CN111752163B - 红外接近感应电路和家居设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种红外接近感应电路和家居设备，其中，该电路包括：红外发光二极管、红外光感应器、第一供电电源、第二供电电源、第一电容及第二电容；红外发光二极管与第一供电电源和红外光感应器的输入端连接；红外光感应器的供电引脚与第二供电电源及第二电容的一端连接，红外光感应器的地引脚与第二电容的另一端及地连接；红外光感应器，用于根据获取的红外发光二极管发射的光强度及对应的反射光强度，确定当前障碍物与红外发光二极管间的距离，并通过红外光感应器的集成电路串行数据引脚及集成电路串行时钟引脚输出对应的信号。该红外接近感应电路结构简单，便于生产和维修，降低了红外接近感应电路的成本。

Description

红外接近感应电路和家居设备

技术领域

本申请涉及电器控制技术领域，尤其涉及一种红外接近感应电路和家居设备。

背景技术

目前，越来越多的智能家居设备具有红外接近感应功能。相关技术中，通常在智能家居设备中设置红外接近感应传感器，通过红外接近感应传感器发射并接收障碍物反射后的红外光实现近距离的无接触感应，以对家居设备进行智能控制。

然而，申请人发现，目前的红外接近感应传感器结构复杂，需要设置较多的元器件实现红外接近感应，导致红外接近感应传感器的生产和维修成本较高。

发明内容

为了至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，本申请提出一种红外接近感应电路和家居设备，该红外接近感应电路将红外发光二极管和红外光感应器与相应的部件连接后，红外发光二极管发射红外光，红外光感应器接收反射光以确定当前障碍物的距离并输出对应的感应信号，该红外光感应器实现了接收红外光、确定障碍物的距离以及通过自身的通讯引脚传输感应信号，从而通过较少的部件实现红外接近感应，简化了红外接近感应电路的结构，便于红外接近感应电路的生产和维修，降低了红外接近感应电路的成本。

本申请第一方面提出了一种外接近感应电路，包括：红外发光二极管、红外光感应器、第一供电电源、第二供电电源、第一电容及第二电容；

红外发光二极管的阳极与第一供电电源连接，红外发光二极管的阴极与红外光感应器的输入端连接；

第一供电电源通过第一电容与地连接；

红外光感应器的供电引脚与第二供电电源及第二电容的一端连接，红外光感应器的地引脚与第二电容的另一端及地连接；

红外光感应器，用于根据获取的红外发光二极管发射的光强度及对应的反射光强度，确定当前障碍物与红外发光二极管间的距离，并通过红外光感应器的集成电路串行数据引脚及集成电路串行时钟引脚输出对应的信号。

本申请第二方面提出了一种家居设备，包括：如上述实施例任一所述的红外接近感应电路。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、红外光感应器，用于根据获取的红外发光二极管发射的光强度及对应的反射光强度，确定当前障碍物与所述红外发光二极管间的距离，并通过红外光感应器的集成电路串行数据引脚及集成电路串行时钟引脚输出对应的信号。由此，通过红外发光二极管发射红外光，通过红外光感应器接收反射光以确定当前障碍物的距离并输出对应的感应信号，该红外光感应器实现了接收红外光、确定障碍物的距离以及与通过自身的通讯引脚传输感应信号，从而通过较少的部件实现红外接近感应，简化了红外接近感应电路的结构，便于红外接近感应电路的生产和维修，降低了红外接近感应电路的成本。

2、电压转换器的第一输出端，用于输出电压转换后的串行数据信号，电压转换器的第二输出端，用于输出电压转换后的串行时钟信号，感应电路中还包括第二电阻和第三电阻等上拉电阻，上拉电阻连接不同供电电压的供电电源。由此，将红外光感应器生成的感应信号进行电压转换，并改变电压转换后的输出信号的电压等级，从而可以使传输的数据信号满足不同的外部控制模块在接收感应信号时对信号的电压的需求，提高了红外接近感应电路的适用性。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种红外接近感应电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种具体的红外接近感应电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种电压变换电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种红外接近感应电路的印制电路板的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种家居设备的结构示意图；以及

图6为本申请实施例提出的一种具体的家居设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

本申请实施例主要针对相关技术中，红外接近感应传感器结构复杂，需要设置较多的元器件实现红外接近感应，导致红外接近感应传感器的生产和维修成本较高的技术问题。

本申请实施例的红外接近感应电路，将红外发光二极管和红外光感应器与相应的部件连接后，通过红外发光二极管发射红外光，通过红外光感应器接收反射光以确定当前障碍物的距离并输出对应的感应信号，该红外光感应器实现了接收红外光、确定障碍物的距离以及通过自身的通讯引脚传输感应信号，由此通过较少的部件实现红外接近感应，简化了红外接近感应电路的结构，便于红外接近感应电路的生产和维修，降低了红外接近感应电路的成本。

下面参考附图描述本申请实施例的红外接近感应电路和家居设备。

图1为本申请实施例提供的一种红外接近感应电路的结构示意图。如图1所示，该红外接近感应电路包括：红外发光二极管10、红外光感应器20、第一供电电源30、第二供电电源40、第一电容50及第二电容60。

其中，红外光感应器20包括输入端21、供电引脚22、地引脚23、集成电路串行数据引脚24和集成电路串行时钟引脚25。红外发光二极管10的阳极与第一供电电源30连接，红外发光二极管10的阴极与红外光感应器20的输入端21连接，第一供电电源30还与第一电容50的一端连接，第一电容50的另一端与地连接。红外光感应器20的供电引脚22与第二供电电源40及第二电容60的一端连接，红外光感应器20的地引脚23与第二电容60的另一端及地连接。

第一供电电源30和第二供电电源40分别通过第一电容50及第二电容60与地连接，设置第一电容50和第二电容60的容值并与地连接后，可构成滤波电容，从而可以通过滤波电容稳定供电电源的输出，以向红外发光二极管10和红外光感应器20供电。

其中，第一供电电源30向红外发光二极管10供电，第二供电电源40通过供电引脚22向红外光感应器20供电。红外发光二极管10在上电后向特定区域内发射固定波长的红外光，红外光遇到障碍物后会反射至红外光感应器20，进而红外光感应器20可以根据接收到的红外光判断障碍物与红外接近感应电路之间的距离。

具体的，红外光感应器20首先通过输入端21获取红外发光二极管10发射的红外光的光强度，然后再根据接收到的对应的反射回来的红外光，将红外光强度由模拟量转换成数字量并确定光强度的数值，以感应出反射光强度，进而根据发射光强度和反射光强度的变化，通过相应的运算确定出当前障碍物与红外发光二极管10间的距离，生成红外接近感应信号。

进一步的，红外光感应器20还可以将生成的红外接近感应信号输出至外部控制电路以便于根据红外接近感应信号进行相应的控制。具体的，在申请一个实施例中，红外光感应器20可以根据集成电路协议(Inter-Integrated Circuit，简称IIC)，通过自身的集成电路串行数据引脚24及集成电路串行时钟引脚25输出对应的数据信号和时钟信号至外部主控板。

由此，该红外接近感应电路通过较少的部件实现了红外接近感应，其中，仅通过红外光感应器即可实现接收红外光、确定障碍物的距离以及通过自身的通讯引脚传输感应信号，降低了红外接近感应电路的成本。

综上所述，本申请实施例的红外接近感应电路，将红外发光二极管和红外光感应器与相应的部件连接后，红外发光二极管发射红外光，红外光感应器接收反射光以确定当前障碍物的距离并输出对应的感应信号，该红外光感应器实现了接收红外光、确定障碍物的距离以及通过自身的通讯引脚传输感应信号，从而该电路可以通过较少的部件实现红外接近感应，简化了红外接近感应电路的结构，便于红外接近感应电路的生产和维修，降低了红外接近感应电路的成本。

基于上述实施例，为了更加清楚的描述本申请的红外接近感应电路的具体工作过程，下面以本申请实施例提出的一种具体的红外接近感应电路进行详细说明。

图2为本申请实施例提供的一种具体的红外接近感应电路的结构示意图，如图2所示，在如图1所示的基础上，该电路还包括：第一电阻70(R12)、电压转换器80、第三供电电源90(5V)、第二电阻100(R2)、第三电阻110(R3)、第三电容120(C10)、第四电容130(C9)、第四电阻140(R5)和第五电阻150(R4)。

其中，第一电阻70的一端与第一供电电源30(VLED)连接，第一电阻70的另一端与红外发光二极管10(IR LED)的阳极连接，电压转换器80的第一输入端与红外光感应器20(IC3)的集成电路串行数据引脚(SDA)连接，电压转换器80的第二输入端与红外光感应器20的集成电路串行时钟引脚(SCL)连接。电压转换器80还包括第一输出端(SDA_P-SENSOR)和第二输出端(SCL_P-SENSOR)，电压转换器80的第一输出端和第二输出端与外部主控板(U1)的对应引脚连接，以将红外接近感应信号输出至外部主控板。

继续参照上图，第三供电电源90分别与第二电阻100的一端及第三电阻110的一端连接，第二电阻100的另一端与电压转换器80的第一输出端及第三电容120的一端连接，第三电容120的另一端与地连接，第三电阻110的另一端与电压转换器80的第二输出端及第四电容130的一端连接，第四电容130的另一端与地连接，第四电阻140的一端分别与红外光感应器20的集成电路串行数据引脚(SDA)及电压转换器80的第一输入端连接，第四电阻140的另一端与第二供电电源40(VDD)连接，第五电阻150的一端分别与电压转换器80的第二输入端及红外光感应器20的集成电路串行时钟引脚(SCL)连接，第五电阻150的另一端与第二供电电源40连接。

其中，电压转换器80可以对红外光感应器20生成的红外接近感应信号进行电压转换，向外部主控板输出电压转换后的红外接近感应信号。

具体的，电压转换器80的第一输入端和第二输入端分别接收红外光感应器20的集成电路串行数据引脚和集成电路串行时钟引脚输出的数据信号和时钟信号，根据外部主控板可接收的感应信号的电压范围对原始数据信号和原始时钟信号进行电压转换，然后，电压转换器80的第一输出端输出电压转换后的串行数据信号，电压转换器80的第二输出端输出电压转换后的串行时钟信号至外部主控板的相应接收端。

进一步的，第二电阻100和第三电阻110按照上述连接方式与电压转换器80的输出端连接后，作为上拉电阻可以将电压转换器80的第一输出端和第二输出端的电位稳定在高电平，并保护电压转换器80内部电路，进而，第二电阻100和第三电阻110与第三供电电源90连接，可以根据第三供电电源90的供电电压改变转换后的串行数据信号和串行时钟信号的电压等级。

同样的，第四电阻140和第五电阻150为上拉电阻，按照上述连接方式与第二供电电源40和红外光感应器20的SDA引脚和SCL引脚连接后，可以根据第二供电电源40的供电电压改变SDA引脚和SCL引脚向外部主控板发送的其他信号，比如检测信号的电压等级

其中，第三供电电源的供电电压与第二供电电源的供电电压不同，从而可以使电压转换器80输出的电压转换后的信号，与红外光感应器20输出的信号具有不同的电压等级。举例而言，如图2所示，第三供电电源90的供电电压为5V，第二供电电源40的供电电压可以为3.3V，从而满足外部主控板对接收的不同信号的电压的需求。

需要说明的是，实际应用中，红外发光二极管10和红外光感应器20工作在第二供电电源40的供电电压下，而本申请的红外接近感应电路可以由第三供电电源90供电，由于第三供电电源的供电电压与第二供电电源的供电电压不同，因此，为了保证红外发光二极管10和红外光感应器20的正常工作，在本申请的一个实施例中，红外接近感应电路中还包括电压变换电路。

图3为本申请实施例提供的一种电压变换电路的结构示意图，如图3所示，该电压变换电路包括：电压变换器160(IC1)、第五电容170(C3)和第六电容180(C4)，其中，电压变换器160的输入端(IN)连接第三供电电源90(5V)和第五电容170的一端，电压变换器160的输出端(OUT)连接第二供电电源40(VDD)和第六电容180的一端，第五电容170的另一端与第六电容180的另一端连接，电压变换器160的接地端与地连接。电压变换器160通过升降压变换，将第三供电电源90的供电电压变换为第二供电电源40的供电电压，比如，将5V电压转换为3.3V电压。进一步的，还可以在电压变换电路中设置多个电压变换器160，以将第三供电电源90的供电电压变换为第一供电电源30的供电电压等，实现对红外发光二极管10和红外光感应器20等用电部件的供电。

当然，本申请实施例中的红外接近感应电路还可以包括其他元器件，以进一步完善红外接近感应电路，比如，如图2所示，还可以在第一电容50和第二电容60处再分别并联一个滤波电容即C5和C7，以进一步稳定供电电源的输出，此处不再赘述。

由此，本申请实施例的红外接近感应电路通过较少的部件实现了红外接近感应，从而简化了产品结构，在实际生产中便于进行电路设计，比如，可以按照图4所示设计红外接近感应电路的印制电路板(PCB)，该红外接近感应电路的PCB板尺寸较小，便于元器件的安装，降低了红外接近感应电路占用的空间和生产成本。

本申请实施例的红外接近感应电路，可通过电压转换器进行电压转换和数字信号的通讯，在向外部主控板传输生成的红外接近感应信号的同时，可以将红外光感应器生成的感应信号进行电压转换，并改变电压转换后的输出信号的电压等级，从而可以使传输的数据信号满足不同的外部控制模块在接收感应信号时对信号的电压的需求，提高了红外接近感应电路的适用性。

为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种家居设备。图5为本申请实施例提供的一种家居设备的结构示意图。如图5所示，该家居设备1000包括上述实施例任一所述的红外接近感应电路2000。

其中，该家居设备1000通过红外接近感应电路2000实现近距离的无接触感应，红外接近感应电路2000通过上述实施例中的方式感应用户与家居设备1000的距离，进而将生成的红外接近感应信号发送给家居设备1000，以使家居设备1000进行相应的操作。

由于本申请实施例的红外接近感应电路通过较少的部件实现了红外接近感应，从而降低了该家居设备1000的成本，便于家居设备1000的生产和维修。

在本申请的一个实施中，如图6所示，该家居设备1000还包括控制器3000及操控面板4000。

其中，控制器3000的输入端与红外接近感应电路2000的输出端连接，控制器3000的输出端与操控面板4000的背光驱动端连接。具体应用时，控制器3000用于在根据红外接近感应电路2000的输出确定用户与家居设备间1000的距离小于阈值时，驱动操控面板4000的背光点亮，其中，上述阈值是预设的用户可能具有使用该家居设备的意图的距离值。由此，该家居设备可以在感应到用户接近并可能存在使用需求时，自动控制操控面板的背光点亮，便于用户查看操控面板上的按键或显示的信息等。

进一步的，继续参照图6所示的示例，该家居设备1000还包括：箱体5000、箱门6000及设置在箱体内的照射灯7000。

其中，箱门上的至少一个区域为观察区，该观察区为红外接近感应电路2000的工作区域，即红外接近感应电路2000在该观察区的范围内发射和接收红外光，以感应该范围内是否存在用户以及用户与家居设备间1000的距离。进而，红外接近感应电路2000在感应出用户与家居设备间1000的距离小于阈值时，输出红外接近感应信号至控制器3000，控制器3000在根据接收到的红外接近感应电路的输出信号，驱动箱体5000内的照射灯7000点亮，其中，该阈值可以与上述示例中的阈值相等。由此，该家居设备还可以在感应到用户接近并可能存在使用需求时，自动控制箱体内的照射灯点亮，便于用户打开箱体并进行后续的操作，比如，向箱体内放置物品等。

需要说明的是，本实施例中的控制器3000还用于在确定箱体5000处于工作状态时，启动红外接近感应电路2000，即在确定箱体5000上电工作后，再控制红外接近感应电路2000中的供电电源上电，使红外接近感应电路2000开始进行红外接近感应，从而，可以避免红外接近感应电路2000执行不必要的感应操作，有利于节省资源。

由此，本申请实施例的家居设备，通过红外接近感应电路检测到用户接近并可能存在使用需求时，自动控制操控面板的背光和箱体内的照射灯点亮，方便用户进行相应的控制操作，提高了家居设备的智能化水平和用户的满意度。

在本说明书的描述中，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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种红外接近感应电路，其特征在于，包括：红外发光二极管、红外光感应器、第一供电电源、第二供电电源、第一电容及第二电容；

所述红外发光二极管的阳极与所述第一供电电源连接，所述红外发光二极管的阴极与所述红外光感应器的输入端连接；

所述第一供电电源通过所述第一电容与地连接；

所述红外光感应器的供电引脚与所述第二供电电源及所述第二电容的一端连接，所述红外光感应器的地引脚与所述第二电容的另一端及所述地连接；

所述红外光感应器，用于根据获取的所述红外发光二极管发射的光强度及对应的反射光强度，确定当前障碍物与所述红外发光二极管间的距离，并通过所述红外光感应器的集成电路串行数据引脚及集成电路串行时钟引脚输出对应的信号；

电压转换器；

所述电压转换器的第一输入端与所述红外光感应器的集成电路串行数据引脚连接，所述电压转换器的第二输入端与所述红外光感应器的集成电路串行时钟引脚连接；

所述电压转换器的第一输出端，用于输出电压转换后的串行数据信号，所述电压转换器的第二输出端，用于输出电压转换后的串行时钟信号。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：第一电阻；

所述第一电阻的一端与所述第一供电电源连接，所述第一电阻的另一端与所述红外发光二极管的阳极连接。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，还包括：第三供电电源、第二电阻、第三电阻、第三电容及第四电容；

所述第三供电电源分别与所述第二电阻的一端及所述第三电阻的一端连接；

所述第二电阻的另一端与所述电压转换器的第一输出端及所述第三电容的一端连接；

所述第三电容的另一端与所述地连接；

所述第三电阻的另一端与所述电压转换器的第二输出端及所述第四电容的一端连接；

所述第四电容的另一端与所述地连接；

其中，所述第三供电电源的供电电压与所述第二供电电源的供电电压不同。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，还包括：用于将所述第三供电电源的供电电压变换为所述第二供电电源的供电电压的电压变换器。

5.如权利要求1或3所述的电路，其特征在于，还包括：第四电阻及第五电阻；

所述第四电阻的一端，分别与所述红外光感应器的集成电路串行数据引脚及所述电压转换器的第一输入端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二供电电源连接；

所述第五电阻的一端，分别与所述电压转换器的第二输入端及所述红外光感应器的集成电路串行时钟引脚连接，所述第五电阻的另一端与所述第二供电电源连接。

6.一种家居设备，其特征在于，包括如权利要求1-5任一所述的红外接近感应电路。

7.如权利要求6所述的家居设备，其特征在于，还包括：控制器及操控面板；

所述控制器的输入端与所述红外接近感应电路的输出端连接，所述控制器的输出端与所述操控面板的背光驱动端连接；

所述控制器，用于在根据所述红外接近感应电路的输出确定用户与所述家居设备间的距离小于阈值时，驱动所述操控面板的背光点亮。

8.如权利要求7所述的家居设备，其特征在于，还包括：箱体、箱门及设置在所述箱体内的照射灯；

所述箱门的至少一个区域为观察区；

所述控制器还用于，在根据所述红外接近感应电路的输出确定用户与所述家居设备间的距离小于阈值时，驱动所述箱体内的照射灯点亮。

9.如权利要求8所述的家居设备，其特征在于，所述控制器，还用于在确定所述箱体处于工作状态时，启动所述红外接近感应电路。