述中央处理模块的所述识别单元，所述控制模块根据所述识别单元识别的不同的所述动作特征控制所述电气设备。
依本发明的另一个方面，本发明提供一基于混合检测的人体存在探测方法，所述基于混合检测的人体存在探测方法包括如下步骤：
（a）转换至少一差异信号为至少一波动信号，其中所述波动信号对应于一探测区域内的人体的一动作特征；和
（b）处理处于至少一特定范围内的所述波动信号，以获得所述探测区域内的人体的至少一个所述动作特征。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，选择处于所述特定频率范围为小于50Hz的所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，分离频率处于25Hz-50Hz的波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，分离频率处于10Hz-25Hz的波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，分离频率处于3Hz-10Hz的所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，分离频率处于1Hz-3Hz的所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，分离频率处于1Hz以内的所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，识别所述波动信号对应的所述动作特征。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤（a）之前，进一步包括步骤：放大所述差异信号。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤（a）之后，进一步包括步骤：放大所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，转换藉由至少两个所述微波探测模块分别产生的所述差异信号为所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，进一步包括步骤：选择处于所述特定频率范围为小于等于25Hz的所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，进一步包括步骤：选择处于所述特定频率范围为小于等于10Hz的所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，进一步包括步骤：选择处于所述特定频率范围为小于等于3Hz的所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，进一步包括步骤：选择处于所述特定频率范围为小于等于1Hz-3Hz的所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，进一步包括步骤：选择处于所述特定频率范围为小于等于1Hz的所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，识别所述波动信号对应的一动作特征。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤（a）之前，进一步包括步骤：放大所述差异信号。
根据本发明的一个实施例，在所述步骤（a）之后，进一步包括步骤：放大所述波动信号。
根据本发明的一个实施例，在上述方法中，进一步包括步骤：转换藉由至少两个所述微波探测模块分别产生的所述差异信号为所述波动信号。
附图说明
图1是根据本发明一较佳实施例的一智能设备的一框架图示意图示意图。
图2A是根据本发明的一较佳实施例的所述微波探测器的框架图示意图。
图2B是根据本发明的另一较佳实施例的所述微波探测器的框架图示意图。
图2C是根据本发明的另一较佳实施例的所述微波探测器的框架图示意图。
图2D是根据本发明的另一较佳实施例的所述微波探测器的框架图示意图。
图3A是根据本发明的上述较佳实施例的所述微波探测器的一应用场景示意图。
图3B是根据本发明的上述较佳实施例的所述微波探测器的另一应用场景示意图。
图3C是根据本发明的上述较佳实施例的所述微波探测器的另一应用场景示意图。
图3D是根据本发明的上述较佳实施例的所述微波探测器的另一应用场景示意图。
图4是根据本发明的另一较佳实施例的所述微波探测器的框架图示意图。
图5是根据本发明的另一较佳实施例的所述微波探测器的框架图示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“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是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参照图2A，根据本发明的一较佳实施例的一基于混合检测的人体存在探测存在方法和一微波探测器100将在接下来的描述中被阐述，其中所述微波探测器100利于所述基于混合检测的人体存在探测方法能够精确地探测到一探测区域内是否有人体存在。具体地，只要人体存在于所述探测区域内，所述微波探测器100就能够获取人体的至少一动作特征，例如但不限于人体的移动、微动、呼吸以及心跳等，以判断人体存在于所述探测区域，进而提高了所述微波探测器100的探测精确性。值得一提的是，通过这样的方式，当所述微波探测器100在后续被应用于控制一电气设备时，所述微波探测器100能够根据所述探测区域内的人体的所述动作特征准确地控制所述电气设备的工作状态，无需人体主动配合所述微波探测器100的工作，进而提供更智能化和人性化的服务，以利于提高使用体验。
进一步地，所述微波探测器100通过处理至少一波动信号的方式获取所述探测区域内的人体的至少一个所述动作特征。具体来说，所述微波探测器100将一差异信号的变化趋势特征转化成所述波动信号，且所述波动信号对应于所述探测区域内的物体的动作特征，以在后续通过处理所述波动信号来获取所述探测区域内的物体的动作特征。
举例来说，参照图3A至图3C，当所述微波探测器被应用于一灯具时，所述微波探测器根据是否检测到人体存在来控制所述灯具在打开和关闭状态之间切换。具体地，当所述微波探测器检测到人体的移动时，如，使用者进入所述微波探测器的所述探测区域，或在所述探测区域内来回走动，所述微波探测器判断所述探测区域内有人体存在，进而控制所述灯具开启；当人体在所述探测区域内没有移动，但产生微动动作，如，使用者坐于凳子上读书看报或是长时间站立于房间内，没有产生移动，只有身体的前倾、后倾、左右摇晃或是手臂的小幅度摆动等动作时，所述微波探测器判断所述探测区域内有人体存在，进而保持所述灯具处于开启状态；当人体在所述探测区域内没有移动，且没有微动，但存在呼吸和心跳动作，如，使用者静坐于沙发沉思时，精神专注，可能在较长的一端时间内没有产生移动和微动动作，所述微波探测器仍然能够根据探测到使用者的呼吸和心跳动作确定所述探测区域内有人体存在，进而保持所述灯具处于开启状态。参照图3D，在其他实施例中，所述微波探测器也能够同时探测所述探测区域内人体的移动、微动呼吸以及心跳动作特征，进而控制所述灯具的工作状态。总之，只要人体存在于所述微波探测器的所述探测区域内，所述微波探测器就能够通过探测到人体的至少一个所述动作特征，进而判断所述探测区域内有人体存在。也就是说，使用者无需主动地去配合所述微波探测器，如，故意产生移动以便于所述微波探测器探测到人体存在。这样，基于混合检测的人体存在探测方法的所述微波探测器提供了使用者更人性化和智能化的服务，进而提高了所述微波探测器的使用体验。
参照图1，所述微波探测器100包括至少一微波探测模块110和至少一信号转换模块120，其中所述信号转换模块120被可通信地连接于所述微波探测模块110，所述微波探测模块110基于多普勒效应原理形成所述差异信号，所述信号转换模块120接收所述差异信号，并将所述差异信号转换为对应所述探测区域内的人体的所述动作特征的所述波动信号。进一步地，所述信号转换模块120对至少一个所述波动信号进行选择，以获得所述探测区域内的人体的至少一个所述动作特征。
参照图1，所述微波探测模块110包括一微波发射单元111、一回波接收单元112以及至少一处理模块113，其中所述处理模块113被可通信地连接于所述微波发射单元111和所述回波接收单元112。所述微波发射单元111被设置能够发射一探测微波，并形成所述探测区域，所述探测微波被所述探测区域内的物体反射后形成一反射回波，所述回波接收单元112被设置能够接收所述探测微波对应的所述反射回波。当所述探测区域内的物体运动时，所述反射回波和所述探测微波之间的频率发生变化，所述处理模块113根据所述微波和所述回波的频率差异和/或相位差异得到所述差异信号。优选地，所述处理模块113被实施为一混频检波器，所述混频检波器对所述微波和所述回波相混差频，以得到所述差异信号。可选地，所述处理模块113被实施为两个，其中一个所述处理模块113根据所述微波和一基准波的频率和/或相位得到一第一中间数据，另一个所述处理模块113根据所述回波和所述基准的频率和/或相位得到一第二中间数据，并在后续，根据所述第一中间数据和所述第二中间数据能够得到所述差异信号。本领域技术人员应该理解的是，所述处理模块113的具体实施方式以及获取所述差异信号的具体实施方式仅仅作为示例，不能成为对本发明所述微波探测器及其微波探测方法的内容和范围的限制。
值得一提的是，用于探测所述探测区域内的人体所采用的所述探测微波的频率不受限制。优选地，所述微波的频段选自5.8GHZ、10.525GHZ或24.125GHZ频段。所述微波的频率越高，对微小的动作的反应也越灵敏，产生的所述差异信号的频率越高。值得一提的是，所述微波探测模块110的所述微波发射单元111发射的所述探测微波的频率允许被选择，以利于根据不同的使用环境选择合适的所述探测微波的频率，进而提高所述微波探测器100的灵活性和探测精准性。
进一步地，所述微波探测器100的所述信号转换模块120将所述差异信号的变化趋势特征转换成所述波动信号，且所述波动信号对应于所述探测区域内的人体的所述动作特征，以在后续通过处理所述波动信号而得到所述探测区域内的人体的动作特征。优选地，所述信号转换模块120将所述差异信号的幅度变化转换为以此为基准的所述波动信号。优选地，所述信号转换模块120将所述差异信号的相位变化转换为以此为基准的所述波动信号。优选地，所述信号转换模块120将所述差异信号的脉冲宽度的变化转换为以此为基准的所述波动信号。优选地，所述信号转换模块120将所述差异信号的频率变化转换为以此为基准的所述波动信号。
值得一提的是，通过这样的方式，处于不同频段的所述探测微波被所述探测区域内的同一物体反射后形成所述反射回波，所述处理模块113接收所述探测微波和所述反射回波形成不同的所述差异信号，所述差异信号经过所述信号转换模块120后，被转换形成的所述波动信号一致，且所述波动信号的每个参数分别对应所述探测区域内的物体的不同的动作特征。
根据本发明的一较佳实施例，所述信号转换模块120对所述差异信号进行包络处理以得到所述波动信号。例如但不限于，所述信号转换模块120利用基于脉冲幅度的包络滤波方式将所述差异信号转换成所述波动信号。优选地，所述信号转换模块120利用基于脉冲宽度的积分方式将所述差异信号转换成所述波动信号。
本领域技术人员应该理解的是，将所述差异信号转换为所述波动信号的具体实施方式仅仅作为示例，不能成为对本发明所述基于混合探测的人体存在探测方法和所述微波探测器100的内容和范围的限制。
参照图1，根据本发明的一较佳实施例，所述微波探测器100进一步包括至少一信号放大模块130，其中所述信号放大模块130被可通信地连接于所述微波探测模块110的所述处理模块113和所述信号转换模块120，所述信号放大模块130能够对所述差异信号进行放大，进而微弱的所述差异信号也能够被所述信号转换单元120准确地识别和计算，有利于保障所述微波探测器100的准确性。比如说，人体的移动、肢体的微动以及车的移动等动作特征对应的所述差异信号的频率范围并不高，仅在0.0001Hz-200Hz之间，所述差异信号非常微弱，通过设置所述信号放大模块130能够对所述差异信号进行放大，以提高所述波动信号的准确性。
可选地，在本发明的一较佳实施例中，所述信号放大模块130能够按照特定的倍率有针对性地对处于不同频率范围的所述波动信号进行放大，以获取所述探测区域内的物体的具体动作。并且，藉由所述信号放大模块130可以更清晰地判断出波动微弱的所述波动信号，以便于在后续分析所述波动信号的过程中，减小干扰，更准确地获取所述探测区域内的物体的人体具体的所述动作特征。
可选地，在本发明的另一实施例中，所述信号放大模块130被实施为两个，其中一个所述信号放大模块130放大所述差异信号，被放大后的所述差异信号被所述信号转换模块120转换为所述波动信号，并藉由另一个所述信号放大模块130对所述波动信号进行放大，进一步有利于提高所述微波探测器100的准确性。
具体来说，经过所述信号放大模块130的所有的所述差异信号都被所述信号放大模块130进行了放大，其中所述差异信号包括超高频率的信号、高频率的信号、低频率的信号以及极低频率的信号。被放大的所述差异信号经过所述信号转换模块120后形成所述波动信号，并且，所述信号转换模块120选择处于所述特定频率范围段的所述波动信号，以获取所述探测区域内的人体的所述动作特征。
本领域技术人员应该理解的是，在本发明的其他实施例中，所述信号放大模块130和所述信号转换模块120可以被实施为同一模块，也就是说，所述模块可以同时对所述差异信号进行放大和转换，以得到所述波动信号。例如但不限于，所述模块被实施为一运算放大器。
值得一提的是，所述信号放大模块130的类型不受限制，所述信号放大模块130可以被实施为包括电容、电阻、电感以及运算放大器组成的多种类型的放大器。例如但不限于，所述信号放大模块130可以被设置为选自一级和一级以上的直流放大模块，以及一级和一级以上的交流放大模块中的一个及其组合。所述信号放大模块130能够对所述差异信号和所述波动信号进行单级或是多级放大。
进一步地，参照图2A和图2B，所述信号转换模块120具有至少一转换通道，藉由所述转换通道选择处于一特定频率范围的所述波动信号，以获取所述探测区域内的人体的所述动作特征。具体地，对所述信号转换模块120设置不同的参数，进而形成不同的所述转换通道，以通过过滤其他频段的所述波动信号的方式选择处于所述特定频率范围内的所述波动信号。也就是说，所述信号转换模块120的所述转换通道仅允许处于所述转换通道对应的所述特定频率范围内的所述波动信号通过。
优选地，设置所述特定频率范围为50Hz以内，进而形成一第一转换通道121，所述第一转换通道121允许频率小于50Hz的所述波动信号通过，即通过所述信号转换模块120的所述波动信号的频率小于供电电网的频率，这样，供电线路产生的电磁辐射和其他电路不会对所述波动信号造成干扰，以允许对所述波动信号进行几十倍、上百倍、上千倍甚至上万倍的放大，且不会影响所述波动信号的准确性，以利于提高所述微波探测器100的探测精确性。本领域技术人员应该理解的是，所述特定频率范围的具体实施方式仅仅作为示例，不能成为对本发明所述微波探测器100的内容和范围的限制。而且应该知道的是，不同国家的供电电网的频率存在差异，所述特定频率范围可以根据不同的使用环境中的供电电网的频率而定。
优选地，设置所述特定频率范围为小于等于25Hz，进而形成一第二转换通道122，所述第二转换通道122允许频率小于等于25Hz的所述波动信号通过，即通过所述第二转换通道122的所述波动信号小于等于供电电网频率的一倍，更进一步地减小所述波动信号受到其他环境因素的干扰，例如但不限于周围的供电线路产生的电磁辐射和其他电路的干扰，允许对所述波动信号进行几十倍、上百倍、上千倍甚至上万倍的放大而不被干扰，以利于获得所述探测区域内的人体的移动、微动、呼吸以及心跳等动作特征。
值得一提的是，适用于25Hz以内的所述信号放大模块，无论放大倍率被设置为几十倍、几百倍、几千倍甚至上万倍，所述信号放大装置被设置于极低频率的范围下工作，且所述波动信号的频率低于供电电网的频率一倍以下，在正常的电磁环境中不会受到其他环境因素的干扰，从而有利于提高所述微波探测器100的精确性。
也就是说，所述信号放大模块130工作于极低频率范围，在此极低频率的范围内，周边环境中极少存在有电磁辐射和其他干扰信号，相当于形成了电磁静默环境，以允许所述信号放大模块130将所述波动信号放大至非常大的级数和倍数，以得到准确有用的所述波动信号，从而有利于提高所述微波探测器100的精确性和稳定性。具体地，所述波动信号对应于人体的所述波动信号的频率均比较低，通过将人体的呼吸、心跳等微小动作放大到基于需求的幅度，以利于更准确地获取人体的动作特征。值得一提的是，所述微波探测器100探测人体的所述动作特征时，探测到的所述差异信号经转换为所述波动信号后，由于所述波动信号中对应于人体的动作特征的所述波动信号的频率处于低频范围，有利于避免周围环境中的其他干扰，比如说空调与排风机引起的振动、小动物引起的误动作、风雨的干扰等等，进而提高所述微波探测器100的精确性。
优选地，设置所述特定频率范围小于等于10Hz，进而形成一第三通道123，其中所述第三通道123允许频率小于等于10Hz的所述波动信号通过，所述波动信号的频率更接近于人体在日常活动中的微动频率，进而，有利于更准确地获取人体的所述动作特征，以准确地判断是否有人体存在。
优选地，设置所述特定频率范围为小于等于3Hz,进而形成一第四转换通道124，所述第四转换通道124允许频率小于等于3Hz的所述波动信号通过。安静状态下，正常人的心率为1.0-1.7次/秒，大多数为1.0-1.3次/秒，3岁以下的小孩常在1.3次/秒以上，通常低于2.5次/秒。另外，成年人的静息呼吸频率一般为0.2-0.4次/秒，新生儿的静息呼吸频率一般为每分钟0.33-0.75次/秒，生病可能会导致呼吸频率升高或降低，但均在每秒1次以内。通过设置所述信号转换模块120的相关参数，过滤处于其他频率段的所述波动信号，选择处于所述特定频率范围为3Hz以内的所述波动信号，进而探测到人体的呼吸和心跳动作。
优选地，设置所述特定频率范围大于等于1Hz，且小于等于3Hz，进而形成一第五转换通道125，所述第五转换通道125允许频率大于等于1Hz，且小于等于3Hz的所述波动信号通过。这样，通过设置所述信号转换模块120的相关参数，能够过滤处于其他频率段的所述波动信号，选择处于所述特定频率范围为1Hz-3Hz的所述波动信号，进而探测到人体的心跳动作。
优选地，设置所述特定频率范围为小于等于1Hz，进而形成一第六转换通道126，所述第六转换通道126允许频率小于等于1Hz的所述波动信号通过。这样，通过设置所述信号转换模块120的相关参数，能够过滤处于其他频率段的所述波动信号，选择处于所述特定频率范围1Hz以内的所述波动信号，进而探测到人体的呼吸动作。
也就是说，所述信号转换模块120选择处于至少一个所述预定频率范围内的所述波动信号，能够获得所述微波探测器100的所述微波探测区域内的人体的至少一个所述动作特征，进而精确地探测人体的存在。
根据本发明的一较佳实施例，设置所述信号转换模块120的参数，同时形成至少两个所述转换通道，进而能够获得至少两个不同的所述动作特征。参照图2A，所述信号转换模块120同时形成所述第一转换通道121、所述第二转换通道122、所述第三转换通道123、所述第四转换通道124、所述第五转换通道125以及所述第六转换通道126，进而所述信号转换模块120能够同时选择处于频率为50Hz以内、小于等于25Hz、小于等于10Hz、小于等于3Hz、大于等于1Hz且小于等于3Hz、和小于等于1Hz的所述波动信号，并在后续根据处于不同的所述特定频率范围内的所述波动信号获得所述探测空间内的人体的多个不同的所述动作特征，以判断人体存在。举例来说，参照图3D，当人体在所述微波探测器100的所述探测区域内活动时，所述微波探测器100同时检测到人体的移动、呼吸以及心跳动作，并判断人体存在于所述探测区域内，进而控制所述灯具保持开启状态。
进一步地，根据处于不同的所述特定频率范围内的所述波动信号的组合能够获取所述探测区域内的人体的活动模式，例如但不限于，当所述微波探测器100同时获取频率为10Hz以内的所述波动信号和3Hz以内的所述波动信号，能够获取人体的至少两个所述动作特征，并在后续的分析处理中根据探测到的所述动作特征分析出所述探测区域内的人体可能正在看书或是看电视。
值得一提的是，所述信号转换模块120的所述转换通道121允许被选择，进而适用于不同的使用需求。比如说，设置所述信号转换模块120的参数，同时形成所述第三转换通道123和所述第四转换通道124，进而选择频率为10Hz以内的所述波动信号和频率为3Hz以内的所述波动信号，以获取所述探测区域内的人体的不同的所述动作特征。
在图2A示出的这个具体的实施例中，所述信号转换模块120的每个所述转换通道相互独立，所述第一转换通道121、所述第二转换通道122、所述第三转换通道123、所述第四转换通道124、所述第五转换通道125以及所述第六转换通道126相互独立。也就是说，所述差异信号经过所述信号转换模块120后，同时得到处于不同的所述特定频率范围内的所述波动信号。
根据本发明的另一较佳实施例，所述信号转换模块120的每个所述转换通道相互连接，这样，可以逐级获取处于不同频率范围内的所述波动信号。具体来说，通过设置所述信号转换模块120的参数，形成所述第二信号转换通道122，并在通过所述第一转换通道121后的所述波动信号中选择频率处于25Hz以内的所述波动信号；进一步，形成所述第三信号转换通道123，并在通过所述第二转换通道122后的所述波动信号中选择频率处于10Hz以内的所述波动信号；进一步地，形成所述第四信号转换通道124，并在通过所述第三信号转换通道123后的所述波动信号中选择频率处于3Hz以内的所述波动信号；进一步地，形成所述第五信号转换通道125，并在通过所述第四信号转换通道124后的所述波动信号中选择频率处于1Hz-3Hz的所述波动信号；进一步地，形成所述第六信号转换通道126，并在通过所述第五信号转换通道125后的所述波动信号中选择频率处于1Hz以内的所述波动信号。通过这样的方式，逐级过滤所述波动信号，进而更准确地获取具体的所述动作特征。并且，所述微波探测器通过延时保值的方法获取人体在所述探测区域内的所述动作特征，允许根据不同的使用场景选择处于不同的所述特定频率范围的所述波动信号，只要人体存在于所述微波探测器100的所述探测区域内，就一定能够被探测到，进而提高所述微波探测器100的灵活性和探测精确性。
本领域技术人员应该理解的是，每个所述转换通道形成的顺序允许被选择，比如说，设置所述信号转换模块120的参数，先形成所述第三转换通道123，进而选择频率小于等于25Hz的所述波动信号；进一步地，形成所述第五转换通道125，并在频率小于等于25Hz的所述波动信号中选择频率在1Hz-3Hz的所述波动信号。
参照图5，在本发明的一较佳实施例中，所述信号转换模块120被实施为两个，其中两个所述信号转换模块120分别对所述微波探测模块110的所述处理模块113形成的所述差异信号进行转换，进一步地，两个所述信号转换模块120分别形成不同的所述转换通道，进而所述信号转换模块120选择处于不同的所述特定频率范围的所述波动信号，以获取所述探测区域内的人体不同的所述动作特征。本领域技术人员应该理解的是，所述信号转换模块120的具体数量不收限制，所述信号转换模块120可以被实施为多个，例如但不限于，所述信号转换模块120被实施为六个，六个所述信号转换模块120分别形成所述第一转换通道121、第二转换通道122、所述第三转换通道123、所述第四转换通道124、所述第五转换通道125以及所述第六转换通道126，一个所述微波探测模块110形成的所述差异信号分别经过六个所述信号转换模块120后，能够得到处于六个所述特定频率范围的所述波动信号。本领域技术人员应该理解的是，所述信号转换模块120的具体数量仅仅作为示例，不能成为对本发明所述微波探测器100和基于混合检测的人体存在探测方法的内容和范围的限制。
进一步地，在本发明所述的微波探测器100的一个具体的实施例中，所述信号转换模块120为一模拟滤波器，其中所述模拟滤波器被配置为包括电容、电阻、电感以及集成滤波电路组合的模拟滤波器。由于RC的存在，经过所述模拟滤波器的所述差异信号被积分成平均值，形成具有平缓上升或是平缓下降的趋势的所述波动信号，此时，所述模拟滤波器100输出的所述波动信号为一模拟信号。并且，通过将所述模拟滤波器设置为不同的参数，能够有效地限制不需要的频率范围的所述波动信号，以选择需要的频率范围的所述波动信号。举例来说，放大后的所述差异信号经过所述信号转换模块120后，不需要的频率段的信号，如超高频率信号和高频率信号被限制，有用的所述超低频率信号和低频率信号被保留，此时，所述信号转换模块120为一模拟低通滤波器。
值得一提的是，所述模拟滤波器的类型不受限制，所述模拟滤波器可以选自由LC和RC中的一种或组合所组成的低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、介质滤波器、有源滤波器、无源滤波器或是其他本领域技术人员已知的模拟滤波器中的一种或多种的组合。本领域技术人员应该理解的是，所述模拟滤波器的具体实施方式仅仅作为示例，不能成为对本发明所述微波探测器100及所述差异信号处理方法的内容和范围的限制。
在本发明的另一较佳实施例中，所述信号转换模块120为一数字滤波器，所述数字滤波器提取所述差异信号的数值特征，依提取的所述差异信号的数值特征得到所述波动信号。优选地，利用滤波算法提取放大后的所述差异信号的峰值或平均值，再依据峰值或是平均值的变化趋势形成所述波动信号，此时，所述信号转换模块120输出的所述波动信号为一数字信号。并且，所述数字滤波器利用计算机将需要运算的公式和算法进行编程以让计算机完成数字滤波动作，通过将所述数字滤波器设置为不同的参数，能够过滤不需要的频率范围的所述波动信号，以选择需要频率范围的所述波动信号。
在本发明的一个具体的实施例中，所述数字滤波器被配置为包括一ADC转换模块、一中央处理器以及一DAC转换模块的一数字低通滤波器，其中所述ADC转换模块、所述中央处理器以及所述DAC转换模块被相互可通信地连接，所述中央处理器提供运行数字滤波器算法的硬件环境；或者，所述ADC转换模块和所述DAC转换模块被内置于所述中央处理器。本领域技术人员应该理解的是，所述数字滤波器的具体硬件配置及算法不受限制，例如但不限于，所述数字滤波器被设置为支持相应算法软件运行的MCU，DSP，FPGA，外部高精度ADC集成芯片，带运算放大器组成的数字逻辑单元芯片或是本领域技术人员已知的芯片中的一种或是多种的组合，其中相应的算法包括但不限于傅立叶（FFT／DFT）算法、巴特沃斯（Butterworth filter）算法、卡尔曼滤（Kalman Filter）算法、有限脉冲响应滤波器、非递归型滤波器（FIR）算法、用希尔伯特黄变换（HHT），线性系统变换、小波变换、无限脉冲响应滤波器、递归型滤波器（IIR）算法或是本领域技术人员已知的算法中的一种或是多种。
本领域技术人员应该理解的是，所述信号转换模块120的具体实施方式仅仅作为示例，不能成为对本发明所述微波探测装置100及其所述差异信号处理方法的内容及范围的限制。在本发明其他的实施例中，所述信号转换模块120可以被实施为集成数字滤波和模拟滤波，例如但不限于所述信号转换模块120为集成数字滤波和模拟滤波的芯片。
参照图1，所述微波探测器100进一步包括一中央处理模块140，其中所述中央处理模块140被连接于所述信号转换模块120，所述中央处理模块120能够获得通过每一个所述转换通道的所述波动信号，并对所述波动信号进行分析处理，以确定所述波动信号对应的具体的动作。具体地，所述波动信号的每个参数，例如但不限于波动频率、波动幅度、持续时间等都反映所述探测区域内的人体的所述动作特征，所述中央处理模块对所述波动信号的参数进行分析处理，能够确定所述探测区域内的人体具体的所述动作特征。优选地，所述中央处理模块140在获取具体的不同的所述动作特征后能够分析所述探测区域内的人体的活动模式。
优选地，所述中央处理模块140根据所述波动信号的波动频率和/或波动幅度判断不同所述动作特征，以利于提高所述微波探测器100的精确性。举例来说，当所述微波探测器100被用于探测人体的动作特征时，人们的正常步行速度为0.3-1米/秒，节奏为0.5-1次/秒，低头、抬头、身体前倾、后顷、身体的左转以及右转等肢体微动的频次均发生在0.5秒每次以上，通常人体在正常呼吸的过程中，可能会伴有这些肢体微动发生时，当所述信号转换模块120选择处于所述特定频率范围被设定为1Hz以内的所述波动信号时，被选择的所述波动信号可能对应于人体的呼吸动作和肢体微动，但是，由于呼吸引起的胸部扩张与腹部起伏动作幅度和低头、抬头、身体的前倾、后顷、身体的左转以及右转等肢体微动的动作幅度差异较大，所以，根据所述波动信号的波动频率和/或波动幅度能够判断出不同动作特征。可选地，所述中央处理模块140根据不同的所述波动信号的相位差异判断不同的动作特征。
优选地，在本发明其他的实施例中，所述中央处理模块140根据所述波动信号持续的时间和/或变化周期判断出不同的动作特征。比如说，由于呼吸引起的胸部扩张与腹部起伏动作持续发生，且动作变化周期具有规律性，而低头、抬头、身体的前倾、后顷、身体的左转以及右转等肢体微动发生的时间和动作变化不规律，所以，根据所述波动信号持续的时间和变化周期能够判断出不同的动作特征。
在本发明其他的实施例中，所述中央处理模块140根据一个周期内的所述波动信号的幅度变化判断不同的所述动作特征。比如说，当所述微波探测器100的所述信号转换模块120的所述特定频率范围小于等于25Hz时，所述波动信号能够对应于人体的移动、微动、呼吸以及心跳，而在同一个周期内，对应于人体的移动、微动、呼吸以及心跳的所述波动信号的幅度变化不同，可以通过对所述波动信号的幅度进行分析以区分不同的所述动作特征。
进一步地，当所述探测区域内有高速移动的物体经过，例如但不限于所述探测区域有车辆快速穿过或是雨水滴下，对应于高速移动的车辆和雨滴的所述波动信号的波动频率、波动幅度、持续的时间等参数与人体的移动、微动、呼吸以及心跳对应的所述波动信号的波动频率、波动幅度、持续的时间等参数存在较大差异，所述中央处理模块140对不同的所述波动信号的波动频率、波动幅度、持续时间等参数中的一个或是多个参数进行分析比较，能够区分不同物体的动作特征，进一步获得所述探测区域内的人体的至少一个所述动作特征，进而判断人体的存在。通过这样的方式减少了干扰，提高了所述微波探测器100的探测精确性。
值得一提的是，所述微波探测器100的使用场景不受限制，例如但不限于，所述微波探测器100能够被用于检测车辆的进入所述微波探测器100的所述探测区域，以及所述车辆在所述探测区域内的行驶状态等。
在本发明的一些实施例中，所述微波探测模块110、所述信号转换模块120、所述信号放大模块130、所述中央处理模块140被一体集成。优选地，所述微波探测模块110、所述信号转换模块120、所述信号放大模块130被一体集成。参照图2D，优选地，所述信号放大模块130、所述信号转换模块120、所述中央处理模块140被一体集成。优选地，所述信号放大模块130和所述信号转换模块120被一体集成。优选地，所述信号转换模块120和所述中央处理模块140被一体集成。
所述微波探测器100进一步包括一控制模块160，所述控制模块160被可通信地连接于所述中央处理模块140，且所述控制模块160能够获取所述中央处理模块140识别的不同的所述动作特征，并根据所述动作特征的类型和组合等控制一电气设备200的工作状态和工作模式。
根据本发明的一较佳实施例，所述微波探测模块110的所述处理模块113被可通信地连接于所述中央处理模块140，所述中央处理模块140获取所述处理模块113形成的所述差异信号，所述中央处理模块140通过分析所述差异信号获取所述探测区域内人体的所述动作特征。
优选地，所述信号放大模块130被可通信地连接于所述中央处理模块140，放大后的所述差异信号被所述中央处理模块140接收，所述中央处理模块140通过分析放大后所述差异信号获取所述探测区域内人体的所述动作特征。
参照图4，根据本发明的另一较佳实施例，所述微波探测器100包括两个所述微波探测模块110，其中两个所述微波探测模块110产生的所述探测微波分别形成两个所述探测区域，所述信号转换模块120分别接收两个所述微波探测模块110的所述处理模块113形成的所述差异信号，并将所述差异信号转换为所述波动信号。进一步地，所述中央处理模块140根据所述波动信号获取不同的所述探测区域内的人体的所述动作特征，通过这样的方式，能够利用一个所述微波探测器100对不同的区域进行探测，以提高探测效率。并且，所述中央处理模块140根据人体在不同的所述探测区域内的所述动作特征能够判断人体的身体朝向、运动方向或是转身动作等，进而预测人体的移动轨迹，进一步拓展了所述微波探测器100后续在智能化领域的应用。
本领域技术人员应该理解的是，所述微波探测器100的所述微波探测模块110的具体实施数量和类型不受限制，不能成为对本发明所述微波探测器和基于混合检测的人体存在探测方法的内容和范围的限制，所述微波探测模块110可以被实施为两个甚至多个。举例来说，所述微波探测模块110的具体类型不受限制，例如但不限于，所述微波探测模块110为具有一个辐射源的天线，所述辐射源被间隔地保持于一个参考地。本领域技术人员应该理解的是，所述微波探测模块110也可以被实施为包括多个辐射源的天线，其中多个辐射源共用一个参考地。
参照图1，所述微波探测器100进一步包括一供电模块150，其中所述供电模块150被电连接于所述微波探测模块110、所述信号转换模块120、所述信号放大模块130以及所述中央处理模块140，并能够为所述微波探测模块110、所述信号转换120、所述信号放大模块130以及所述中央处理模块140提供电能。
依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一智能设备1000，其中所述智能设备包括所述微波探测器100和至少一个所述电气设备200，其中所述微波探测器100被连接于所述电气设备200，所述微波探测器100根据获取的所述探测区域内的人体的至少一个所述动作特征控制所述电气设备200的工作状态，以使得所述智能设备1000的工作状态适合使用环境中的人体的需求，进而提供更具人性化和智能化的服务。
值得一体的是，所述电气设备200的具体实施方式不受限制，例如但不限于，所述电气设备200可以被实施为灯具、空调、音响、窗帘等电子设备。所述微波探测器100能够根据所述探测区域内的人体的所述动作特征调节灯源朝向控制灯具、空调、音响、窗帘打开或是关闭；或者调节灯光亮度、调节灯光色调；或者调节空调的温度高低，出风口朝向，风速大小等；或者调节音响音量的大小、播放的音乐的类型等；或者控制窗帘向上移动或是向下移动的距离等。
参照图2C，在本发明的另一较佳实施例中，设置所述特定频率范围为50Hz以内，所述微波探测器100的所述信号转换模块110形成对应的转换通道，频率处于50Hz以内的所述波动信号和差异信号能够通过所述转换通道。进一步地，所述中央处理模块140包括一分离单元141和一识别单元142，其中所述识别单元142被可通信地连接于所述分离单元141和所述微波探测模块100的所述处理模块113，所述识别单元142能够获取经过所述信号转换模块110的所述波动信号，并分离出处于不同频率范围内的所述波动信号，以利于所述识别单元142识别处于不同频率范围内的所述波动信号对应的具体的所述动作特征。
具体地，所述中央处理模块140的所述分离单元141分离频率处于25Hz-50Hz的波动信号，所述识别单元142根据分离结果识别所述探测区域内是否存在频率处于25Hz-50Hz的实际动作特征，例如但不限于人体移动和快速移动的动作特征。所述中央处理模块140的所述分离单元141分离频率处于10Hz-25Hz的波动信号，所述识别单元142根据分离结果识别所述探测区域内是否存在频率处于10Hz-25Hz的实际动作特征，例如但不限于人体的微动和慢速移动动作特征。所述中央处理模块140的所述分离单元141分离频率处于3Hz-10Hz的所述波动信号，所述识别单元142根据分离结果识别所述探测区域内是否存在频率处于3Hz-10Hz的实际动作特征，例如但不限于人体微动和缓慢移动动作特征。所述中央处理模块140的所述分离单元141分离频率处于1Hz-3Hz的所述波动信号，所述识别单元142根据分离结果识别所述探测区域内是否存在频率处于1Hz-3Hz的实际动作特征，例如人体的心跳动作特征。所述中央处理模块140的所述分离单元141分离频率处于1Hz以内的所述波动信号，所述识别单元142根据分离结果识别所述探测区域内是否存在频率处于1Hz以内的实际动作特征，例如但不限于人体的呼吸动作特征。
值得一提的是，所述中央处理模块140的具体硬件配置及算法不受限制，例如但不限于，所述中央处理模块140被设置为支持相应算法软件运行的MCU，DSP，FPGA，外部高精度ADC集成芯片，带运算放大器组成的数字逻辑单元芯片或是本领域技术人员已知的芯片中的一种或是多种的组合，其中相应的算法包括但不限于傅立叶（FFT／DFT）算法、巴特沃斯（Butterworth filter）算法、卡尔曼滤（Kalman Filter）算法、有限脉冲响应滤波器、非递归型滤波器（FIR）算法、用希尔伯特黄变换（HHT），线性系统变换、小波变换、无限脉冲响应滤波器、递归型滤波器（IIR）算法或是本领域技术人员已知的算法中的一种或是多种。
进一步地，所述中央处理模块140的所述分离单元141和所述识别单元142被一体集成。在本发明的一些实施例中，所述微波探测模块110、所述信号转换模块120、所述信号放大模块130、所述中央处理模块140的所述分离单元141以及所述识别单元142被一体集成。优选地，所述微波探测模块110、所述信号转换模块120、所述信号放大模块130被一体集成。优选地，所述信号放大模块130、所述信号转换模块120、所述中央处理模块140的所述分离单元141以及所述识别单元142被一体集成。优选地，所述信号放大模块130和所述信号转换模块120被一体集成。
根据本发明的一较佳实施例，所述信号转换模块120、所述中央处理模块140的所述分离单元141以及所述识别单元142被一体集成。例如但不限于，所述喜好转换模块120、所述中央处理模块140的所述分离单元141以及所述识别单元142被一体集成为一芯片，所述芯片被可通信地连接于所述微波探测模块110的所述处理模块113，所述芯片直接对所述差异信号进行处理，将所述差异信号转换为所述波动信号，然后分离不同的所述波动信号，进而识别所述波动信号对应的所述动作特征，以利于在后续根据不同波动信号的类型和组合控制所述电气设备的工作状态。
依本发明的另一个方面，本发明进一步提供一基于混合检测的人体存在探测方法，所述基于混合检测的人体存在探测方法包括如下步骤：
（a）转换至少一所述差异信号为所述波动信号，其中所述波动信号对应于所述探测区域内的人体的一动作特征；和
（b）处理处于至少一特定范围内的所述波动信号，以获得所述探测区域内的人体的至少一个所述动作特征。
具体来说，在所述步骤(a)之前进一步包括如下步骤：
通过发射所述探测微波，形成至少一探测区域，并接收所述探测微波对应的所述反射回波；和
根据所述探测微波和所述反射回波的频率和/或相位差异输出所述差异信号。
根据本发明的一较佳实施例，形成两个及以上的所述探测区域，以利于通过对不同的区域进行探测的方式获取人体的所述动作特征，以在后续根据人体在不同的所述探测区域内的所述动作特征能够判断人体的身体朝向、运动方向或是转身动作等，进而预测人体的移动轨迹。也就是说，可以转换至少两个所述差异信号为对应的所述波动信号。
根据本发明的一较佳实施例，在所述步骤（a）中，基于所述差异信号的变化趋势特征转换所述差异信号为所述波动信号。优选地，基于所述差异信号的幅度变化转换所述差异信号为所述波动信号。优选地，基于所述差异信号的相位变化转化所述差异信号为所述波动信号。优选地，基于所述差异信号的脉冲宽度的变化转换所述差异信号为所述波动信号。优选地，基于所述差异信号的频率变化转化所述差异信号为所述波动信号。
根据本发明的一较佳实施例，在所述步骤（a）中，利用基于脉冲幅度的包络滤波方式将所述差异信号转换成所述波动信号。
根据本发明的一较佳实施例，在所述步骤（a）中，利用基于脉冲宽度的积分方式将所述差异信号转换成所述波动信号。
进一步地，在所述步骤（b）中，设置所述信号转换模块120的参数，形成多个所述转换通道，所述转换通道仅允许处于所述特定频率范围的所述波动信号通过。优选地，选择所述特定频率范围为小于等于50Hz的所述波动信号，使得通过所述转换通道的所述波动信号的频率小于供电电网的频率，这样，供电线路产生的电磁辐射和其他电路不会对所述波动信号造成干扰，以允许对所述波动信号进行几十倍、上百倍、上千倍甚至上万倍的放大，且不会影响所述波动信号的准确性，以利于提高所述微波探测器100的探测精确性。优选地，选择所述特定频率范围为25Hz以内的所述波动信号，使得被选择的所述波动信号处于“电磁波静默”段，以所述波动信号被放大至非常大的级数和倍数，以得到准确有用的所述波动信号。优选地，选择所述特定频率范围为小于等于10Hz的所述波动信号。优选地，选择处于所述特定频率范围为3Hz以内的所述波动信号，过滤和限制处于其他频率段的所述波动信号，以探测人体的呼吸和心跳动作。优选地，选择处于所述特定频率范围为1Hz以内的所述波动信号，过滤和限制处于其他频率段的所述波动信号，以探测人体的呼吸动作。优选地，选择处于所述特定频率范围为1Hz-3Hz的所述波动信号，过滤和限制处于其他频率段的所述波动信号，以探测人体心跳的动作。
根据本发明的一较佳实施例，在上述方法中，同时选择处于不同的所述特定频率范围的所述波动信号，进而能够同时获取所述探测区域内的人体的多个不同的所述动作特征。可选地，在上述方法中，分别选择处于不同的所述特定频率范围的所述波动信号。可选地，在上述方法中，逐级选择处于不同的所述特定频率范围的所述波动信号。
优选地，在上述方法中，藉由所述模拟滤波器将所述差异信号转换为所述波动信号，同时选择处于所述特定频率范围的所述波动信号。优选地，在上述方法中，藉由所述数字滤波器利用滤波算法提取所述差异信号的峰值和平均值，再将峰值或是平均值相互连接，进而形成所述波动信号。
进一步地，在本发明的一较佳实施例中，通过组合不同的所述转换通道的方式分析人体的运动模式。也就是说，组合处于不同的所述特定频率范围的所述波动信号。例如但不限于，当所述微波探测器100同时获取频率为10Hz以内的所述波动信号和3Hz以内的所述波动信号，能够获取人体的至少两个所述动作特征，并在后续的分析处理中根据探测到的所述动作特征分析出所述探测区域内的人体可能正在看书或是看电视。
根据本发明的一较佳实施例，在所述步骤（a）之前，进一步包括步骤：放大所述差异信号，使得微弱的所述差异信号也能够被精确地识别和计算，进而保障了所述波动信号的准确性。
根据本发明的一较佳实施例，在所述步骤（a）之后，进一步包括步骤：放大所述波动信号，以利于在后续更准确地获取所述探测区域内的物体的具体动作。并且，被选择的所述波动信号处于“电磁波静默”段，使得所述信号放大模块130能够将所述波动信号放大至非常大的级数和倍数，以得到准确有用的所述波动信号。
进一步地，在所述步骤（b）之后，分析所述波动信号，识别不同的所述动作特征，以利于在后续分析所述探测区域内的人体的活动模式或是预估人体的移动轨迹等。优选地，根据所述波动信号的波动频率和/或波动幅度判断不同的动作特征，以利于提高所述微波探测器100的准确性。优选地，根据不同的所述波动信号的相位差异判断不同的所述动作特征。优选地，根据所述波动信号持续的时间判断不同的所述动作特征。优选地，根据一个周期的所述波动信号的幅度变化判断不同的所述动作特征，以准确地获取所述探测区域内的物体的具体动作特征。
根据本发明的一较佳实施例，在上述方法中，选择处于所述特定频率范围为小于50Hz的所述波动信号。进一步，分离处于不同频率范围的所述波动信号，以在后续识别不同的所述波动信号对应的所述动作特征。优选地，分离频率处于25Hz-50Hz的波动信号，进而识别所述探测区域内是否存在频率处于25Hz-50Hz的实际动作特征，例如但不限于人体移动和快速移动的动作特征。优选地，分离频率处于10Hz-25Hz的波动信号，识别所述探测区域内是否存在频率处于10Hz-25Hz的实际动作特征，例如但不限于人体的微动和慢速移动动作特征。优选地，分离频率处于3Hz-10Hz的所述波动信号，进而识别所述探测区域内是否存在频率处于3Hz-10Hz的实际动作特征，例如但不限于人体微动和缓慢移动动作特征。优选地，分离频率处于1Hz-3Hz的所述波动信号，进而识别所述探测区域内是否存在频率处于1Hz-3Hz的实际动作特征，例如人体的心跳动作特征。优选地，分离频率处于1Hz以内的所述波动信号，进而识别所述探测区域内是否存在频率处于1Hz以内的实际动作特征，例如但不限于人体的呼吸动作特征。
本领域的技术人员可以理解的是，以上实施例仅为举例，其中不同实施例的特征可以相互组合，以得到根据本发明揭露的内容很容易想到但是在附图中没有明确指出的实施方式。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (73)

1.一微波探测器，其特征在于，包括：
至少一微波探测模块，其中所述微波探测模块被设置成能够发射一探测微波而形成一探测区域，和接收所述探测微波被所述探测区域内的物体反射形成的一反射回波，并基于多普勒效应原理生成对应所述探测微波和所述反射回波之间的频率或相位差异的一差异信号；和
至少一信号转换模块，其中所述信号转换模块被可通信地连接于所述微波探测模块，所述信号转换模块基于所述差异信号在幅度、相位、脉冲宽度或频率上的变化趋势，将所述差异信号转换为一波动信号，所述信号转换模块形成至少一转换通道，所述转换通道仅允许处于小于50Hz的频率范围内的一特定频率范围的所述波动信号通过，以获取所述探测区域内的人体的动作特征。
2.根据权利要求1所述的微波探测器，进一步包括一中央处理模块，其中所述中央处理模块包括一分离单元和一识别单元，其中所述识别单元被可通信地连接于所述分离单元，所述分离单元被可通信地连接于所述信号转换模块，所述分离单元分离所述波动信号，所述识别单元根据所述分离单元的分离结果识别不同的所述波动信号对应的动作特征。
3.根据权利要求2所述的微波探测器，其中所述分离单元分离频率处于25Hz-50Hz的波动信号。
4.根据权利要求2所述的微波探测器，其中所述分离单元分离频率处于10Hz-25Hz的波动信号。
5.根据权利要求2所述的微波探测器，其中所述分离单元分离频率处于3Hz-10Hz的所述波动信号。
6.根据权利要求2所述的微波探测器，其中所述分离单元分离频率处于1Hz-3Hz的所述波动信号。
7.根据权利要求2所述的微波探测器，其中所述分离单元分离频率处于1Hz以内的所述波动信号。
8.根据权利要求2至7任一所述的微波探测器，其中所述微波探测器包括至少一信号放大模块，其中所述信号放大模块被可通信地连接于所述微波探测模块和所述信号转换模块，所述信号放大模块放大所述差异信号，经过所述信号放大模块的所述差异信号被所述信号转换模块转换为所述波动信号。
9.根据权利要求2至7任一所述的微波探测器，其中所述微波探测器包括至少一信号放大模块，所述信号放大模块被可通信地连接于所述信号转换模块，所述信号放大模块放大所述波动信号。
10.根据权利要求2至7任一所述的微波探测器，其中所述微波探测器包括至少两个信号放大模块，其中，至少一个所述信号放大模块放大所述差异信号，至少一个所述信号放大模块放大所述波动信号。
11.根据权利要求2至7任一所述的微波探测器，其中所述中央处理模块的所述分离单元和所述识别单元被一体集成。
12.根据权利要求11所述的微波探测器，其中所述中央处理模块的所述分离单元、所述识别单元、所述信号转换模块被一体集成。
13.根据权利要求8所述的微波探测器，其中所述微波探测模块、所述信号转换模块、所述信号放大模块、所述中央处理模块的所述分离单元以及所述识别单元被一体集成。
14.根据权利要求8所述的微波探测器，其中所述微波探测模块、所述信号转换模块、所述信号放大模块被一体集成。
15.根据权利要求8所述的微波探测器，其中所述信号放大模块、所述信号转换模块、所述中央处理模块的所述分离单元以及所述识别单元被一体集成。
16.根据权利要求8所述的微波探测器，其中所述信号放大模块和所述信号转换模块被一体集成。
17.根据权利要求8所述的微波探测器，其中所述微波探测器包括至少两个所述微波探测模块。
18.根据权利要求1所述的微波探测器，其中所述信号转换模块具有多个不同的所述转换通道。
19.根据权利要求18所述的微波探测器，其中所述特定频率范围为小于等于25Hz。
20.根据权利要求18所述的微波探测器，其中所述特定频率范围为小于等于10Hz。
21.根据权利要求18所述的微波探测器，其中所述特定频率范围为小于等于3Hz。
22.根据权利要求18所述的微波探测器，其中所述特定频率范围为1Hz-3Hz。
23.根据权利要求18所述的微波探测器，其中所述特定频率范围为小于等于1Hz。
24.根据权利要求18至23任一所述的微波探测器，进一步包括一中央处理模块，其中所述中央处理模块被可通信地连接于所述信号转换模块，所述中央处理模块识别不同的所述波动信号对应的动作特征。
25.根据权利要求24所述的微波探测器，其中所述微波探测器包括至少一信号放大模块，其中所述信号放大模块被可通信地连接于所述微波探测模块和所述信号转换模块，所述信号放大模块放大所述差异信号，经过所述信号放大模块的所述差异信号被所述信号转换模块转换为所述波动信号。
26.根据权利要求24所述的微波探测器，其中所述微波探测器包括至少一信号放大模块，所述信号放大模块被可通信地连接于所述信号转换模块，所述信号放大模块放大所述波动信号。
27.根据权利要求24所述的微波探测器，其中所述微波探测器包括至少两个信号放大模块，其中，至少一个所述信号放大模块放大所述差异信号，至少一个所述信号放大模块放大所述波动信号。
28.根据权利要求25所述的微波探测器，其中所述微波探测模块、所述信号转换模块、所述信号放大模块被一体集成。
29.根据权利要求25所述的微波探测器，其中所述信号放大模块、所述信号转换模块、所述中央处理模块被一体集成。
30.根据权利要求25所述的微波探测器，其中所述信号放大模块和所述信号转换模块被一体集成。
31.根据权利要求25所述的微波探测器，其中所述信号转换模块和所述中央处理模块被一体集成。
32.根据权利要求25所述的微波探测器，其中所述微波探测器包括至少两个所述微波探测器。
33.一智能设备，其特征在于，包括：
至少一电气设备；和
一微波探测器，其中所述的微波探测器包括：
至少一微波探测模块，其中所述微波探测模块被设置成能够发射一探测微波而形成一探测区域，和接收所述探测微波被所述探测区域内的物体反射形成的一反射回波，并基于多普勒效应原理生成对应所述探测微波和所述反射回波之间的频率或相位差异的一差异信号；
至少一信号转换模块，其中所述信号转换模块被可通信地连接于所述微波探测模块，所述信号转换模块基于所述差异信号在幅度、相位、脉冲宽度或频率上的变化趋势，将所述差异信号转换为一波动信号，所述信号转换模块形成至少一转换通道，所述转换通道仅允许处于小于50Hz的频率范围内的一特定频率范围的所述波动信号通过，以获取所述探测区域内的人体的动作特征；
一中央处理模块，其中所述中央处理模块包括一分离单元和一识别单元，其中所述识别单元被可通信地连接于所述分离单元，所述分离单元被可通信地连接于所述信号转换模块，所述分离单元分离所述波动信号，所述识别单元根据所述分离单元的分离结果识别不同的所述波动信号对应的动作特征；以及
一控制模块，其中所述控制模块被可通信地连接于所述中央处理模块的所述识别单元，所述控制模块根据所述识别单元识别的不同的所述动作特征控制所述电气设备。
34.根据权利要求33所述的智能设备，其中所述分离单元分离频率处于25Hz-50Hz的波动信号。
35.根据权利要求33所述的智能设备，其中所述分离单元分离频率处于10Hz-25Hz的波动信号。
36.根据权利要求33所述的智能设备，其中所述分离单元分离频率处于3Hz-10Hz的所述波动信号。
37.根据权利要求33所述的智能设备，其中所述分离单元分离频率处于1Hz-3Hz的所述波动信号。
38.根据权利要求33所述的智能设备，其中所述分离单元分离频率处于1Hz以内的所述波动信号。
39.根据权利要求33至38中任一所述的智能设备，其中所述微波探测器包括至少一信号放大模块，其中所述信号放大模块被可通信地连接于所述微波探测模块和所述信号转换模块，所述信号放大模块放大所述差异信号，经过所述信号放大模块的所述差异信号被所述信号转换模块转换为所述波动信号。
40.根据权利要求33至38中任一所述的智能设备，其中所述微波探测器包括至少一信号放大模块，所述信号放大模块被可通信地连接于所述信号转换模块，所述信号放大模块放大所述波动信号。
41.根据权利要求33至38中任一所述的智能设备，其中所述微波探测器包括至少两信号放大模块，所述微波探测器的至少一个所述信号放大模块放大所述差异信号，并且至少一个所述信号放大模块放大所述波动信号。
42.根据权利要求33至38中任一所述的智能设备，其中所述中央处理模块的所述分离单元和所述识别单元被一体集成。
43.根据权利要求42所述的智能设备，其中所述中央处理模块的所述分离单元、所述识别单元、所述信号转换模块被一体集成。
44.根据权利要求39所述的智能设备，其中所述微波探测模块、所述信号转换模块、所述信号放大模块、所述中央处理模块的所述分离单元以及所述识别单元被一体集成。
45.根据权利要求39所述的智能设备，其中所述微波探测模块、所述信号转换模块、所述信号放大模块被一体集成。
46.根据权利要求39所述的智能设备，其中所述信号放大模块、所述信号转换模块、所述中央处理模块的所述分离单元以及所述识别单元被一体集成。
47.根据权利要求39所述的智能设备，其中所述信号放大模块和所述信号转换模块被一体集成。
48.根据权利要求39所述的智能设备，其中所述微波探测器包括至少两个所述微波探测模块。
49.根据权利要求33所述的智能设备，其中所述信号转换模块具有多个不同的所述转换通道。
50.根据权利要求49所述的智能设备，其中所述特定频率范围为小于等于25Hz。
51.根据权利要求49所述的智能设备，其中所述特定频率范围为小于等于10Hz。
52.根据权利要求49所述的智能设备，其中所述特定频率范围为小于等于3Hz。
53.根据权利要求49所述的智能设备，其中所述特定频率范围为1Hz-3Hz。
54.根据权利要求49所述的智能设备，其中所述特定频率范围为小于等于1Hz。
55.一基于混合检测的人体存在探测方法，其特征在于，包括如下步骤：
（a）发射一探测微波而形成一探测区域，和接收所述探测微波被所述探测区域内的物体反射形成的一反射回波，并基于多普勒效应原理生成对应所述探测微波和所述反射回波之间的频率或相位差异的一差异信号，以及基于所述差异信号在幅度、相位、脉冲宽度或频率上的变化趋势，将所述差异信号转换为一波动信号；和
（b）处理处于小于50Hz的频率范围内的至少一特定频率范围的所述波动信号，以获得所述探测区域内的人体的至少一个动作特征。
56.根据权利要求55所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，分离频率处于25Hz-50Hz的波动信号。
57.根据权利要求55所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，分离频率处于10Hz-25Hz的波动信号。
58.根据权利要求55所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，分离频率处于3Hz-10Hz的所述波动信号。
59.根据权利要求55所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，分离频率处于1Hz-3Hz的所述波动信号。
60.根据权利要求55所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，分离频率处于1Hz以内的所述波动信号。
61.根据权利要求55至60任一所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，识别所述波动信号对应的所述动作特征。
62.根据权利要求61所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在步骤（a）之前，进一步包括步骤：放大所述差异信号。
63.根据权利要求61所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在步骤（a）之后，进一步包括步骤：放大所述波动信号。
64.根据权利要求61所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，转换藉由至少两个微波探测模块分别产生的所述差异信号为所述波动信号。
65.根据权利要求55所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，进一步包括步骤：选择处于所述特定频率范围为小于等于25Hz的所述波动信号。
66.根据权利要求55所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，进一步包括步骤：选择处于所述特定频率范围为小于等于10Hz的所述波动信号。
67.根据权利要求55所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，进一步包括步骤：选择处于所述特定频率范围为小于等于3Hz的所述波动信号。
68.根据权利要求55所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，进一步包括步骤：选择处于所述特定频率范围为小于等于1Hz-3Hz的所述波动信号。
69.根据权利要求55所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，进一步包括步骤：选择处于所述特定频率范围为小于等于1Hz的所述波动信号。
70.根据权利要求65至69任一所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，识别所述波动信号对应的一动作特征。
71.根据权利要求70所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在步骤（a）之前，进一步包括步骤：放大所述差异信号。
72.根据权利要求70所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在步骤（a）之后，进一步包括步骤：放大所述波动信号。
73.根据权利要求70所述的基于混合检测的人体存在探测方法，其中在上述方法中，进一步包括步骤：转换藉由至少两个微波探测模块分别产生的所述差异信号为所述波动信号。
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