CN111263495A - 一种非接触开关及非接触开关的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非接触开关及非接触开关的控制方法。所述非接触开关包括：主控制器和多个红外传感器；多个所述红外传感器与所述主控制器连接；所述红外传感器沿水平方向并排设置在门框一侧；所述红外传感器用于采集环境深度信息，所述环境深度信息为可反射所述红外传感器发出的红外信号的人体或环境物体与所述红外传感器之间的距离信息；所述主控制器用于根据所述环境深度信息判断房间内的人数，控制所述房间内的电灯打开或者关闭。本发明设置主控制器和多个红外传感器。通过主控制器获取多个红外传感器的信息来计算房间内的人数，进而控制灯的打开或关闭。

Description

一种非接触开关及非接触开关的控制方法

技术领域

本发明涉及红外线技术领域，特别是涉及一种非接触开关及非接触开关的控制方法。

背景技术

墙壁开关是人们日常家庭生活中必须的一种居家产品，用于控制家庭电灯或电器的打开和关闭。随着人们生活质量的提高及智能家居生活的需求，开关的形态由早期的拉线开关和滑动开关逐步演变成现在的跷板开关、智能墙壁开关、免布线开关、触摸开关、人体热释开关、遥控开关和智能声控开关。

目前常用的非接触开关有人体热释开关、遥控开关和智能声控开关。人体热释开关虽能自动对人目标进行自动开关，可由于技术极限，只能对移动目标进行识别；智能声控开关必须使用声波或特定语言，声波受距离及环境限制。虽然二者都无需接触即可控制电灯开关，但是无法根据房间内的人数控制电灯的开和关。

发明内容

本发明的目的是提供一种非接触开关及非接触开关的控制方法，以实现自动对进出房间的人数进行精准计数，统计房间内滞留人数，来自动对房间内的电灯进行控制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种非接触开关，包括：主控制器和多个红外传感器；多个所述红外传感器与所述主控制器连接；多个所述红外传感器沿水平方向并排设置在门框一侧；所述红外传感器用于采集环境深度信息，所述环境深度信息为可反射所述红外传感器发出的红外信号的人体或环境物体与所述红外传感器之间的距离信息；所述主控制器用于根据所述环境深度信息判断当前时刻房间内的滞留人数，控制所述房间内的电灯打开或者关闭。

可选的，所述一种非接触开关，还包括：光照采集单元，所述光照采集单元与所述主控制器连接。

可选的，所述一种非接触开关，还包括：人工控制开关，所述人工控制开关与所述主控制器连接，所述人工控制开关通过所述主控制器控制所述房间内的电灯打开或者关闭。

可选的，所述一种非接触开关，还包括：执行单元，所述主控制器和所述电灯通过所述执行单元连接，所述主控制器用于通过所述执行单元控制所述房间内的电灯打开或者关闭。

可选的，所述执行单元为继电器或者电子管控制线路。

可选的，所述红外传感器为飞行时间测距传感器。

本发明还提供了一种非接触开关的控制方法，所述方法应用于如上述所述的非接触开关，所述方法包括：

获取红外传感器采集到的环境深度信息；所述环境深度信息为可反射所述红外传感器发出的红外信号的人体或环境物体与所述红外传感器之间的距离信息；

根据所述环境深度信息，判断当前时刻人的移动方向；所述移动方向为离门方向或者进门方向；

根据所述移动方向确定当前时刻房间内的滞留人数；

根据当前时刻房间内的滞留人数控制房间内的电灯打开或关闭。

可选的，所述一种非接触开关，所述根据所述环境深度信息，判断当前时刻人的移动方向，具体包括：

确定每个所述红外传感器采集到的环境深度信息的变化时刻；

根据各所述红外传感器对应的变化时刻确定人的移动方向。

可选的，所述一种非接触开关，所述根据所述移动方向确定当前时刻房间内的滞留人数，具体包括：

当前时刻人的移动方向为进门方向时，判断门是否关闭；

若否，则将上一时刻的滞留人数加1作为当前时刻的滞留人数；

若是，则将上一时刻的滞留人数作为当前时刻的滞留人数；

当前时刻人的移动方向为离门方向时，则将上一时刻的滞留人数减1作为当前时刻的滞留人数。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明设置主控制器和多个红外传感器。通过主控制器获取多个红外传感器的信息来计算房间内的人数，自动对进出房间的人数精准计数，通过统计房间内滞留人数，实现自动对房间内的电灯的控制，减少电力资源浪费。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例非接触开关的设置位置示意图；

图2为本发明实施例非接触开关的结构框图；

图3为本发明实施例非接触开关的使用示意图；

图4为本发明实施例非接触开关在门打开和门关闭的情况下的工作示意图；

图5为本发明实施例非接触开关的工作原理图；

图6为本发明实施例非接触开关中的飞行时间测距传感器的工作示意图；

图7为本发明实施例非接触开关在不同目标和非接触开关相对距离不同的情况下的工作原理图；

图8为本发明实施例非接触开关在不同目标和非接触开关相对距离相同的情况下的工作原理图。

符号说明：1-红外传感器B的检测范围、2-红外传感器A的检测范围、3-重叠检测区域。

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。

本发明的目的是提供一种非接触开关及非接触开关的控制方法，本发明设置了主控制器和多个红外传感器。通过主控制器获取多个红外传感器的信息来计算房间内的人数，自动对进出房间的人数精准计数，通过统计房间内滞留人数，实现自动对房间内的电灯的控制，减少电力资源浪费。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例的非接触开关设置在门框一侧，如图1所示。图2为本发明实施例非接触开关的结构框图，参见图2，本实施例的非接触开关，包括：主控制器和多个红外传感器(在图中仅示出两个)；多个所述红外传感器与所述主控制器连接；所述红外传感器沿水平方向并排设置在门框一侧；所述红外传感器用于采集环境深度信息，所述环境深度信息为可反射所述红外传感器发出的红外信号的人体或环境物体与所述红外传感器之间的距离信息；所述红外传感器发出近红外光，所述近红外光遇人体或环境物体后反射，红外传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差，计算当前的环境深度信息，通过SPI接口实时将测到的环境深度信息传输给主控制器。当没有人员通行时环境深度信息就是环境固定物体(如设置红外传感器的一侧门框对面的另一侧门框)与所述红外传感器之间的距离信息，和门状态即门当前是打开还是关闭。所述主控制器用于根据所述环境深度信息计算总进入人数和总离开人数从而判断当前时刻房间内的滞留人数，控制所述房间内的电灯打开或者关闭。

作为一种可选的实施方式，所述非接触开关，还包括：光照采集单元，所述光照采集单元与所述主控制器连接，所述光照采集单元对房间内的环境光照强度进行采集并通过模数转换后传输给主控制器，使主控制器实时获取到环境光照强度，使控制房间内的灯打开或者关闭的判断结果更加精确。

作为一种可选的实施方式，所述光照采集单元为光敏器件。

作为一种可选的实施方式，所述非接触开关，还包括：人工控制开关，所述人工控制开关与所述主控制器连接，所述人工控制开关通过所述主控制器控制所述房间内的电灯打开或者关闭，使主控制器控制房间内的电灯打开或者关闭的时候不再受光照环境和滞留人数的限制，同时使主控制器初始化统计的滞留人数。设置所述人工控制开关是为了避免主控制器的计数误差，导致主控制器执行的情况与实际不符。

作为一种可选的实施方式，所述人工控制开关为触摸式的人工控制开关。

作为一种可选的实施方式，所述非接触开关，还包括：执行单元，所述主控制器和所述电灯通过所述执行单元连接，所述主控制器用于通过所述执行单元控制所述房间内的电灯打开或者关闭。

作为一种可选的实施方式，所述非接触开关，还包括：供电单元，所述供电单元分别与多个所述红外传感器和所述主控制器连接。

作为一种可选的实施方式，所述主控制器为单片机，所述主控制器通过SPI接口与多个所述红外传感器高速通讯，以实时采集环境深度信息。

作为一种可选的实施方式，所述执行单元为继电器或者电子管控制线路。

作为一种可选的实施方式，所述红外传感器为飞行时间测距传感器。

所述飞行时间测距传感器的工作原理，具体包括：飞行时间测距传感器是发射调制的红外光粒子，当飞行时间测距传感器接收到通过目标物体表面反射的相应的红外光粒子后，计算光粒子的飞行时间，从而获得与目标物体的相对距离。飞行时间测距传感器还具有指向角小，可靠性高，与目标物体颜色、材料无关等特点。

本实施例设置主控制器和多个红外传感器。通过主控制器获取多个红外传感器的信息来计算房间内的人数，自动对进出房间的人数精准计数，通过统计房间内滞留人数，实现自动对房间内的电灯的控制，增强用户体验的同时也做到人走灯灭最大限度减少电力资源浪费的情况。

实施例2

如图3所示，本实施例将所述红外传感的数量设为2个，分别为红外传感器A和红外传感器B。如图4所示，所述红外传感器A和所述红外传感器B的检测角度为20度，产生两个在水平方向上呈一定间隔的检测区域，红外传感器A的检测区域1和红外传感器B的检测区域2存在重叠检测区域3，门扇处于检测区域内，门扇在关闭和打开时所述红外传感器A和所述红外传感器B会检测到两组不同的环境深度数据给主控制器，也就是说，主控制器通过两组不同的环境深度数据可识别当前是开门状态还是关门状态。

如图5所示，当红外传感器A和红外传感器B完成环境深度信息采集后即可获得另一侧门框到非接触开关的距离L0，如果有人进入所示检测范围则红外传感器A和红外传感器B可获得人到红外传感器A和红外传感器B的距离L1，如果L0减L1的值大于主控制器内存储的人体平均宽度的预设值，那么主控制器将认为当前有人进入所述检测区域。

当没人通过时，红外传感器B和红外传感器A检测到的是当前环境深度信息。

情况1：当有人进入房间内时，如图6所示必须是先进入红外传感器B的检测范围1，此时红外传感器B先检测到该行人目标，然后再进入红外传感器B和红外传感器A的重叠检测区域3，此时红外传感器B和红外传感器A都检测到该行人目标，随着人朝进门方向移动，离开红外传感器B的检测范围但仍处于红外传感器A的检测范围2，最后完全离开红外传感器A的检测范围，此时红外传感器B和红外传感器A检测到的是当前环境深度信息。主控制器根据红外传感器A和红外传感器B采集的环境深度信息的变化时刻即可识别为进门方向。

情况2：当有人离开房间时，必须是先进入红外传感器A的检测范围2，此时红外传感器A先检测到该行人目标，然后再进入红外传感器A和红外传感器B的重叠检测区域3，此时红外传感器A和红外传感器B都检测到该行人目标，随着人朝离开方向移动，离开红外传感器A的检测范围但仍处于红外传感器B的检测范围1，最后完全离开红外传感器B的检测范围，此时红外传感器B和红外传感器A检测到的是当前环境深度信息。主控制器根据红外传感器A和红外传感器B采集的环境深度信息的变化时刻即可识别为离开方向。

日常生活中，经常会出现人们在门口徘徊或逗留等情况，这种情况需要进行过滤。如果人们并未完成上述的情况1或情况2，则不会产生方向的识别，避免了在门口徘徊或逗留产生计数误差。

在门关闭的情况下，为了防止操作钥匙开门或操作门把手开门时导致主控制器产生错误的计数情况，主控制器在产生计数前会结合目标进入红外传感器检测范围前后的环境深度信息即门的开关状态，判断是否计数。如果当前门是关闭状态，即使目标完成了上述的情况1或情况2，也不会产生计数结果。如果当前门是打开状态，那么主控制器只采用最后一组有效计数，且为进入方向的计数。

本实施例可对非并排的多目标进行精确计数，具体包括：

日常生活中，家居房门宽度一般不会有多人并排进出的情况，不过连续多人密集同向进或出的情况比较普遍，一般有两种情况：

情况01：多人密集时，不同的人体目标和非接触开关相对距离不同的情况，如图7所示，并且同时在做平移运动，那么在经过红外传感器A的检测范围和红外传感器B的检测范围时，红外传感器A和红外传感器B会分别检测到两组L1和L2相对距离值以及每个目标在红外传感器A的检测范围和红外传感器B的检测范围移动流程，如果|L1-L2|超过预设的人体移动正常幅度范围预设值(通常15厘米以内)那么即为2个目标。

情况02：多人密集时，不同人体目标与非接触开关相对距离相同的情况，如图8所示，由于人体结构的特殊性手臂与身躯存在一定高度差，即下图的L2和L1或L3和L1，在通过红外传感器A的检测范围和红外传感器B的检测范围时，红外传感器A和红外传感器B会分别检测到两组L1、L2、L3相对距离值以及每个目标在红外传感器A的检测范围和红外传感器B的检测范围移动流程，如果|L1-L2|或|L1-L3|超过预设的手臂与身躯平均高度差范围预设值那么即为2个目标。

实施例3

本实施例提供了一种非接触开关的控制方法，所述方法应用于如上述实施例中的非接触开关，所述方法包括：

步骤1：获取红外传感器采集到的环境深度信息；所述环境深度信息为可反射所述红外传感器发出的红外信号的人体或环境物体与所述红外传感器之间的距离信息。

步骤2：根据所述环境深度信息，判断当前时刻人的移动方向；所述移动方向为离门方向或者进门方向。

步骤2中的所述根据所述环境深度信息，判断当前时刻人的移动方向，具体包括：

S01：确定每个所述红外传感器采集到的环境深度信息的变化时刻。

S02：根据各所述红外传感器对应的变化时刻确定人的移动方向。

S02中所述根据各所述红外传感器对应的变化时刻确定人的移动方向，具体包括：

B01：若两端中的某一端的所述红外传感器采集的环境深度信息未改变则不用判断所述人的移动方向。

B02：若变化时刻为由屋内向屋外，则移动方向为离门方向，若变化时刻为由屋外向屋内，则移动方向为进门方向。

步骤3：根据所述移动方向确定当前时刻房间内的滞留人数。

步骤3中的所述根据所述移动方向确定当前时刻房间内的滞留人数，具体包括：

S101：当前时刻人的移动方向为进门方向时，判断门是否关闭。

S102：若否，则将上一时刻的滞留人数加1作为当前时刻的滞留人数，若是，则将上一时刻的滞留人数作为当前时刻的滞留人数。

S103：当前时刻人的移动方向为离门方向时，则将上一时刻的滞留人数减1作为当前时刻的滞留人数。

步骤4：根据当前时刻房间内的滞留人数控制房间内的电灯打开或关闭。

步骤4中所述根据当前时刻房间内的滞留人数控制房间内的电灯打开或关闭，具体包括：若所述当前时刻的滞留人数大于0时，控制房间内的电灯打开，若所述当前时刻的滞留人数等于0时，控制房间内的电灯关闭。

本实施例设置主控制器和多个红外传感器。通过主控制器获取多个红外传感器的信息来计算房间内的人数，进而控制灯的打开或关闭，增强用户体验的同时也做到人走灯灭最大限度减少电力资源浪费的情况。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种非接触开关，其特征在于，包括：主控制器和多个红外传感器；多个所述红外传感器与所述主控制器连接；多个所述红外传感器沿水平方向并排设置在门框一侧；所述红外传感器用于采集环境深度信息，所述环境深度信息为可反射所述红外传感器发出的红外信号的人体或环境物体与所述红外传感器之间的距离信息；所述主控制器用于根据所述环境深度信息判断当前时刻房间内的滞留人数，控制所述房间内的电灯打开或者关闭。

2.根据权利要求1所述的一种非接触开关，其特征在于，还包括：光照采集单元，所述光照采集单元与所述主控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种非接触开关，其特征在于，还包括：人工控制开关，所述人工控制开关与所述主控制器连接，所述人工控制开关通过所述主控制器控制所述房间内的电灯打开或者关闭。

4.根据权利要求1所述的一种非接触开关，其特征在于，还包括：执行单元，所述主控制器和所述电灯通过所述执行单元连接，所述主控制器用于通过所述执行单元控制所述房间内的电灯打开或者关闭。

5.根据权利要求4所述的一种非接触开关，其特征在于，所述执行单元为继电器或者电子管控制线路。

6.根据权利要求1所述的一种非接触开关，其特征在于，所述红外传感器为飞行时间测距传感器。

7.一种非接触开关的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6中任意一项所述的一种非接触开关，所述方法包括：

获取红外传感器采集到的环境深度信息；所述环境深度信息为可反射所述红外传感器发出的红外信号的人体或环境物体与所述红外传感器之间的距离信息；

根据所述环境深度信息，判断当前时刻人的移动方向；所述移动方向为离门方向或者进门方向；

根据所述移动方向确定当前时刻房间内的滞留人数；

根据当前时刻房间内的滞留人数控制房间内的电灯打开或关闭。

8.根据权利要求7所述的一种非接触开关的控制方法，其特征在于，所述根据所述环境深度信息，判断当前时刻人的移动方向，具体包括：

确定每个所述红外传感器采集到的环境深度信息的变化时刻；

根据各所述红外传感器对应的变化时刻确定人的移动方向。

9.根据权利要求7所述的一种非接触开关的控制方法，其特征在于，所述根据所述移动方向确定当前时刻房间内的滞留人数，具体包括：

当前时刻人的移动方向为进门方向时，判断门是否关闭；

若否，则将上一时刻的滞留人数加1作为当前时刻的滞留人数；

若是，则将上一时刻的滞留人数作为当前时刻的滞留人数；

当前时刻人的移动方向为离门方向时，则将上一时刻的滞留人数减1作为当前时刻的滞留人数。

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