CN113356317A - 一种便器的冲洗控制方法、系统和小便斗 - Google Patents

Abstract

一种便器的冲洗控制方法、系统和小便斗，包括：1)通过毫米波感应模块持续检测人体距离信号；2)根据人体距离信号判断是否有人体进入有效感应区，若是，则判定为人体目标进入有效感应区，进入步骤3)；若否，回到步骤1)；3)判断持续检测到有效感应区内的人体距离信号的时间长度是否大于等于T1,若是，则判定为人体目标正在使用小便斗，进入步骤4)；否则，判断为无效目标，结束；4)判断持续检测不到有效感应区内人体距离信号的时间长度是否大于等于T2，若是，则判断为人体目标离开，开启冲水；若否，则判断为人体目标未离开，重复本步骤。本发明能够有效识别干扰目标，且能克服动态检测人体目标较长时间静止造成误冲现象。

Description

一种便器的冲洗控制方法、系统和小便斗

技术领域

本发明涉及卫浴领域，特别是指一种便器冲洗控制方法、系统和小便斗。

背景技术

现有的基于毫米波或者微波感应探头主要是利用多普勒原理对人体动作进行的动态感应检测。动态感应检测是利用多普勒现象，近距离检测人体靠近或远离动作、手势动作，还有人体小便时身体晃动的动作，再经过主控板程序算法将检测到人体动作后主动延迟一定时间(比如3s)作为人体依然在冲洗装置前使用确认时间的检测方式，从而判别是否有人在使用冲洗装置，然后检测不到人体有动作后，再控制冲洗阀的开关进行冲洗。

这种基于多普勒原理的微波动态感应方式过于敏感，若应用到小便斗上，有人走路经过前面的小便斗到后面的小便斗小便时，前面的小便斗容易因误感应到人体动作而误冲水，且当冲洗阀装置冲水时，流动的水流容易被微波感应模块误感应到而进行自激感应持续冲水。另外，由于人体在使用冲洗装置过程中有可能保持一定时间(大于设定延迟时间)静止不动，会导致感应不到人体动作造成误触发现象，若是主动延长人体动作后的确认时间(比如5s或者10s)，这必然导致人体使用完冲洗阀装置离开后，需要较长时间才进行自动冲水。若是人离开后的短时间立即有人继续使用，那冲洗阀装置就会一直感应判断为有人体使用而不冲水，直到最后一个人使用完等待人体离开动作再加确认时间后才冲水。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中采用多普勒原理对人体动作进行的动态感应检测过于敏感，容易因误感应产生误冲水或不冲水的缺陷，提出一种便器的冲洗控制方法、系统和小便斗。

本发明采用如下技术方案：

一种便器的冲洗控制方法，其特征在于：在便器上设置毫米波感应模块，并设定与毫米波感应模块距离为D的范围内为有效感应区，所述毫米波感应模块为采用超带宽FMCW调频的毫米波技术的感应模块，D的取值范围为D≤60cm。

还包括如下步骤：

1)通过毫米波感应模块持续检测人体距离信号；

2)根据人体距离信号S，判断是否满足S≤D，，若是，则判定为人体目标进入有效感应区，持续检测有效感应区内人体目标的人体距离信号，进入步骤3)；若否，则判断为人体未进入有效感应区，回到步骤1)；

3)判断持续检测到人体距离信号存在于有效感应区内的时间长度是否大于等于T1,T1为预设的第一阈值,若是，则判定为人体目标正在使用便器，进入步骤4)；否则，判断为无效目标，结束；

4)判断有效感应区内持续检测不到人体距离信号的时间长度是否大于等于T2，T2为预设的第二阈值，若是，则判断为人体目标离开，开启冲水；若否，则判断为人体目标未离开，重复本步骤。

步骤2)中，判断检测到的人体距离信号S是否满足，S≤D，若满足，则判断为人体目标进入有效感应区并记录检测到该人体距离信号的时间点t1，若否，则判断为人体未进入有效感应区。该步骤中，判断为人体目标进入有效感应区后，持续检测有效感应区内人体目标的人体距离信号并记录人体距离信号对应的时间点。

步骤3)具体为：判断在持续检测有效感应区内的人体距离信号的第一时间长度内，检测到人体距离信号并记录的最后一个时间点t2是否满足t2-t1≥T1，该第一时间长度大于等于T1，若是，则判定为人体目标正在使用便器，进入步骤4)，否则，判定为无效目标，结束。所述第一阈值T1取值范围为1s-4s。

步骤4)中，设定在有效感应区内最后一次检测到人体距离信号的时间点为t3，判断在之后持续检测有效感应区内人体距离信号的第二时间长度内，是否持续未检测到人体距离信号且判断未检测到人体距离信号的最后一个时间点t4是否满足t4-t3≥T2，该第二时间长度大于等于T2，若是，则判定为人体目标离开，开启冲水，若否则判定为人体目标未离开，重复本步骤。所述第二阈值T2取值范围为1s-4s。

一种便器的冲洗控制系统，包括主控制器和冲洗阀，其特征在于：还包括毫米波感应模块，该主控制器与冲洗阀和毫米波感应模块相连并执行上述的一种便器的冲洗控制方法。

一种小便斗，包括小便斗本体，其特征在于，该小便斗还设有上述的一种便器的冲洗控制系统，所述毫米波感应模块安装于小便斗本体背面。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明中，利用毫米波感应模块对人体目标精确测距，通过连续监测人体目标在有效感应区内的持续存在时间来判定人体正在使用小便斗，以及在有效感应区内连续检测不到人体目标一定时间则来判断冲洗时机，能够有效识别干扰目标，且能克服微波动态感应方式检测人体目标较长时间静止而造成的误冲现象。

2、本发明中，利用超带宽(2GHz带宽)的调频连续波提高对人体目标距离的精准测试，避免检测盲区过大，影响体验，且能根据人体距离信息来判定是否进入有效感应区内。

3、本发明中，通过记录的时间点t2、t1进行计算判断持续检测到有效感应区内的人体距离信号的时间长度是否满足要求，通过记录的时间点t3、t4进行计算判断判断持续检测不到有效感应区内人体距离信号的时间长度是否满足要求，判断方式简单、可靠，且能有效避免微波动态感应方式因水流造成的误感应而自激持续冲水的情况。

附图说明

图1为小便斗示意图；

图2为毫米波感应模块安装位置图；

图3为本发明方法流程图；

图4为本发明系统图。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述；

其中：10、小便斗本体，11、出水口，12、下水口，20、毫米波感应模块、30、冲洗阀、40、电源模块，50、主控制器。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

本发明中，对于术语“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。对于描述中，采用了“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。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。

一种便器的冲洗控制方法，在便器上设置毫米波感应模块20，并设定与毫米波感应模块20距离为D的范围内为有效感应区。该毫米波感应模块20是利用超带宽FMCW调频毫米波技术测距原理来检测人体距离信号，例如超带宽为2GHz，检测精度是±5cm；或者也可采用窄带宽毫米波感应技术，例如250MHz，检测精度是±10cm。在毫米波感应模块20的感应区域内，可连续精确检测到人体与毫米波感应模块20之间的距离信息。

其中，有效感应区是指与毫米波感应模块20的距离小于等于D的区域，该D的取值可根据实际使用条件而设定，其可设定D≤60cm，优选为40cm-60cm，例如50cm。该有效区域可小于等于毫米波感应模块20的感应区域。

参见图3，本发明的控制方法，具体还包括如下步骤：

1)通过毫米波感应模块20持续检测人体距离信号，即毫米波感应模块20可检测是否有人进入其感应区域内，若检测到人体距离信号，则代表有人进入其感应区域。

2)根据人体距离信号判断是否有人体进入有效感应区，若是，则判定为人体目标进入有效感应区，代表该人体目标可能有使用便器的意向，持续检测有效感应区内人体目标的人体距离信号，进入步骤3)；若否，则判断为人体未进入有效感应区，代表人体目标没有使用便器的意向，回到步骤1)。

该步骤中，可通过判断检测到的人体距离信号S是否满足S≤D来判断是否有人体进入有效感应区，若满足，则判断为人体目标进入有效感应区并记录检测到该人体距离信号的时间点t1，若否，则判断为人体未进入有效感应区，回到步骤1)。

进一步的，在判断为人体目标进入有效感应区后，持续检测有效感应区内人体目标的人体距离信号并记录人体距离信号对应的时间点，即对于检测到的在有效感应区内的每一个人体距离信号记录有对应的时间点。

3)判断有效感应区内，持续检测到人体距离信号的时间长度是否大于等于T1，T1为预设的第一阈值，若是，则判定为人体目标正在使用便器，进入步骤4)；否则，判断为无效目标，代表人体目标没有使用便器的意向，结束。其中，T1的取值范围可根据使用条件设定，例如可为1s-4s，优选为2s。

该步骤具体为：判断在持续检测有效感应区内的人体距离信号的第一时间长度内，检测到人体距离信号并记录的最后一个时间点t2是否满足t2-t1≥T1，该第一时间长度大于等于T1，若是，则判定为人体目标正在使用便器，进入步骤4)，否则，判定为无效目标，结束。该步骤能识别干扰目标，例如经过的人或动物，避免误触发问题。

该步骤中，通过时间点t1、t2的差值来计算人体距离信号存在于有效感应区内的时间长度，时间点t1也可设定成判断为人体目标进入有效感应区后的下一个时间点，时间点t2也可设成第一时间长度内，检测到人体距离信号的最后一个时间点的下一时间点。时间点t1、t2的选择还可根据第一阈值T1的大小进行调整，不限于此。

4)判断有效感应区内，持续检测不到人体距离信号的时间长度是否大于等于T2，T2为预设的第二阈值，若是，则判断为人体目标离开，开启冲水；若否，则判断为人体目标未离开，代表存在毫米波本书数据丢失或信号太弱，重复本步骤。其中，T2的取值范围可根据使用条件设定，例如可为1s-4s，优选为3s。

该步骤中，设定在有效感应区内最后一次检测到人体距离信号的时间点为t3，判断在之后持续检测有效感应区内人体距离信号的第二时间长度内，是否持续未检测到人体距离信号且判断未检测到人体距离信号的最后一个时间点t4是否满足t4-t3≥T2，该第二时间长度大于等于T2，若是，则判定为人体目标离开，开启冲水，结束；若否，代表在该时间长度内可能检测到人体距离信号，或者因为毫米波感应模块本身数据丢失或信号太弱检测不到人体目标，或者检测不到人体距离信号的时间长度小于T2，则判定为人体目标未离开，重复本步骤。

该步骤中，通过时间点t3、t4的差值来计算有效感应区内，持续检测不到人体距离信号的时间长度，时间点t3也可设定成在有效感应区内最后一次检测到人体距离信号的下一时间点，也即第一次未检测到人体距离信号的时间点。时间点t4可设定成第二时间长度内未检测到人体距离信号的最后一个时间点的下一时间点。时间点t3、t4的选择还可根据第二阈值T2的大小进行调整，不限于此。

基于此，参见图4，本发明还提出一种便器的冲洗控制系统，包括主控制器50、冲洗阀30和毫米波感应模块20。该毫米波感应模块20用于检测人体距离信息，该冲洗阀30可为电磁阀等常见电控阀，用于控制开启或关闭冲水。该主控制器50与冲洗阀30和毫米波感应模块20相连，其可接收来自毫米波感应模块20的人体距离信息，并执行上述的小便斗的冲洗控制方法来控制冲洗阀30的状态。该冲洗控制系统还包括电源模块40，该电源模块40与主控制器50相连以供电，该电源模块40可采用电源适配器用于接入外部电源。

本发明的方法和系统，可应用于常见的智能马桶或小便斗中，应用于智能马桶时，该控制方法可应用于智能马桶中，开盖、开圈判断后，某一冲洗功能的控制，例如常规冲洗或臀洗或妇洗等。

参见图1、图2，本发明还提出一种小便斗，包括小便斗本体10和上述的一种小便斗的冲洗控制系统，毫米波感应模块20安装于小便斗本体10背面，应用持续检测人体距离信号。

其中，小便斗本体10设有出水口11、下水口12等常规结构，该出水口11设置于小便斗本体靠近顶部中央位置，其可向下出水冲刷小便斗本体壁面，该小水口12位于小便斗本体靠近底部位置，用于排水。毫米波感应模块20可安装于小便斗本体10背面靠近顶部位置，其正面无需开窗。该小便斗本体10应用上述的便器的冲洗控制方法控制开启或关闭冲洗。其中，当小便斗的控制器根据毫米波感应模块20检测到的人体距离信号，判定为人体目标进入有效感应区，且在有效感应区内，持续检测到人体距离信号的时间长度大于等于T1，则判定为人体目标正在使用小便斗；之后，在有效感应区，当控制器判断得到毫米波感应模块20持续检测不到人体距离信号的时间长度大于等于T2，则判定为人体目标离开，控制冲洗阀30打开开启冲水。

本发明的方法、系统和小便斗，能克服动态检测因人体目标较长时间静止造成误冲现象。采用连续检测有效感应区的人体目标，当持续检测检测到人体目标存在有效感应区内一定时间T2(这里假设为3s)，则判定为人使用完小便斗离开了，否则判定为正在使用小便斗。这样人体目标离开3s后小便斗就自动冲水，不影响后续人使用。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种便器的冲洗控制方法，其特征在于：在便器上设置毫米波感应模块，并设定与毫米波感应模块距离为D的范围内为有效感应区，还包括如下步骤：

1)通过毫米波感应模块持续检测人体距离信号；

2)根据人体距离信号S，判断是否满足S≤D，，若是，则判定为人体目标进入有效感应区，持续检测有效感应区内人体目标的人体距离信号，进入步骤3)；若否，则判断为人体未进入有效感应区，回到步骤1)；

3)判断持续检测到人体距离信号存在于有效感应区内的时间长度是否大于等于T1,T1为预设的第一阈值,若是，则判定为人体目标正在使用便器，进入步骤4)；否则，判断为无效目标，结束；

4)判断有效感应区内持续检测不到人体距离信号的时间长度是否大于等于T2，T2为预设的第二阈值，若是，则判断为人体目标离开，开启冲水；若否，则判断为人体目标未离开，重复本步骤。

2.如权利要求1所述的一种便器的冲洗控制方法，其特征在于：步骤2)中，判断检测到的人体距离信号S是否满足，S≤D，若满足，则判断为人体目标进入有效感应区并记录检测到该人体距离信号的时间点t1，若否，则判断为人体未进入有效感应区。

3.如权利要求2所述的一种便器的冲洗控制方法，其特征在于：步骤2)中，判断为人体目标进入有效感应区后，持续检测有效感应区内人体目标的人体距离信号并记录人体距离信号对应的时间点。

4.如权利要求3所述的一种便器的冲洗控制方法，其特征在于：步骤3)具体为：判断在持续检测有效感应区内的人体距离信号的第一时间长度内，检测到人体距离信号并记录的最后一个时间点t2是否满足t2-t1≥T1，该第一时间长度大于等于T1，若是，则判定为人体目标正在使用便器，进入步骤4)，否则，判定为无效目标，结束。

5.如权利要求1所述的一种便器的冲洗控制方法，其特征在于：步骤4)中，设定在有效感应区内最后一次检测到人体距离信号的时间点为t3，判断在之后持续检测有效感应区内人体距离信号的第二时间长度内，是否持续未检测到人体距离信号且判断未检测到人体距离信号的最后一个时间点t4是否满足t4-t3≥T2，该第二时间长度大于等于T2，若是，则判定为人体目标离开，开启冲水，若否则判定为人体目标未离开，重复本步骤。

6.如权利要求1所述的一种便器的冲洗控制方法，其特征在于：所述第一阈值T1取值范围为1s-4s。

7.如权利要求1所述的一种便器的冲洗控制方法，其特征在于：所述第二阈值T2取值范围为1s-4s。

8.如权利要求1所述的一种便器的冲洗控制方法，其特征在于：所述毫米波感应模块为采用超带宽FMCW调频的毫米波技术的感应模块，所述D的取值范围为D≤60cm。

9.一种便器的冲洗控制系统，包括主控制器和冲洗阀，其特征在于：还包括毫米波感应模块，该主控制器与冲洗阀和毫米波感应模块相连并执行权利要求1至8中任一项所述的一种便器的冲洗控制方法。

10.一种小便斗，包括小便斗本体，其特征在于，该小便斗还设有权利要求9所述的一种便器的冲洗控制系统，所述毫米波感应模块安装于小便斗本体背面。

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