CN113811055A - 非接触手势控制墙壁开关及其操作方法、系统 - Google Patents

非接触手势控制墙壁开关及其操作方法、系统 Download PDF

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郭志忠
刘军
李志辉
曾佳良
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Abstract

本发明公开了一种非接触手势控制墙壁开关及其操作方法、系统，涉及控制开关技术领域。本发明包括包括：如下步骤：步骤一：通过红外发射器发出红外开关信号，并通过接收器对红外开关信号进行检测；步骤二：当接收器检测到表面感应区域5CM内红外开关信号发生变化时，向继电器发送开启指令，并根据开启指令开启开关；步骤三：当开关开启时长达到预设时长后，且红外开关信号没有发生变化时，向继电器发出关闭指令，关闭开关。本发明能减少可见光与其他光线的干扰，提高手势识别的准确性，从而提高墙壁开关识别的准确性，本发明能通过红外发射器与接收器提高墙壁开关识别、反应的速度，从而提高墙壁开关反应的速度。

Description

非接触手势控制墙壁开关及其操作方法、系统
技术领域
本发明属于控制开关技术领域，特别是涉及一种非接触手势控制墙壁开关及其操作方法、系统。
背景技术
墙壁开关"是指安装在墙壁上使用的电器开关，用来接通和断开电路的，控制照明灯的开关。狭义上的电工产品通常仅指建筑电气中的开关、插座。从广义的概念上来讲，电工产品涵盖的范围较广，一般指向终端用户提供电源电器控制的设备，包括开关插座、断路器、综合布线、安防系统等等，又称建筑电气附件(固定、连接或开闭电路用的器件总称)。
电工行业的墙壁开关，普通的是机械开关，目前与智能相关有触摸开关、电子轻触开关、语音控制开关。由于新冠疫情的突发，公共场合等场景使用的非接触式、操作简单、快速响应的控制开关需求比较强烈，语音开关虽然可以不接触但是识别和反应速度还是有一定的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非接触手势控制墙壁开关及其操作方法、系统，解决现有技术中的墙壁开关响应速度慢、识别不准确的技术问题。
为达上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种非接触手势控制墙壁开关的操作方法，包括：如下步骤：
步骤一：通过红外发射器发出红外开关信号，并通过接收器对红外开关信号进行检测；
步骤二：当接收器检测到表面感应区域5CM内红外开关信号发生变化时，向继电器发送开启指令，并根据开启指令开启开关；
步骤三：当开关开启时长达到预设时长后，且红外开关信号没有发生变化时，向继电器发出关闭指令，关闭开关。
可选的，当继电器接收到关闭指令时，继电器控制开关关闭，并打开指示灯，当继电器接收到开启指令时，继电器控制开关开启，并关闭指示灯。
可选的，红外发射器与接收器的波长均为λp＝940nm。
可选的，红外发射器与接收器的感应区域位直径21mm。
一种非接触手势控制墙壁开关的操作系统，其特征在于，包括：红外发射单元、与红外发射单元相连接的单片机、与单片机相连接的控制单元、单片机与控制单元直接还连接有保护单元；
红外发射单元，用于发射红外信号；
单片机，用于接收红外信号，对红外信号进行检测，并在红外信号发生变化时，向控制单元发送开启指令；
保护单元，用于在突然断电且再次来电时，关闭墙壁开关；
控制单元，用于接收开启、关闭指令，并控制指示灯的状态，并在开关的开启时长达到预设时长时，关闭开关。
可选的，控制单元包括无线控制模块与手动控制模块，无线控制模块用于接收开启、关闭指令，并根据控制指令开启、关闭开关，手动控制模块，用于用户手动开启、关闭开关。
可选的，单片机内装设有接收模块、限制模块，接收模块用于接收红外信号，对红外信号进行检测，并在红外信号发生变化时，向控制单元发送开启指令，限制模式用于检测开关通过感应开启的时长，并在时长达到预设时长后，向无线控制模块发送关闭指令。
一种非接触手势控制墙壁开关，其特征在于，包括：后座、装设在后座上的固定架、装设在固定架内的压盖、装设在固定架上的面板；
后座内安装有电路板，电路板上装设有位于压盖内的感应罩，电路板的下侧装设有三个接线端子，后座的一侧开设有与三个接线端子相互对应的槽口。
可选的，面板中部设有防尘板，且防尘板为透明板，防尘板周侧设有夜光贴。
可选的，后座上设有多个卡扣，卡扣弹性配合在后座的上侧，面板内壁周侧设有与多个卡扣一一对应的卡槽。
本发明的实施例具有以下有益效果：
本发明能减少可见光与其他光线的干扰，提高手势识别的准确性，从而提高墙壁开关识别的准确性，本发明能通过红外发射器与接收器提高墙壁开关识别、反应的速度，从而提高墙壁开关反应的速度。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一实施例的控制方法流程图；
图2为本发明一实施例的墙壁开关结构示意图；
图3为本发明一实施例的第一手势开关示意图；
图4为本发明一实施例的第二手势开关结构示意图；
图5为本发明一实施例的第三手势开关结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
后座1，固定架2，压盖3，面板4，电路板5，感应罩6，接线端子7，槽口8，防尘板9，卡扣10。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。
请参阅图1-5所示，在本实施例中提供了一种非接触手势控制墙壁开关及其操作方法、系统，包括：如下步骤：
步骤一：通过红外发射器发出红外开关信号，并通过接收器对红外开关信号进行检测；其中，红外发射器与接收器的波长均为λp＝940nm，能避免可见光和其他光的干扰，红外发射器与接收器的感应区域位直径21mm，能保证从四周和正面都能感应到，保证产品的性能稳定；
步骤二：当接收器检测到表面感应区域5CM内红外开关信号发生变化时，向继电器发送开启指令，并根据开启指令开启开关；
步骤三：当开关开启时长达到预设时长后，且红外开关信号没有发生变化时，向继电器发出关闭指令，关闭开关；其中，当继电器接收到关闭指令时，继电器控制开关关闭，并打开指示灯，当继电器接收到开启指令时，继电器控制开关开启，并关闭指示灯；其中，指示灯，用于开关功能的状态指示，开关断开时指示灯亮，开关闭合时指示灯灭。
需要注意的是，本申请中所涉及的所有用电设备均可通过蓄电池供电或外接电源。
本发明能减少可见光与其他光线的干扰，提高手势识别的准确性，从而提高墙壁开关识别的准确性，本发明能通过红外发射器与接收器提高墙壁开关识别、反应的速度，从而提高墙壁开关反应的速度。
一种非接触手势控制墙壁开关的操作系统，其特征在于，包括：红外发射单元、与红外发射单元相连接的单片机、与单片机相连接的控制单元、单片机与控制单元直接还连接有保护单元；
红外发射单元，用于发射红外信号；
单片机，用于接收红外信号，对红外信号进行检测，并在红外信号发生变化时，向控制单元发送开启指令；
保护单元，用于在突然断电且再次来电时，关闭墙壁开关；
控制单元，用于接收开启、关闭指令，并控制指示灯的状态，并在开关的开启时长达到预设时长时，关闭开关。
本实施例的控制单元包括无线控制模块与手动控制模块，无线控制模块用于接收开启、关闭指令，并根据控制指令开启、关闭开关，手动控制模块，用于用户手动开启、关闭开关。
本实施例的单片机内装设有接收模块、限制模块，接收模块用于接收红外信号，对红外信号进行检测，并在红外信号发生变化时，向控制单元发送开启指令，限制模式用于检测开关通过感应开启的时长，并在时长达到预设时长后，向无线控制模块发送关闭指令，其中，感应时长可以根据用户预设进行设定，时长范围为0-10分钟，也可根据用户制定较长的感应时长。
具体的，本发明也可根据操作系统，实现关闭指令，如下所示：
一种非接触手势控制墙壁开关的操作方法，包括：如下步骤：
步骤一：通过红外发射器发出红外开关信号，并通过接收器对红外开关信号进行检测；
步骤二：当接收器检测到表面感应区域5CM内红外开关信号发生变化时，向继电器发送关闭指令，并根据关闭指令关闭开关；
步骤三：当开关关闭时长达到预设时长后，且红外开关信号没有发生变化时，向继电器发出开启指令，开启开关。
一种非接触手势控制墙壁开关，其特征在于，包括：后座1、装设在后座1上的固定架2、装设在固定架2内的压盖3、装设在固定架2上的面板4；
本实施例的后座1内安装有电路板5，电路板5上装设有位于压盖3内的感应罩6，电路板5的下侧装设有三个接线端子7，后座1的一侧开设有与三个接线端子7相互对应的槽口8。
本实施例的面板4中部设有防尘板9，且防尘板9为透明板，防尘板9周侧设有夜光贴。通过设置的防尘板9，能在不影响手势识别的情况下，减少墙壁开关内进入的灰尘，通过设置的夜光贴，便于用户在光线较弱的实收，找到墙壁开关的位置。
本实施例的后座1上设有多个卡扣10，卡扣10弹性配合在后座1的上侧，面板4内壁周侧设有与多个卡扣10一一对应的卡槽。通过设置的卡扣10与卡槽，便于用户组装、拆卸墙壁开关。
具体的，本产品采用“昂宝”型号为OB25136(U1)作为原边反馈反馈的隔离开关电源主控芯片。电源输入可以做到全频宽电压(90-260V、AC50/60Hz)可满足全球各国电压使用，自带过压/过流/短路保护。
输出5V/0.5A的直流电作主电源为驱动继电器、指示灯亮、红外发射管，同时通过“和泰”的3.3V(VR1)稳压后给MUC和红外接收管供电。
采用“亿光”IRT9909的光电开关作为手势感应器，发射管一直发射波长940nm的红外线，通过手靠近后反射红外线到红外接收管，红外接收管接收到波长940nm的红外线将信号反馈给单片机(U3)的1号引脚上，然后通过MCU逻辑运算将控制继电器的的引脚3上的信号取反，实现继电器的通断翻转。同时引脚3上的状态关联运算通过引脚7控制指示灯灭和亮来做状态指示。
继电器采用“宏发”HF5F来控制强电的通断，满足10A负载的通断控制，5V继电器线圈通过一个NPN的三极管驱动的控制，三极管受单片机的引脚3控制。继电器的触电形式可以为一组常开或切换，可以满足开关的单控或双控需求。
上述实施例可以相互结合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者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；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

Claims (10)

1.一种非接触手势控制墙壁开关的操作方法，其特征在于，包括：如下步骤：
步骤一：通过红外发射器发出红外开关信号，并通过接收器对红外开关信号进行检测；
步骤二：当接收器检测到表面感应区域5CM内红外开关信号发生变化时，向继电器发送开启指令，并根据开启指令开启开关；
步骤三：当开关开启时长达到预设时长后，且红外开关信号没有发生变化时，向继电器发出关闭指令，关闭开关。
2.如权利要求1所述的一种非接触手势控制墙壁开关的操作方法，其特征在于，当继电器接收到关闭指令时，继电器控制开关关闭，并打开指示灯，当继电器接收到开启指令时，继电器控制开关开启，并关闭指示灯。
3.如权利要求1所述的一种非接触手势控制墙壁开关的操作方法，其特征在于，红外发射器与接收器的波长均为λp＝940nm。
4.如权利要求1所述的一种非接触手势控制墙壁开关的操作方法，其特征在于，红外发射器与接收器的感应区域位直径21mm。
5.一种非接触手势控制墙壁开关的操作系统，其特征在于，包括：红外发射单元、与红外发射单元相连接的单片机、与单片机相连接的控制单元、单片机与控制单元直接还连接有保护单元；
红外发射单元，用于发射红外信号；
单片机，用于接收红外信号，对红外信号进行检测，并在红外信号发生变化时，向控制单元发送开启指令；
保护单元，用于在突然断电且再次来电时，关闭墙壁开关；
控制单元，用于接收开启、关闭指令，并控制指示灯的状态，并在开关的开启时长达到预设时长时，关闭开关。
6.如权利要求5所述的一种非接触手势控制墙壁开关的操作系统，其特征在于，控制单元包括无线控制模块与手动控制模块，无线控制模块用于接收开启、关闭指令，并根据控制指令开启、关闭开关，手动控制模块，用于用户手动开启、关闭开关。
7.如权利要求5所述的一种非接触手势控制墙壁开关的操作系统，其特征在于，单片机内装设有接收模块、限制模块，接收模块用于接收红外信号，对红外信号进行检测，并在红外信号发生变化时，向控制单元发送开启指令，限制模式用于检测开关通过感应开启的时长，并在时长达到预设时长后，向无线控制模块发送关闭指令。
8.一种非接触手势控制墙壁开关，其特征在于，包括：后座(1)、装设在后座(1)上的固定架(2)、装设在固定架(2)内的压盖(3)、装设在固定架(2)上的面板(4)；
后座(1)内安装有电路板(5)，电路板(5)上装设有位于压盖(3)内的感应罩(6)，电路板(5)的下侧装设有三个接线端子(7)，后座(1)的一侧开设有与三个接线端子(7)相互对应的槽口(8)。
9.如权利要求8所述的一种非接触手势控制墙壁开关，其特征在于，面板(4)中部设有防尘板(9)，且防尘板(9)为透明板，防尘板(9)周侧设有夜光贴。
10.如权利要求8所述的一种非接触手势控制墙壁开关，其特征在于，后座(1)上设有多个卡扣(10)，卡扣(10)弹性配合在后座(1)的上侧，面板(4)内壁周侧设有与多个卡扣(10)一一对应的卡槽。
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