CN114041723A - 一种吸尘器运动传感器模块及其检测吸尘器运动状态的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种吸尘器运动传感器模块及其检测吸尘器运动状态的方法，在吸尘器来回推拉多次和静止时，主机自动增大吸力。包括：通过传感器采集吸尘器的三轴加速度数据，MCU从传感器中读取吸尘器的三轴加速度数据，作为原始值；将原始值通过滤波器滤波后得到基准值，原始值减去基准值得到实际三轴加速度值，将实际三轴加速度值通过滤波器滤波后得到信号值；当信号值的波形的幅度和周期在设置的有效推拉范围，并且连续有效推拉的次数超过设定的次数时，或/和当信号值的波动在设定的有效静止范围时，则MCU输出信号到主机使得主机增大吸力。

Description

一种吸尘器运动传感器模块及其检测吸尘器运动状态的方法

技术领域

本发明涉及家用电器领域，更具体地，涉及一种吸尘器运动传感器模块 及其检测吸尘器运动状态的方法。

背景技术

吸尘器的自动化，给人们带来了极大的便利。但是，有些场景的清洁效 率低下，使其常受人诟病。为此，各大厂家都在积极通过各种方法提高清洁 效率，其中，最直接的方法就是增大吸力。但是，吸力增大就意味着功耗增 大，就会导致续航时间缩短。因此，需要通过引入各种传感器，根据传感器 的检测结果，判断是否增大吸力。目前，通常是通过以下两种传感器实现一 定场景的自适应：①灰尘传感器，灰尘浓度越高，吸力越大；②地面材质传感器，硬地面吸力小，软地面吸力大。

但是，现有技术还是不能满足某些应用场景的需要，不够智能。例如， 有些污垢并非只是简单的灰尘，灰尘传感器起不到太大作用，这些区域的污 垢需要来回清理很多次，用户劳动量大。清理墙角时，现有传感器不能识别 墙角，吸力不够，经常清理不干净。本领域希望有一种传感器能够识别吸尘 器运动状态，从而控制吸力大小，实现用户操作意图，极大提高吸尘效率和 用户体验。

有鉴于此，本申请提供一种吸尘器运动传感器模块及其检测吸尘器运动 状态的方法，在吸尘器来回推拉多次和静止时，主机自动增大吸力。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种吸尘器运动传感器模块及其检测吸尘器运 动状态的方法，在吸尘器来回推拉多次和静止时，主机自动增大吸力。

本申请的一方面，提供一种检测吸尘器运动状态的方法，包括步骤：

S1，通过传感器采集吸尘器的三轴加速度数据，MCU从传感器中读取吸 尘器的三轴加速度数据，作为原始值；

S2，将原始值通过滤波器滤波后得到基准值，原始值减去基准值得到实 际三轴加速度值，将实际三轴加速度值通过滤波器滤波后得到信号值；

S3，当信号值的波形的幅度和周期在设置的有效推拉范围，并且连续有 效推拉的次数超过设定的次数时，或/和当信号值的波动在设定的有效静止范 围时，则MCU输出信号到主机使得主机增大吸力。

在一些实施方式中，在步骤S1中，所述传感器为三轴加速度传感器，MCU 通过通讯协议从三轴加速度传感器中读取吸尘器的三轴加速度数据，所述MCU 与三轴加速度传感器之间采用I2C总线协议进行通讯，MCU作为总线主机， 传感器作为总线从机。

进一步的，MCU与三轴加速度传感器之间的传输速率400Kbps，MCU每2ms 采集一次三轴加速度传感器数据，作为原始值，一次连续读6个字节，包括 2字节X轴加速度、2字节Y轴加速度和2字节Z轴加速度。

进一步的，MCU采集三轴加速度数据之前，对三轴加速度传感器进行校 正，包括：读取三个轴的加速度数据，将三个轴的数据分别通过三个低通滤 波器进行滤波，循环1024次，最终得到三个轴在检测之前的基准值。

进一步的，在三轴加速度传感器进行校正之前，对系统进行初始化并启 动看门狗，并且进行信号输出引脚初始化、I 2C总线初始化、传感器初始化 和滤波器初始化。

在一些实施方式中，在步骤S2中，将原始值通过第一低通滤波器滤除电 机高速运转带来的高频振动和用户操作机器的运动信号，滤波后的结果作为 基准值；将实际三轴加速度值通过第二低通滤波器滤除电机高速运转带来的 高频振动，保留机器运动的有效信号，滤波后的结果作为信号值。

进一步的，所述第一低通滤波器用于滤除频率为0.5Hz以上的信号。优 选的，所述第一低通滤波器用于滤除频率为0.2Hz以上的信号。其中，电机 高速运转带来的高频振动的频率都在几十上百赫兹，用户操作机器运动的正 常频率也在0.5Hz以上。

进一步的，所述第二低通滤波器用于滤除5Hz以上的信号。优选的，所 述第二低通滤波器用于滤除3Hz以上的信号。这里只需要滤除电机高速运转 带来的高频振动。

在一些实施方式中，在步骤S3中，有效来回推拉时，信号值的波形基本 符合正弦波，根据用户正常推拉操作时的信号值的波形，选取合适的波形幅 度和波形周期范围作为有效推拉范围，在有效推拉范围则判定为有效推拉。 所述有效推拉范围为信号值的波形的幅度超过最低幅度阈值，并且波形的周 期在有效推拉时间范围内。

进一步的，所述有效推拉范围为信号值的波形的幅度≥100LSB(有效推 拉幅度范围)、信号值的波形的周期为600ms-2000ms(有效推拉时间范围)。

进一步优选的，所述有效推拉范围为信号值的波形的幅度≥120LSB、信 号值的波形的周期为800ms-1400ms。

进一步的，采用计数器计数有效推拉的次数，检测到一次有效推或者拉， 计数器次数加1；当有效推或/和拉的次数≥5次时，则MCU输出信号到主机 使得主机增大吸力；当有效推拉的次数未连续累计到设定的次数，出现一次 非有效推拉，则计数器清零，重新开始计数。

进一步的，主机控制吸尘器的吸力增大15％-50％。

在一些实施方式中，在步骤S3中，当遇到墙角时，吸尘器几乎处于静止 状态，信号值的波形在零点附近上下小范围内波动，选取合适的波动范围及 时间范围作为有效静止范围，在有效静止范围则判定为有效静止。所述有效 静止范围为信号值的波动范围在设定的时间范围内一直小于设置的波动幅度 阈值。

进一步的，所述有效静止范围为信号值在≥2000ms时间内(有效静止时 间范围)持续信号值的波动的幅度≤60LSB(有效静止幅度范围)。

进一步优选的，所述有效静止范围为信号值在≥3000ms时间内持续信号 值的波动的幅度≤80LSB。

进一步的，由于吸尘器的振动和用户抖动，会有一定几率导致波动范围 超过阈值，为提高检测成功率，MCU的算法允许有几次可以超过信号值的波 形的幅度阈值。在有效静止时间范围内，当信号值的最大值减去最小值大于 幅度阈值，则计数器次数加1，并且，计数器累计计数的次数≤10次，则MCU 输出信号到主机使得主机增大吸力；当时间超过有效静止时间范围，计数器 次数清0，重新开始下一个有效静止时间范围内的计数。

在一些实施方式中，所述信号值的波形为X轴信号值、Y轴信号值、Z轴 信号值中的一个或两个形成的波形。

进一步的，当三轴加速度传感器的安装平面与水平面之间存在夹角，选 取Z轴加速度数据进行分析，所述信号值的波形为Z轴信号值形成的波形。 由于用户操作时也会倾斜机器使得轴加速度传感器的安装平面与水平面之间 的夹角更大，通过分别分析对比三个轴的信号值的波形，首次发现在这种安 装方式下，仅选取Z轴信号值进行数据分析及判断的准确性更高，即使吸尘 器在使用中前后左右的晃动，也不会出现误判，仅选取Z轴信号值进行数据 分析的准确性高于选取多个轴的信号值。当三轴加速度传感器水平安装时，选取X轴或者Y轴中的一个轴的信号值进行分析判断，当推拉方向与X轴方 向夹角小，则选取X轴信号值；当推拉方向与Y轴方向夹角小，则选取Y轴 信号值；当推拉方向与X轴和Y轴方向的夹角相当，则同时选取X轴和Y轴 的信号值进行分析判断。

在一些实施方式中，当有效推拉的次数超过设定的次数，MCU的SCL引 脚输出低电平，SDA引脚输出高电平，通知主机功率增大；当有效静止时， MCU的SCL引脚输出高电平，SDA引脚输出高电平，通知主机功率增大；其他 状态时，MCU的SCL引脚输出低电平，SDA引脚输出低电平。

本申请的另一方面，提供一种吸尘器运动传感器模块，所述运动传感器 模块包括：三轴加速度传感器、MCU和连接器，所述三轴加速度传感器与MCU 连接，MCU的输出端与连接器连接，连接器与主机连接；三轴加速度传感器 用于检测吸尘器的运动数据，MCU从传感器中读取吸尘器的三轴加速度数据， 作为原始值；将原始值通过滤波器滤波后得到基准值，原始值减去基准值得 到实际三轴加速度值，将实际三轴加速度值通过滤波器滤波后得到信号值； 当信号值的波形的幅度和周期在设置的有效推拉范围，并且连续有效推拉的次数超过设定的次数时，或/和当信号值的波动在设定的有效静止范围时，则 MCU输出信号，输出信号通过连接器传输到主机，主机功率增大。

在一些实施方式中，所述传感器为三轴加速度传感器，MCU通过通讯协 议从三轴加速度传感器中读取吸尘器的三轴加速度数据，所述MCU与三轴加 速度传感器之间采用I2C总线协议进行通讯，MCU作为总线主机，传感器作 为总线从机。

进一步的，MCU与三轴加速度传感器之间的传输速率400Kbps，MCU每2ms 采集一次三轴加速度传感器数据，作为原始值，一次连续读6个字节，包括 2字节X轴加速度、2字节Y轴加速度和2字节Z轴加速度。

进一步的，MCU采集三轴加速度数据之前，对三轴加速度传感器进行校 正，包括：读取三个轴的加速度数据，将三个轴的数据分别通过三个低通滤 波器进行滤波，循环1024次，最终得到三个轴在检测之前的基准值。

进一步的，在三轴加速度传感器进行校正之前，对系统进行初始化并启 动看门狗，并且进行信号输出引脚初始化、I 2C总线初始化、传感器初始化 和滤波器初始化。

在一些实施方式中，将原始值通过第一低通滤波器滤除电机高速运转带 来的高频振动和用户操作机器的运动信号，滤波后的结果作为基准值；将实 际三轴加速度值通过第二低通滤波器滤除电机高速运转带来的高频振动，保 留机器运动的有效信号，滤波后的结果作为信号值。

进一步的，所述第一低通滤波器用于滤除频率为0.5Hz以上的信号。优 选的，所述第一低通滤波器用于滤除频率为0.2Hz以上的信号。其中，电机 高速运转带来的高频振动的频率都在几十上百赫兹，用户操作机器运动的正 常频率也在0.5Hz以上。

进一步的，所述第二低通滤波器用于滤除5Hz以上的信号。优选的，所 述第二低通滤波器用于滤除3Hz以上的信号。这里只需要滤除电机高速运转 带来的高频振动。

在一些实施方式中，有效来回推拉时，信号值的波形基本符合正弦波， 根据用户正常推拉操作时的信号值的波形，选取合适的波形幅度和波形周期 范围作为有效推拉范围，在有效推拉范围则判定为有效推拉。所述有效推拉 范围为信号值的波形的幅度超过最低幅度阈值，并且波形的周期在有效推拉 时间范围内。

进一步的，所述有效推拉范围为信号值的波形的幅度≥100LSB、信号值 的波形的周期为600ms-2000ms。

进一步优选的，所述有效推拉范围为信号值的波形的幅度≥120LSB、信 号值的波形的周期为800ms-1400ms。

进一步的，采用计数器计数有效推拉的次数，检测到一次有效推或者拉， 计数器次数加1；当有效推或/和拉的次数≥5次时，则MCU输出信号到主机 使得主机增大吸力；当有效推拉的次数未连续累计到设定的次数，出现一次 非有效推拉，则计数器清零，重新开始计数。

进一步的，主机控制吸尘器的吸力增大15％-50％。

在一些实施方式中，当遇到墙角时，吸尘器几乎处于静止状态，信号值 的波形在零点附近上下小范围内波动，选取合适的波动范围及时间范围作为 有效静止范围，在有效静止范围则判定为有效静止。所述有效静止范围为信 号值的波动范围在设定的时间范围内一直小于设置的波动幅度阈值。

进一步的，所述有效静止范围为信号值在≥2000ms时间内持续信号值的 波动的幅度≤60LSB。

进一步优选的，所述有效静止范围为信号值在≥3000ms时间内持续信号 值的波动的幅度≤80LSB。

进一步的，由于吸尘器的振动和用户抖动，会有一定几率导致波动范围 超过阈值，为提高检测成功率，MCU的算法允许有几次可以超过信号值的波 形的幅度阈值。在有效静止时间范围内，当信号值的最大值减去最小值大于 幅度阈值，则计数器次数加1，并且，计数器累计计数的次数≤10次，则MCU 输出信号到主机使得主机增大吸力；当时间超过有效静止时间范围，计数器 次数清0，重新开始下一个有效静止时间范围内的计数。

在一些实施方式中，所述信号值的波形为X轴信号值、Y轴信号值、Z轴 信号值中的一个或两个形成的波形。

进一步的，当三轴加速度传感器的安装平面与水平面之间存在夹角，选 取Z轴加速度数据进行分析，所述信号值的波形为Z轴信号值形成的波形。 由于用户操作时也会倾斜机器，是的三轴加速度传感器的安装平面与水平面 之间的夹角更大，通过分别分析对比三个轴的信号值的波形，首次发现在这 种安装方式下，仅选取Z轴信号值进行数据分析及判断的准确性更高，即使 吸尘器在使用中前后左右的晃动，也不会出现误判，仅选取Z轴信号值进行 数据分析的准确性高于选取多个轴的信号值。当三轴加速度传感器水平安装时，选取X轴或者Y轴中的一个轴的信号值进行分析判断，当推拉方向与X 轴方向夹角小，则选取X轴信号值；当推拉方向与Y轴方向夹角小，则选取 Y轴信号值；当推拉方向与X轴和Y轴方向的夹角相当，则同时选取X轴和Y 轴的信号值进行分析判断。

在一些实施方式中，当有效推拉的次数超过设定的次数，MCU的SCL引 脚输出低电平，SDA引脚输出高电平，通知主机功率增大；当有效静止时， MCU的SCL引脚输出高电平，SDA引脚输出高电平，通知主机功率增大；其他 状态时，MCU的SCL引脚输出低电平，SDA引脚输出低电平。

与现有技术相比，本申请的吸尘器运动传感器模块及其检测吸尘器运动 状态的方法具有以下优点：

1.用户在来回清理污垢时，本发明能够主动检测到用户的推拉操作，通 知主机增大吸力，减轻用户劳动量。

2.用户在清理过程中遇到墙角时，本发明能够检测到该特征状态，同样 通知主机增大吸力，将墙角灰尘彻底清理干净。

3.使用本发明解决了现有技术存在的问题和缺点，产品实际使用效果超 出预期，极大提高了吸尘效率和用户体验。

具体实施方式

描述以下实施例以辅助对本申请的理解。不意在且不应当以任何方式将 实施例解释成为限制本申请的保护范围。

在以下描述中，本领域的技术人员将认识到，在本论述的全文中，组件 可描述为单独的功能单元(可包括子单元)，但是本领域的技术人员将认识 到，各种组件或其部分可划分成单独组件，或者可整合在一起(包括整合在单 个的系统或组件内)。

此外，组件或系统之间的连接并不旨在限于直接连接。相反，在这些组 件之间的数据可由中间组件修改、重格式化、或以其它方式改变。另外，可 使用另外或更少的连接。还应注意，术语“联接”、“连接”、或“输入” 应理解为包括直接连接、通过一个或多个中间设备来进行的间接连接、和无 线连接。

实施例1：

一种检测吸尘器运动状态的方法，包括步骤：

系统初始化，包括系统滴答定时器、系统时钟等。

初始化并启动看门狗，看门狗的作用是为了防止软件系统在异常情况下， 程序执行错误，导致系统异常工作或崩溃。而看门狗复位可以帮助系统自动 恢复。工作原理是软件系统出错时，在固定的时间(这个时间可以配置)产生 一个复位或者中断，让程序重新执行或者按照中断服务程序执行，而不至于 系统崩溃。从而增加了软件系统的安全性能。

信号输出引脚初始化，SCL引脚输出低电平，SDA引脚输出低电平。

I2C总线初始化，MCU作为总线主机，传感器作为总线从机，传输速率 400Kbps。

传感器初始化，量程±8g，分辨率14b i t，1LSB＝0.9765625mg，g为 重力加速度。

滤波器初始化，三个轴各两个低通滤波器。

由于低通滤波器的特性会导致基准值的稳定时间较长，为缩短该时间， 使开机后能够快速检测，需要对传感器的基准值进行预处理，具体步骤：读 取三个轴的加速度数据；将三个轴的数据分别通过三个低通滤波器进行滤波； 循环1024次，最终得到三个轴在检测之前的基准值。

MCU与传感器之间采用I 2C总线协议进行通讯，MCU作为总线主机，传感 器作为总线从机，传输速率400Kbps，一次连续读6个字节，包括2字节X 轴加速度、2字节Y轴加速度和2字节Z轴加速度。

初始化并启动定时器。每2ms产生一次周期中断，在中断服务程序中重 装载看门狗，即“喂狗”。

将原始值通过第一低通滤波器滤除电机高速运转带来的高频振动和用户 操作机器的运动信号，滤波后的结果作为基准值；将实际三轴加速度值通过 第二低通滤波器滤除电机高速运转带来的高频振动，保留机器运动的有效信 号，滤波后的结果作为信号值。所述第一低通滤波器用于滤除频率为0.2Hz 以上的信号。其中，电机高速运转带来的高频振动的频率都在几十上百赫兹， 用户操作机器运动的正常频率也在0.5Hz以上。所述第二低通滤波器用于滤 除3Hz以上的信号。这里只需要滤除电机高速运转带来的高频振动。

有效来回推拉时，信号值的波形基本符合正弦波，根据用户正常推拉操 作时的信号值的波形，选取合适的波形幅度和波形周期范围作为有效推拉范 围，在有效推拉范围则判定为有效推拉。所述有效推拉范围为信号值的波形 的幅度超过最低幅度阈值，并且波形的周期在有效推拉时间范围内。所述有 效推拉范围为信号值的波形的幅度≥120LSB、信号值的波形的周期为 800ms-1400ms。采用计数器计数有效推拉的次数，检测到一次有效推或者拉， 计数器次数加1；当有效推或/和拉的次数≥5次时，则MCU输出信号到主机 使得主机增大吸力；当有效推拉的次数未连续累计到设定的次数，出现一次 非有效推拉，则计数器清零，重新开始计数。主机控制吸尘器的吸力增大35％。

当遇到墙角时，吸尘器几乎处于静止状态，信号值的波形在零点附近上 下小范围内波动，选取合适的波动范围及时间范围作为有效静止范围，在有 效静止范围则判定为有效静止。所述有效静止范围为信号值的波动范围在设 定的时间范围内一直小于设置的波动幅度阈值。所述有效静止范围为信号值 在≥3000ms时间内持续信号值的波动的幅度≤80LSB。由于吸尘器的振动和 用户抖动，会有一定几率导致波动范围超过阈值，为提高检测成功率，MCU 的算法允许有几次可以超过信号值的波形的幅度阈值。在有效静止时间范围内，当信号值的最大值减去最小值大于幅度阈值，则计数器次数加1，并且， 计数器累计计数的次数≤10次，则MCU输出信号到主机使得主机增大吸力； 当时间超过有效静止时间范围，计数器次数清0，重新开始下一个有效静止 时间范围内的计数。

所述信号值的波形为X轴信号值、Y轴信号值、Z轴信号值中的一个或两 个形成的波形。三轴加速度传感器的安装平面与水平面之间存在夹角，选取 Z轴加速度数据进行分析，所述信号值的波形为Z轴信号值形成的波形。由 于用户操作时也会倾斜机器，是的三轴加速度传感器的安装平面与水平面之 间的夹角更大，通过分别分析对比三个轴的信号值的波形，首次发现在这种 安装方式下，仅选取Z轴信号值进行数据分析及判断的准确性更高，即使吸 尘器在使用中前后左右的晃动，也不会出现误判，仅选取Z轴信号值进行数 据分析的准确性高于选取多个轴的信号值。当有效推拉的次数超过设定的次 数，MCU的SCL引脚输出低电平，SDA引脚输出高电平，通知主机功率增大； 当有效静止时，MCU的SCL引脚输出高电平，SDA引脚输出高电平，通知主机 功率增大；其他状态时，MCU的SCL引脚输出低电平，SDA引脚输出低电平。

实施例2：

一种吸尘器运动传感器模块，所述运动传感器模块包括：三轴加速度传 感器、MCU和连接器，所述三轴加速度传感器与MCU连接，MCU的输出端与连 接器连接，连接器与主机连接；三轴加速度传感器用于检测吸尘器的运动数 据，MCU从传感器中读取吸尘器的三轴加速度数据，作为原始值；将原始值 通过滤波器滤波后得到基准值，原始值减去基准值得到实际三轴加速度值， 将实际三轴加速度值通过滤波器滤波后得到信号值；当信号值的波形的幅度 和周期在设置的有效推拉范围，并且连续有效推拉的次数超过设定的次数时，或/和当信号值的波动在设定的有效静止范围时，则MCU输出信号，输出信号 通过连接器传输到主机，主机功率增大。

所述传感器为三轴加速度传感器，MCU通过通讯协议从三轴加速度传感 器中读取吸尘器的三轴加速度数据，所述MCU与三轴加速度传感器之间采用 I2C总线协议进行通讯，MCU作为总线主机，传感器作为总线从机。MCU与三 轴加速度传感器之间的传输速率400Kbps，MCU每2ms采集一次三轴加速度传 感器数据，作为原始值，一次连续读6个字节，包括2字节X轴加速度、2 字节Y轴加速度和2字节Z轴加速度。MCU采集三轴加速度数据之前，对三 轴加速度传感器进行校正，包括：读取三个轴的加速度数据，将三个轴的数 据分别通过三个低通滤波器进行滤波，循环1024次，最终得到三个轴在检测 之前的基准值。在三轴加速度传感器进行校正之前，对系统进行初始化并启 动看门狗，并且进行信号输出引脚初始化、I 2C总线初始化、传感器初始化 和滤波器初始化。

将原始值通过第一低通滤波器滤除电机高速运转带来的高频振动和用户 操作机器的运动信号，滤波后的结果作为基准值；将实际三轴加速度值通过 第二低通滤波器滤除电机高速运转带来的高频振动，保留机器运动的有效信 号，滤波后的结果作为信号值。所述第一低通滤波器用于滤除频率为0.5Hz 以上的信号。其中，电机高速运转带来的高频振动的频率都在几十上百赫兹， 用户操作机器运动的正常频率也在0.5Hz以上。所述第二低通滤波器用于滤 除5Hz以上的信号。这里只需要滤除电机高速运转带来的高频振动。

有效来回推拉时，信号值的波形基本符合正弦波，根据用户正常推拉操 作时的信号值的波形，选取合适的波形幅度和波形周期范围作为有效推拉范 围，在有效推拉范围则判定为有效推拉。所述有效推拉范围为信号值的波形 的幅度超过最低幅度阈值，并且波形的周期在有效推拉时间范围内。所述有 效推拉范围为信号值的波形的幅度≥100LSB、信号值的波形的周期为 600ms-2000ms。采用计数器计数有效推拉的次数，检测到一次有效推或者拉， 计数器次数加1；当有效推或/和拉的次数≥5次时，则MCU输出信号到主机 使得主机增大吸力；当有效推拉的次数未连续累计到设定的次数，出现一次 非有效推拉，则计数器清零，重新开始计数。主机控制吸尘器的吸力增大30％。

当遇到墙角时，吸尘器几乎处于静止状态，信号值的波形在零点附近上 下小范围内波动，选取合适的波动范围及时间范围作为有效静止范围，在有 效静止范围则判定为有效静止。所述有效静止范围为信号值的波动范围在设 定的时间范围内一直小于设置的波动幅度阈值。所述有效静止范围为信号值 在≥2000ms时间内持续信号值的波动的幅度≤60LSB。由于吸尘器的振动和 用户抖动，会有一定几率导致波动范围超过阈值，为提高检测成功率，MCU 的算法允许有几次可以超过信号值的波形的幅度阈值。在有效静止时间范围内，当信号值的最大值减去最小值大于幅度阈值，则计数器次数加1，并且， 计数器累计计数的次数≤10次，则MCU输出信号到主机使得主机增大吸力； 当时间超过有效静止时间范围，计数器次数清0，重新开始下一个有效静止 时间范围内的计数。

所述信号值的波形为X轴信号值、Y轴信号值、Z轴信号值中的一个或两 个形成的波形。三轴加速度传感器水平安装时，选取X轴或者Y轴中的一个 轴的信号值进行分析判断，当推拉方向与X轴方向夹角小，则选取X轴信号 值；当推拉方向与Y轴方向夹角小，则选取Y轴信号值；当推拉方向与X轴 和Y轴方向的夹角相当，则同时选取X轴和Y轴的信号值进行分析判断。当 有效推拉的次数超过设定的次数，MCU的SCL引脚输出低电平，SDA引脚输出高电平，通知主机功率增大；当有效静止时，MCU的SCL引脚输出高电平， SDA引脚输出高电平，通知主机功率增大；其他状态时，MCU的SCL引脚输出 低电平，SDA引脚输出低电平。

尽管本申请已公开了多个方面和实施方式，但是其它方面和实施方式对 本领域技术人员而言将是显而易见的，在不脱离本申请构思的前提下，还可 以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。本申请公开的多个 方面和实施方式仅用于举例说明，其并非旨在限制本申请，本申请的实际保 护范围以权利要求为准。

Claims (10)

1.一种检测吸尘器运动状态的方法，其特征在于，包括步骤：

S1，通过传感器采集吸尘器的三轴加速度数据，MCU从传感器中读取吸尘器的三轴加速度数据，作为原始值；

S2，将原始值通过滤波器滤波后得到基准值，原始值减去基准值得到实际三轴加速度值，将实际三轴加速度值通过滤波器滤波后得到信号值；

S3，当信号值的波形的幅度和周期在设置的有效推拉范围，并且连续有效推拉的次数超过设定的次数时，或/和当信号值的波动在设定的有效静止范围时，则MCU输出信号到主机使得主机增大吸力。

2.如权利要求1所述的检测吸尘器运动状态的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述传感器为三轴加速度传感器，MCU通过通讯协议从三轴加速度传感器中读取吸尘器的三轴加速度数据，所述MCU与三轴加速度传感器之间采用I2C总线协议进行通讯，MCU作为总线主机，传感器作为总线从机。

3.如权利要求1所述的检测吸尘器运动状态的方法，其特征在于，在步骤S2中，将原始值通过第一低通滤波器滤除电机高速运转带来的高频振动和用户操作机器的运动信号，滤波后的结果作为基准值；将实际三轴加速度值通过第二低通滤波器滤除电机高速运转带来的高频振动，保留机器运动的有效信号，滤波后的结果作为信号值。

4.如权利要求3所述的检测吸尘器运动状态的方法，其特征在于，所述第一低通滤波器用于滤除频率为0.5Hz以上的信号，所述第二低通滤波器用于滤除5Hz以上的信号。

5.如权利要求1所述的检测吸尘器运动状态的方法，其特征在于，在步骤S3中，包括选自下组的一个或多个特征：

(1)所述有效推拉范围为信号值的波形的幅度超过最低幅度阈值，并且波形的周期在有效推拉时间范围内，所述有效推拉范围为信号值的波形的幅度≥100LSB、信号值的波形的周期为600ms-2000ms；

(2)采用计数器计数有效推拉的次数，检测到一次有效推或者拉，计数器次数加1；当有效推或/和拉的次数≥5次时，则MCU输出信号到主机使得主机增大吸力；当有效推拉的次数未连续累计到设定的次数，出现一次非有效推拉，则计数器清零，重新开始计数；

(3)主机控制吸尘器的吸力增大15％-50％；

(4)所述有效静止范围为信号值的波动范围在设定的时间范围内一直小于设置的波动幅度阈值，所述有效静止范围为信号值在≥2000ms时间内持续信号值的波动的幅度≤60LSB；

(5)所述信号值的波形为X轴信号值、Y轴信号值、Z轴信号值中的一个或两个形成的波形。

6.如权利要求5所述的检测吸尘器运动状态的方法，其特征在于，包括选自下组的一个或多个特征：

(1)所述有效推拉范围为信号值的波形的幅度≥120LSB、信号值的波形的周期为800ms-1400ms；

(2)所述有效静止范围为信号值在≥3000ms时间内持续信号值的波动的幅度≤80LSB；

(3)在有效静止时间范围内，当信号值的最大值减去最小值大于幅度阈值，则计数器次数加1，并且，计数器累计计数的次数≤10次，则MCU输出信号到主机使得主机增大吸力；当时间超过有效静止时间范围，计数器次数清0，重新开始下一个有效静止时间范围内的计数；

(4)当三轴加速度传感器的安装平面与水平面之间存在夹角，选取Z轴加速度数据进行分析，所述信号值的波形为Z轴信号值形成的波形。由于用户操作时也会倾斜机器，是的三轴加速度传感器的安装平面与水平面之间的夹角更大，通过分别分析对比三个轴的信号值的波形，首次发现在这种安装方式下，仅选取Z轴信号值进行数据分析及判断的准确性更高，即使吸尘器在使用中前后左右的晃动，也不会出现误判，仅选取Z轴信号值进行数据分析的准确性高于选取多个轴的信号值。当三轴加速度传感器水平安装时，选取X轴或者Y轴中的一个轴的信号值进行分析判断，当推拉方向与X轴方向夹角小，则选取X轴信号值；当推拉方向与Y轴方向夹角小，则选取Y轴信号值；当推拉方向与X轴和Y轴方向的夹角相当，则同时选取X轴和Y轴的信号值进行分析判断。

7.一种吸尘器运动传感器模块，其特征在于，所述运动传感器模块包括：三轴加速度传感器、MCU和连接器，所述三轴加速度传感器与MCU连接，MCU的输出端与连接器连接，连接器与主机连接；三轴加速度传感器用于检测吸尘器的运动数据，MCU从传感器中读取吸尘器的三轴加速度数据，作为原始值；将原始值通过滤波器滤波后得到基准值，原始值减去基准值得到实际三轴加速度值，将实际三轴加速度值通过滤波器滤波后得到信号值；当信号值的波形的幅度和周期在设置的有效推拉范围，并且连续有效推拉的次数超过设定的次数时，或/和当信号值的波动在设定的有效静止范围时，则MCU输出信号，输出信号通过连接器传输到主机，主机功率增大。

8.如权利要求7所述的吸尘器运动传感器模块，其特征在于，将原始值通过第一低通滤波器滤除电机高速运转带来的高频振动和用户操作机器的运动信号，滤波后的结果作为基准值；将实际三轴加速度值通过第二低通滤波器滤除电机高速运转带来的高频振动，保留机器运动的有效信号，滤波后的结果作为信号值。

9.如权利要求7所述的吸尘器运动传感器模块，其特征在于，包括选自下组的一个或多个特征：

(1)所述有效推拉范围为信号值的波形的幅度超过最低幅度阈值，并且波形的周期在有效推拉时间范围内，所述有效推拉范围为信号值的波形的幅度≥100LSB、信号值的波形的周期为600ms-2000ms；

(2)采用计数器计数有效推拉的次数，检测到一次有效推或者拉，计数器次数加1；当有效推或/和拉的次数≥5次时，则MCU输出信号到主机使得主机增大吸力；当有效推拉的次数未连续累计到设定的次数，出现一次非有效推拉，则计数器清零，重新开始计数；

(3)主机控制吸尘器的吸力增大15％-50％；

(4)所述有效静止范围为信号值的波动范围在设定的时间范围内一直小于设置的波动幅度阈值，所述有效静止范围为信号值在≥2000ms时间内持续信号值的波动的幅度≤60LSB；

(5)所述信号值的波形为X轴信号值、Y轴信号值、Z轴信号值中的一个或两个形成的波形。

10.如权利要求9所述的吸尘器运动传感器模块，其特征在于，包括选自下组的一个或多个特征：

(1)所述有效推拉范围为信号值的波形的幅度≥120LSB、信号值的波形的周期为800ms-1400ms；

(2)所述有效静止范围为信号值在≥3000ms时间内持续信号值的波动的幅度≤80LSB；

(3)在有效静止时间范围内，当信号值的最大值减去最小值大于幅度阈值，则计数器次数加1，并且，计数器累计计数的次数≤10次，则MCU输出信号到主机使得主机增大吸力；当时间超过有效静止时间范围，计数器次数清0，重新开始下一个有效静止时间范围内的计数；

(4)当三轴加速度传感器的安装平面与水平面之间存在夹角，选取Z轴加速度数据进行分析，所述信号值的波形为Z轴信号值形成的波形。由于用户操作时也会倾斜机器，是的三轴加速度传感器的安装平面与水平面之间的夹角更大，通过分别分析对比三个轴的信号值的波形，首次发现在这种安装方式下，仅选取Z轴信号值进行数据分析及判断的准确性更高，即使吸尘器在使用中前后左右的晃动，也不会出现误判，仅选取Z轴信号值进行数据分析的准确性高于选取多个轴的信号值。当三轴加速度传感器水平安装时，选取X轴或者Y轴中的一个轴的信号值进行分析判断，当推拉方向与X轴方向夹角小，则选取X轴信号值；当推拉方向与Y轴方向夹角小，则选取Y轴信号值；当推拉方向与X轴和Y轴方向的夹角相当，则同时选取X轴和Y轴的信号值进行分析判断。