CN112666629A - 基于复合传感器的卫生间人体监测方法 - Google Patents

Abstract

一种基于复合传感器的卫生间人体监测方法：（1）红外传感器监测是否有人体遮挡，微波多普勒感应传感器监测是否有人体移动，并将信号发送给微处理器；（2）当微处理器一直接收无人遮挡信号，微波多普勒感应传感器发送低电平，则卫生间无人；当微处理器接收到一次有人遮挡信号，微波多普勒感应传感器发送高电平，则有人进入卫生间；（3）当监测到人体在卫生间内活动，启动滞留计时，计时超时则发出预警；当监测到人体在卫生间内静止，启动静止计时，计时超时则启动报警；（4）当微处理器再次接收有人遮挡信号，且微波多普勒感应传感器发送的信号由高电平变为低电平，判断人体离开卫生间；（5）微处理器通过WIFI通信模块发送信息给中心服务器。

Description

基于复合传感器的卫生间人体监测方法

技术领域

本发明涉及人体感应检测技术领域，特别涉及一种基于复合传感器的卫生间人体监测方法。

背景技术

随着城市基础设施的逐渐完善，公共卫生间分布在城市的各个地方，由于公共卫生间人员流动性大，且很多人是单独一人前往公共卫生间，如果在公共卫生间内发生晕倒等情况，卫生间外的人不能及时得知里面的情况，因此容易导致晕倒的患者得不到及时救治，造成严重的后果。而且，养老机构里的老年人以及独居老人由于本身老年病等基础病较多，这些地方的卫生间更容易发生老年人摔倒、晕倒等情况，若不能及时发现老年人发生晕倒，极易因耽误救治而造成严重后果。目前，常采用的热释电红外传感器容易受卫生间内潮湿、闷热、不通风的环境影响，不能对人体在卫生间内的活动进行准确检测，而微波多普勒感应传感器则检测范围较大，检测到人体时经常无法准确区别人体是在卫生间内还是卫生间外，因此，如何结合红外传感器与微波多普勒感应传感器两者的检测数据，对能否准确判断人体在卫生间内的活动至关重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于复合传感器的卫生间人体监测方法，其能准确的对人体进出卫生间和人体在卫生间内的活动状态进行实时监测，判断卫生间内的人体活动是否有异常，从而对异常情况及时报警，使人们在卫生间内发生突然情况时能及时得到帮助或救治。

本发明的技术方案是：一种基于复合传感器的卫生间人体监测方法，步骤如下：

（1）在卫生间内设置包括红外传感器、微波多普勒感应传感器和微处理器的人体监测装置；

（2）所述红外传感器用于实时监测是否有人体遮挡红外激光，并将信号发送给微处理器，红外传感器采用时间比较算法公式L=V*t进行红外测距，式中L表示红外激光的运行距离，V表示红外激光的速度，t表示发射和接收红外激光的时间差；

（3）同时，所述微波多普勒感应传感器采用周期性间隔时序处理算法实时监测是否有人体移动，并将信号发送给微处理器，其中，当检测到人体移动时，微波多普勒感应传感器向微处理器发送高电平，当未检测到人体移动时，微波多普勒感应传感器向微处理器发送低电平；

（4）所述微处理器结合红外传感器和微波多普勒感应传感器的信号，按以下步骤分析人体在卫生间内的状态；

（4-1）当微处理器接收红外传感器一直发送的无人遮挡的信号，且微波多普勒感应传感器发送的是低电平，则判断卫生间处于无人状况；

（4-2）当微处理器接收到红外传感器发送的一次有人遮挡信号，且微波多普勒感应传感器发送的信号为高电平时，则判断为有人进入卫生间；

（5）微处理器对人体进入卫生间后按以下步骤分析；

（5-1）当微处理器接收到微波多普勒感应传感器发送的信号为高电平，启动滞留计时，实时监测卫生间内的人体是否在活动；当滞留计时的总时长超过了设定的滞留总时长时，人体监测装置发出滞留超时预警；

（5-2）当微处理器接收到的微波多普勒感应传感器发送的信号由高电平变为低电平时，此时启动静止计时，实时监测卫生间内的人体是否在活动；当静止计时的总时长达到了设定的静止总时长时，人体监测装置发出静止超时报警；

（6）当微处理器接收到红外传感器发送的再次有人遮挡信号，且微波多普勒感应传感器发送的信号由高电平变为低电平，则判断为人体离开卫生间；

（7）所述微处理器通过WIFI通信模块将人体在卫生间内的状态信息和预警信息发送给中心服务器。

进一步的，所述周期性间隔时序处理算法中，在高电平结束时设置高电平延时时间，以及在低电平初始时设置低电平闭锁时间。

进一步的，所述高电平延时时间为4s，低电平闭锁时间为1s。

进一步的，所述滞留总时长预设为30分钟。

进一步的，所述静止总时长预设为3分钟。

采用上述技术方案：本发明通过红外传感器对是否有人体进出卫生间实时监测，微波多普勒感应传感器灵敏度高，能准确的实时监测人体在卫生间内是处于活动状态还是静止状态，并通过微处理器将红外传感器和微波多普勒感应传感器的监测信号结合分析，从而准确判断人体在卫生间内的活动状态。而且微处理器能对人体在卫生间内的活动时间进行滞留计时，当滞留计时的时长达到设定的滞留总时长时，微处理器就会发出滞留超时的预警信号，并通过WIFI通信模块将预警信号发送给中心服务器，及时通知工作人员进入卫生间查看，从而可以对有人在卫生间摔倒后无法重新站立的情况进行及时的送医处理。微处理器还能对人体在卫生间内静止不动的状态进行静止计时，当静止计时的时长超过设定的静止总时长时，微处理器就会发出静止超时的报警信号，并通过WIFI通信模块将预警信号发送给中心服务器，通知工作人员尽快进入卫生间查看，这样就能对有人在卫生间内晕倒或发病失去意识的情况及时进行急救，以及及时的送医救治，为病人争取抢救时间。由于本发明综合了红外传感器和微波多普勒感应传感器两者的监测信号对人体在卫生间内的活动状态进行监测，监测准确性高，灵敏度强，能解决卫生间内潮湿、闷热环境下单传感器无法准确判断人体位置和人体活动状态的问题。

所述周期性间隔时序处理算法中，在高电平结束时设置高电平延时时间，以及在低电平初始时设置低电平闭锁时间，为卫生间内的非人体活动预留处理时间，有利于消除部分非人体活动因素的干扰，提高本发明的监测准确性。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为微波多普勒感应传感器的周期性间隔时序处理算法的时序图。

具体实施方式

参见图1至图2，一种基于复合传感器的卫生间人体监测方法，步骤如下：

（1）在卫生间内设置包括红外传感器、微波多普勒感应传感器和微处理器的人体监测装置，该人体监测装置可以安装在靠近卫生间门的天花板上，以便于红外传感器和微波多普勒感应传感器能尽早监测到人体活动。

（2）所述红外传感器用于实时监测是否有人体遮挡红外激光，并将信号发送给微处理器，红外传感器采用时间比较算法公式L=V*t进行红外测距，式中L表示红外激光的运行距离，V表示红外激光的速度，t表示发射和接收红外激光的时间差，当红外激光的照射范围内没有遮挡物时，红外传感器根据上述公式计算测得的距离为固定距离，不会发生变化，当人体进入红外激光的照射范围内时，红外激光受到遮挡，因此红外传感器接收到反射光的时间会发生变化，则测得的距离也会发生变化，红外传感器通过测得的距离变化就能产生是否有人体穿过卫生间门的信号。

（3）同时，所述微波多普勒感应传感器采用周期性间隔时序处理算法实时监测是否有人体移动，并将信号发送给微处理器，其中，当检测到人体移动时，微波多普勒感应传感器向微处理器发送高电平，当未检测到人体移动时，微波多普勒感应传感器向微处理器发送低电平。

（4）所述微处理器结合红外传感器和微波多普勒感应传感器的信号，按以下步骤分析人体在卫生间内的状态；

（4-1）当微处理器接收红外传感器一直发送的无人遮挡的信号，且微波多普勒感应传感器发送的是低电平，则判断卫生间处于无人状况；

（4-2）当微处理器接收到红外传感器发送了一次有人遮挡信号，且微波多普勒感应传感器发送的信号为高电平时，即此时有人穿过了卫生间门且监测到有人体移动，则判断为有人进入卫生间；

（5）微处理器对人体进入卫生间后按以下步骤分析；

（5-1）当微处理器接收到微波多普勒感应传感器发送的信号为高电平，启动滞留计时，实时监测卫生间内的人体是否在活动，即此时人体在卫生间内活动，由于人体不在红外激光的照射范围内，则此时的红外传感器保持无人遮挡的监测信号；当滞留计时的总时长超过了设定的滞留总时长时，人体监测装置发出滞留超时预警，本实施例中设定滞留总时长为30分钟，该总时长可以根据实际情况调整，既为人体在卫生间内预留充分的活动时间，又能在有人在卫生间内摔倒后无法重新独自站立起来的情况下，及时发出预警信号，通知工作人员及时进入卫生间查看，提供救治或帮助。

（5-2）当微处理器接收到的微波多普勒感应传感器发送的信号由高电平变为低电平时，此时启动静止计时，实时监测卫生间内的人体是否在活动，即此时微波多普勒感应传感器监测到在卫生间内的人体没有发生活动，且此时的红外传感器信号同样是无人遮挡；当静止计时的总时长达到了设定的静止总时长时，人体监测装置发出静止超时报警，及时通知工作人员进入卫生间查看，由于这种情况一般发生于有人在卫生间内晕倒或发病，失去了意识等紧急情况下，需要尽快进行急救，因此本实施例设定静止总时长为3分钟，该时长可以根据实际情况进行调整，较短的时长能够为病人争取更多的抢救时间。

（6）当微处理器接收到红外传感器发送的再次有人遮挡信号，且微波多普勒感应传感器发送的信号由高电平变为低电平，即人体再次穿过卫生间门，且卫生间内没有监测到有人体活动了，结合之前的步骤，则判断为人体离开卫生间。

（7）所述微处理器通过WIFI通信模块将人体在卫生间内的状态信息和预警、报警信息发送给中心服务器，便于中心服务器的工作人员及时掌握卫生间内的突发情况，从而能及时的通知附近工作人员及时进入异常的卫生间查看。

所述周期性间隔时序处理算法中，本实施例在高电平结束时设置高电平延时时间，该高电平延时时间为4s，以及在低电平初始时设置低电平闭锁时间，该低电平闭锁时间为1s，为卫生间内的非人体活动预留处理时间，有利于消除部分非人体活动因素的干扰，提高本发明的监测准确性。

本发明通过红外传感器对是否有人体进出卫生间实时监测，微波多普勒感应传感器灵敏度高，能准确的实时监测人体在卫生间内是处于活动状态还是静止状态，并通过微处理器将红外传感器和微波多普勒感应传感器的监测信号结合分析，从而准确判断人体在卫生间内的活动状态。而且微处理器能对人体在卫生间内的活动时间进行滞留计时，当滞留计时的时长达到设定的滞留总时长时，微处理器就会发出滞留超时的预警信号，并通过WIFI通信模块将预警信号发送给中心服务器，及时通知工作人员进入卫生间查看，从而可以对有人在卫生间摔倒后无法重新站立的情况进行及时的送医处理。微处理器还能对人体在卫生间内静止不动的状态进行静止计时，当静止计时的时长超过设定的静止总时长时，微处理器就会发出静止超时的报警信号，并通过WIFI通信模块将预警信号发送给中心服务器，通知工作人员尽快进入卫生间查看，这样就能对有人在卫生间内晕倒或发病失去意识的情况及时进行急救，以及及时的送医救治，为病人争取抢救时间。

而且，本发明综合了红外传感器和微波多普勒感应传感器两者的监测信号对人体在卫生间内的活动状态进行监测，监测准确性高，灵敏度强，能解决卫生间内潮湿、闷热环境下单传感器无法准确判断人体位置和人体活动状态的问题。不仅适用于各公共卫生间，还能用于各养老机构内以及一些独居老人家里或是家里有老人的家庭。

Claims (5)

1.一种基于复合传感器的卫生间人体监测方法，其特征在于步骤如下：

（1）在卫生间内设置包括红外传感器、微波多普勒感应传感器和微处理器的人体监测装置；

（2）所述红外传感器用于实时监测是否有人体遮挡红外激光，并将信号发送给微处理器，红外传感器采用时间比较算法公式L=V*t进行红外测距，式中L表示红外激光的运行距离，V表示红外激光的速度，t表示发射和接收红外激光的时间差；

（3）同时，所述微波多普勒感应传感器采用周期性间隔时序处理算法实时监测是否有人体移动，并将信号发送给微处理器，其中，当检测到人体移动时，微波多普勒感应传感器向微处理器发送高电平，当未检测到人体移动时，微波多普勒感应传感器向微处理器发送低电平；

（4）所述微处理器结合红外传感器和微波多普勒感应传感器的信号，按以下步骤分析人体在卫生间内的状态；

（4-1）当微处理器接收红外传感器一直发送的无人遮挡的信号，且微波多普勒感应传感器发送的是低电平，则判断卫生间处于无人状况；

（4-2）当微处理器接收到红外传感器发送的一次有人遮挡信号，且微波多普勒感应传感器发送的信号为高电平时，则判断为有人进入卫生间；

（5）微处理器对人体进入卫生间后按以下步骤分析；

（5-1）当微处理器接收到微波多普勒感应传感器发送的信号为高电平，启动滞留计时，实时监测卫生间内的人体是否在活动；当滞留计时的总时长超过了设定的滞留总时长时，人体监测装置发出滞留超时预警；

（5-2）当微处理器接收到的微波多普勒感应传感器发送的信号由高电平变为低电平时，此时启动静止计时，实时监测卫生间内的人体是否在活动；当静止计时的总时长达到了设定的静止总时长时，人体监测装置发出静止超时报警；

（6）当微处理器接收到红外传感器发送的再次有人遮挡信号，且微波多普勒感应传感器发送的信号由高电平变为低电平，则判断为人体离开卫生间；

（7）所述微处理器通过WIFI通信模块将人体在卫生间内的状态信息和预警信息发送给中心服务器。

2.根据权利要求1所述的基于复合传感器的卫生间人体监测方法，其特征在于：所述周期性间隔时序处理算法中，在高电平结束时设置高电平延时时间，以及在低电平初始时设置低电平闭锁时间。

3.根据权利要求2所述的基于复合传感器的卫生间人体监测方法，其特征在于：所述高电平延时时间为4s，低电平闭锁时间为1s。

4.根据权利要求1所述的基于复合传感器的卫生间人体监测方法，其特征在于：所述滞留总时长预设为30分钟。

5.根据权利要求1所述的基于复合传感器的卫生间人体监测方法，其特征在于：所述静止总时长预设为3分钟。

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