CN111781876B - 一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机及其实现方法,该晾衣机包括:照明驱动模块;光照检测模块;MCU控制器,根据人体检测信号判断人体是否靠近晾衣机,产生驱动芯片使能控制信号至照明驱动模块,并产生相应的控制信号至集成驱动器,并于检测到人体靠近晾衣机时,通过从各人体感应传感器获得的多个电信号确定人体的位置信息,并通过获取若干组不同的人体感应传感器采集的电信号确认人体移动的轨迹,根据预设的关系式确定相应的控制指令,从而控制电机电子开关模块的升降电机工作;集成驱动器;消毒电子开关模块;以及电机电子开关模块。
Description
技术领域
本发明涉及智能晾衣机技术领域,特别是涉及一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机及其实现方法。
背景技术
随着智能化晾衣机的逐渐普及以及智能化程度的提高,智能晾衣机的功能负载越来越多,例如消毒功能负载、照明功能负载等,晾衣机的待机功耗也越来越高,因此对晾衣机的智能化及节能化需求也成为当前晾衣机市场最迫切的需求。
然而,目前市场上的晾衣机功能负载大抵相同,没有考虑待机功耗的问题,无法根据环境因素自主智能调节负载功能状态以减少待机功耗,因而,目前的晾衣机普遍存在待机功耗过高的问题。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足,本发明之目的在于提供一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机及其实现方法,以基于人体感应信号实现智能晾衣机的智能控制,并使晾衣机能够根据环境因素自我进行功能调节,使晾衣机满足节能环保人性化的需求。
为达上述及其它目的,本发明提出一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机,包括:
照明驱动模块,用于在MCU控制器输出的驱动芯片使能控制信号EN的控制下,控制照明灯的点亮与关闭;
人体检测模块,用于利用若干人体感应传感器实时采集其感应区域内的人体检测信号传送至MCU控制器;
光照检测模块,用于实时检测所述晾衣机所处环境的光照强度,并实时反馈数据至MCU控制器;
MCU控制器,用于实时获取各人体感应传感器的人体检测信号,根据多个人体检测信号判断人体是否靠近所述晾衣机,根据判断结果产生驱动芯片使能控制信号至所述照明驱动模块,并产生相应的控制信号至集成驱动器,于检测到人体靠近所述晾衣机时,通过从各人体感应传感器获得的多个电信号确定人体的位置信息,并通过获取若干组不同的人体感应传感器采集的电信号确认人体移动的轨迹,根据预设的关系式确定相应的控制指令,从而控制电机电子开关模块的升降电机工作;
集成驱动器,用于将所述MCU控制器产生的控制信号进行放大处理使其适合驱动各电子开关;
消毒电子开关模块,连接消毒灯,用于接收经集成驱动器放大的消毒输出信号,根据接收到的消毒输出信号控制消毒灯的开启和关闭;
电机电子开关模块,用于接收经所述集成驱动器放大的控制信号,根据所接收的信号驱动升降电机控制所述晾衣机的上升与下降;
电源转换模块,用于为其他各模块提供电源。
优选地,所述晾衣机还包括限位检测模块,用于检测所述晾衣机是否处于下限位或上限位,并将检测信号传送至所述MCU控制器。
优选地,当所述MCU控制器对每个人体感应传感器都接收到人体检测信号时,判定当前有人体靠近所述晾衣机;当没有接收到任一人体感应传感器的人体检测信号或仅接收到部分人体感应传感器的人体检测信号时,判定当前没有人体靠近所述晾衣机。
优选地,于检测到人体靠近所述晾衣机时,所述MCU控制器通过各人体感应传感器获得电信号,并根据每个人体感应传感器输出的电信号的强弱确定当前人体与各人体感应传感器的距离,然后结合已知的各人体感应传感器之间的位置、角度,根据预设的计算公式计算得出人体当前的具体位置,并通过实时连续采集多组不同的电信号,根据每组电信号,计算出该时刻人体的位置,根据得到的连续的位置信息,确定当前人体的移动轨迹,并根据人体移动轨迹与预设的指令关系式是否相符产生相应的控制指令。
优选地,当所述MCU控制器根据多个人体感应传感器未检测到有人体靠近晾衣机时,产生相应的驱动芯片使能控制信号至向所述照明驱动模块以控制照明关闭,输出相应的控制信号经所述集成驱动器放大后至所述电机电子开关模块使升降电机上升运行至上限位,并产生用于开启消毒功能的消毒控制信号经所述集成驱动器放大后输出消毒输出信号至所述消毒电子开关模块以开启消毒功能。
优选地,当所述MCU控制器输出高电平的消毒控制信号经过所述集成驱动器得到高电平的消毒输出信号,其传送到所述消毒电子开关模块的消毒电子开关的控制输入端时,所述消毒电子开关不吸合,消毒灯不亮,消毒功能关闭;当所述MCU控制器输出低电平的消毒控制信号经过所述集成驱动器后得到低电平的消毒输出信号,其传送到所述消毒电子开关模块的消毒电子开关的控制输入端时,所述消毒电子开关吸合,消毒灯被点亮开启消毒功能进行消毒。
优选地,当需控制所述晾衣机上升时,所述MCU控制器输出低电平的电机上升控制信号M_UP经过集成驱动器放大输出低电平的电机上升信号 M_UP_ON至所述电机电子开关模块的第三电机电子开关,使得所述第三电机电子开关吸合,此时输至第二电机电子开关的电机下降信号保持高电平不变,所述晾衣机上升;当需控制所述晾衣机下降时,所述MCU控制器输出低电平的电机下降控制信号M_DOWN经所述集成驱动器放大输出低电平的电机下降信号 M_DOWN_ON至所述电机电子开关模块的第二电机电子开关,使得所述第二电机电子开关吸合,此时输至所述第三电机电子开关的电机上升信号M_UP_ON 保持高电平不变,所述晾衣机下降。
为达到上述目的,本发明还提供一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机的实现方法,包括如下步骤:
步骤S1,获取设置于所述晾衣机上的多个人体感应传感器采集的人体检测信号,根据获得的多个人体检测信号判断是否有人体靠近晾衣机;
步骤S2,当未检测到有人体靠近晾衣机时,MCU控制器向照明驱动模块发送驱动芯片使能控制信号控制照明关闭,向集成驱动器发送电机上升控制信号 M_UP经集成驱动器放大后输出电机上升信号M_UP_ON至电机电子开关模块以使升降电机上升运行至上限位,并输出消毒控制信号至集成驱动器经集成驱动器放大后输出消毒输出信号XIAODUO至消毒电子开关模块开启消毒功能;
步骤S3,当检测到有人体靠近晾衣机时,发送消毒控制信号至集成驱动器经集成驱动器放大后输出消毒输出信号XIAODUO至消毒电子开关模块以关闭消毒功能,并于判断晾衣机未处于下限位或至最大行程时,输出相应的控制信号至电机电子开关模块使升降电机运行至下限位,并进入步骤S4;
步骤S4,通过光照检测模块获取当前的环境光照强度,根据当前的环境光照强度发送相应的驱动芯片使能控制信号EN至照明驱动模块,以控制照明的打开或关闭;
步骤S5,通过从各人体感应传感器获得的多个电信号确定人体的位置信息,并通过获取若干组不同的人体感应传感器采集的电信号确认人体移动的轨迹,根据预设的关系式确定相应的控制指令,从而控制电机电子开关模块的升降电机工作。
优选地,于步骤S1中,当所述MCU控制器对各人体感应传感器都接收人体检测信号时,判定当前有人体靠近所述晾衣机;而当没有收到任何人体感应传感器的人体检测信号或仅接收到部分人体感应传感器的人体检测信号时,判定当前未检测到有人体靠近所述晾衣机。
优选地,于步骤S5中,所述MCU控制器通过各人体感应传感器获得电信号,并根据每个人体感应传感器输出的电信号的强弱确定人体与各人体感应传感器的距离,然后结合已知的各人体感应传感器之间的位置、角度,根据预设的计算公式可以计算得出人体当前的具体位置,通过实时连续采集多组不同的电信号,根据每组电信号,计算出该时刻人体的位置,根据连续的位置信息,可以确定当前人体的移动轨迹,根据人体移动轨迹与预设的指令关系式匹配是否相符,根据匹配结果产生相应的控制指令。
与现有技术相比,本发明一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机及其实现方法通过利用多个人体感应传感器采集其感应范围内的人体检测信号,根据获得的多个人体检测信号判断人体是否靠近所述晾衣机,于检测到人体靠近所述晾衣机时,产生用于关闭消毒功能的消毒控制信号至所述集成驱动器经所述集成驱动器放大后输出消毒输出信号至所述消毒电子开关模块以关闭消毒功能,并于判断所述晾衣机未处于下限位或至最大行程时,输出相应的控制信号经所述集成驱动器放大后至所述电机电子开关模块使升降电机运行至下限位,并通过所述光照检测模块获取当前的环境光照强度,根据当前的环境光照强度发送相应的驱动芯片使能控制信号至照明驱动模块以控制照明的开启,并通过从各人体感应传感器获得的多个电信号确定人体的位置信息,并通过获取若干组不同的人体感应传感器采集的电信号确认人体移动的轨迹,根据预设的关系式确定相应的控制指令,从而控制电机电子开关模块的升降电机工作,实现了基于人体感应信号实现智能晾衣机的智能控制的目的,并使晾衣机能够根据环境因素自我进行功能调节,使晾衣机满足节能环保人性化的需求。
附图说明
图1为本发明一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机的电路结构示意图;
图2为本发明具体实施例中电源转换模块10的电路结构图;
图3为本发明具体实施例中照明驱动模块20的电路结构图;
图4为本发明具体实施例中人体检测模块30的电路连接图;
图5为本发明具体实施例中光照检测模块40的电路细节图;
图6为本发明具体实施例中MCU控制器50的电路连接图;
图7为本发明具体实施例中集成驱动器60的电路细节图;
图8为本发明具体实施例中消毒电子开关模块70的电路细节图;
图9为本发明具体实施例中电机电子开关模块80的电路细节图;
图10为本发明一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机的实现方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用,本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用,在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机的电路结构示意图。如图1所示,本发明一种节能型智能晾衣机,包括:电源转换模块10、照明驱动模块20、人体检测模块30、光照检测模块40、MCU控制器50、集成驱动器60、消毒电子开关模块70、电机电子开关模块80以及限位检测模块90。
其中,电源转换模块10由市电接口、交流直流转换电路AC-DC、直流直流转换电路DC-DC以及高压+32V、中压+12V、低压VCC(+5V)输出接口组成,用于将交流市电转化成3组直流电,本模块有二级转换,第一级转换将交流市电转换成直流高压+32V和直流中压+12V,第二级转换将直流中压+12V转换成直流低压VCC(+5V)。具体地,直流高压+32V供给照明驱动模块30、电机电子开关模块80使用;直流中压+12V供给集成驱动器60、限位检测模块90 以及直流直流转换电路DC-DC使用;直流低压VCC(+5V)经过滤波后供给 MCU控制器50、人体检测模块30、光照检测模块40使用;消毒电子开关模块 70使用市电供电。
照明驱动模块20,由照明驱动电路和照明灯组成,用于在MCU控制器输出的驱动芯片使能控制信号EN的控制下,将电源转换模块10输出的直流高压 +32V转换为恒流输出以点亮照明灯。在本发明具体实施例中,当接收到高电平的驱动芯片使能控制信号EN时,照明驱动模块20工作,将电源转换模块10 输出的直流高压+32V转换为恒流输出以点亮照明灯,当接收到低电平的驱动芯片使能控制信号EN时,照明驱动模块20不工作,照明灯不点亮。
人体检测模块30,包括若干个人体感应传感器(本实施例中图中传感器模组A包括三个人体感应传感器),各人体感应传感器连接MCU控制器,各人体感应传感器用于接收在其感应区域的人体信号,并根据人体与人体感应传感器距离的不同输出强弱不同的电信号给MCU控制器50。
光照检测模块40,由光敏传感器(图中为传感器模组B)和电容滤波器组成,用于实时检测晾衣机所处的环境的光照强度,并实时反馈数据至MCU控制器50。
MCU控制器50,用于控制系统对应负载(照明驱动模块20、人体检测模块30、光照检测模块40、集成驱动器60、消毒电子开关模块70、电机电子开关模块80)工作状态。在本发明中,MCU控制器20用于实时获取人体检测模块之各人体感应传感器采集的在其感应区域内的人体检测信号,根据各人体感应传感器采集的人体检测信号判断人体是否靠近晾衣机,根据判断结果产生驱动芯片使能控制信号EN至照明驱动模块,并产生相应的控制信号至消毒电子开关模块70、电机电子开关模块80,
在本发明具体实施例中,人体检测模块30包括三个人体感应传感器,当 MCU控制器50接收到每个人体传感器(三个人体传感器中的每个人体传感器) 的人体检测信号时,确定当前有人体靠近所述晾衣机,则发送消毒控制信号至集成驱动器60经集成驱动器放大后输出消毒输出信号XIAODUO至消毒电子开关模块关闭消毒功能,并于判断晾衣机未处于下限位或至最大行程时,输出相应的控制信号至电机电子开关模块80使升降电机运行至下限位,然后通过光照检测模块获取当前的环境光照强度,根据当前的环境光照强度发送相应的驱动芯片使能控制信号EN至照明驱动模块,以控制照明的开启。当确定有人靠近所述晾衣机且消毒功能关闭及照明功能开启后,MCU控制器50则通过从各人体感应传感器获得的电信号,根据获得的电信号的强弱确定人体此时相对于各人体感应传感器的位置信息,并根据人体相对于各人体感应传感器的位置信息确定人体的位置,然后通过间隔获取若干组不同的人体感应传感器采集的电信号确认人体移动的轨迹,并根据预设的关系式确定相应的控制指令,从而控制电机电子开关模块的升降电机工作。也就是说,MCU控制器50通过各人体感应传感器获得电信号,并根据每个人体感应传感器输出的电信号的强弱确定人体与各人体感应传感器的距离,然后结合已知的各人体感应传感器之间的位置、角度,根据预设的计算公式可以计算得出人体当前的具体位置,通过实时连续采集多组不同的电信号,根据每组电信号,计算出该时刻人体的位置,根据连续的位置信息,可以确定当前人体的移动轨迹,根据人体移动轨迹与预设的指令关系式是否相符,若相符,则产生相应的控制指令,具体地,于本发明中,会预先设置人体移动轨迹与控制指令的指令关系式,当确定了人体移动轨迹后,则可根据预设的指令关系式确定对应的控制指令,例如预设人体沿着晾衣机的晾衣杆直线从一侧走向另一侧的移动轨迹对应的控制指令为晾衣机上升,则当人沿着晾杆组件直线从一侧走向另一侧时,此过程中,MCU控制器50通过人体检测模块30间隔获取了若干组电信号,对于每组电信号,计算出人体的位置,根据连续确定的位置确定人体的移动轨迹,最后则根据预设的指令关系式确定人体沿着晾杆组件2直线从一侧走向另一侧的移动轨迹对应的控制指令为晾衣机上升,则MCU控制器产生低电平的电机上升控制信号M_UP/高电平的电机下降控制信号M_DOWN至集成驱动器60放大后输出相应的电机上升信号M_UP_ON/电机下降信号M_DOWN_ON至电机电子开关模块,控制升降电机上升。
当没有收到任何人体感应传感器的人体检测信号或仅接收到部分人体感应传感器的信号,则判断当前未检测到有人体靠近晾衣机,MCU控制器50向照明驱动模块20发送驱动芯片使能控制信号EN控制照明关闭,向集成驱动器发送电机上升控制信号M_UP经集成驱动器放大后输出电机上升信号 M_UP_ON至电机电子开关模块以使升降电机上升运行至上限位,并输出消毒控制信号至集成驱动器经集成驱动器放大后输出消毒输出信号XIAODUO至消毒电子开关模块开启消毒功能。
集成驱动器60,用于将MCU控制器50产生的控制信号进行放大处理使其适合驱动各电子开关。具体地,对于MCU控制器50产生的消毒控制信号 XIAODU、电机上升控制信号M_UP和电机下降控制信号M_DOWN信号,将其进行放大处理后输出相应的消毒输出信号XIAODUO、电机上升信号 M_UP_ON和电机下降信号M_DOWN_ON至消毒电子开关模块70及电机电子开关模块80。
消毒电子开关模块70,连接消毒灯,用于接收经集成驱动器60放大的消毒输出信号XIAODUO,根据接收到的消毒输出信号XIAODUO控制消毒灯的开启和关闭。当MCU控制器50输出高电平的消毒控制信号XIAODU经过集成驱动器得到高电平的消毒输出信号XIAODUO,其传送到消毒电子开关模块70 的继电器REL1的控制输入端时,消毒电子开关不吸合,连接在消毒灯插座上的消毒灯不亮,消毒功能关闭;当MCU控制器50输出低电平的消毒控制信号XIAODU经过集成驱动器后得到低电平的消毒输出信号XIAODUO,其传送到消毒电子开关模块70的继电器REL1的控制输入端时,消毒电子开关吸合,连接在消毒灯插座上的消毒灯被点亮进行消毒。
电机电子开关模块80,用于接收经集成驱动器60放大的电机上升信号 M_UP_ON和电机下降信号M_DOWN_ON,根据所接收的信号驱动升降电机控制晾衣机的上升与下降。当需要晾衣机上升时,MCU控制器50输出低电平的电机上升控制信号M_UP经过集成驱动器放大输出低电平的电机上升信号 M_UP_ON至电机电子开关模块80的继电器REL3(电机电子开关),使得继电器REL3吸合,此时输至继电器REL2的电机下降信号M_DOWN_ON保持高电平不变,晾衣机上升;当需要晾衣机下降时,MCU控制器50输出低电平的电机下降控制信号M_DOWN经集成驱动器放大输出低电平的电机下降信号 M_DOWN_ON至电机电子开关模块80的继电器REL2(电机电子开关),使得继电器REL2吸合,此时输至继电器REL3的电机上升信号M_UP_ON保持高电平不变,晾衣机下降。
优选地,本发明一种节能型智能晾衣机还包括:
限位检测模块90,用于检测晾衣机是否处于最低位置(即下限位)或最高位置(即上限位),并将检测信号传送至MCU控制器50。对于一般的智能晾衣机,均安装有上下限位检测开关,即于机体两侧上下各安装一个机械电子开关,限位检测模块60则连接限位检测开关以检测晾衣机是否到达最高位或最低位,并输出限位检测信号至MCU控制器20。由于限位检测开关已是现有智能晾衣机的常规结构,在此则不予赘述。
具体的,当MCU控制器50根据各人体感应传感器的人体检测信号判断有人体靠近晾衣机时,会控制消毒电子开关模块将消毒功能关闭,然后根据限位检测模块的检测结果判断晾衣机当前是否处于下限位或者晾衣机是否至最大行程,若是,则不发送任何控制信号至电机电子开关模块,即不运行电机,否则输出电机上升控制信号M_UP为高电平/电机下降控制信号M_DOWN为低电平至集成驱动器放大后输出相应的电机上升信号M_UP_ON/电机下降信号 M_DOWN_ON至电机电子开关模块,控制升降电机下降,并于下降过程中实时获取限位检测模块90的检测信号,使升降电机运行至下限位停止升降电机的运行;当MCU控制器50根据各人体感应传感器的人体检测信号判断没有人体靠近晾衣机时,则在控制消毒电子开关模块开启消毒功能以及控制照明驱动模块 20关闭照明的同时,向集成驱动器发送电机上升控制信号M_UP为低电平/电机下降控制信号M_DOWN为高电平至集成驱动器放大后输出相应的电机上升信号M_UP_ON/电机下降信号M_DOWN_ON至电机电子开关模块,控制升降电机上升,并于上升过程中实时获取限位检测模块90的检测信号,使升降电机运行至上限位。
具体地,市电一路连接至交流直流转换电路AC-DC的输入端,市电另一路连接至消毒电子开关模块70的交流电输入端,交流直流转换电路AC-DC的输出直流高压+32V连接至照明驱动模块20的电源输入正端和电机电子开关模块80的电源输入正端,交流直流转换电路AC-DC的输出直流中压+12V连接至集成驱动器60、限位检测模块90的电源输入正端和直流直流转换电路DC-DC 的电源输入正端,直流直流转换电路DC-DC输出的经滤波电路的直流低压VCC (+5V)连接至人体检测模块30、光照检测模块40和MCU控制器50的电源正端,人体检测模块30输出的人体检测信号A连接至MCU控制器50的第一输入端,光照检测模块40输出的光照检测信号B连接至MCU控制器50的第二输入端,MCU控制器50第一输出即驱动芯片使能控制信号EN连接至照明驱动模块20的使能输入端,MCU控制器50第二、三输出即电机上升控制信号即 M_UP、电机下降控制信号即M_DOWN、MCU控制器50第四输出即消毒控制信号XIAODU连接至集成驱动器60的输入端以进行放大处理,集成驱动器60 输出的第一输出电机上升信号M_UP_ON、第二输出电机下降信号 M_DOWN_ON连接至电机电子开关模块80的控制输入端,集成驱动器60的第三输出即消毒输出信号XIAODU连接至消毒电子开关模块70的控制输入端,限位检测模块90的输出连接至MCU控制器50的第三输入端。
图2为本发明具体实施例中电源转换模块10的电路结构图。具体地,市电从市电接口J1输入,火线(市电L)和零线(市电N)连接至交流直流转换电路AC-DC的交流电输入端,其将交流电转换成两组直流电,一组为直流高压 +32V,供给照明驱动模块20、电机电子开关模块80使用,另外一组为直流中压+12V,供给集成驱动器60以及直流直流转换电路DC-DC使用,直流中压+12V 再经过二级转换直流直流转换电路DC-DC将直流中压12V转换为直流低压 VCC(+5V)经过滤波后供给MCU控制器50、人体检测模块30(传感器模组A)及光照检测模块40(传感器模组B)使用。
图3为本发明具体实施例中照明驱动模块20的电路结构图,具体地,直流高压+32V通过限流二极管D9限流、电解电容EC8和电容C16二级滤波后连接至驱动芯片U6的电源输入正端和限流电阻R22/R23的一端,由于U6为恒流驱动器,可通过调整限流电阻R22与R23阻值来调整所需要的电流,MOS管 MOS1用来调整输出电流以调节照明灯光强度,EN为驱动芯片使能控制口,连接MCU控制器50第一输出以获得驱动芯片使能控制信号,当MCU控制器50 输出高电平的驱动芯片使能控制信号,驱动芯片U6工作,当MCU控制器输出低电平的驱动芯片使能控制信号,驱动芯片U6不工作,MCU控制器通过检测人体检测模块30(传感器模组A)和光照检测模块40(传感器模组B)判断是否输出高电平的驱动芯片使能控制信号至驱动芯片使能控制信号端口,其中电阻R24为限流电阻,电阻R25为放电电阻,C17、C24为滤波电容,D10、D11 为单向导通二极管以防止电流反向击穿驱动芯片U6,R60为断电放电电阻,C15 为断电吸纳电容,电感L5起阻碍电流突变作用;照明灯接口J2连接照明灯。
图4为本发明具体实施例中人体检测模块30的电路连接图,具体地,人体感应传感器接口J3连接人体感应传感器A,以检测人体靠近晾衣机后输出人体检测信号A经电容滤波器C1A滤波后传送至MCU控制器50,电解电容EC1 与电容C1接入人体感应传感器A的1脚和3脚,对进入人体感应传感器(J3) 的电源电压(直流低压VCC)进行滤波处理,R1为限流电阻,串接于人体感应传感器(J3)的2脚和MCU控制器50的输入端7脚间,R2为上拉电阻,用于使人体检测模块30不工作时实时处于高电平状态。需说明的是,图4仅示出了一个传感器的连接示意图,当存在多个人体感应传感器时,只要MCU控制器有空的引脚,则可将其他传感器的信号接入,进而进行判断,在此不予赘述。
图5为本发明具体实施例中光照检测模块40的电路细节图,具体地,光敏传感器接口J4连接光敏传感器,以检测晾衣机环境光照强度,并实时将监测数据即光照检测信号B反馈至MCU控制器50,电解电容EC2与电容C2接在光敏传感器(J4)的1脚和3脚间,对进入光敏传感器(J4)的电源电压(直流低压VCC)进行滤波处理,R3为限流电阻,串接于光敏传感器(J4)的2脚和 MCU控制器的输入端6脚间,R4为上拉电阻,用于使光照检测模块40不工作时实时处于高电平状态。
图6为本发明具体实施例中MCU控制器50的电路连接图,具体地,MCU 控制器50由MCU微处理器和滤波电路组成,供电电源为直流低压VCC(+5V), MCU控制器的8脚为直流低压VCC(+5V)电源输入端口,接入一个电解电容 EC3和贴片电容C3将二级转换输出的直流低压VCC进行滤波后供给MCU控制器,MCU控制器的1脚输出电机的上升控制信号即M_UP,MCU控制器的2 脚输出电机的下降控制信号即M_DOWN,MCU控制器的3脚输出消毒灯控制信号XIAODU,MCU控制器的4脚接地GND,MCU控制器的5脚输出照明驱动芯片使能控制信号EN,MCU控制器的6脚接光照检测模块40输出的光照检测信号B,MCU控制器的7脚接人体检测模块30输出的人体检测信号A,MCU 控制器50则通过各个脚输出或接收到的电平来判断和控制相应负载的工作状态。
图7为本发明具体实施例中集成驱动器60的电路细节图,具体地,集成驱动器60为驱动芯片U1,其4脚接二级转换电路输出的GND脚,5脚为电源输入正端,接直流中压+12V,1脚为输出的消毒输出信号XIAODUO,其连接至消毒电子开关模块70的消毒电子开关REL1的4脚,2脚输出电机上升信号 M_UP_ON与电机电子开关模块80的电机电子开关REL3的3脚相连,3脚输出电机下降信号M_DOWN_ON与电机电子开关模块80的电机电子开关REL2 的3脚相连,7脚接MCU控制器50的1脚以获得MCU控制器50的1脚输出的电机上升控制信号M_UP,6脚接MCU控制器50的2脚以获得MCU控制器 50的2脚输出的电机下降控制信号M_DOWN,8脚接MCU控制器50的3脚以获得MCU控制器50的3脚输出的消毒控制信号XIAODU。可见,在本发明中,集成驱动器6、7、8脚为输入信号脚,此输入信号脚由MCU控制器50供给,经过集成驱动器60进行电流放大后传输至相应的电子开关使其吸合。
图8为本发明具体实施例中消毒电子开关模块70的电路细节图,具体地,消毒电子开关模块70包括继电器REL1(消毒电子开关)、消毒灯插座J7及对应连接线,消毒电子开关REL1的第1脚接市电L(火线),2脚接消毒灯1脚 (消毒灯火线输入端),消毒灯的2脚接市电N(零线),3脚接一级转换电路输出的直流中压+12V,当MCU控制器50给出高电平经过集成驱动器得到高电平的消毒输出信号XIAODUO,其传送到消毒电子开关的继电器REL1的4脚(控制输入端)时,消毒电子开关不吸合,消毒灯不亮;当MCU控制器50给出低电平经过集成驱动器后得到低电平的消毒输出信号XIAODUO,其传送到消毒电子开关模块70的继电器REL1的4脚时,消毒电子开关吸合,连接在插座J7上的消毒灯被点亮进行消毒。
图9为本发明具体实施例中电机电子开关模块80的电路细节图。具体地,电机电子开关模块80包括电机连接插座J8、两个继电器组成REL2-REL3(电机电子开关),其中继电器REL2的1脚和继电器REL3的1脚分别接到电机插座J8的两个输入端口1和2脚,继电器REL2的4脚(控制输入端)和继电器 REL3的4脚(控制输入端)同时接到直流中压+12V上,继电器REL2的5脚和继电器REL3的5脚同时接到地GND上,继电器REL2的2脚和REL3的2 脚同时接到限流二极管D15的阴极上,限流二极管D15的阳极(电源输入正端) 接直流高压+32V上,继电器REL2的3脚接集成驱动器U1的第3脚电机下降信号M_DOWN_ON,继电器REL3的3脚接集成驱动器U1的第2脚电机上升信号M_UP_ON。当MCU处理器50判断需要晾衣机上升时,MCU控制器50 的1脚电机上升控制信号M_UP给出一个低电平使得REL3电子开关吸合,此时电子开关REL2的3脚电机下降信号M_DOWN_ON保持高电平不变,晾衣机上升。当MCU处理器50判断需要晾衣机下降时,MCU控制器2脚电机下降控制信号M_DOWN给出一个低电平使得REL2电子开关吸合,此时电子开关REL3 的3脚电机上升信号M_UP_ON保持高电平不变,晾衣机下降。
图10为本发明一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机的实现方法的步骤流程图。如图10所示,本发明一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机的实现方法,包括如下步骤:
步骤S1,获取各人体感应传感器采集的人体检测信号,根据获得的多个人体检测信号判断是否有人体靠近晾衣机。
具体地,人体检测模块通过利用若干个人体感应传感器采集人体检测信号,将采集的人体检测信号时将其传送至MCU控制器,所述MCU控制器根据接收到的多个人体检测信号确定是否有人体靠近晾衣机。
步骤S2,当未检测到有人体靠近晾衣机时,MCU控制器向照明驱动模块发送驱动芯片使能控制信号EN控制照明关闭,向集成驱动器发送电机上升控制信号M_UP经集成驱动器放大后输出电机上升信号M_UP_ON至电机电子开关模块以使升降电机上升运行至上限位,并输出消毒控制信号至集成驱动器经集成驱动器放大后输出消毒输出信号XIAODUO至消毒电子开关模块开启消毒功能。
在本发明具体实施例中,人体检测模块利用三个人体感应传感器采集各自感应区域内的人体检测信号,当所述MCU控制器对三个人体感应传感器都接收人体检测信号时,判定当前有人体靠近所述晾衣机;而当没有收到任何人体感应传感器的人体检测信号或仅接收到部分人体感应传感器的信号,则判定当前未检测到有人体靠近晾衣机。
当判定当前未检测到有人体靠近晾衣机,MCU控制器则发送用于关闭消毒功能的消毒控制信号至集成驱动器60经集成驱动器放大后输出消毒输出信号 XIAODUO至消毒电子开关模块关闭消毒功能,并于判断晾衣机未处于下限位或至最大行程时,输出相应的控制信号至电机电子开关模块使升降电机运行至下限位,然后通过光照检测模块获取当前的环境光照强度,根据当前的环境光照强度发送相应的驱动芯片使能控制信号EN至照明驱动模块,以控制照明的开启。
具体地,当判定当前没有人体靠近晾衣机,所述MCU控制器向照明驱动模块发送低电平的驱动芯片使能控制信号EN控制照明关闭,输出电机上升控制信号M_UP为低电平/电机下降控制信号M_DOWN为高电平至集成驱动器放大后输出相应的电机上升信号M_UP_ON/电机下降信号M_DOWN_ON至电机电子开关模块,控制升降电机上升,并使升降电机运行至上限位停止,以及输出低电平的消毒控制信号经集成驱动器放大后输出相应的消毒输出信号XIAODUO 至消毒电子开关模块,消毒功能打开。
优选地,于步骤S2中,于消毒功能打开的同时进行计时,实时监测并判断消毒打开时间是否大于预设时间X?若是则发送用于关闭消毒功能的消毒控制信号经集成驱动器放大后输出相应的消毒输出信号XIAODUO至消毒电子开关模块,以关闭消毒,若否则继续打开消毒。
步骤S3,当检测到有人体靠近晾衣机时,发送消毒控制信号至集成驱动器经集成驱动器放大后输出消毒输出信号XIAODUO至消毒电子开关模块关闭消毒功能,并于判断晾衣机未处于下限位或至最大行程时,输出相应的控制信号至电机电子开关模块使升降电机运行至下限位。
在本发明具体实施例中,当根据人体检测信号判断有人体靠近晾衣机时,输出高电平的消毒控制信号经集成驱动器放大后输出相应的消毒输出信号 XIAODUO至消毒电子开关模块,消毒功能关闭,并根据限位检测模块的检测结果判断晾衣机当前是否处于下限位或者晾衣机是否至最大行程,若是,则不发送任何控制信号至电机电子开关模块,即不运行电机,否则发送输出电机上升控制信号M_UP为高电平/电机下降控制信号M_DOWN为低电平至集成驱动器放大后输出相应的电机上升信号M_UP_ON/电机下降信号M_DOWN_ON至电机电子开关模块,控制升降电机下降,并使升降电机运行至下限位停止。
步骤S4,通过光照检测模块获取当前的环境光照强度,根据当前的环境光照强度发送相应的驱动芯片使能控制信号EN至照明驱动模块,以控制照明的打开或关闭。
当没有收到任何人体感应传感器的人体检测信号或仅接收到部分人体感应传感器的信号,则判断当前未检测到有人体靠近晾衣机,MCU控制器50向照明驱动模块20发送驱动芯片使能控制信号EN控制照明关闭,向集成驱动器发送电机上升控制信号M_UP经集成驱动器放大后输出电机上升信号 M_UP_ON至电机电子开关模块以使升降电机上升运行至上限位,并输出消毒控制信号至集成驱动器经集成驱动器放大后输出消毒输出信号XIAODUO至消毒电子开关模块开启消毒功能。
具体地,于步骤S4,根据光照检测模块进行环境光检测,获取当前的环境光照强度,判断当前的环境光照强度是否低于预设值(例如200Lx),若否,则发送低电平的驱动芯片使能控制信号EN至照明驱动模块以控制照明关闭;若是,则发送高电平的驱动芯片使能控制信号EN至照明驱动模块以控制照明打开。
优选地,于步骤S4中,于照明功能打开的同时进行计时,实时监测并判断照明打开时间是否大于预设时间Y?若是则发送低电平的驱动芯片使能控制信号EN至照明驱动模块以控制照明关闭,若否,则持续控制打开照明。
步骤S5,从各人体感应传感器获得电信号,根据获得的电信号的强弱确定人体此时相对于各人体感应传感器的位置信息,并根据人体相对于各人体感应传感器的位置信息确定人体的位置,然后通过间隔获取若干组不同的人体感应传感器采集的电信号确认人体移动的轨迹,并根据预设的关系式确定相应的控制指令,从而控制电机电子开关模块的升降电机工作。
也就是说,MCU控制器通过各人体感应传感器获得电信号,并根据每个人体感应传感器输出的电信号的强弱确定人体与各人体感应传感器的距离,然后结合已知的各人体感应传感器之间的位置、角度,根据预设的计算公式可以计算得出人体当前的具体位置,通过实时连续采集多组不同的电信号,根据每组电信号,计算出该时刻人体的位置,根据连续的位置信息,可以确定当前人体的移动轨迹,根据人体移动轨迹与预设的指令关系式是否相符,若相符,则产生相应的控制指令,具体地,于本发明中,会预先设置人体移动轨迹与控制指令的指令关系式,当确定了人体移动轨迹后,则可根据预设的指令关系式确定对应的控制指令,例如预设人体沿着晾衣机的晾衣杆直线从一侧走向另一侧的移动轨迹对应的控制指令为晾衣机上升,则当人沿着晾杆组件直线从一侧走向另一侧时,此过程中,MCU控制器通过人体检测模块的各人体感应传感器间隔获取了若干组电信号,对于每组电信号,计算出人体的位置,根据连续确定的位置确定人体的移动轨迹,最后则根据预设的指令关系式确定人体沿着晾衣机的晾衣杆直线从一侧走向另一侧的移动轨迹对应的控制指令为晾衣机上升,则MCU控制器产生低电平的电机上升控制信号M_UP/高电平的电机下降控制信号M_DOWN至集成驱动器放大后输出相应的电机上升信号M_UP_ON/电机下降信号M_DOWN_ON至电机电子开关模块,控制升降电机上升。
综上所述,本发明一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机及其实现方法通过利用多个人体感应传感器采集其感应范围内的人体检测信号,根据获得的多个人体检测信号判断人体是否靠近所述晾衣机,于检测到人体靠近所述晾衣机时,产生用于关闭消毒功能的消毒控制信号至所述集成驱动器经所述集成驱动器放大后输出消毒输出信号至所述消毒电子开关模块以关闭消毒功能,并于判断所述晾衣机未处于下限位或至最大行程时,输出相应的控制信号经所述集成驱动器放大后至所述电机电子开关模块使升降电机运行至下限位,并通过所述光照检测模块获取当前的环境光照强度,根据当前的环境光照强度发送相应的驱动芯片使能控制信号至照明驱动模块以控制照明的开启,并通过从各人体感应传感器获得的多个电信号确定人体的位置信息,并通过获取若干组不同的人体感应传感器采集的电信号确认人体移动的轨迹,根据预设的关系式确定相应的控制指令,从而控制电机电子开关模块的升降电机工作,实现了基于人体感应信号实现智能晾衣机的智能控制的目的,并使晾衣机能够根据环境因素自我进行功能调节,使晾衣机满足节能环保人性化的需求。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰与改变。因此,本发明的权利保护范围,应如权利要求书所列。
Claims (6)
1.一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机,包括:
照明驱动模块,用于在MCU控制器输出的驱动芯片使能控制信号EN的控制下,控制照明灯的点亮与关闭;
人体检测模块,用于利用若干人体感应传感器实时采集其感应区域内的人体检测信号传送至MCU控制器;
光照检测模块,用于实时检测所述晾衣机所处环境的光照强度,并实时反馈数据至MCU控制器;
MCU控制器,用于实时获取各人体感应传感器的人体检测信号,根据多个人体检测信号判断人体是否靠近所述晾衣机,根据判断结果产生驱动芯片使能控制信号至所述照明驱动模块,并产生相应的控制信号至集成驱动器,于检测到人体靠近所述晾衣机时,所述MCU控制器通过各人体感应传感器获得电信号,并根据每个人体感应传感器输出的电信号的强弱确定当前人体与各人体感应传感器的距离,然后结合已知的各人体感应传感器之间的位置、角度,根据预设的计算公式计算得出人体当前的具体位置,并通过实时连续采集多组不同的电信号,根据每组电信号,计算出该时刻人体的位置,根据得到的连续的位置信息,确定当前人体的移动轨迹,并根据人体移动轨迹与预设的指令关系式是否相符产生相应的控制指令,从而控制电机电子开关模块的升降电机工作;
所述MCU控制器,还用于根据多个人体感应传感器未检测到有人体靠近晾衣机时,产生相应的驱动芯片使能控制信号至向所述照明驱动模块以控制照明关闭,输出相应的控制信号经所述集成驱动器放大后至所述电机电子开关模块使升降电机上升运行至上限位,并产生用于开启消毒功能的消毒控制信号经所述集成驱动器放大后输出消毒输出信号至消毒电子开关模块以开启消毒功能;
所述实时获取各人体感应传感器的人体检测信号,根据多个人体检测信号判断人体是否靠近所述晾衣机,具体为:当所述MCU控制器对每个人体感应传感器都接收到人体检测信号时,判定当前有人体靠近所述晾衣机;当没有接收到任一人体感应传感器的人体检测信号或仅接收到部分人体感应传感器的人体检测信号时,判定当前没有人体靠近所述晾衣机;
集成驱动器,用于将所述MCU控制器产生的控制信号进行放大处理使其适合驱动各电子开关;
消毒电子开关模块,连接消毒灯,用于接收经集成驱动器放大的消毒输出信号,根据接收到的消毒输出信号控制消毒灯的开启和关闭;
电机电子开关模块,用于接收经所述集成驱动器放大的控制信号,根据所接收的信号驱动升降电机控制所述晾衣机的上升与下降;
电源转换模块,用于为其他各模块提供电源。
2.如权利要求1所述的一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机,其特征在于:所述晾衣机还包括限位检测模块,用于检测所述晾衣机是否处于下限位或上限位,并将检测信号传送至所述MCU控制器。
3.如权利要求1所述的一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机,其特征在于:当所述MCU控制器输出高电平的消毒控制信号经过所述集成驱动器得到高电平的消毒输出信号,其传送到所述消毒电子开关模块的消毒电子开关的控制输入端时,所述消毒电子开关不吸合,消毒灯不亮,消毒功能关闭;当所述MCU控制器输出低电平的消毒控制信号经过所述集成驱动器后得到低电平的消毒输出信号,其传送到所述消毒电子开关模块的消毒电子开关的控制输入端时,所述消毒电子开关吸合,消毒灯被点亮开启消毒功能进行消毒。
4.如权利要求3所述的一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机,其特征在于:当需控制所述晾衣机上升时,所述MCU控制器输出低电平的电机上升控制信号M_UP经过集成驱动器放大输出低电平的电机上升信号M_UP_ON至所述电机电子开关模块的第三电机电子开关,使得所述第三电机电子开关吸合,此时输至第二电机电子开关的电机下降信号保持高电平不变,所述晾衣机上升;当需控制所述晾衣机下降时,所述MCU控制器输出低电平的电机下降控制信号M_DOWN经所述集成驱动器放大输出低电平的电机下降信号M_DOWN_ON至所述电机电子开关模块的第二电机电子开关,使得所述第二电机电子开关吸合,此时输至所述第三电机电子开关的电机上升信号M_UP_ON保持高电平不变,所述晾衣机下降。
5.一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机的实现方法,包括如下步骤:
步骤S1,获取设置于所述晾衣机上的多个人体感应传感器采集的人体检测信号,根据获得的多个人体检测信号判断是否有人体靠近晾衣机,具体为:当MCU控制器对每个人体感应传感器都接收到人体检测信号时,判定当前有人体靠近所述晾衣机;当没有接收到任一人体感应传感器的人体检测信号或仅接收到部分人体感应传感器的人体检测信号时,判定当前没有人体靠近所述晾衣机;
步骤S2,当未检测到有人体靠近晾衣机时,MCU控制器向照明驱动模块发送驱动芯片使能控制信号控制照明关闭,向集成驱动器发送电机上升控制信号M_UP经集成驱动器放大后输出电机上升信号M_UP_ON至电机电子开关模块以使升降电机上升运行至上限位,并输出消毒控制信号至集成驱动器经集成驱动器放大后输出消毒输出信号XIAODUO至消毒电子开关模块开启消毒功能;
步骤S3,当检测到有人体靠近晾衣机时,发送消毒控制信号至集成驱动器经集成驱动器放大后输出消毒输出信号XIAODUO至消毒电子开关模块以关闭消毒功能,并于判断晾衣机未处于下限位或至最大行程时,输出相应的控制信号至电机电子开关模块使升降电机运行至下限位,并进入步骤S4;
步骤S4,通过光照检测模块获取当前的环境光照强度,根据当前的环境光照强度发送相应的驱动芯片使能控制信号EN至照明驱动模块,以控制照明的打开或关闭;
步骤S5,通过各人体感应传感器获得电信号,并根据每个人体感应传感器输出的电信号的强弱确定人体与各人体感应传感器的距离,然后结合已知的各人体感应传感器之间的位置、角度,根据预设的计算公式可以计算得出人体当前的具体位置,通过实时连续采集多组不同的电信号,根据每组电信号,计算出该时刻人体的位置,根据连续的位置信息,可以确定当前人体的移动轨迹,根据人体移动轨迹与预设的指令关系式匹配是否相符,根据匹配结果产生相应的控制指令,从而控制电机电子开关模块的升降电机工作。
6.如权利要求5所述的一种基于人体感应控制的节能型智能晾衣机的实现方法,其特征在于:于步骤S1中,当所述MCU控制器对各人体感应传感器都接收人体检测信号时,判定当前有人体靠近所述晾衣机;而当没有收到任何人体感应传感器的人体检测信号或仅接收到部分人体感应传感器的人体检测信号时,判定当前未检测到有人体靠近所述晾衣机。
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