CN114061750A - 红外光强度检测设备和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种红外光强度检测设备和方法，该设备包括光强检测芯片和控制装置，控制装置通过通信接口与光强检测芯片连接；光强检测芯片对目标设备发射的红外光进行检测，得到检测数据并保存在寄存器中；控制装置通过通信接口从光强检测芯片的寄存器中读取检测数据，并根据检测数据进行数据处理，分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。结合光强检测芯片和控制装置对红外光的数据采集和数据处理，进而分析红外光强度，实现了对红外光强度进行检测。

Description

红外光强度检测设备和方法

技术领域

本申请涉及信号检测技术领域，特别是涉及一种红外光强度检测设备和方法。

背景技术

随着科技的发展和社会的不断进步，各种各样的电器设备出现在人们的日常工作和生活中，不少电器设备，如电视机、空调等还具备远程遥控功能。用户可通过遥控器对电器设备进行开关和功能选择等控制，方便用户操作。遥控器大多采用红外光与电器设备进行通信，而红外光强度是否稳定，则直接关系到能否正常控制电器设备。因此，如何对红外光强度进行检测，是一个亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对红外光强度不稳定问题，提供一种红外光强度检测设备和方法，能实现对红外光进行强度检测。

一种红外光强度检测设备，包括光强检测芯片和控制装置，所述控制装置通过通信接口与所述光强检测芯片连接；所述光强检测芯片对目标设备发射的红外光进行检测，得到检测数据并保存在寄存器中；所述控制装置通过所述通信接口从所述光强检测芯片的寄存器中读取所述检测数据，并根据所述检测数据进行数据处理分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。

在其中一个实施例中，所述光强检测芯片在目标设备发送的红外光起始码过后再捕获红外光，得到检测数据并保存在寄存器中。

在其中一个实施例中，所述控制装置利用安装的UCOS系统通过所述通信接口从所述光强检测芯片的寄存器中读取所述检测数据，并根据所述检测数据进行数据处理分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。

在其中一个实施例中，所述控制装置根据所述检测数据分析起始码后的光强度，并将按照预设测试时间间隔将分析得到的测试数据保存在数组中，对数组中的测试数据进行软件滤波，得到红外光强度检测数据并保存在数组中。

在其中一个实施例中，所述控制装置还用于与上位机通信，在接收到所述上位机发送的光强检测标志指令时，控制所述光强检测芯片对目标设备发射的红外光进行检测。

在其中一个实施例中，所述控制装置还用于在接收到所述上位机发送的光强检测完成标志指令时，将红外光强度检测数据上传至所述上位机。

在其中一个实施例中，所述光强检测芯片为SI1145光强检测芯片。

在其中一个实施例中，所述通信接口为IIC通信接口。

在其中一个实施例中，所述目标设备为遥控器。

一种红外光强度检测方法，基于上述的红外光强度检测设备实现，该方法包括：

通过通信接口从光强检测芯片的寄存器中读取检测数据；其中，所述光强检测芯片对目标设备发射的红外光进行检测，得到检测数据并保存在寄存器中；

根据所述检测数据进行数据处理分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。

上述红外光强度检测设备和方法，利用光强检测芯片对目标设备发射的红外光进行检测，得到检测数据并保存在寄存器中。控制装置通过通信接口从光强检测芯片的寄存器中读取检测数据，并根据检测数据进行数据处理，分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。结合光强检测芯片和控制装置对红外光的数据采集和数据处理，进而分析红外光强度，实现了对红外光强度进行检测。

附图说明

图1为一实施例中红外光强度检测设备的结构框图；

图2为一实施例中红外光强度检测方法的流程图；

图3为一实施例中遥控器红外光强度检测的控制流程图；

图4为一实施例中遥控器解码波形图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个实施例中，提供了一种红外光强度检测设备，适用于对目标设备发射的红外光进行强度检测，目标设备可以是遥控器等采用红外光进行通信的设备。如图1所示，红外光强度检测设备包括光强检测芯片100和控制装置200，控制装置200通过通信接口与光强检测芯片100连接；光强检测芯片100对目标设备发射的红外光进行检测，得到检测数据并保存在寄存器中；控制装置200通过通信接口从光强检测芯片100的寄存器中读取检测数据，并根据检测数据进行数据处理分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。

其中，光强检测芯片100和控制装置200的具体类型都不是唯一的，在一个实施例中，光强检测芯片100为SI1145光强检测芯片。SI1145光强检测芯片是一款红外光强度检测器，具有IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)通讯功能，16bit ADC(Analog toDigital Converter，模数转换)，满量程0-65535，可在最小3.28ms积分时间内检测到红外光强度。对应地，通信接口可采用IIC通信接口。本实施例中，控制装置200可通过多个IIC通信接口与光强检测芯片100通信，同时可进行多路数据提取和光强检测，提高数据处理效率。进一步地，控制装置200可采用CPU(Central Processing Unit，中央处理器)或MCU(Micro Control Unit，中文为微控制单元)等芯片，本实施例中，控制装置200为MCU。

在一个实施例中，光强检测芯片100在目标设备发送的红外光起始码过后再捕获红外光，得到检测数据并保存在寄存器中。具体地，以目标设备为遥控器为例，当需要对遥控器的红外光强度进行检测时，测试人员可按下遥控器按键，控制遥控器发射红外光。利用光强检测芯片100接收遥控器发射的红外光，并在红外光起始码过后再捕获红外光，得到检测数据并保存在寄存器中，从而存储到测试人员在按下按键和未按下按键时相应的红外光检测数据，方便控制装置200进行红外光强度分析，避免遥控器的起始码对红外光强度分析造成干扰。其中，光强检测芯片100可以是接收红外光并进行信号分析，筛除掉起始码后捕获遥控器的红外光进行处理，得到检测数据；光强检测芯片100也可以是在接收到红外光时开始计算，在计时达到预设时长后判定遥控器的起始码发送已经结束，然后在捕获遥控器的红外光进行处理，得到检测数据。

控制装置200读取光强检测芯片100的寄存器中存储的检测数据进行红外光强度分析的方式并不唯一，在一个实施例中，控制装置200利用安装的UCOS(Micro-ControllerOperating System，微控制器操作系统)系统通过通信接口从光强检测芯片的寄存器中读取检测数据，并根据检测数据进行数据处理，分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。其中，UCOS系统是一个可以基于ROM运行的、可裁剪的、抢占式、实时多任务内核，具有高度可移植性，特别适合于微处理器和控制器，适合很多商业操作系统性能相当的实时操作系统。为了提供最好的移植性能，UCOS系统最大程度上使用ANSI C语言进行开发，并且已经移植到多种处理器体系上，涵盖了从8位到64位各种CPU(包括DSP(Digital SignalProcessing，数字信号处理))。UCOS系统可以简单的视为一个多任务调度器，在这个任务调度器之上完善并添加了和多任务操作系统相关的系统服务，其主要特点有公开源代码，代码结构清晰、明了，注释详尽，组织有条理，可移植性好，可裁剪，可固化。

具体地，利用UCOS系统通过多路IIC通信接口读取光强检测芯片100的寄存器中存储的检测数据进行数据处理，分析遥控器在按下按钮和未按下按钮时发送的红外光强度，得到相应的强度检测数据。控制装置200安装的UCOS系统可更好的支持多通道进行数据读取和分析，提高红外光强度分析的数据处理效率。

控制装置200进行红外光强度分析的具体方式也不是唯一的，在一个实施例中，控制装置200根据检测数据分析起始码后的光强度，并将按照预设测试时间间隔将分析得到的测试数据保存在数组中，对数组中的测试数据进行软件滤波，得到红外光强度检测数据并保存在数组中。其中，预设测试时间间隔的具体取值并不唯一，可根据实际需求进行设置。本实施例中，预设测试时间间隔为10ms。具体地，控制装置200将起始码后的光强度，按照10ms测试的数据保存在数组里，通过软件滤波排序，然后取第二大值作为本次检测的红外光强度数据，能保证红外光强度测试的准确与稳定性。最后，确定的红外光强度数据可以是保存在控制装置200中，也可以由控制装置200将红外光强度数据发送至显示器显示，或上传至上位机，用作上位机进行数据集中存储或数据分析等。上位机可以是PC(PersonalComputer，个人计算机)机或网络服务器等。

进一步地，在一个实施例中，控制装置200还用于与上位机通信，在接收到上位机发送的光强检测标志指令时，控制光强检测芯片100对目标设备发射的红外光进行检测。其中，控制装置200可通过UART3(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)与上位机通信。具体地，测试人员可通过上位机的控制界面进行红外光强度测试的参数设置，例如对测试时间间隔、测试次数等参数进行设置。上位机根据设置的参数输出光强检测标志指令至控制装置200，控制装置200接收到一次光强检测标志指令，则控制光强检测芯片100采集并保存一次检测数据，然后控制装置200读取光强检测芯片100的寄存器中存储的检测数据进行一次数据处理，按照设置的测试时间间隔将分析得到的测试数据保存在数组中，然后进行软件滤波排序，得到本次测试的红外光强度检测数据。在没有接收到光强检测标志指令时，则停止数据检测和分析。控制装置200将每次测试确定的红外光强度检测数据保存在数组中，等待上位机读取。

此外，在一个实施例中，控制装置200还用于在接收到上位机发送的光强检测完成标志指令时，将红外光强度检测数据上传至上位机。当测试结束后，测试人员还可通过上位机的控制界面发送光强检测完成标志指令至控制装置200，控制装置200在接收到光强检测完成标志指令时，将保存在数组中的红外光强度检测数据统一上传至上位机。

上述红外光强度检测设备，利用光强检测芯片100对目标设备发射的红外光进行检测，得到检测数据并保存在寄存器中。控制装置200通过通信接口从光强检测芯片100的寄存器中读取检测数据，并根据检测数据进行数据处理，分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。结合光强检测芯片100和控制装置200对红外光的数据采集和数据处理，进而分析红外光强度，实现了对红外光强度进行检测。

在一个实施例中，还提供了一种红外光强度检测方法，基于上述的红外光强度检测设备实现，适用于对目标设备发射的红外光进行强度检测，目标设备可以是遥控器等采用红外光进行通信的设备。如图2所示，该方法包括：

步骤S100：通过通信接口从光强检测芯片的寄存器中读取检测数据。

其中，光强检测芯片对目标设备发射的红外光进行检测，得到检测数据并保存在寄存器中。具体地，控制装置通过通信接口与光强检测芯片连接，光强检测芯片对目标设备发射的红外光进行检测，得到检测数据并保存在寄存器中；控制装置通过通信接口从光强检测芯片的寄存器中读取检测数据，并根据检测数据进行数据处理，分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。

光强检测芯片和控制装置的具体类型都不是唯一的，在一个实施例中，光强检测芯片为SI1145光强检测芯片，具有IIC通讯功能，16bit ADC，满量程0-65535，可在最小3.28ms积分时间内检测到红外光强度。对应地，通信接口可采用IIC通信接口。本实施例中，控制装置可通过多个IIC通信接口与光强检测芯片通信，同时可进行多路数据提取和光强检测，提高数据处理效率。进一步地，控制装置可采用CPU或MCU等芯片，本实施例中，控制装置为MCU。

在一个实施例中，光强检测芯片在目标设备发送的红外光起始码过后再捕获红外光，得到检测数据并保存在寄存器中。具体地，以目标设备为遥控器为例，当需要对遥控器的红外光强度进行检测时，测试人员可按下遥控器按键，控制遥控器发射红外光。利用光强检测芯片接收遥控器发射的红外光，并在红外光起始码过后再捕获红外光，得到检测数据并保存在寄存器中，从而存储到测试人员在按下按键和未按下按键时相应的红外光检测数据，方便控制装置进行强度分析，避免遥控器的起始码对红外光强度分析造成干扰。其中，光强检测芯片可以是接收红外光并进行信号分析，筛除掉起始码后捕获遥控器的红外光进行处理，得到检测数据；光强检测芯片也可以是在接收到红外光时开始计算，在计时达到预设时长后判定遥控器的起始码发送已经结束，然后在捕获遥控器的红外光进行处理，得到检测数据。

步骤S200：根据检测数据进行数据处理分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。

控制装置在通过通信接口从光强检测芯片的寄存器中读取到检测数据后，根据检测数据进行数据处理分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。控制装置根据检测数据进行红外光强度分析的方式并不唯一，在一个实施例中，步骤S200包括：利用安装的UCOS系统通过通信接口从光强检测芯片的寄存器中读取检测数据，并根据检测数据进行数据处理分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。具体地，利用UCOS系统通过多路IIC通信接口读取光强检测芯片的寄存器中存储的检测数据进行数据处理，分析遥控器在按下按钮和未按下按钮时发送的红外光强度，得到相应的强度检测数据。控制装置安装的UCOS系统可更好的支持多通道进行数据读取和分析，提高红外光强度分析的数据处理效率。

进一步地，在一个实施例中，根据检测数据进行数据处理，分析红外光强度，得到红外光强度检测数据，具体包括：根据检测数据分析起始码后的光强度，并将按照预设测试时间间隔将分析得到的测试数据保存在数组中，对数组中的测试数据进行软件滤波，得到红外光强度检测数据并保存在数组中。其中，预设测试时间间隔的具体取值并不唯一，可根据实际需求进行设置。本实施例中，预设测试时间间隔为10ms。具体地，控制装置将起始码后的光强度，按照10ms测试的数据保存在数组里，通过软件滤波排序，然后取第二大值作为本次检测的红外光强度数据，能保证红外光强度测试的准确与稳定性。最后，确定的红外光强度数据可以是保存在控制装置中，也可以由控制装置将红外光强度数据发送至显示器显示，或上传至上位机，用作上位机进行数据集中存储或数据分析等。上位机可以是PC(Personal Computer，个人计算机)机或网络服务器等。

进一步地，在一个实施例中，步骤S100之前，该方法还可以包括：在接收到上位机发送的光强检测标志指令时，控制光强检测芯片对目标设备发射的红外光进行检测。

具体地，测试人员可通过上位机的控制界面进行红外光强度测试的参数设置，例如对测试时间间隔、测试次数等参数进行设置。上位机根据设置的参数输出光强检测标志指令至控制装置，控制装置接收到一次光强检测标志指令，则控制光强检测芯片采集并保存一次检测数据，然后控制装置读取光强检测芯片的寄存器中存储的检测数据进行一次数据处理，按照设置的测试时间间隔将分析得到的测试数据保存在数组中，然后进行软件滤波排序，得到本次测试的红外光强度检测数据。在没有接收到光强检测标志指令时，则停止数据检测和分析。控制装置将每次测试确定的红外光强度检测数据保存在数组中，等待上位机读取。

此外，在一个实施例中，步骤S200之后，该方法还可以包括：在接收到上位机发送的光强检测完成标志指令时，将红外光强度检测数据上传至上位机。当测试结束后，测试人员还可通过上位机的控制界面发送光强检测完成标志指令至控制装置，控制装置在接收到光强检测完成标志指令时，将保存在数组中的红外光强度检测数据统一上传至上位机。

上述红外光强度检测方法，利用光强检测芯片对目标设备发射的红外光进行检测，得到检测数据并保存在寄存器中。通过通信接口从光强检测芯片的寄存器中读取检测数据，并根据检测数据进行数据处理，分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。结合光强检测芯片和控制装置对红外光的数据采集和数据处理，进而分析红外光强度，实现了对红外光强度进行检测。

为便于更好地理解上述红外光强度检测设备和方法，下面以遥控器红外光强度检测为例进行详细解释说明。

在智能检测领域，对稳定性准确性要求严格外，还对测试速度提出高标准要求，为了更优的检测遥控器红外光强度值，本申请设计了一种新型的遥控器红外光强度检测方法。本方法提高检测精度的同时提高了检测效率。

具体地，本申请提出的一种适用于智能遥控器红外光强度的检测方法，实现方式为：选用高精度SI1145光强检测芯片采集红外光强度，MCU(具体采用STM32芯片)通过IIC通信读取检测到的光强度数据到STM32芯片内，在STM32内使用基于UCOS系统的数据处理方法分析遥控器解码原理，在遥控器按键按下，遥控器起始码过后再捕获遥控器的红外光强度，并及时处理。保证了数据测试的准确性及稳定性的同时，提高测试效率。

如图3所示为遥控器红外光强度检测的控制流程图，MCU在上电后依次进行系统时钟初始化。UART3初始化。定时器初始化。4路光强检测IIC初始化、其他IO初始化、操作系统初始化以及多任务初始化。MCU与上位机进行通信处理，在接收到上位机发送的光强检测标志信号后检测各路光强度，完成一次光强检测。在完成本次光强度检测后，MCU判断是否接收到上位机发送的光强检测完成标志指令，如果没有接收到光强检测完成标志指令，则MCU重新与上位机通信处理，检测是否继续接收到上位机发送的光强检测标志信号；如果接收到光强检测完成标志指令，则MCU根据与上位机的通信指令，读取保存到数组中的光强度检测数据，反馈所有数据到上位机。

其中，遥控器红外光强度是遥控器按键按下的瞬间遥控器的红外光情况，本设计选用高精度SI1145光强检测芯片采集红外光强度，其操作状态通过IIC接口访问寄存器来获取红外光强度。红外光强度的软件测试为，在SI1145光强检测芯片检测红外光强度，将检测数据保存到寄存器中后，安装有UCOS系统的MCU通过IIC通信接口从寄存器读取检测数据，然后MCU利用UCOS系统进行数据处理，分析红外光强度，图4为遥控器按键按下的时候由红外接收头接收到的遥控器波形图。由图4可以看出来，在没有按键按下的时候，电平保持为高电压状态，在按键按下的时候，电平随着解码高低电平呈现高电平和低电平交替。从图中可以看出各解码处处于高电平状态的电压值是一样的，只是保持的时间长短不一样，所以，图4遥控器起始码以后的波形码承载了指令数据呈高低电平变化，可以反映遥控器按键指令发出的红外光强度情况，采集到的红外光强度更能反映按键的真实光强度情况，保证了测试数据的准确性。

程序设计中，MCU在图4中起始码后的光强度，把每隔10ms测试的数据保存在数组里，通过软件滤波排序，取第二大值作为本次检测的红外光强度结果，能保证红外光强度测试的准确与稳定性。测试结果存放在数组中，等待上位机读取。

上述适用于智能遥控器红外光强度的检测方法，在单片机处理数据足够快的情况下，适用于各种编码方式的红外光强度检测。此外，还可以提高按键类检测设备的工作效率与稳定性，以及可以适用于瞬间红外光强度的捕获。该方法具有以下优点：

1、在保证准确性的同时，实现同一个红外光检测结果的稳定性，检测效率更高；

2、光强芯片更耐用，不易损坏，QFN封装，抗干扰能力强，提高了红外光强检测芯片的使用寿命；

3、抗干扰能力强，对人造光闪烁噪声和自然光颤振噪声具有良好的抗扰性，提高了红外光强采集的抗干扰能力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，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。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种红外光强度检测设备，其特征在于，包括光强检测芯片和控制装置，所述控制装置通过通信接口与所述光强检测芯片连接；所述光强检测芯片对目标设备发射的红外光进行检测，得到检测数据并保存在寄存器中；所述控制装置通过所述通信接口从所述光强检测芯片的寄存器中读取所述检测数据，并根据所述检测数据进行数据处理分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。

2.根据权利要求1所述的红外光强度检测设备，其特征在于，所述光强检测芯片在目标设备发送的红外光起始码过后再捕获红外光，得到检测数据并保存在寄存器中。

3.根据权利要求2所述的红外光强度检测设备，其特征在于，所述控制装置利用安装的UCOS系统通过所述通信接口从所述光强检测芯片的寄存器中读取所述检测数据，并根据所述检测数据进行数据处理分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。

4.根据权利要求3所述的红外光强度检测设备，其特征在于，所述控制装置根据所述检测数据分析起始码后的光强度，并将按照预设测试时间间隔将分析得到的测试数据保存在数组中，对数组中的测试数据进行软件滤波，得到红外光强度检测数据并保存在数组中。

5.根据权利要求1所述的红外光强度检测设备，其特征在于，所述控制装置还用于与上位机通信，在接收到所述上位机发送的光强检测标志指令时，控制所述光强检测芯片对目标设备发射的红外光进行检测。

6.根据权利要求5所述的红外光强度检测设备，其特征在于，所述控制装置还用于在接收到所述上位机发送的光强检测完成标志指令时，将红外光强度检测数据上传至所述上位机。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的红外光强度检测设备，其特征在于，所述光强检测芯片为SI1145光强检测芯片。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的红外光强度检测设备，其特征在于，所述通信接口为IIC通信接口。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的红外光强度检测设备，其特征在于，所述目标设备为遥控器。

10.一种红外光强度检测方法，其特征在于，基于权利要求1-9任意一项所述的红外光强度检测设备实现，该方法包括：

通过通信接口从光强检测芯片的寄存器中读取检测数据；其中，所述光强检测芯片对目标设备发射的红外光进行检测，得到检测数据并保存在寄存器中；

根据所述检测数据进行数据处理分析红外光强度，得到红外光强度检测数据。

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