CN111404534B - 电容式触摸开关的触发判断方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种电容式触摸开关的触发判断方法及装置，方法包括将实际电容信号与参考电容信号的差值作为相对电容信号；判断相对电容信号是否满足触发条件，触发条件包括相对电容信号在一段时间内单调上升趋势，以及在这一段时间内的相对电容信号均大于预设的第一电容阈值且小于预设的第二电容阈值。相对于现有技术中在一段时间内相对电容信号均大于阈值就确定满足触发条件的方案，本发明还判断相对电容信号是否是单调上升趋势以及是否小于一个较大的阈值，在不增加硬件成本的前提下，识别到造成的电容信号变化趋势与正常触发时的电容信号变化趋势相似的一些干扰信号，提高了触发判断的准确度，进而降低了控制系统异常动作的发生概率。

Description

电容式触摸开关的触发判断方法及装置

技术领域

本发明涉及电容式触摸开关技术领域，更具体地说，涉及电容式触摸开关的触发判断方法及装置。

背景技术

现有的电容式触摸开关是否被触发，是通过检测电容传感器的信号是否在一段时间内持续超过阈值来判断。MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)上电时或者复位时检测的电容信号作为非接触值，当人接触电容式触摸开关区域，则引入了并联的来自人体的对地的电容，从而MCU会检测到大于非接触值的电容信号，即接触值；当接触值在持续的一段时间内都大于预设的阈值，则确定电容式触摸开关被触发，进而控制相应的设备动作，否则不会判定被触发。

但是，由于电子干扰会对电容式触摸开关的电容传感器的信号造成干扰，且某些干扰信号造成的电容信号变化趋势与正常触发时的电容信号变化趋势相似，进而容易造成误触发，导致控制系统的异常动作。

发明内容

有鉴于此，本发明提出电容式触摸开关的触发判断方法及装置，欲实现干扰信号的识别，提高触发判断的准确度，进而降低控制系统异常动作的发生概率。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

第一方面，提出一种电容式触摸开关的触发判断方法，包括：

周期性获取实际电容信号，所述实际电容信号为所述电容式触摸开关的电容传感器的实际信号；

将所述实际电容信号与参考电容信号的差值，作为相对电容信号；

判断所述相对电容信号是否满足预设的触发条件，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号，所述触发条件包括所述相对电容信号在一段时间内单调上升趋势，以及在所述一段时间内的相对电容信号均大于预设的第一电容阈值且小于预设的第二电容阈值，所述第二电容阈值大于所述第一电容阈值。

可选的，所述判断所述相对电容信号是否满足预设的触发条件，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号的步骤，包括：

在每次得到所述相对电容信号后，判断所述相对电容信号是否大于所述第一电容阈值且小于所述第二电容阈值，若是，则将第一计数器的计数加1，且将所述相对电容信号添加到数组中，所述数组中的所述相对电容信号按照添加时间顺序排列；若否，则将第一计数器的计数清零，且将所述数组中的相对电容信号删除；

判断所述第一计数器的计数是否等于预设的计数阈值，若是，则判断所述数组中的所述相对电容信号是否单调上升趋势；

若所述数组中的所述相对电容信号单调上升趋势，则确定为正常触发，若所述数组中的所述相对电容信号不是单调上升趋势，则确定为无效信号。

可选的，所述判断所述数组中的所述相对电容信号是否为单调上升趋势的步骤包括：

对于所述数组中的每两个相邻的所述相对电容信号，将排列在后的所述相对电容信号减去排列在前的所述相对电容信号得到差值；

判断是否存在小于或等于零的差值，若不存在，则确定所述数组中的所述相对电容信号单调上升趋势，若存在，则确定所述数组中的所述相对电容信号不是单调上升趋势。

可选的，所述计数阈值与所述获取实际电容信号的周期的乘积小于60毫秒。

可选的，所述电容式触摸开关为汽车用电容式触摸开关。

第二方面，提供一种电容式触摸开关的触发判断装置，包括：

获取单元，用于周期性获取实际电容信号，所述实际电容信号为所述电容式触摸开关的电容传感器的实际信号；

计算单元，用于将所述实际电容信号与参考电容信号的差值，作为相对电容信号；

判断单元，用于判断所述相对电容信号是否满足预设的触发条件，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号，所述触发条件包括所述相对电容信号在一段时间内单调上升趋势，以及在所述一段时间内的相对电容信号均大于预设的第一电容阈值且小于预设的第二电容阈值，所述第二电容阈值大于所述第一电容阈值。

可选的，所述判断单元，包括：

第一判断子单元，用于在每次得到所述相对电容信号后，判断所述相对电容信号是否大于所述第一电容阈值且小于所述第二电容阈值，若是，则将第一计数器的计数加1，且将所述相对电容信号添加到数组中，所述数组中的所述相对电容信号按照添加时间顺序排列；若否，则将第一计数器的计数清零，且将所述数组中的相对电容信号删除；

第二判断子单元，用于判断所述第一计数器的计数是否等于预设的计数阈值，若是，则执行第三判断子单元；

所述第三判断子单元，用于判断所述数组中的所述相对电容信号是否单调上升趋势，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号。

可选的，所述第三判断子单元，具体用于：

对于所述数组中的每两个相邻的所述相对电容信号，将排列在后的所述相对电容信号减去排列在前的所述相对电容信号得到差值；

判断是否存在小于或等于零的差值，若不存在，确定为正常触发，若存在，则确定为无效信号。

可选的，所述计数阈值与所述获取实际电容信号的周期的乘积小于60毫秒。

可选的，其特征在于，所述电容式触摸开关为汽车用电容式触摸开关。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的一种电容式触摸开关的触发判断方法及装置，方法包括将实际电容信号与参考电容信号的差值，作为相对电容信号；判断相对电容信号是否满足预设的触发条件，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号，触发条件包括相对电容信号在一段时间内单调上升趋势，以及在一段时间内的相对电容信号均大于预设的第一电容阈值且小于预设的第二电容阈值。相对于现有技术中，在一段时间内相对电容信号均大于一定阈值，则确定满足触发条件的方案，本发明还判断相对电容信号是否是单调上升趋势以及是否小于一个较大的阈值，在不增加硬件成本的前提下，可以识别到造成的电容信号变化趋势与正常触发时的电容信号变化趋势相似的一些干扰信号，提高了触发判断的准确度，进而降低了控制系统异常动作的发生概率。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为某些干扰信号的影响下电容式触摸开关的电容传感器的信号变化曲线；

图2为连续多次正常触发时电容式触摸开关的电容传感器的信号变化曲线；

图3为一次正常触发时电容式触摸开关的电容传感器的信号变化曲线；

图4为本发明实施例提供的一种电容式触摸开关的触发判断方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的一种电容式触摸开关的触发判断方法在某个任务循环周期内的处理流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种电容式触摸开关的触发判断装置的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种MCU的示意图。

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。

图1是在某些干扰信号的影响下，电容式触摸开关的电容传感器的信号变化曲线；纵坐标为信号幅值；横坐标为时间，单位为秒。图2是正常触发时，电容式触摸开关的电容传感器的信号变化曲线；纵坐标为信号幅值；横坐标为时间，单位为秒。无论是某些干扰信号的影响，还是正常触发，电容信号在较长的一段时间内均持续高于阈值。现有技术中的触发条件判断，无法将这两种情况进行区分，造成某些干扰信号影响下的误触发，进而导致控制系统异常动作。

本发明的发明人在对干扰信号进行研究过程中，发现了干扰信号造成的电容信号变化趋势与正常触发造成的电容信号变化趋势的细微差别。差别一，正常触发时，电容信号前期有一个斜率较小的单调上升趋势，参见图3虚框内曲线；而干扰信号造成的电容信号变化一般为突变，不会产生这种斜率较小的单调上升趋势。发明人进一步研究发现，这与干扰信号和电容式触摸开关的特性有关，当干扰信号的功率足够大时，会瞬间改变电容传感器上分布电容的容值。差别二，干扰信号造成的电容信号变化，在电容信号的前期出现负向的噪声信号，使得电容信号下降，即非单调上升趋势。

本发明提供一种电容式触摸开关的触发判断方法，通过利用上述两个差异，对与正常触发类似的某些干扰信号造成的电容信号变化趋势进行识别，进而提高触发判断的准确度，进而降低控制系统异常动作的发生概率。下面详细介绍本发明的实施例提供的一种电容式触摸开关的触发判断方法，参见图4，该方法可以包括步骤：

S41：周期性获取实际电容信号。

实际电容信号为电容式触摸开关的电容传感器的实际信号。MCU上电后，周期性获取电容式触摸开关的电容传感器的实际信号。在一个具体实施例中，MCU的任务循环周期可以为10毫秒，在每个任务循环周期，获取一次实际电容信号。

S42：将实际电容信号与参考电容信号的差值，作为相对电容信号。

参考电容信号可以是MCU在上电时或者复位时检测的电容信号。

S43：判断相对电容信号是否满足预设的触发条件，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号，触发条件包括相对电容信号在一段时间内单调上升趋势，以及在这一段时间内的相对电容信号均大于预设的第一电容阈值且小于预设的第二电容阈值，第二电容阈值大于第一电容阈值。

本实施例提供的上述电容式触摸开关的触发判断方法，只有在相对电容信号满足在一段时间内单调上升，以及在这一段时间内的最大电容信号小于第二电容阈值且最小电容信号大于第一电容阈值时，才确定为正常触发，以进行后续控制流程，否则，确定为无效信号，不进行后续控制流程。在不增加硬件成本的前提下，可以识别造成的电容信号变化趋势与正常触发时的电容信号变化趋势相似的一些干扰信号，提高了触发判断的准确度，进而降低了控制系统异常动作的发生概率。

参见图5，示出了本发明提供的电容式触摸开关的触发判断方法在某个任务循环周期内的处理流程，包括步骤：

S51：获取实际电容信号。

S52：将实际电容信号与参考电容信号的差值，作为相对电容信号△C。

S53：判断相对电容信号△C是否大于第一电容阈值C1且小于第二电容阈值C2，若是，则将第一计数器的计数加1，且将相对电容信号△C添加到数组中，数组中的相对电容信号△C按照添加时间顺序排列，若否，则将第一计数器的计数清零，且将数组中的相对电容信号△C删除，等待下一任务循环周期执行获取实际电容信号的步骤。

当前任务循环周期添加的相对电容信号排列在上一任务循环周期之后。

S54：判断第一计数器的计数是否等于预设的计数阈值，若否，则等待执行下一任务循环周期的获取实际电容信号步骤，若是，则执行步骤S55。

通过设置计数阈值，可以控制按键触发延时时间；例如设置一个计数阈值，使得计数阈值与一个任务循环周期的乘积小于60毫秒，则可以将按键触发延时时间控制在60毫秒以内，提高用户的使用感受。

S55：判断数组中的相对电容信号△C是否为单调上升趋势，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号。

执行完步骤S55后，将第一计数器的计数清零且将数组中的相对电容信号△C删除，以及等待执行下一任务循环周期的获取实际电容信号步骤。

判断数组中的相对电容信号是否为单调上升趋势具体可以包括：对于数组中的每两个相邻的所述相对电容信号，将排列在后的相对电容信号减去排列在前的相对电容信号得到差值；判断是否存在小于或等于零的差值，若不存在，则确定数组中的相对电容信号是单调上升趋势，若存在，则确定数组中的相对电容信号不是单调上升趋势。

在一个具体实施例中，电容式触摸开关为汽车用电容式触摸开关。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。

本实施例提供一种电容式触摸开关的触发判断装置，参见图6，该装置包括获取单元61、计算单元62和判断单元63。

获取单元61，用于周期性获取实际电容信号，实际电容信号为电容式触摸开关的电容传感器的实际信号。

计算单元62，用于将实际电容信号与参考电容信号的差值，作为相对电容信号。

判断单元63，用于判断相对电容信号是否满足预设的触发条件，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号，触发条件包括相对电容信号在一段时间内单调上升趋势，以及在一段时间内的相对电容信号均大于预设的第一电容阈值且小于预设的第二电容阈值，第二电容阈值大于第一电容阈值。

本实施例提供的上述电容式触摸开关的触发判断装置，包括获取单元61、计算单元62和判断单元63；判断单元63只有在相对电容信号满足在一段时间内单调上升，以及在这一段时间内的最大电容信号小于第二电容阈值且最小电容信号大于第一电容阈值时，才确定为正常触发，以进行后续控制流程，否则，确定为无效信号，不进行后续控制流程。在不增加硬件成本的前提下，可以识别造成的电容信号变化趋势与正常触发时的电容信号变化趋势相似的一些干扰信号，提高了触发判断的准确度，进而降低了控制系统异常动作的发生概率。

可选的，判断单元63，包括第一判断子单元、第二判断子单元和第三判断子单元。

第一判断子单元，用于在每次得到相对电容信号后，判断相对电容信号是否大于第一电容阈值且小于所述第二电容阈值，若是，则将第一计数器的计数加1，且将相对电容信号添加到数组中，数组中的相对电容信号按照添加时间顺序排列，若否，则将第一计数器的计数清零，且将数组中的相对电容信号删除。

第二判断子单元，用于判断第一计数器的计数是否等于预设的计数阈值，若是，则执行第三判断子单元；

第三判断子单元，用于判断数组中的相对电容信号是否单调上升趋势，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号。

可选的，第三判断子单元，具体用于：对于数组中的每两个相邻的相对电容信号，将排列在后的相对电容信号减去排列在前的相对电容信号得到差值；判断是否存在小于或等于零的差值，若不存在，确定为正常触发，若存在，则确定为无效信号。

参见图7，为本实施例提供的一种MCU的示意图。该MCU的硬件结构可以包括：至少一个处理器71，至少一个通信接口72，至少一个存储器73和至少一个通信总线74；且处理器71、通信接口72、存储器73通过通信总线74完成相互间的通信。

处理器71在一些实施例中可以是一个CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，或者是ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特定集成电路)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等。

通信接口72可以包括标准的有线接口和/或无线接口等。通常用于与其它电子设备或系统之间建立通信连接。

存储器73包括至少一种类型的可读存储介质。可读存储介质可以为如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器等NVM(non-volatile memory，非易失性存储器)。可读存储介质还可以是高速RAM(random access memory，随机存取存储器)存储器。

其中，存储器73存储有计算机程序，处理器71可调用存储器73存储的计算机程序，所述计算机程序用于：

周期性获取实际电容信号，所述实际电容信号为所述电容式触摸开关的电容传感器的实际信号；

将所述实际电容信号与参考电容信号的差值，作为相对电容信号；

判断所述相对电容信号是否满足预设的触发条件，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号，所述触发条件包括所述相对电容信号在一段时间内单调上升趋势，以及在所述一段时间内的相对电容信号均大于预设的第一电容阈值且小于预设的第二电容阈值，所述第二电容阈值大于所述第一电容阈值。

所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

在一个具体实施例中，MCU为车用MCU，且电容式触摸开关为汽车用电容式触摸开关。

图7仅示出了具有组件71～74的MCU，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

本发明实施例还提供一种可读存储介质，该可读存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：

周期性获取实际电容信号，所述实际电容信号为所述电容式触摸开关的电容传感器的实际信号；

将所述实际电容信号与参考电容信号的差值，作为相对电容信号；

判断所述相对电容信号是否满足预设的触发条件，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号，所述触发条件包括所述相对电容信号在一段时间内单调上升趋势，以及在所述一段时间内的相对电容信号均大于预设的第一电容阈值且小于预设的第二电容阈值，所述第二电容阈值大于所述第一电容阈值。

所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各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。

对本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种电容式触摸开关的触发判断方法，其特征在于，包括：

周期性获取实际电容信号，所述实际电容信号为电容式触摸开关的电容传感器的实际信号；

将所述实际电容信号与参考电容信号的差值，作为相对电容信号；

判断所述相对电容信号是否满足预设的触发条件，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号，所述触发条件包括所述相对电容信号在一段时间内单调上升趋势，以及在所述一段时间内的相对电容信号均大于预设的第一电容阈值且小于预设的第二电容阈值，所述第二电容阈值大于所述第一电容阈值；

其中，所述判断所述相对电容信号是否满足预设的触发条件，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号的步骤，包括：

在每次得到所述相对电容信号后，判断所述相对电容信号是否大于所述第一电容阈值且小于所述第二电容阈值，若是，则将第一计数器的计数加1，且将所述相对电容信号添加到数组中，所述数组中的所述相对电容信号按照添加时间顺序排列；若否，则将第一计数器的计数清零，且将所述数组中的相对电容信号删除；

判断所述第一计数器的计数是否等于预设的计数阈值，若是，则判断所述数组中的所述相对电容信号是否单调上升趋势；

若所述数组中的所述相对电容信号单调上升趋势，则确定为正常触发，若所述数组中的所述相对电容信号不是单调上升趋势，则确定为无效信号。

2.根据权利要求1所述的电容式触摸开关的触发判断方法，其特征在于，所述判断所述数组中的所述相对电容信号是否为单调上升趋势的步骤包括：

对于所述数组中的每两个相邻的所述相对电容信号，将排列在后的所述相对电容信号减去排列在前的所述相对电容信号得到差值；

判断是否存在小于或等于零的差值，若不存在，则确定所述数组中的所述相对电容信号单调上升趋势，若存在，则确定所述数组中的所述相对电容信号不是单调上升趋势。

3.根据权利要求1所述的电容式触摸开关的触发判断方法，其特征在于，所述计数阈值与所述获取实际电容信号的周期的乘积小于60毫秒。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的电容式触摸开关的触发判断方法，其特征在于，所述电容式触摸开关为汽车用电容式触摸开关。

5.一种电容式触摸开关的触发判断装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于周期性获取实际电容信号，所述实际电容信号为电容式触摸开关的电容传感器的实际信号；

计算单元，用于将所述实际电容信号与参考电容信号的差值，作为相对电容信号；

判断单元，用于判断所述相对电容信号是否满足预设的触发条件，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号，所述触发条件包括所述相对电容信号在一段时间内单调上升趋势，以及在所述一段时间内的相对电容信号均大于预设的第一电容阈值且小于预设的第二电容阈值，所述第二电容阈值大于所述第一电容阈值；

其中，所述判断单元，包括：

第一判断子单元，用于在每次得到所述相对电容信号后，判断所述相对电容信号是否大于所述第一电容阈值且小于所述第二电容阈值，若是，则将第一计数器的计数加1，且将所述相对电容信号添加到数组中，所述数组中的所述相对电容信号按照添加时间顺序排列；若否，则将第一计数器的计数清零，且将所述数组中的相对电容信号删除；

第二判断子单元，用于判断所述第一计数器的计数是否等于预设的计数阈值，若是，则执行第三判断子单元；

所述第三判断子单元，用于判断所述数组中的所述相对电容信号是否单调上升趋势，若是，则确定为正常触发，若否，则确定为无效信号。

6.根据权利要求5所述的电容式触摸开关的触发判断装置，其特征在于，所述第三判断子单元，具体用于：

对于所述数组中的每两个相邻的所述相对电容信号，将排列在后的所述相对电容信号减去排列在前的所述相对电容信号得到差值；

判断是否存在小于或等于零的差值，若不存在，确定为正常触发，若存在，则确定为无效信号。

7.根据权利要求5所述的电容式触摸开关的触发判断装置，其特征在于，所述计数阈值与所述获取实际电容信号的周期的乘积小于60毫秒。

8.根据权利要求5～7中任意一项所述的电容式触摸开关的触发判断装置，其特征在于，所述电容式触摸开关为汽车用电容式触摸开关。