发明内容
本公开提出了一种控制装置及方法、系统、计算机可读存储介质,用以至少解决以上安全性不足的问题。
第一方面,本公开提供了一种控制装置,应用于智能设备,所述智能设备包括第一本体、第二本体和可伸缩部件,所述第一本体通过所述可伸缩部件与所述第二本体连接,所述第一本体能够相对于所述第二本体转动,所述控制装置包括:检测器,用于检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差;其中,所述第二电路分支上设置有电阻应变片,所述桥式电路位于所述第一本体或所述第二本体上;处理器,用于根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,所述电阻应变片的阻值大小跟随所述可伸缩部件的伸缩而变化;根据所述电阻应变片的阻值,确定所述可伸缩部件的拉伸长度;根据所述拉伸长度确定所述智能设备的开合角度,所述开合角度用于表征所述第一本体相对于所述第二本体的角度;控制器,用于根据所述开合角度控制牵引设备对所述第一本体的牵引,以使所述开合角度达到目标开合角度值,其中,所述牵引设备与所述第一本体连接。
在一种可能的实施方式中,所述检测器,用于:对所述第一电路分支中第一电阻和第二电阻中间的所述第一位置点的电压进行检测,得到第一电压值;对所述第二电路分支中电阻应变片和第三电阻中间的所述第二位置点的电压进行检测,得到第二电压值;根据所述第一电压值和所述第二电压值得到所述第一位置点与所述第二位置点的电压差。
在一种可能的实施方式中,所述处理器,用于:在所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻均与所述电阻应变片未发生形变时的阻值相同的情况下,采用公式Rs=(2×VCC×Rn)/(2×∆V+VCC)−Rn确定所述电阻应变片的阻值,其中,Rs为所述电阻应变片发生形变时的阻值,Rn为所述电阻应变片未发生形变时的阻值,VCC为接入所述桥式电路的电源电压,∆V为所述第一位置点与所述第二位置点的电压差。
在一种可能的实施方式中,所述处理器,用于:在所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻至少之一与所述电阻应变片未发生形变时的阻值不相同的情况下,根据接入所述桥式电路的电源电压、所述第一电阻的阻值、所述第二电阻的阻值、所述第三电阻的阻值以及所述第一位置点与所述第二位置点的电压差,确定所述电阻应变片的阻值。
在一种可能的实施方式中,所述处理器,用于:在所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻均与所述电阻应变片未发生形变时的阻值相同的情况下,根据公式X=(2×b×VCC×Rn)/(2∆V+VCC)−b×Rn计算所述可伸缩部件的拉伸长度;其中,X为所述可伸缩部件的拉伸长度,VCC为接入所述桥式电路的电源电压,Rn为所述电阻应变片未发生形变时的阻值,∆V为所述第一位置点与所述第二位置点的电压差;其中,b=a/k,a为所述电阻应变片的应变系数,k为所述可伸缩部件的弹性系数。
在一种可能的实施方式中,所述处理器,用于:在所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻至少之一与所述电阻应变片未发生形变时的阻值不相同的情况下,根据公式X=b×Rs计算可伸缩部件的拉伸长度;其中,X为所述可伸缩部件的拉伸长度,Rs为所述电阻应变片发生形变时的阻值,其中,b=a/k,a为所述电阻应变片的应变系数,k为所述可伸缩部件的弹性系数。
在一种可能的实施方式中,所述检测器,还用于对所述第一位置点与所述第二位置点的电压差进行放大处理,得到经放大处理后的电压差;所述处理器,还用于根据所述经放大处理后的电压差确定所述电阻应变片的阻值。
在一种可能的实施方式中,所述检测器,还用于:分别滤除所述第一位置点和所述第二位置点的电压信号中的高频分量;和/或,分别滤除所述第一位置点和所述第二位置点的电压信号中的差模干扰信号。
在一种可能的实施方式中,所述控制装置还包括:预处理器,用于预先确定所述可伸缩部件的目标拉伸长度与所述智能设备的目标开合角度之间的线性关系;所述处理器,还用于基于所述线性关系以及所述可伸缩部件的拉伸长度确定所述智能设备的开合角度。
在一种可能的实施方式中,所述预处理器,用于:确定所述智能设备的最大开合角度;确定在所述智能设备的开合角度为所述最大开合角度时所述可伸缩部件的最大拉伸长度;确定在所述智能设备的开合角度为0时所述可伸缩部件的初始拉伸长度;根据所述初始拉伸长度、所述最大开合角度以及所述最大拉伸长度,得到所述可伸缩部件的目标拉伸长度与所述智能设备的目标开合角度的线性关系。
在一种可能的实施方式中,所述控制装置还包括:提示器,用于在所述开合角度不为0的时间超出预设时间阈值时,发出告警信息,所述告警信息用于提示所述智能设备的开合角度不为0。
在一种可能的实施方式中,所述控制器,还用于:根据所述开合角度生成控制指令;向牵引设备发送所述控制指令以使所述牵引设备根据所述控制指令完成对所述第一本体的牵引。
在一种可能的实施方式中,所述电阻应变片通过粘贴方式与弹性元件结合,所述弹性元件的一端包裹所述可伸缩部件的顶端固定件,所述弹性元件的另一端固定在所述第一本体或所述第二本体上。
在一种可能的实施方式中,所述桥式电路包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂,且所述第一桥臂上设置有第一电阻、所述第二桥臂上设置有第二电阻,所述第三桥臂上设置有第三电阻,所述第四桥臂上设置有所述电阻应变片;所述第一桥臂和所述第二桥臂组成所述第一电路分支,所述第三桥臂与所述第四桥臂组成所述第二电路分支,所述第一电路分支的一端接电源,所述第一电路分支的另一端接地;所述第二电路分支的一端接电源,所述第二电路分支的另一端接地;所述电阻应变片的一端与电源连接,所述电阻应变片的另一端与所述第三电阻连接。
第二方面,本公开提供了一种控制方法,应用于智能设备,所述智能设备包括第一本体、第二本体和可伸缩部件,所述第一本体通过所述可伸缩部件与所述第二本体连接,所述第一本体能够相对于所述第二本体转动,所述方法包括:检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差;其中,所述第二电路分支上设置有电阻应变片,所述桥式电路位于所述第一本体或所述第二本体上;根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,所述电阻应变片的阻值大小跟随所述可伸缩部件的伸缩而变化;根据所述电阻应变片的阻值,确定所述可伸缩部件的拉伸长度;根据所述拉伸长度确定所述智能设备的开合角度,所述开合角度用于表征所述第一本体相对于所述第二本体的角度;根据所述开合角度控制对所述第一本体的牵引,以使所述开合角度达到目标开合角度值。
在一种可能的实施方式中,检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差,包括:对所述第一电路分支中第一电阻和第二电阻中间的所述第一位置点的电压进行检测,得到第一电压值;对所述第二电路分支中电阻应变片和第三电阻中间的所述第二位置点的电压进行检测,得到第二电压值;根据所述第一电压值和所述第二电压值得到所述第一位置点与所述第二位置点的电压差。
在一种可能的实施方式中,所述根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,包括:在所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻均与所述电阻应变片未发生形变时的阻值相同的情况下,采用公式Rs=(2×VCC×Rn)/(2×∆V+VCC)−Rn确定所述电阻应变片的阻值,其中,Rs为所述电阻应变片发生形变时的阻值,Rn为所述电阻应变片未发生形变时的阻值,VCC为接入所述桥式电路的电源电压,∆V为所述第一位置点与所述第二位置点的电压差。
在一种可能的实施方式中,所述根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,包括:在所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻至少之一与所述电阻应变片未发生形变时的阻值不相同的情况下,根据接入所述桥式电路的电源电压、所述第一电阻的阻值、所述第二电阻的阻值、所述第三电阻的阻值以及所述第一位置点与所述第二位置点的电压差,确定所述电阻应变片的阻值。
在一种可能的实施方式中,所述根据所述电阻应变片的阻值,确定所述可伸缩部件的拉伸长度,包括:在所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻均与所述电阻应变片未发生形变时的阻值相同的情况下,根据公式X=(2×b×VCC×Rn)/(2∆V+VCC)−b×Rn计算所述可伸缩部件的拉伸长度;其中,X为所述可伸缩部件的拉伸长度,VCC为接入所述桥式电路的电源电压,Rn为所述电阻应变片未发生形变时的阻值,∆V为所述第一位置点与所述第二位置点的电压差;其中,b=a/k,a为所述电阻应变片的应变系数,k为所述可伸缩部件的弹性系数。
在一种可能的实施方式中,所述根据所述电阻应变片的阻值,确定所述可伸缩部件的拉伸长度,包括:在所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻至少之一与所述电阻应变片未发生形变时的阻值不相同的情况下,根据公式X=b×Rs计算可伸缩部件的拉伸长度;其中,X为所述可伸缩部件的拉伸长度,Rs为所述电阻应变片发生形变时的阻值,其中,b=a/k,a为所述电阻应变片的应变系数,k为所述可伸缩部件的弹性系数。
在一种可能的实施方式中,所述方法还包括:对所述第一位置点与所述第二位置点的电压差进行放大处理;其中,所述根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,包括:根据经放大处理后的电压差确定所述电阻应变片的阻值。
在一种可能的实施方式中,所述方法还包括:分别滤除所述第一位置点和所述第二位置点的电压信号中的高频分量;和/或,分别滤除所述第一位置点和所述第二位置点的电压信号中的差模干扰信号。
在一种可能的实施方式中,所述方法还包括:预先确定所述可伸缩部件的目标拉伸长度与所述智能设备的目标开合角度之间的线性关系;所述根据所述拉伸长度确定所述智能设备的开合角度,包括:基于所述线性关系以及所述可伸缩部件的拉伸长度确定所述智能设备的开合角度。
在一种可能的实施方式中,所述预先确定所述可伸缩部件的目标拉伸长度与所述智能设备的目标开合角度之间的线性关系,包括:确定所述智能设备的最大开合角度;确定在所述智能设备的开合角度为所述最大开合角度时所述可伸缩部件的最大拉伸长度;确定在所述智能设备的开合角度为0时所述可伸缩部件的初始拉伸长度;根据所述初始拉伸长度、所述最大开合角度以及所述最大拉伸长度,得到所述可伸缩部件的目标拉伸长度与所述智能设备的目标开合角度的线性关系。
在一种可能的实施方式中,所述方法还包括:在所述开合角度不为0的时间超出预设时间阈值时,发出告警信息,所述告警信息用于提示所述智能设备的开合角度不为0。
在一种可能的实施方式中,所述方法还包括:根据所述开合角度生成控制指令;向牵引设备发送所述控制指令以使所述牵引设备根据所述控制指令完成对所述第一本体的牵引。
第三方面,本公开提供了一种控制系统,包括:智能设备,其中,所述智能设备包括第一本体、第二本体和可伸缩部件,所述第一本体通过所述可伸缩部件与所述第二本体连接,所述第一本体能够相对于所述第二本体转动;所述第一本体或所述第二本体上设置有桥式电路,所述桥式电路包括第一电路分支和第二电路分支,所述第二电路分支上设置有电阻应变片;控制装置,与所述智能设备连接,用于检测所述桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差;根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,所述电阻应变片的阻值大小跟随所述可伸缩部件的伸缩而变化;根据所述电阻应变片的阻值,确定所述可伸缩部件的拉伸长度;根据所述拉伸长度确定所述智能设备的开合角度,所述开合角度用于表征所述第一本体相对于所述第二本体的角度;根据所述开合角度生成控制指令;牵引设备,分别与所述智能设备和所述控制装置连接,用于根据所述控制指令完成对所述第一本体的牵引,以使所述开合角度达到目标开合角度值。
第四方面,本公开提供了一种计算机可读存储介质,其存储有计算机指令,当所述计算机指令在计算机上运行时,使得所述计算机执行上述第二方面所提供的方法。
本公开提供的技术方案至少包括以下有益效果:通过采用以上实施例提供的方案,通过检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差;再根据电压差确定所述电阻应变片的阻值;进而根据所述电阻应变片的阻值,确定可伸缩部件的拉伸长度;最后根据所述可伸缩部件的拉伸长度确定智能设备的开合角度。这样,避免因开合状态检测不准确而导致不必要事件的发生,提高了安全性;另外,根据开合角度控制牵引设备对第一本体的牵引,能够使智能设备的开合角度达到目标开合角度值,提高了控制精度。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明,本公开的其它特征及方面将变得清楚。
具体实施方式
下面将参考附图对本公开作进一步地详细描述。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
另外,为了更好的说明本公开,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本公开同样可以实施。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路等未作详细描述,以便于凸显本公开的主旨。
相关技术中,在智能家居场景中,可能包括智能柜、智能保险箱、智能抽屉、智能门、智能窗等智能设备。这类智能设备一般都包括至少两部分,若我们将这两部分分别记为第一本体和第二本体,那么,第一本体相对于第二本体是能够开合的,当第一本体相对于第二本体处于打开状态时,用户可向智能柜或智能保险箱等智能设备投放物品或从这类智能设备取出物品;当第一本体相对于第二本体处于打开状态时,能够通过智能窗等智能设备引入光线或通风换气;当第一本体相对于第二本体处于打开状态时,能够使用户通过智能门等智能设备进入或走出房间。然而,无论哪种智能设备,一旦开合状态检测出现问题,将导致智能设备的安全性严重下降,引发安全隐患。
为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个问题,本公开提出了应用于智能设备的控制装置及方法、系统、存储介质,其中,智能设备包括第一本体、第二本体和可伸缩部件,所述第一本体通过所述可伸缩部件与所述第二本体连接,所述第一本体能够相对于所述第二本体转动。如图1所示,控制装置,包括:检测器110,用于检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差;其中,所述第二电路分支上设置有电阻应变片,所述桥式电路位于所述第一本体或所述第二本体上;处理器120,用于根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,所述电阻应变片的阻值大小跟随所述可伸缩部件的伸缩而变化;根据所述电阻应变片的阻值,确定所述可伸缩部件的拉伸长度;根据所述拉伸长度确定所述智能设备的开合角度,所述开合角度用于表征所述第一本体相对于所述第二本体的角度;控制器130,用于根据所述开合角度控制牵引设备对所述第一本体的牵引,以使所述开合角度达到目标开合角度值,其中,所述牵引设备与所述第一本体连接。在一些实施方式中,如图2所示,所述控制装置还可包括:预处理器140,用于预先确定所述可伸缩部件的目标拉伸长度与所述智能设备的目标开合角度之间的线性关系;所述处理器120,还用于基于所述线性关系以及所述拉伸长度确定所述智能设备的开合角度。在一些实施方式中,如图2所示,所述控制装置还可包括:提示器150,用于在所述开合角度不为0的时间超出预设时间阈值时,发出告警信息,所述告警信息用于提示所述智能设备的开合角度不为0。实际应用中,所述检测器110可由检测电路实现。所述处理器120、控制器130、预处理器140可由中央处理器(CPU,Central Processing Unit)、微处理器(MPU,Micro Processor Unit)、数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor)或现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)等实现。所述提示器150可由报警器或具有报警功能的设备实现。另外,还可以根据检测器110、处理器120、控制器130、预处理器140和报警器150的功能,分别对检测器110、处理器120、控制器130、预处理器140和报警器150进行单元划分,具体如何划分将在后文进行详细描述,在此不再赘述。利用本公开的实施方式的技术方案,至少能够提高智能设备的开合状态的检测精度,避免因开合状态检测不准确而导致不必要事件的发生,提高了安全性;另外,根据开合角度控制牵引设备对第一本体的牵引,能够使智能设备的开合角度达到目标开合角度值,提高了控制精度。具体执行开合角度检测以及基于开合角度对智能设备进行控制的处理逻辑,还可以由独立于智能设备的芯片或者是智能设备中的控制器如微控制器(Microcontroller Unit,MCU)执行。
在介绍了本公开的基本原理之后,下面具体介绍本公开的各种非限制性实施方式。
为了有效保护从第一本体到第二本体之间的线体,该线体用于为整个智能设备供电,如图3所示,我们将线体穿过可伸缩部件,以便通过可伸缩部件实现对线体的保护。当智能设备打开时,即第一本体相对于第二本体的开合角度由0逐渐增大的过程中,可伸缩部件被拉伸;当智能设备关闭时,即第一本体相对于第二本体的开合角度逐渐减小的过程中,可伸缩部件被压缩。这里,需要说明的是,相对于第一本体相对于第二本体的开合角度为0时可伸缩部件的长度而言,在第一本体相对于第二本体的开合角度逐渐减小的过程中,可伸缩部件虽被压缩但仍处于拉伸状态,只是拉伸长度逐渐较小而已。
为了更好地对智能设备进行控制,需要先检测智能设备的开合角度,本公开给出了一种桥式电路,如图4所示,该桥式电路包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂,且第一桥臂上设置有第一电阻RH1、第二桥臂上设置有第二电阻RH2,第三桥臂上设置有第三电阻RH3,第四桥臂上设置有电阻应变片RH4;第一桥臂和第二桥臂组成第一电路分支,第三桥臂与第四桥臂组成第二电路分支;第一电路分支的一端接电源,另一端接地;第二电路分支的一端接电源,另一端接地;电阻应变片RH4的一端与电源连接,电阻应变片RH4的另一端与第三电阻RH3连接。
其中,电阻应变片可以是由金属丝如康铜丝或镍铜丝等绕成栅状,或者用很薄的金属腐蚀成栅状,然后将其夹在两层绝缘薄片中制成的。
为了更好地保护电阻应变片,将电阻应变片通过粘贴方式与弹性元件结合,生成应变片传感器。实际应用中,在智能设备上,可伸缩部件的两端分别设置有顶端固定件,可伸缩部件的一端连接第一本体,另一端连接第二本体;因为只需安装一个应变片传感器,根据布线需求选择将该应变片传感器安装在第一本体或第二本体上。为了便于布线,一般电阻应变片安装在和其他控制电路相同的一侧,即:如果其他控制电路在第一本体上,则应变片传感器固定于第一本体侧;如果其他控制电路在第二本体端,则应变片传感器安装在第二本体端。确定安装位置后,该应变片传感器的弹性元件的一端包裹位于该安装位置侧的可伸缩部件的顶端固定件,另一端通过螺丝固定在该安装位置所在第一本体或第二本体上,如此,既能使电阻应变片感应到来自可伸缩部件的外力的变化,又能使电阻应变片得到弹性元件的保护。本公开通过将电阻应变片与弹性元件相结合,将用于保护为整个智能设备或控制系统供电的线体的可伸缩部件这一原本的结构件,转化成带有电学特性的电子结构件,又可以取消门磁的使用,并解决门磁检测开合角度的弊端;同时,简化了系统内部布线,提高了检测可靠性,降低了系统成本。
图5示出了可伸缩部件与电阻应变片及弹性元件的位置关系示意图,如图5所示,弹性元件的一端包裹可伸缩部件的顶端固定件,弹性元件的另一端固定在该顶端固定件所在的第一本体或者第二本体上。电阻应变片引出两根引线,一根引线与接入桥式电路的电源连接,另一根引线与第三电阻连接。
需要说明的是,本公开不对弹性元件的材质进行强制性限定,比如,弹性元件为钢片或其他合金材质等。当弹性元件受力发生形变时,电阻应变片跟着受力,其金属丝也会发生形变。电阻应变片电阻计算公式为R=ρ×(L/S),其中ρ为电阻率,L为金属丝的长度,S为金属丝的截面积。当电阻应变片受外力伸张时,电阻应变片金属丝长度增加,截面积减小,电阻值增加;当电阻应变片受外力缩短时,电阻应变片金属丝长度减小,截面积增大,电阻值减小。这时,电阻应变片将力学转化为电阻的变化量进行输出。电阻应变片的受力为:F=a×R,其中a为应变系数,R为应变片的电阻值。由于力的作用是相互的,可伸缩部件受到的拉力和应变片受到的拉力大小相等,方向相反。这样,我们就把需要知道可伸缩部件拉伸长度(或伸缩量)X的值,转化为求解可伸缩部件受力的问题,即X=F/k,而F=a×R,故X=(a/k)×R,其中a和k都是常数,我们将a/k用常数b代替,就可以将X=(a/k)×R写成X=b×R,这样就将求解力的问题转化为求解电阻应变片阻值的问题。其中,a为应变系数,k为可伸缩部件的弹性系数。
图6示出了一种测量电压差电路的示意图,如图6所示,RH1、RH2、RH3和RH4共同构成了桥式电路,该电路主要用来精确测量桥臂上的电阻的阻值。由于需要搭配其他电路系统共同构成控制系统,而其他电路系统不可避免的对桥式电路产生一些干扰信号,为了滤除干扰信号对测试结果的影响,采用R1和C1组成RC低通滤波器,滤除a点的电压信号中的高频分量;采用R2和C2组成RC低通滤波器,滤除b点的电压信号中的高频分量,R1和R2的阻值相同,C1和C2的容值相同,C3和C4用于滤除a,b两点电压信号中的差模干扰信号,组成滤波器的截止频率为f0=1/(2×π×R1×C1)。
实际应用中,a、b两点的采样电压信号采用差分走线的方式连接到智能设备的控制器如MCU,假设干扰信号电压为Vo,则干扰信号会叠加到对a点采样的信号电压上,电压值为Va+Vo;同样,干扰信号会叠加到对b点采样的信号电压上,电压值为Vb+Vo;那么,∆V=(Va+Vo)−(Vb+Vo)=Va−Vb,因此,采用差分电路的方式,可进一步排除干扰信号对检测信号的影响。
由于RH4阻值变化量比较小,则ΔV的变化量也比较小,因此为了更好地读取ΔV,可对ΔV的信号进行放大。若可伸缩部件工作在拉伸状态,则RH4的阻值Rs始终大于Rn,故Va始终大于Vb。由于单片机能够处理的电压信号都是正电压,所以为保证所采样的信号ΔV始终为正电压,故将AIN0接到MCU内部运算放大器的同相输入端,AIN1接到MCU内部运算放大器的反向输入端。这样,单片机能够采样到的电压为V=g×ΔV,g为单片机设定增益。
为了MCU的通用性,也可以通过在MCU外部外挂专用带运算放大器的检测芯片,经过专用检测芯片测量和放大后,通过数字接口连接到MCU,这样MCU只需要读取专用检测芯片的输出数字信号,就能获取ΔV的电压值。图7示出了另一测量电压差电路的示意图,如图7所示,MCU_DAT和MCU_CLK为连接到MCU的数字串行接口,通过这个数字串行接口读取经过放大后的电压值V,V=g×∆V,其中,g为芯片HX712的放大增益,电路中C5为芯片HX712的滤波电容。这样,就可以使用任意带有模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)检测功能的MCU对信号进行采样。
基于上述桥式电路、检测电路和应变片传感器,下面就如何检测智能设备的开合角度以及如何基于检测到的开合角度对智能设备执行控制进行详细描述。
需要说明的是,在以下各个实施例中,智能设备的第一本体与第二本体之间通过可伸缩部件连接,即可伸缩部件的一端连接第一本体,另一端连接第二本体,为整个智能设备供电的线体通过可伸缩部件从第二本体进入第一本体;智能设备采用设置有电阻应变片的桥式电路,且桥式电路中电阻应变片以应变片传感器的形式安装于智能设备的第一本体或第二本体上;智能设备的开合角度用于表征第一本体相对于第二本体的角度。本公开不对可伸缩部件进行限定,可伸缩部件包括但不限于弹簧管或弹簧环。
图8为根据本公开一个实施例的智能设备的控制方法的流程图,所述智能设备包括第一本体、第二本体和可伸缩部件,所述第一本体通过所述可伸缩部件与所述第二本体连接,所述第一本体能够相对于所述第二本体转动,所述可伸缩部件包括但不限于弹簧管或弹簧环,为整个智能设备供电的线体通过可伸缩部件从所述第二本体进入所述第一本体。该方法包括:
S801,检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差;其中,所述第二电路分支上设置有电阻应变片,所述桥式电路位于智能设备的第一本体或第二本体上;
S802,根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,所述电阻应变片的阻值大小跟随所述可伸缩部件的伸缩而变化;
S803,根据所述电阻应变片的阻值,确定可伸缩部件的拉伸长度;
S804,根据所述拉伸长度确定所述智能设备的开合角度,所述开合角度用于表征所述第一本体相对于所述第二本体的角度;
S805,根据所述开合角度控制牵引设备对第一本体的牵引,以使所述开合角度达到目标开合角度值。
其中,第一位置点可以是第一电路分支中第一电阻与第二电阻之间的任意一点。比如,可以是第一电路分支上靠近第一电阻的一点。又比如,可以是第一电路分支上靠近第二电阻的一点。再比如,可以是第一电路分支上第一电阻和第二电阻的中点。为减少引线电阻对电路的影响,第一位置点可以是第一电路分支中第一电阻与第二电阻之间的中点。
同理,第二位置点可以是第二电路分支中电阻应变片与第三电阻之间的任意一点。比如,可以是靠近第二电路分支上电阻应变片的线路上的一点。又比如,可以是第二电路分支上靠近第三电阻的一点。再比如,可以是第二电路分支上电阻应变片和第三电阻的中点。为减少引线电阻对电路的影响,第二位置点可以是第二电路分支中电阻应变片与第三电阻之间的中点。
其中,可伸缩部件的拉伸长度可以理解为可伸缩部件的形变量,可伸缩部件的拉伸长度是相对于智能设备处于闭合状态下的可伸缩部件的长度而言的。
其中,本公开不对可伸缩部件的弹力系数进行强制性限定,只要求可伸缩部件有足够的形变量,在整个智能设备的开合最大角度范围内,可伸缩部件能够满足F=k×X的线性关系。其中,F为可伸缩部件的弹力,k为可伸缩部件的弹性系数,X为可伸缩部件的拉伸长度。
对于一个成品的可伸缩部件,其弹性系数为固定值,故为已知物理量。用可伸缩部件的拉伸长度对应智能设备的开合角度,比如智能设备在关闭状态,可伸缩部件的拉伸长度为X1,此时智能设备的第一本体和第二本体的夹角为0度;当可伸缩部件的拉伸长度为X2时,此时智能设备的第一本体和第二本体的夹角为10度,智能设备的开合角度越大,可伸缩部件的拉伸长度越大,这样就可以根据可伸缩部件的拉伸长度标定出智能设备的不同开合角度。由于当智能设备的开合角度达到一定角度时,可伸缩部件的拉伸长度和开合角度可能不再符合线性关系,比如当智能设备的开合角度达到135度时,可伸缩部件的拉伸长度达到最大值。所以,为了精确确定智能设备的开合角度,可通过铰链等方式限制智能设备的最大开合角度。
作为一种实施方式,检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差,包括:对所述第一电路分支中第一电阻和第二电阻中间的第一位置点的电压进行检测,得到第一电压值;对所述第二电路分支中电阻应变片和第三电阻中间的第二位置点的电压进行检测,得到第二电压值;根据所述第一电压值和所述第二电压值得到所述第一位置点与所述第二位置点的电压差。
以图2所示的桥式电路为例进行说明,分别对桥式电路中第一电路分支的第一位置点a与第二电路分支的第二位置点b的电压进行检测,得到第一位置点a的电压Va与第二位置点b的电压Vb,最终得到第一位置点a与第二位置点b的电压差∆V=Va−Vb,∆V即为电压差检测结果。
作为一种实施方式,根据电压差确定电阻应变片的阻值,包括:在第一电阻RH1、第二电阻RH2、第三电阻RH3至少之一与电阻应变片RH4未发生形变时的阻值Rn不同的情况下,根据接入所述桥式电路的电源电压VCC、所述第一电阻的阻值、所述第二电阻的阻值、所述第三电阻的阻值以及所述第一位置点与所述第二位置点的电压差∆V,确定所述电阻应变片的阻值Rs。
示例性地,在第一电阻RH1、第二电阻RH2、第三电阻RH3至少之一与电阻应变片RH4未发生形变时的阻值Rn相同的情况下,电阻应变片RH4的阻值Rs的计算公式为:Rs=(VCC×RH3×(RH1+RH2))/(∆V×(RH1+RH2)+VCC×RH2);其中,在上述公式中,RH1表示第一电阻的阻值,RH2表示第二电阻的阻值,RH3表示第三电阻的阻值,VCC表示接入桥式电路的电源电压值,∆V为所述第一位置点与所述第二位置点的电压差。
通过上述实施方式,能够快速根据第一位置点与第二位置点的电压差确定电阻应变片的阻值,该计算方法稍复杂,尤其适用于第一电阻、第二电阻、第三电阻至少之一与电阻应变片未发生形变时的阻值不同的桥式电路。
作为一种实施方式,根据检测结果确定电阻应变片的阻值,包括:在第一电阻RH1、第二电阻RH2、第三电阻RH3均与电阻应变片RH4未发生形变时的阻值Rn相同的情况下,采用公式Rs=(2×VCC×Rn)/(2×∆V+VCC)−Rn确定所述电阻应变片的阻值,其中,公式中Rs为所述电阻应变片发生形变时的阻值,Rn为所述电阻应变片未发生形变时的阻值,VCC为接入所述桥式电路的电源电压,∆V为所述第一位置点与所述第二位置点的电压差。
通过上述实施方式,根据接入所述桥式电路的电源电压、第一位置点与第二位置点的电压差以及电阻应变片未发生形变时的阻值,即可得到电阻应变片的阻值,该计算方法简单,能够快速根据第一位置点与第二位置点的电压差检测结果确定电阻应变片的阻值。
作为一种实施方式,根据电阻应变片的阻值,确定可伸缩部件的拉伸长度,包括:在第一电阻RH1、第二电阻RH2、第三电阻RH3均与电阻应变片RH4未发生形变时的阻值Rn不相同的情况下,根据公式X=b×Rs计算可伸缩部件的拉伸长度;其中,公式中的X为可伸缩部件的拉伸长度,Rs为所述电阻应变片发生形变时的阻值,其中,b=a/k,a为所述电阻应变片的应变系数,k为可伸缩部件的弹性系数。
通过上述实施方式,根据电阻应变片的应变系数、可伸缩部件的弹性系数、接入所述桥式电路的电源电压、第一位置点与第二位置点的电压差以及电阻应变片的阻值,能够确定出可伸缩部件的拉伸长度,从而为后续确定智能设备的开合角度提供计算依据。
作为一种实施方式,根据电阻应变片的阻值,确定可伸缩部件的拉伸长度,包括:在第一电阻RH1、第二电阻RH2、第三电阻RH3均与电阻应变片RH4未发生形变时的阻值Rn相同的情况下,根据公式X=(2×b×VCC×Rn)/(2∆V+VCC)−b×Rn计算可伸缩部件的拉伸长度;其中,公式中的X为可伸缩部件的拉伸长度,VCC为接入所述桥式电路的电源电压,Rn为所述电阻应变片未发生形变时的阻值,∆V为所述第一位置点与所述第二位置点的电压差;其中,b=a/k,a为所述电阻应变片的应变系数,k为可伸缩部件的弹性系数。
通过上述实施方式,根据电阻应变片的应变系数、可伸缩部件的弹性系数、接入所述桥式电路的电源电压、第一位置点与第二位置点的电压差以及电阻应变片未发生形变时的阻值,即可得到可伸缩部件的拉伸长度,该计算方法简单,可以省略电阻应变片的阻值,根据第一位置点与第二位置点的电压差这一变量即确定出可伸缩部件的拉伸长度,提高了可伸缩部件的拉伸长度的确定速度,从而有助于提高开合角度的确定速度。
作为一种实施方式,根据所述开合角度控制牵引设备对所述第一本体的牵引,以使所述开合角度达到目标开合角度值,包括:根据所述开合角度生成控制指令;根据所述控制指令控制牵引设备对所述第一本体的牵引,以使所述开合角度达到目标开合角度值。
其中,牵引设备是能对智能设备的第一本体进行牵引的设备,如图9所示,牵引设备与智能设备的第一本体连接。比如,牵引设备包括可运动部件和固定部件,所述固定部件能够驱动所述可运动部件运动;所述可运动部件的一端与所述固定部件与连接,所述可运动部件的另一端与智能设备的第一本体连接,如此,在固定部件驱动可运动部件运动过程中,可运动部件带动第一本体运动,第一本体相对于第二本体的开合角度发生变化。比如,固定部件包括电机,可运动部件包括机械臂,固定部件根据智能设备发送的控制指令控制电机的即时启停,在电机运转过程中驱动机械臂运动,从而通过机械臂的运动带动第一本体运动,实现对所述第一本体的牵引。
其中,目标开合角度值可以预先设置,目标角度值可根据智能设备的功能以及用户需求进行设定或调整。比如,目标开合角度值为0;如此,能够实现智能设备的自动闭合,避免了因开合角度不为0而导致不必要事件的发生,提高保证了安全性。又比如,目标开合角度值为θ,0<θ<θthre,其中,θthre为安全系数范围内的角度值;如此,能够实现智能设备在安全系数范围内的自动闭合。其中,在第一本体与第二本体之间开合角度小于θthre时,能够阻值目标物体进入;这里,目标物体可根据智能设备的功能以及用户需求进行设定。在智能设备是阻止外人入侵的设备时,目标物体为人,θthre可以根据刚好允许目标人体通过的开合角度而设定,θthre大于0但小于刚好允许目标人体通过的开合角度。如此,既能够起到一定的通风作用,又能防止外人进入。在智能设备是养鸡场中的鸡舍设备时,目标物体是体型大于鸡仔的动物,如此,既能保证鸡仔顺利出入鸡舍,又能防止其他动物进入鸡舍。
其中,目标开合角度值还可以根授权终端发送的指示消息确定,所述指示消息中携带有目标开合角度值,所述授权终端为能与所述智能设备通信的终端。示例性地,智能设备的主人想让智能设备打开到目标开合角度值,通过其所持授权终端向控制装置发送指示消息,从而使得控制装置控制智能设备打开至目标开合角度值。
需要说明的是,目标开合角度值是可以根据环境和用户需求进行调整的。在不同时间、不同地点,目标开合角度值可以不同。比如,白天的目标开合角度值大于夜晚的目标开合角度值。又比如,智能设备在公共场所的目标开合角度值小于智能设备在私密场所的目标开合角度值。再比如,用户心情好时目标开合角度值大于用户心情差时的目标开合角度值。
通过上述实施方式,通过接入牵引设备,实现了智能设备的自动开合,并能对开合角度进行精确控制。
本实施例所述的技术方案,可以通过检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压,确定出电压差;再根据电压差检测结果确定可伸缩部件的拉伸长度;最后根据可伸缩部件的拉伸长度确定智能设备的开合角度。这样,给出了一种检验智能设备的开合角度的方式,能精确判断智能设备的开合角度,从而便于通过智能设备的开合角度来判断智能设备的开合状态,提高了检测智能设备的开合状态的准确率;另外,由于无需门磁开关,解决了由于磁铁磁性强度误差和安装误差导致智能设备的开合状态检测失败的问题。另外,根据开合角度控制牵引设备对第一本体的牵引,能够使智能设备的开合角度达到目标开合角度值,提高了控制精度。
基于图8所示的技术方案,为了更好地滤除智能设备其他控制电路对桥式电路的干扰,在一些实施例中,检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差之前,还包括:分别滤除所述第一位置点和所述第二位置点的电压信号中的高频分量。在另一些实施例中,检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差之前,还包括:分别滤除所述第一位置点和所述第二位置点的电压信号中的差模干扰信号。在又一些实施例中,检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差之前,还包括:分别滤除所述第一位置点和所述第二位置点的电压信号中的高频分量;分别滤除所述第一位置点和所述第二位置点的电压信号中的差模干扰信号。
通过上述实施方式,能够更好地滤除智能设备中其他控制电路对桥式电路的干扰,从而提高了电压差的检测精度。
基于图8所示的技术方案,在一些实施例中,根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值之前,还包括:对所述第一位置点与所述第二位置点的电压差进行放大处理。相应地,根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,包括:根据经过放大处理后的电压差,确定所述电阻应变片的阻值。
其中,具体放大倍数可根据敏感度需求或计算精度需求进行设定或调整,在此不做列举。
通过上述实施方式,通过对ΔV的信号进行放大,解决了因电阻应变片阻值变化量小而导致ΔV的变化量也小所引起的识别敏感度低、计算精度低等问题。
图10为根据本公开一个实施例的智能设备的控制方法的流程图,所述智能设备包括第一本体、第二本体和可伸缩部件,所述第一本体通过所述可伸缩部件与所述第二本体连接,所述第一本体能够相对于所述第二本体转动,所述可伸缩部件包括但不限于弹簧管或弹簧环,为整个智能设备供电的线体通过可伸缩部件从所述第二本体进入所述第一本体。如图10所示,该方法包括:
S1001,预先确定可伸缩部件的目标拉伸长度与智能设备的目标开合角度之间的线性关系;
S1002,检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差,其中,所述第二电路分支上设置有电阻应变片;
S1003,根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,所述电阻应变片的阻值大小跟随可伸缩部件的伸缩而变化;
S1004,根据所述电阻应变片的阻值,确定可伸缩部件的拉伸长度;
S1005,基于所述线性关系以及所述可伸缩部件的拉伸长度确定所述智能设备的开合角度,所述开合角度用于表征所述第一本体相对于所述第二本体的角度;
S1006,根据所述开合角度控制对所述第一本体的牵引,以使所述开合角度达到目标开合角度值。
这里,关于电压差的检测与获取、电阻应变片的阻值的确定、可伸缩部件的拉伸长度的确定、智能设备的开合角度的确定以及基于确定出的开合角度对智能设备的控制等处理与前述实施例相同,不做重复说明。
作为一种实施方式中,预先确定可伸缩部件的目标拉伸长度与智能设备的目标开合角度的线性关系,包括:确定在智能设备的开合角度为第一角度时可伸缩部件的第一拉伸长度;确定在智能设备的开合角度为第二角度时可伸缩部件的第二拉伸长度;其中,第二角度大于第一角度;根据智能设备的开合角度为第一角度时的可伸缩部件的第一拉伸长度、智能设备的开合角度为第二角度时的可伸缩部件的第二拉伸长度,得到可伸缩部件的目标拉伸长度与智能设备的目标开合角度的线性关系。
示例性地,线性关系可表示为:X=λ×θ+c,其中,X为可伸缩部件的拉伸长度,θ为智能设备的开合角度,c为常数值,λ=(X2−X1)/(θ2−θ1),智能设备的可开合角度范围为[0,θmax],θmax为智能设备的最大开合角度。0<θ1<θ2<θmax。θ2为智能设备的第二开合角度值,θ1为智能设备的第一开合角度值,X2为在智能设备的开合角度为θ2时对应的可伸缩部件的第二拉伸长度,X1为智能设备的开合角度为θ1时对应的可伸缩部件的第一拉伸长度。
通过上述实施方式,从智能设备的可开合角度范围中确定两个开合角度;确定在智能设备的开合角度分别为该两个开合角度时对应的可伸缩部件的拉伸长度,即可得到可伸缩部件的目标拉伸长度与智能设备的目标开合角度的线性关系,从而为后续根据检测到的可伸缩部件的拉伸长度确定智能设备的开合角度提供参考依据。
作为一种实施方式中,预先确定可伸缩部件的目标拉伸长度与智能设备的目标开合角度的线性关系,包括:确定智能设备的最大开合角度;确定在智能设备的开合角度为所述最大开合角度时对应的可伸缩部件的最大拉伸长度;确定在智能设备的开合角度为0时可伸缩部件的初始拉伸长度;根据所述初始拉伸长度、所述最大开合角度以及所述最大拉伸长度,得到可伸缩部件的目标拉伸长度与智能设备的目标开合角度的线性关系。
示例性地,线性关系可表示为:X=λ×θ+c,其中,X为可伸缩部件的拉伸长度,θ为智能设备的开合角度,c为常数值,λ=(Xmax−X0)/(θmax−θ0),θmax为智能设备的最大开合角度,Xmax为在智能设备的开合角度为θmax时可伸缩部件的最大拉伸长度,X0为智能设备的开合角度为0对应的可伸缩部件的初始拉伸长度。
通过上述实施方式,根据智能设备的开合角度为0时对应的可伸缩部件的初始拉伸长度、智能设备的最大开合角度以及该最大开合角度对应的可伸缩部件的最大拉伸长度,即可得到可伸缩部件的目标拉伸长度与智能设备的目标开合角度的线性关系,确定线性关系的方法更简单,从而为后续根据检测到的可伸缩部件的拉伸长度确定智能设备的开合角度提供参考依据。
本实施例所述的技术方案,通过预先确定可伸缩部件的目标拉伸长度与智能设备的目标开合角度之间的线性关系,便于后续快速根据确定出的可伸缩部件的拉伸长度确定出智能设备的开合角度,提高了确定智能设备的开合角度的速度,从而为控制智能设备的开合提供精确的控制参数。
图11为根据本公开一个实施例的智能设备的控制方法的流程图,所述智能设备包括第一本体、第二本体和可伸缩部件,所述第一本体通过所述可伸缩部件与所述第二本体连接,所述第一本体能够相对于所述第二本体转动,所述可伸缩部件包括但不限于弹簧管或弹簧环,为整个智能设备供电的线体通过可伸缩部件从所述第二本体进入所述第一本体。如图11所示,该方法包括:
S1101,检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差,其中,所述第二电路分支上设置有电阻应变片;
S1102,根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,所述电阻应变片的阻值大小跟随可伸缩部件的伸缩而变化;
S1103,根据所述电阻应变片的阻值,确定所述可伸缩部件的拉伸长度;
S1104,根据所述可伸缩部件的拉伸长度确定智能设备的开合角度;
S1105,在智能设备的开合角度不为0的时间超出预设时间阈值时,发出告警信息,所述告警信息用于提示智能设备未关成功。
这里,关于电压差的检测与获取、电阻应变片的阻值的确定、可伸缩部件的拉伸长度的确定以及智能设备的开合角度的确定等处理与前述实施例相同,不做重复说明。
其中,若检测到智能设备的开合角度不为0的时间超出预设时间阈值,则判定智能设备未关好。
示例性地,预设时间阈值可以是固定的时间阈值,具体可以是多少秒。
又示例性地,预设时间阈值可以是预设的从最大开合角度逐渐变小直至为0的时间阈值。
再示例性地,预设时间阈值可以是智能设备的开合角度维持一定开合角度不变的时间阈值,该一定开合角度大于0但小于最大开合角度。
可以理解,预设时间阈值包括但不限于上述所列举的几种,预设时间阈值可根据设计需求或实际需求进行设定或调整,在此不做穷举。
作为一种实施方式,在智能设备的开合角度不为0的时间超出预设时间阈值时,以灯闪烁发出告警信息,提示用户智能设备未关好。
作为另一种实施方式,在智能设备的开合角度不为0的时间超出预设时间阈值时,以喇叭发声发出告警信息,提示用户智能设备未关好。
作为又一种实施方式,在智能设备的开合角度不为0的时间超出预设时间阈值时,通过应用程序(Application,简称APP)推送发出告警信息,提示用户智能设备未关好。
可以理解,告警信息的提示方式包括但不限于上述所列举的几种方式。实际应用中,可根据设计需求或用户需求选择设定提示方式。当然,提示方式并不仅限于选择一种,比如,可选择同时采用多种方式进行告警,如喇叭发声的同时,指示灯闪烁。又比如,指示灯闪烁的同时,通过APP向用户发送提示消息。
本实施例所述的技术方案,通过在智能设备的开合角度不为0的时间超出预设时间阈值时,发出告警信息,能够当智能设备没有关到位时,及时向用户发出预警,有效解决了因智能设备没有关到位而导致的安全问题,从而也增加了智能设备的智能性。
实际应用中,智能设备可以为智能安防场景中任何合理的设备、装置或器件,如智能门、智能衣柜、智能抽屉、保险柜、智能车辆等;还可以为任何带锁的设备如智能门、智能衣柜、智能抽屉等。以智能设备为智能门、第一本体为门板、第二本体为门框、可伸缩部件为弹簧管为例,对如何检测智能门的开合角度以及如何根据检测到的开合角度对智能门进行控制进行示例性描述。智能门的控制方法包括:检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差,其中,所述第二电路分支上设置有电阻应变片;根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,所述电阻应变片的阻值大小跟随弹簧管的伸缩而变化;根据所述电阻应变片的阻值,确定弹簧管的拉伸长度;根据所述弹簧管的拉伸长度确定智能门的开合角度;根据所述智能门的开合角度生成控制指令;向牵引设备发送所述控制指令以使所述牵引设备完成对门板的牵引。其中,牵引设备是由电机控制的对门板进行牵引的器件,牵引设备可根据智能门的MCU发送的控制指令来控制电机的即时启停。其中,所述控制指令用于控制电机的开始运转或停止运转,进一步地,所述控制指令还可以包括电机的转速。作为一种实施方式,在智能门的开合角度为0时,生成第一控制指令,该第一控制指令用于指示牵引设备的电机停止运转。作为一种实施方式,在接收到智能门开启指令时,生成第二控制指令,该第二控制指令用于指示牵引设备的电机开始运转以及运转方向。这里,智能门开启指令由智能门的MCU做出。比如,智能门的摄像装置监测到用户朝智能门走来且距离智能门的距离到达预设距离阈值时,生成智能门开启指令。又比如,智能门的语音装置检测到用户输入的表征开门的语音指令时,生成智能门开启指令。再比如,智能门的红外感应装置感应到用户靠近且进入预设范围内时,生成智能门开启指令。需要说明的是,本公开不对智能门开启指令的生成条件进行限定。智能门开启指令的生成条件可以根据智能门自身的硬件条件进行设定。通过上述实施方式,在检测到智能门的开合角度后,通过牵引设备能够实现对智能门的自动关闭的控制。
作为一种实施方式,在智能门的开合角度逐渐增大或减小的过程中时,生成第三控制指令,该第三控制指令用于指示牵引设备的电机的转速。示例性地,在开合角度大于0且小于等于最大开合角度θmax的过程中,设置电机转速为ω1。如此,能保证智能门匀速打开。又示例性地,在开合角度大于0且小于等于θ3的过程中,设置电机转速为ω2,在开合角度大于θ3且小于等于最大开合角度的过程中,设置电机转速为ω3,其中,ω2≠ω3。比如,ω2>ω3,如此,既能使智能门快速打开,又能保证打开到一定角度后减缓打开速度,减小因门板快速打开至最大开合角度而引起的可伸缩部件的损伤。又比如,ω2<ω3,如此,既能保证智能门先温和打开,又能保证打开到一定角度后加大打开速度,给用户带来视觉冲击。再示例性地,在开合角度大于0且小于等于θ3的过程中,设置电机转速为ω4;在开合角度大于θ3且小于等于θ4的过程中,设置电机转速为ω5;在开合角度大于θ4且小于等于最大开合角度的过程中,设置电机转速为ω6,其中,ω4不等于ω5,ω5不等于ω6。比如,ω4>ω5>ω6,如此,能使智能门在不同时段打开速度不同,给用户带来不一样的开门体验。又比如,ω4=ω6<ω5,如此,能使智能门在中间时段与其他时段的打开速度不同,给用户带来视觉感官上的体验。通过上述实施方式,通过接入牵引设备,能够实现对智能门的开合速度的控制。
作为一种实施方式,在智能门的开合角度增大到最大开合角度或缩小至0时,生成第四控制指令,该第四控制指令用于指示牵引设备的电机停止运转。示例性地,在检测到智能门的开合角度达到最大开合角度后,生成第四控制指令,该第四控制指令包括停止运转一定时间后再次启动运转的指示信息;如此,通过接入牵引设备的方案,能够实现了智能门自动打开至最大开合角度,且利用惯性能够在电机停止运转一定时间后再次启动运转,有效节省电机的工作时间,提高电机的使用寿命。又示例性地,在检测到智能门的开合角度减小至0时,生成第四控制指令,该第四控制指令用于指示电机停止运转的时间;如此,通过接入牵引设备,能够实现了智能门的自动关闭。
需要说明的是,本公开不对智能门的MCU和牵引设备之间的通信方式进行限定,MCU和牵引设备之间既可通过有线连接方式通信,也可通过无线连接方式通信。通过接入牵引设备,实现了智能门的自动开关以及开合角度的精确控制。
图12示出了控制系统的示意图,如图12所示,该控制系统包括:智能设备1210、控装置1220和牵引设备1230;其中,智能设备1210,其中,所述智能设备包括第一本体、第二本体和可伸缩部件,所述第一本体通过所述可伸缩部件与所述第二本体连接,所述第一本体能够相对于所述第二本体转动;所述第一本体或所述第二本体上设置有桥式电路,所述桥式电路包括第一电路分支和第二电路分支,所述第二电路分支上设置有电阻应变片;控制装置1220,与所述智能设备连接,用于检测所述桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差;根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,所述电阻应变片的阻值大小跟随所述可伸缩部件的伸缩而变化;根据所述电阻应变片的阻值,确定所述可伸缩部件的拉伸长度;根据所述拉伸长度确定所述智能设备的开合角度,所述开合角度用于表征所述第一本体相对于所述第二本体的角度;根据所述开合角度生成控制指令;牵引设备1230,分别与所述智能设备和所述控制装置连接,用于根据所述控制指令完成对所述第一本体的牵引,以使所述开合角度达到目标开合角度值。
其中,控制装置1220可以由能够实现下述功能的芯片实现:
检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差,其中,所述第二电路分支上设置有电阻应变片;根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,所述电阻应变片的阻值大小跟随可伸缩部件的伸缩而变化;根据所述电阻应变片的阻值,确定可伸缩部件的拉伸长度;根据所述可伸缩部件的拉伸长度确定智能设备的开合角度;根据开合角度控制牵引设备对第一本体的牵引,以使开合角度达到目标开合角度值。
实际应用中,控制装置1220可以是智能设备的MCU,且控制装置中的部分功能如根据电压差确定电阻应变片的阻值;根据所述电阻应变片的阻值,确定可伸缩部件的拉伸长度;根据所述可伸缩部件的拉伸长度确定智能设备的开合角度,可以由MCU负责实现。牵引设备包括可运动部件和固定部件,所述固定部件能够驱动所述可运动部件运动;所述可运动部件的一端与所述固定部件与连接,所述可运动部件的另一端与智能设备的第一本体连接,如此,在固定部件驱动可运动部件运动过程中,可运动部件带动第一本体运动,第一本体相对于第二本体的开合角度发生变化。比如,固定部件包括电机,可运动部件包括机械臂,牵引设备根据智能设备发送的控制指令控制电机的即时启停,在电机运转过程中带动机械臂运动,从而通过机械臂的运动带动所述第一本体运动,实现对所述第一本体的牵引。
应当理解,上述控制系统的组成示意图仅仅是示例性而不是限制性的,并且其是可扩展的,其中可以包括更多的电子设备,并且与更多的电子设备相配合完成对智能设备的控制,进一步提高智能设备的智能性和实用性。
需要说明的是,尽管以图4、图6、图7作为示例介绍了可供智能设备的开合角度的检测电路,但本领域技术人员能够理解,本公开不限于此。事实上,完全可根据用户需求和/或实际应用场景灵活设定桥式电路的个数,或在此基础上增加或减少某些电路器件,如增加电阻应变片的个数,只要能检测智能设备的开合角度即可。
本公开提供的智能设备的控制方法,可以用于智能设备的开合角度计算、智能设备的精确控制等项目中。示例性地,方法的执行主体可以是电子设备,该电子设备可以是MCU或能够实现检测智能设备的开合角度功能的芯片。智能设备可接入于在家居或办公环境中构建的物联网网络中,智能设备可以为智能安防场景中任何合理的设备、装置或器件。
作为对上述各方法的实现,本公开还提供了一种控制装置。该装置包括:检测模块,用于检测桥式电路中第一电路分支的第一位置点和第二电路分支的第二位置点的电压差,其中,所述第二电路分支上设置有电阻应变片;阻值确定模块,用于根据所述电压差确定所述电阻应变片的阻值,所述电阻应变片的阻值大小跟随可伸缩部件的伸缩而变化;拉伸长度确定模块,用于根据所述电阻应变片的阻值,确定可伸缩部件的拉伸长度;开合角度确定模块,用于根据所述可伸缩部件的拉伸长度确定智能设备的开合角度;控制模块,用于根据所述开合角度控制对所述第一本体的牵引,以使所述开合角度达到目标开合角度值。
在一些实施方式中,所述桥式电路包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂,且所述第一桥臂上设置有第一电阻、所述第二桥臂上设置有第二电阻,所述第三桥臂上设置有第三电阻,所述第四桥臂上设置有所述电阻应变片;所述第一桥臂和所述第二桥臂组成所述第一电路分支,所述第三桥臂与所述第四桥臂组成所述第二电路分支,所述第一电路分支的一端接电源,另一端接地;所述第二电路分支的一端接电源,另一端接地;所述电阻应变片的一端与电源连接,所述电阻应变片的另一端与第三电阻连接。
在一些实施方式中,所述检测模块包括:第一检测单元,用于对所述第一电路分支中所述第一电阻和所述第二电阻中间的第一位置点的电压进行检测,得到第一电压值;第二检测单元,用于对所述第二电路分支中所述电阻应变片和所述第三电阻中间的第二位置点的电压进行检测,得到第二电压值;电压差确定单元,用于根据所述第一电压值和所述第二电压值得到所述第一位置点与所述第二位置点的电压差。
在一些实施方式中,所述检测模块还包括:放大处理单元,用于对所述第一位置点与所述第二位置点的电压差进行放大处理;所述阻值确定模块,还用于根据经过放大处理后的电压差确定所述电阻应变片的阻值。
在一些实施方式中,所述检测模块还包括:第一滤除单元,用于分别滤除所述第一位置点和所述第二位置点的电压信号中的高频分量;和/或,第二滤除单元,用于分别滤除所述第一位置点和所述第二位置点的电压信号中的差模干扰信号。
在一些实施方式中,所述阻值确定模块包括:第一阻值确定单元,用于:在所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻均与所述电阻应变片未发生形变时的阻值相同的情况下,采用公式Rs=(2×VCC×Rn)/(2×∆V+VCC)−Rn确定所述电阻应变片的阻值,其中,Rs为所述电阻应变片发生形变时的阻值,Rn为所述电阻应变片未发生形变时的阻值,VCC为接入所述桥式电路的电源电压,∆V为所述第一位置点与所述第二位置点的电压差。
在一种可能的实施方式中,所述阻值确定模块,包括:第二阻值确定单元,用于:在所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻至少之一与所述电阻应变片未发生形变时的阻值不相同的情况下,根据接入所述桥式电路的电源电压、所述第一电阻的阻值、所述第二电阻的阻值、所述第三电阻的阻值以及所述第一位置点与所述第二位置点的电压差,确定所述电阻应变片的阻值。
在一种可能的实施方式中,所述拉伸长度确定模块,包括:第一拉伸长度确定单元,用于:在所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻均与所述电阻应变片未发生形变时的阻值相同的情况下,根据公式X=(2×b×VCC×Rn)/(2∆V+VCC)−b×Rn计算所述可伸缩部件的拉伸长度;其中,X为所述可伸缩部件的拉伸长度,VCC为接入所述桥式电路的电源电压,Rn为所述电阻应变片未发生形变时的阻值,∆V为所述第一位置点与所述第二位置点的电压差;其中,b=a/k,a为所述电阻应变片的应变系数,k为所述可伸缩部件的弹性系数。
在一种可能的实施方式中,所述拉伸长度确定模块,包括:第二拉伸长度确定单元,用于:在所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻至少之一与所述电阻应变片未发生形变时的阻值不相同的情况下,根据公式X=b×Rs计算可伸缩部件的拉伸长度;其中,X为所述可伸缩部件的拉伸长度,Rs为所述电阻应变片发生形变时的阻值,其中,b=a/k,a为所述电阻应变片的应变系数,k为所述可伸缩部件的弹性系数。
在一些实施方式中,该装置还可以包括:设置模块,用于预先确定所述可伸缩部件的目标拉伸长度与所述智能设备的目标开合角度之间的线性关系;其中,所述开合角度确定模块,还用于基于所述线性关系以及所述拉伸长度确定所述智能设备的开合角度。
在一些实施方式中,所述设置模块,包括:线性关系确定单元,用于确定所述智能设备的最大开合角度;确定在所述智能设备的开合角度为所述最大开合角度时所述可伸缩部件的最大拉伸长度;确定在所述智能设备的开合角度为0时所述可伸缩部件的初始拉伸长度;根据所述初始拉伸长度、所述最大开合角度以及所述最大拉伸长度,得到所述可伸缩部件的目标拉伸长度与所述智能设备的目标开合角度的线性关系。
在一些实施方式中,该装置还可以包括:提示模块,用于在所述开合角度不为0的时间超出预设时间阈值时,发出告警信息,所述告警信息用于提示所述智能设备的开合角度不为0。
上述方案中,所述电阻应变片通过粘贴方式与弹性元件结合生成应变片传感器,所述弹性元件的一端包裹所述可伸缩部件的顶端固定件,所述弹性元件的另一端固定在所述第二本体或所述第一本体上。
本领域技术人员应当理解,本公开实施例的控制装置中各处理模块的功能,可参照前述的控制方法的相关描述而理解,本公开实施例的控制装置中各处理模块,可通过实现本公开实施例所述的功能的模拟电路而实现,也可以通过执行本公开实施例所述的功能的软件在电子设备上的运行而实现。
需要说明的是,本公开实施例中对各功能单元的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。在本公开的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(processor)执行本公开各个实施例提供的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例的控制装置,能精确判断智能设备的开合角度,从而便于通过智能设备的开合角度来判断智能设备的开合状态,提高了检测智能设备的开和关的准确率;通过接入牵引设备的方案,实现了智能设备的自动开合,还能对开合角度进行精准控制。
通过以上参考图1至图12的描述,本公开的实施方式的技术方案相对于传统方案具有很多优点。例如,利用本公开的实施例的技术方案,智能设备不需要门磁开关,解决了由于磁铁磁性强度误差和安装误差导致开合状态检测失败的问题。另外,由于能够精确判断智能设备的开合角度,从而便于通过智能设备的开合角度来判断智能设备的开合状态,提高了检测智能设备的开和合的准确率。并且,通过接入牵引设备的方案,实现了智能设备的自动开合以及开合角度的精准控制。此外,本公开的实施例的技术方案无论是实现还是使用都简单易行,并且其实现和使用可以独立于智能设备的MCU,因此具有良好的适配性。
图13为根据本公开一个实施例的电子设备的结构框图。如图13所示,该电子设备包括:存储器1310和处理器1320,存储器1310内存储有可在处理器1320上运行的计算机程序。存储器1310和处理器1320的数量可以为一个或多个。存储器1310可以存储一个或多个计算机程序,当该一个或多个计算机程序被该电子设备执行时,使得该电子设备执行上述方法实施例提供的方法。
该电子设备还包括:通信接口1330,用于与外界设备进行通信,进行数据交互传输。
如果存储器1310、处理器1320和通信接口1330独立实现,则存储器1310、处理器1320和通信接口1330可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。该总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture,ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent Interconnect,PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended IndustryStandard Architecture,EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图13中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的,在具体实现上,如果存储器1310、处理器1320及通信接口1330集成在一块芯片上,则存储器1310、处理器1320及通信接口1330可以通过内部接口完成相互间的通信。
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质,其存储有计算机指令,当所述计算机指令在计算机上运行时,使得所述计算机执行上述方法实施例提供的方法。
本公开实施例还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品用于存储计算机程序,该计算机程序被计算机执行时,所述计算机可以实现上述方法实施例提供的方法。
本公开实施例还提供一种芯片,所述芯片与存储器耦合,所述芯片用于实现上述方法实施例提供的方法。
应理解的是,上述处理器可以是中央处理器(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。值得说明的是,处理器可以是支持进阶精简指令集机器(Advanced RISC Machines,ARM)架构的处理器。
进一步地,可选的,上述存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器,还可以包括非易失性随机存取存储器。该存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以包括只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的RAM可用。例如,静态随机存取存储器(Static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Date SDRAM,DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(EnhancedSDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct RAMBUS RAM,DR RAM)。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意结合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时,全部或部分地产生按照本公开实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如:同轴电缆、光纤、数据用户线(Digital Subscriber Line,DSL))或无线(例如:红外、蓝牙、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质,或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如:软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如:数字通用光盘(Digital Versatile Disc,DVD))或半导体介质(例如:固态硬盘(Solid State Disk,SSD))等。值得注意的是,本公开提到的计算机可读存储介质可以为非易失性存储介质,换句话说,可以是非瞬时性存储介质。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也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,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
在本公开实施例的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包括于本公开的至少一个实施例或示例中。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本公开实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;本文中的“和/或”仅仅是一种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。
在本公开实施例的描述中,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一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
以上所述仅为本公开的示例性实施例,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。