CN111698820B - 红外感应照明灯具的信号处理方法、装置和照明灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外感应照明灯具的信号处理方法、装置和照明灯具，所述方法包括：通过获取电压基准信号和红外感应器的红外感应信号，并获取所述电压基准信号和所述红外感应信号之间的差值；当所述差值小于门限值，将所述差值除以设定值，得到调整阈值；根据所述电压基准信号和所述调整阈值之和，得到新的电压基准信号。相对于现有技术，本发明有效抑制了红外感应信号受环境温度影响漂移，同时，降低了背景噪声对所述红外感应信号的影响，降低红外感应照明灯具的误触发，提高红外感应照明灯具识别人体的准确性。

Description

红外感应照明灯具的信号处理方法、装置和照明灯具

技术领域

本发明涉及红外信号处理的技术领域，尤其是涉及一种红外感应照明灯具的信号处理方法、装置和照明灯具。

背景技术

随着科技的进步，感应式照明灯具已普及于民众的生活中。现有的感应式照明灯具多为红外感应照明灯具，其感测原理为通过感测监测范围内的环境温度的变化，若有变化则产生一个围绕基准电平上下摆动的电平信号，若该电平信号与基准电平的差值大于设定阈值，则判断感应到人体，红外感应照明灯具亮灯。

然而，周围环境温度随着时间变化容易影响到红外感应照明灯具的感测结果，此时，电平信号受环境温度影响漂移，造成红外感应照明灯具的误触发。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种不易受环境温度影响误触发的红外感应照明灯具的信号处理方法、装置和红外感应照明灯具。所述技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种红外感应照明灯具的信号处理方法，包括以下步骤：

获取电压基准信号和红外感应器的红外感应信号；

获取所述电压基准信号和所述红外感应信号之间的差值；

当所述差值小于门限值，将所述差值除以设定值，得到调整阈值；

根据所述电压基准信号和所述调整阈值之和，得到新的电压基准信号。

可选的，还包括以下步骤：

当所述差值大于等于门限值，判定所述红外感应信号为有效信号；

判断有效信号的累计数量是否达到设定阈值；

如果是，则输出脉宽调制信号，以控制所述红外感应照明灯具亮灯。

可选的，输出脉宽调制信号，以控制所述红外感应照明灯具亮灯，包括：

获取亮灯时间调节电路所输出的第一电压信号；

根据所述第一电压信号与预设的转换关系，获取设定的亮灯时间；

在设定的亮灯时间内输出脉宽调制信号，控制所述红外感应照明灯具在所述设定的亮灯时间亮灯。

可选的，输出脉宽调制信号，以控制所述红外感应照明灯具亮灯，包括：

获取亮度调节电路所输出的第二电压信号；

根据所述第二电压信号与预设的转换关系，获取设定的亮度调节信号；

根据所述亮度调节信号，调节输出的脉宽调制信号的占空比。

可选的，所述亮灯时间调节电路包括第一电位器，所述第一电位器的第一固定端连接电源，所述第一电位器的第二固定端接地；所述第一电位器的活动端用于输出调节红外感应照明灯具亮灯时间的第一电压信号。

可选的，所述亮度调节电路包括第二电位器，所述第二电位器的第一固定端连接电源，所述第二电位器的第二固定端接地；所述第二电位器的活动端用于输出调节红外感应照明灯具亮度的第二电压信号。

第二方面，本申请实施例提供了一种红外感应照明灯具的信号处理装置，包括：

信号获取模块，用于获取红外感应器的红外感应信号并获取电压基准信号；

差值获取模块，用于获取所述电压基准信号和所述红外感应信号之间的差值；

调整阈值获取模块，用于当所述差值小于门限值，将所述差值除以设定值，得到调整阈值；

电压基准信号获取模块，用于根据所述电压基准信号和所述调整阈值之和，得到新的电压基准信号。

可选的，还包括：

有效信号判定模块，用于当所述差值大于等于门限值，判定所述红外感应信号为有效信号；

有效信号累计判断模块，用于判断有效信号的累计数量是否达到设定阈值；

亮灯模块，用于如果有效信号的累计数量达到设定阈值，则输出脉宽调制信号，以控制所述红外感应照明灯具亮灯。

第三方面，本申请实施例提供了一种照明灯具，包括照明灯、红外感应器和控制器，所述照明灯和红外感应器分别与所述控制器连接，所述控制器包括存储器以及处理器；

所述存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述处理器执行，使得所述处理器实现如上述任一项所述的红外感应照明灯具的信号处理方法。

在本申请实施例中，通过获取电压基准信号和红外感应器的红外感应信号，并计算所述电压基准信号和所述红外感应信号之间的差值，将小于门限值的差值除以设定值，得到调整阈值，通过将所述电压基准信号和所述调整阈值相加，得到新的电压基准信号，所述电压基准信号随红外感应信号动态变化，有效抑制了红外感应信号受环境温度影响漂移，同时，降低了背景噪声对所述红外感应信号的影响，降低了红外感应照明灯具的误触发，提高红外感应照明灯具识别人体的准确性。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是本申请一个示例性的实施例中红外感应照明灯具的应用场景示意图；

图2是本申请一个示例性的实施例中红外感应照明灯具的信号处理方法的流程图；

图3是本申请另一个示例性的实施例中红外感应照明灯具的信号处理方法的流程图；

图4是本申请一个示例性的实施例中亮灯时间调节电路的电路图；

图5是本申请一个示例性的实施例中亮度调节电路的电路图；

图6是本申请一个示例性的实施例中红外感应照明灯具的信号处理方法的流程图；

图7是本申请一个示例性的实施例中红外感应照明灯具的信号处理装置的结构示意图；

图8是本申请另一个示例性的实施例中红外感应照明灯具的信号处理装置的结构示意图；

图9是本申请一个示例性的实施例中红外感应照明灯具的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“若干个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请提供的红外感应照明灯具的信号处理方法、装置和照明灯具，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，照明灯具110可识别一定距离范围内的人体120的移动，从而实现自动开启照明。该应用环境可以是楼道照明控制、门控等具体领域。所述照明灯具包括控制模块，所述照明灯具110可以是照射一定面积或容积的装置，或照射包围空间的一个装置或一系列装置，或用于边缘照明或背面照明的装置(如背光广告、标志、LCD显示)、灯泡替代品(如白炽灯、低电压灯、荧光灯)等任何其它发光设备。

现有的红外感应照明灯具通常通过获取红外感应器的红外感应信号，将所述红外感应信号与电压基准信号进行比较判断是否检测到人体。其中，所述电压基准信号为所述红外感应器在出厂时设定为用于判断是否检测到人体的电压信号。

当检测到高于电压基准信号的红外感应信号时，则判断所述红外感应器检测到人体。然而，在实际检测时，受环境噪声影响，所述红外感应信号是一个围绕电压基准信号上下摆动的电平信号，信号幅度为几毫伏到几十毫伏，此时，若直接通过将上述红外感应信号与电压基准信号进行比较来判断是否检测到人体，容易导致红外感应照明灯具的误触发。

如图2所示，针对上述技术问题，本申请实施例提供了一种红外感应照明灯具的信号处理方法，包括以下步骤：

步骤S1：获取电压基准信号和红外感应器的红外感应信号。

优选地，为了保证信号的稳定性，在红外感应器开始工作的10ms后获取红外感应器的红外感应信号。

在一个实施例中，所述红外感应信号可通过ADC采样模块采用得到。所述ADC采样模块可以是具有ADC功能的控制芯片，例如单片机，通过将所述单片机与所述红外感应器的信号输出端连接，获取所述红外感应信号。

步骤S2：获取所述电压基准信号和所述红外感应信号之间的差值。

步骤S3：当所述差值小于门限值，将所述差值除以设定值，得到调整阈值。

所述门限值可以是一个数值，所述差值与门限值的比较可以是差值的绝对值与该门限值之间的比较，所述门限值也可以是一个数值范围，通过将所述差值与该数值范围内的最小值进行比较，判断所述差值是否小于门限值。

所述门限值为所述红外感应器输出的红外感应信号围绕基准电平上下摆动的常规偏差，当该差值超过该门限值时，则可以认为所述红外感应器检测到人体。

所述设定值是根据采样的红外感应信号的设定组数进行设定，例如对于32组红外感应信号，调整阈值为每一组红外感应信号的差值除以32，其中，除以32是因为要将连续32组采样值相加，再取其平均值做为基线值，所述设定值也可以是其他值，比如连续N个数相加再除以N。

所述调整阈值可以根据每一组红外感应信号的差值变动，也可以是多组红外感应信号的差值的平均值。

步骤S4：根据所述电压基准信号和所述调整阈值之和，得到新的电压基准信号。

在本申请实施例中，通过获取电压基准信号和红外感应器的红外感应信号，并计算所述电压基准信号和所述红外感应信号之间的差值，将小于门限值的差值除以设定值，得到调整阈值，通过将所述电压基准信号和所述调整阈值相加，得到新的电压基准信号，所述电压基准信号随红外感应信号动态变化，有效抑制了红外感应信号受环境温度影响漂移，同时，降低了背景噪声对所述红外感应信号的影响，降低了红外感应照明灯具的误触发，提高红外感应照明灯具识别人体的准确性。

在一个示例性的实施例中，将差值小于门限值的红外感应信号判定为无效信号，该无效信号仅用于调整电压基准信号，对于差值大于等于门限值的红外感应信号，判定为有效信号；该有效信号表示在所述红外感应器的感应范围内可能检测到人体。

如图3所示，在一个实施例中，所述红外感应照明灯具的信号处理方法还包括以下步骤：

步骤S5：当所述差值大于等于门限值，判定所述红外感应信号为有效信号；

步骤S6：判断有效信号的累计数量是否达到设定阈值；

当有效信号的累计数量是否达到设定阈值时，判定在所述红外感应器的感应范围内检测到人体。

步骤S7：如果是，则输出脉宽调制信号，以控制所述红外感应照明灯具亮灯。

在本申请实施例中，还对红外感应信号的有效信号数量进行计数，当有效信号的累计数量达到设定阈值时，便可以判定检测到人体信号，进而进行亮灯操作。

在一个例子中，在进行亮灯操作后，还对所述有效信号的累计数量进行清零操作，以便重新计数。

在本申请实施例中，通过判断有效信号的累计数量是否达到设定阈值，避免由于外界干扰造成某个时刻红外感应信号突变，造成红外感应照明灯具的误触发，节约电能。

在一个示例性的实施例中，输出脉宽调制信号，以控制所述红外感应照明灯具亮灯，包括：

获取亮灯时间调节电路所输出的第一电压信号；

所述亮灯时间调节电路用于获取用户输入的亮灯时间并转换为电压信号，所述亮灯时间调节电路可以包括按键、电位器或其它具备将用户输入转换为电压信号功能的元件或电路。

根据所述第一电压信号与预设的转换关系，获取设定的亮灯时间；

所述第一电压信号与预设的转换关系可以由用户根据实际需求进行设定。

在设定的亮灯时间内输出脉宽调制信号，控制所述红外感应照明灯具在所述设定的亮灯时间亮灯。

所述脉宽调制信号可以控制芯片输出的用于调节红外感应照明灯具供电电压的数字信号，通过在设定的亮灯时间内输出脉宽调制信号，所述红外感应照明灯具在该亮灯时间通电亮灯。

在一个示例性的实施例中，所述亮灯时间调节电路包括第一电位器，所述第一电位器的第一固定端连接电源，所述第一电位器的第二固定端接地；

所述第一电位器的活动端用于输出调节红外感应照明灯具亮灯时间的第一电压信号，用户可通过调节所述第一电位器的电阻值控制所述红外感应照明灯具的亮灯时间。

具体地，如图4所述，所述亮灯时间调节电路包括电位器VR1和电阻R1，所述电位器VR1的活动端用于输出调节红外感应照明灯具亮灯时间的电压信号TIME，所述电位器VR1的第一固定端与所述电阻R1的第一端连接，所述电阻R1的第二端连接电源，所述电位器VR1的第二固定端接地。

在一个示例性的实施例中，输出脉宽调制信号，以控制所述红外感应照明灯具亮灯，包括：

获取亮度调节电路所输出的第二电压信号；

根据所述第二电压信号与预设的转换关系，获取设定的亮度调节信号；

根据所述亮度调节信号，调节输出的脉宽调制信号的占空比。

所述控制器可以通过调节所述脉宽调制信号的占空比调节所述红外感应照明灯具的供电电压，从而改变所述红外感应照明灯具的亮度。

在一个示例性的实施例中，所述亮度调节电路包括第二电位器，所述第二电位器的第一固定端连接电源，所述第二电位器的第二固定端接地；

所述第二电位器的活动端用于输出调节红外感应照明灯具亮度的第二电压信号，用户可通过调节所述第二电位器的电阻值控制所述红外感应照明灯具的亮度。

具体地，如图5所示，所述亮度调节电路包括电位器VR2和电阻R2，所述电位器VR2的活动端用于输出调节红外感应照明灯具亮度的电压信号DIM，所述电位器VR2的第一固定端与所述电阻R2的第一端连接，所述电阻R2的第二端连接电源，所述电位器VR2的第二固定端接地。

如图6所示，在一个例子中，所述红外感应照明灯具的信号处理方法具体包括：

步骤S101：初始化控制芯片：对控制芯片的内部定时器、I/O端口、各功能寄存器及RAM等进行初始化，避免上电后因端口状态不稳定造成功能异常。

步骤S102：判断运行是否达到10ms，如果是，则转入步骤S103；否则，重新执行步骤步骤S102。

步骤S103：通过ADC采样模块对所述红外感应器的输出信号进行采样，获得采样值和基线值。其中，所述采样值为所述红外感应器的红外感应信号的采样值，所述基线值为电压基准信号的采样值。

步骤S104：获取所述基线值和采样值的差值⊿。

步骤S105：判断所述差值⊿是否大于等于门限值，如果是，则转入步骤S107，否则，转入步骤S106。

步骤S106：将差值⊿除以32再与基线值相加，得到新的基线值。

步骤S107：将差值⊿大于等于门限值的红外感应信号判定为有效信号，对有效信号的次数Y进行累计。

步骤S108：判断有效信号次数Y是否大于等于设定阈值，如果是，则转入步骤S109，否则，转入步骤S104；

步骤S109：设置亮灯时间和亮度。

步骤S110：按照设定的亮灯时间和亮度，控制所述红外感应照明灯具亮灯。

下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

如图7所示，本申请实施例还提供了一种红外感应照明灯具的信号处理装置，包括：

信号获取模块1，用于获取红外感应器的红外感应信号并获取电压基准信号；

差值获取模块2，用于获取所述电压基准信号和所述红外感应信号之间的差值；

调整阈值获取模块3，用于当所述差值小于门限值，将所述差值除以设定值，得到调整阈值；

电压基准信号获取模块4，用于根据所述电压基准信号和所述调整阈值之和，得到新的电压基准信号。

如图8所示，在一个示例性的实施例中，所述红外感应照明灯具的信号处理装置包括：

有效信号判定模块5，用于当所述差值大于等于门限值，判定所述红外感应信号为有效信号；

有效信号累计判断模块6，用于判断有效信号的累计数量是否达到设定阈值；

亮灯模块7，用于如果有效信号的累计数量达到设定阈值，则输出脉宽调制信号，以控制所述红外感应照明灯具亮灯。

在一个示例性的实施例中，所述亮灯模块7包括：

第一电压获取单元，用于获取亮灯时间调节电路所输出的第一电压信号；

亮灯时间获取单元，用于根据所述第一电压信号与预设的转换关系，获取设定的亮灯时间；

亮灯时间控制单元，用于在设定的亮灯时间内输出脉宽调制信号，控制所述红外感应照明灯具在所述设定的亮灯时间亮灯。

在一个示例性的实施例中，所述亮灯模块7包括：

第二电压获取单元，用于获取亮度调节电路所输出的第二电压信号；

亮度调节信号获取单元，用于根据所述第二电压信号与预设的转换关系，获取设定的亮度调节信号；

脉宽调制信号调整单元，用于根据所述亮度调节信号，调节输出的脉宽调制信号的占空比。

所述亮灯时间调节电路包括第一电位器，所述第一电位器的第一固定端连接电源，所述第一电位器的第二固定端接地；所述第一电位器的活动端用于输出调节红外感应照明灯具亮灯时间的第一电压信号。

在一个示例性的实施例中，所述亮度调节电路包括第二电位器，所述第二电位器的第一固定端连接电源，所述第二电位器的第二固定端接地；所述第二电位器的活动端用于输出调节红外感应照明灯具亮度的第二电压信号。

采样单元，用于通过ADC采样模块对所述红外感应信号进行采样。

需要说明的是，上述实施例提供的红外感应照明灯具的信号处理装置在执行红外感应照明灯具的信号处理方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分为不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的红外感应照明灯具的信号处理装置与红外感应照明灯具的信号处理方法属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

如图9所示，本申请实施例还提供了一种照明灯具，包括照明灯100、红外感应器200和控制器300，所述照明灯100和红外感应器200分别与所述控制器连接，所述控制器包括存储器310以及处理器320；

所述存储器310，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述处理器320执行，使得所述处理器320实现如上述任一项所述的红外感应照明灯具的信号处理方法。

本申请实施例所述红外感应照明灯具的信号处理方法、装置和照明灯具，可采用包括ADC功能的控制芯片直接对红外感应器输出的红外感应信号进行采样，再通过所述红外感应照明灯具的信号处理方法对该红外感应信号进行识别，不需要经过硬件电路放大和滤波，简化电路；同时，在本申请中，将差值小于门限值的红外感应信号视为无效信号，仅作为调整电压基准信号使用，再通过判断有效信号的累计数量是否达到设定阈值，以控制所述红外感应照明灯具亮灯，提高红外感应照明灯具识别人体的准确性，降低电能的损耗。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种红外感应照明灯具的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取电压基准信号和红外感应器的红外感应信号；

获取所述电压基准信号和所述红外感应信号之间的差值；

当所述差值小于门限值，将所述差值除以设定值，得到调整阈值；其中，所述设定值根据采样的红外感应信号的设定组数设定；

根据所述电压基准信号和所述调整阈值之和，得到新的电压基准信号。

2.根据权利要求1所述的红外感应照明灯具的信号处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：

当所述差值大于等于门限值，判定所述红外感应信号为有效信号；

判断有效信号的累计数量是否达到设定阈值；

如果是，则输出脉宽调制信号，以控制所述红外感应照明灯具亮灯。

3.根据权利要求2所述的红外感应照明灯具的信号处理方法，其特征在于，输出脉宽调制信号，以控制所述红外感应照明灯具亮灯，包括：

获取亮灯时间调节电路所输出的第一电压信号；

根据所述第一电压信号与预设的转换关系，获取设定的亮灯时间；

在设定的亮灯时间内输出脉宽调制信号，控制所述红外感应照明灯具在所述设定的亮灯时间亮灯。

4.根据权利要求2所述的红外感应照明灯具的信号处理方法，其特征在于，输出脉宽调制信号，以控制所述红外感应照明灯具亮灯，包括：

获取亮度调节电路所输出的第二电压信号；

根据所述第二电压信号与预设的转换关系，获取设定的亮度调节信号；

根据所述亮度调节信号，调节输出的脉宽调制信号的占空比。

5.根据权利要求3所述的红外感应照明灯具的信号处理方法，其特征在于，所述亮灯时间调节电路包括第一电位器，所述第一电位器的第一固定端连接电源，所述第一电位器的第二固定端接地；所述第一电位器的活动端用于输出调节红外感应照明灯具亮灯时间的第一电压信号。

6.根据权利要求4所述的红外感应照明灯具的信号处理方法，其特征在于，所述亮度调节电路包括第二电位器，所述第二电位器的第一固定端连接电源，所述第二电位器的第二固定端接地；所述第二电位器的活动端用于输出调节红外感应照明灯具亮度的第二电压信号。

7.根据权利要求1所述的红外感应照明灯具的信号处理方法，其特征在于，所述获取红外感应器的红外感应信号，包括：

通过ADC采样模块对所述红外感应信号进行采样。

8.一种红外感应照明灯具的信号处理装置，其特征在于，包括：

信号获取模块，用于获取红外感应器的红外感应信号并获取电压基准信号；

差值获取模块，用于获取所述电压基准信号和所述红外感应信号之间的差值；

调整阈值获取模块，用于当所述差值小于门限值，将所述差值除以设定值，得到调整阈值；其中，所述设定值根据采样的红外感应信号的设定组数设定；

电压基准信号获取模块，用于根据所述电压基准信号和所述调整阈值之和，得到新的电压基准信号。

9.根据权利要求8所述的红外感应照明灯具的信号处理装置，其特征在于，还包括：

有效信号判定模块，用于当所述差值大于等于门限值，判定所述红外感应信号为有效信号；

有效信号累计判断模块，用于判断有效信号的累计数量是否达到设定阈值；

亮灯模块，用于如果有效信号的累计数量达到设定阈值，则输出脉宽调制信号，以控制所述红外感应照明灯具亮灯。

10.一种照明灯具，包括照明灯、红外感应器和控制器，所述照明灯和红外感应器分别与所述控制器连接，其特征在于：所述控制器包括存储器以及处理器；

所述存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述处理器执行，使得所述处理器实现如权利要求1-7中任一项所述的红外感应照明灯具的信号处理方法。

Images