CN114124164A - 一种近场交互式感应方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种近场交互式感应方法,包括以下步骤:SA1、使信号发送元件发送信号;SA2、检测接收元件是否接收到信号,若接收到,则使发送元件停止发送信号;若未接收到,则反复检测直到m次均未接收到信号,亦使发送元件停止发送信号;SA3、延时一段时间t1;SA4、循环执行步骤SA1~SA3,如果连续n个循环中,接收元件均接收到信号,则识别为感应成功,执行感应成功的程序,否则识别为感应失败;SA5、延时一段时间t2;SA6、返回步骤SA1;本发明采用逐波反馈+收到即止的方式,可以使得信号发送元件的工作时间最短,耗电量做到最低。
Description
技术领域
本发明涉及感应技术领域,具体是一种近场交互式感应方法及装置。
背景技术
在公共场合、共享应用中,甚至家庭内部,都不可避免地需要多人共用同一器具,势必出现因先后接触同一器具的同一部位而造成的细菌传递。例如操作电梯按钮、操作水龙头、操作照明开关、操作洗手液的按钮等等,尤其在传染病流行期间,这样的操作势必为传染病在群体间的蔓延增加了渠道,成为公共卫生应该关注的问题之一。
使用一次性隔离操作器材是解决以上问题的有效措施,但操作繁琐,且消耗严重,不环保;由专人根据使用人的口令完成操作也可解决以上问题,但需要占用大量的人力资源,且操作不方便。由此,为公用器具增加非接触式操作功能,具有较大的必要性,可有效解决这些问题。
传统的非接触式操作多采用光感应、热释电感应、微波感应等方式,其中热释电感应和微波感应的成本较高,体积较大,在体积受限和低成本应用中,优选光感应式设计。
传统的光感应式设计中,多采用鉴频式感应,即由发光元件发送一定频率的光线,在如果在光接收侧识别到相同或相近频率的信号,则认为感应成功。这种方式的缺点是:1、使用专用鉴频芯片时,具备一定的抗干扰能力,但电路复杂,成本高;2、使用可编程芯片软件鉴频时,抗干扰能力差;3、在多个感应单位近距离存在时,极易造成误动作,感应失败;4、在电池供电的应用中,鉴频式感应的耗电量偏高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近场交互式感应装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种近场交互式感应方法,包括以下步骤:
SA1、使信号发送元件发送信号;
SA2、检测接收元件是否接收到信号,若接收到,则使发送元件停止发送信号;若未接收到,则反复检测直到m次均未接收到信号,亦使发送元件停止发送信号;
SA3、延时一段时间t1;
SA4、循环执行步骤SA1~SA3,如果连续n个循环中,接收元件均接收到信号,则识别为感应成功,执行感应成功的程序,否则识别为感应失败;
SA5、延时一段时间t2;
SA6、返回步骤SA1。
作为本发明的进一步技术方案:所述t2为0。
一种近场交互式感应的方法,包括以下步骤:
SB1、使信号发送元件发送信号;
SB2、检测接收元件是否接收到信号,若接收到,则使发送元件停止发送信号;若未接收到,则反复检测直到m次均未接收到信号,亦使发送元件停止发送信号;
SB3、延时一段时间t1;
SB4、循环执行步骤SB1~SB3,如果连续n个循环中,接收元件均未接收到信号,则识别为感应成功,执行感应成功的程序,否则识别为感应失败;
SB5、延时一段时间t2;
SB6、返回步骤SB1
作为本发明的进一步技术方案:所述t2为0。
一种近场交互式感应装置,包括一个或多个信号发送元件及其驱动电路、一个或多个信号接收元件及其信号处理电路,以及一个安装了特定软件的微处理器;
所述特定软件,为命令微处理器执行程序,根据权利要求1或3所述的方法,驱使信号发送元件发送信号,并接收信号接收元件及其信号处理电路所输出的信号,从而识别感应状态。
作为本发明的进一步技术方案:在反射式近场交互式感应装置中,所述信号发送元件和信号接收元件平行安装或夹角呈锐角安装,所述信号发送元件发出的信号经反射面反射后,被所述信号接收元件接收;在对射式近场交互式感应装置中,所述信号发送元件和信号接收元件相向安装,所述信号发送元件发出的信号穿过一段空间后被接收元件接收。
作为本发明的进一步技术方案:所述信号发送元件的驱动电路由微处理器IO口的输出电路兼做,和/或,信号接收元件的信号处理电路由微处理器IO口的输入电路兼做。
作为本发明的进一步技术方案:所述信号发送元件的个数小于信号接收元件的个数。
作为本发明的进一步技术方案:所述信号发送元件为LED,所述信号接收元件为特征波长与所述LED对应的光接收二极管、光接收三极管、光敏电阻、光电池。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明采用逐波反馈+收到即止的方式,即:微处理器每次启动信号发送元件发送信号后,都即时检测接收元件是否接收到信号,检测到信号后立即停止信号发送。这样的设计可以使得信号发送元件的工作时间最短,耗电量做到最低。
附图说明
图1是反射式近场交互式感应方法的步骤流程图;
图2是对射式近场交互式感应方法的步骤流程图;
图3是单个反射式近场交互式感单元的信号传递示意图;
图4是单个对射式近场交互式感单元的信号传递示意图;
图5是多个反射式近场交互式感单元的信号传递示意图;
图6是单个单元近场交互式感装置的功能框图;
图7是单个单元近场交互式感装置的驱动和信号处理原理图;
图8是单个单元近场交互式感装置的驱动和信号处理简化版原理图。
图中:信号发射元件-1、信号接收元件-2、发射信号方向-3、反射方向-4、手指-5、信号接收元件一-21、信号接收元件二-22、信号接收元件三-23、信号接收元件四-24。
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8,实施例1:一种近场交互式感应方法,与传统的鉴频式感应的技术思路相比,本申请提出的方法中,采样了逐波反馈+收到即止的方式,即:微处理器每次启动信号发送元件发送信号后,都即时检测接收元件是否接收到信号,检测到信号后立即停止信号发送。这样的设计可以使得信号发送元件的工作时间最短,耗电量做到最低。
而调整延时时间t1和t2,和/或调整循环检测次数m和n,可以调整信号发送元件的工作占空比,和/或确认次数,从而调整对操作的检测频度,即微处理器对操作的响应速度。从控制灵活性上对比,这是传统鉴频式感应的技术不可比拟的。
由此,由于本方法使用逐波反馈方式,且连续多次检测到感应信号才判断为感应成功,故,本方法除了耗电量可做到最低之外,还具有较强的抗干扰能力,且可通过调整延时时间t1和t2,和/或调整循环检测次数m和n,获得极快的响应速度,适用于快速连续操作的应用中。
作为一种极限情况,使逐波检测信号检测之后的延时时间t2=0,即取消该延时,可以获得最快的响应速度。
一种近场交互式感应装置,其特征为,包括一个信号发送元件及其驱动电路、一个信号接收元件及其信号处理电路,以及一个安装了特定软件的微处理器等。
所述特定软件,为命令微处理器执行程序,根据上述方法,驱使信号发送元件发送信号,并接收信号接收元件及其信号处理电路所输出的信号,从而识别感应状态。
在反射式近场交互式感应应用中,发射元件发送的信号需经操作物(例如手指)反射后返回接收元件的接收面。当没有操作时,发射元件发送的信号没有受到操作物的反射,故接收元件接收不到信号;而当发生操作时,发射元件发送的信号即能经操作物反射后返回接收元件的接收面,信号接收元件及其信号处理电路即向微处理器传送“接收到信号”的信号,经微处理器识别后,判定为“有操作”。故,在反射式近场交互式感应应用中,发射元件和接收元件一般平行安装,或夹角呈锐角安装。
在对射式近场交互式感应应用中,发射元件发送的信号可直接发射到接收元件的接收面。当没有操作时,发射元件发送的信号直接发射到接收元件的接收面,故接收元件逐波皆能接收到信号;而当发生操作时,操作物(例如手指)探入发射元件和接收元件之间的信号传输通道中,遮断信号传输通路,使得发射元件发送的信号不能发射到接收元件的接收面,信号接收元件及其信号处理电路即向微处理器传送“未接收到信号”的信号,经微处理器识别后,判定为“有操作”。故,在对射式近场交互式感应应用中,发射元件和接收元件一般相向安装。
以上为单个近场交互式感单元的方案。
多个近场交互式感单元的情况,则由同一安装了特定软件的微处理器连接一个或多个发送元件及其驱动电路、多个信号接收元件及其信号处理电路等构成。
特定软件,为命令微处理器执行程序,根据权利要求1和/或使用权利要求2所述的方法,驱使各信号发送元件发送信号,并接收对应的信号接收元件及其信号处理电路所输出的信号,从而识别对应感应组件的感应状态。
这是由同一微处理器识别多个近场交互式感应单元的应用。
可以由同一个发射元件与多个接收元件配套,即,同一个发射元件发射的信号可经操作物(例如手指)反射到多个接收元件,或经操作物遮断其发射到多个接收元件的通道,微处理器根据各接收元件及其信号处理电路的输出信号,识别被操作的区域,从而输出对应的响应。
实施例2,基于上述实施例1,单个反射式近场交互式感单元的信号传递如图3所示,其中:信号发射元件1和信号接收元件2平行安装,信号发射元件1在微处理器及驱动器的驱动下沿方向3发射信号,如果手指5出现在信号发射元件1和信号接收元件2的端面区域,则信号发射元件1发射的信号经手指5反射后,沿方向4反射到信号接收元件2的接收端面,则会引起信号接收元件2的响应,经信号处理电路后,反馈到微处理器,被微处理器识别为“有操作”;否则,微处理器认为“无操作”。
单个对射式近场交互式感单元的信号传递如图4所示,其中:信号发射元件1和信号接收元件2相向安装,信号发射元件1在微处理器及驱动器的驱动下沿方向3发射信号,如果手指5出现在信号发射元件1和信号接收元件2之间的区域,则信号发射元件1沿方向3发射的信号被手指5遮断,信号接收元件2将不能接收到信号,反之,信号接收元件2可接收到信号,并引起信号接收元件2的响应,经信号处理电路后,反馈到微处理器,被微处理器识别为“无操作”;否则,微处理器认为“有操作”。
多个反射式近场交互式感单元的信号传递如图5所示,单个信号发射元件1安装在多个信号接收元件21、22、23、24中间,在手指处于信号发射元件1和信号接收元件24所“管辖”的区域时,信号发射元件1沿方向3发射的信号,在遇到手指5反射后,沿方向4反射到信号接收元件24的接收端面,被微处理器识别为“单元4有操作”;同理,手指5出现在信号发射元件1和信号接收元件21所“管辖”的区域时,会被微处理器识别为“单元1有操作”,如此等等。
以光感应为例,图7是单个单元近场交互式感装置的驱动和信号处理原理图,其中,左侧虚线框内为光驱动电路,右侧虚线框内为光信号处理电路。
在光驱动电路中,DO1为发射信号控制端,连接微处理器的数字输出引脚,DI1为接收信号检测端,连接微处理器的数字输入引脚。需要发射光信号时,微处理器置DO1端为高电平,经限流电阻R1后,使三极管T1导通,光发射元件LED1被点亮,向外发射光信号,R2为LED1的限流电阻。
在光信号处理电路中,光电三极管OP1接收到LED1的光信号后,其集电极电流增大,该电流经电源VCC流经光电三极管OP1和电阻R3,在R3上的压降增大,该电压经R4、R5分压后,超过三极管T2的基极导通电压,产生基极电流,使之导通,集电极电压降低,经DI1引脚连接微处理器的输入引脚,被微处理器识别为低电平。反之,当光电三极管OP1为接收到LED1的光信号时,OP1的集电极电流较低,在R3上的压降经R4、R5分压后,不足以使三极管T2导通,微处理器接收的DI1电压为高电平。
由此,近场交互式感装置在微处理器控制下完成信号发射,并将信号处理后回馈到微处理器。
进一步的,在使用条件不太复杂的情况下,可采用图8所示的低成本方案。在改方案中,信号驱动功能由微处理器的数字输出引脚内部的驱动电路承担(目前大多的微处理器,其数字输出引脚的输出电流可达到10mA以上,足以驱动LED),信号处理电路则由微处理器的数字输入引脚内部的输入电路承担,完成电平鉴别。
在光感应应用中,光发射元件包括但不限于可见光LED、红外LED、OLED等发光元件,而光接收元件包括但不限于光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等元件。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种近场交互式感应方法,其特征在于,包括以下步骤:
SA1、使信号发送元件发送信号;
SA2、检测接收元件是否接收到信号,若接收到,则使发送元件停止发送信号;若未接收到,则反复检测直到m次均未接收到信号,亦使发送元件停止发送信号;
SA3、延时一段时间t1;
SA4、循环执行步骤SA1~SA3,如果连续n个循环中,接收元件均接收到信号,则识别为感应成功,执行感应成功的程序,否则识别为感应失败;
SA5、延时一段时间t2;
SA6、返回步骤SA1。
2.根据权利要求1所述的一种近场交互式感应装置,其特征在于,所述t2为0。
3.一种近场交互式感应的方法,其特征为,包括以下步骤:
SB1、使信号发送元件发送信号;
SB2、检测接收元件是否接收到信号,若接收到,则使发送元件停止发送信号;若未接收到,则反复检测直到m次均未接收到信号,亦使发送元件停止发送信号;
SB3、延时一段时间t1;
SB4、循环执行步骤SB1~SB3,如果连续n个循环中,接收元件均未接收到信号,则识别为感应成功,执行感应成功的程序,否则识别为感应失败;
SB5、延时一段时间t2;
SB6、返回步骤SB1。
4.根据权利要求3所述的一种近场交互式感应装置,其特征在于,所述t2为0。
5.一种近场交互式感应装置,其特征在于,包括一个或多个信号发送元件及其驱动电路、一个或多个信号接收元件及其信号处理电路,以及一个安装了特定软件的微处理器;
所述特定软件,为命令微处理器执行程序,根据权利要求1或3所述的方法,驱使信号发送元件发送信号,并接收信号接收元件及其信号处理电路所输出的信号,从而识别感应状态。
6.根据权利要求5所述的一种近场交互式感应装置,其特征在于,在反射式近场交互式感应装置中,所述信号发送元件和信号接收元件平行安装或夹角呈锐角安装,所述信号发送元件发出的信号经反射面反射后,被所述信号接收元件接收;在对射式近场交互式感应装置中,所述信号发送元件和信号接收元件相向安装,所述信号发送元件发出的信号穿过一段空间后被接收元件接收。
7.根据权利要求6所述的一种近场交互式感应装置,其特征在于,所述信号发送元件的驱动电路由微处理器IO口的输出电路兼做,和/或,信号接收元件的信号处理电路由微处理器IO口的输入电路兼做。
8.根据权利要求7所述的一种近场交互式感应装置,其特征在于,所述信号发送元件的个数小于信号接收元件的个数。
9.根据权利要求5所述的一种近场交互式感应装置,其特征在于,所述信号发送元件为LED,所述信号接收元件为特征波长与所述LED对应的光接收二极管、光接收三极管、光敏电阻、光电池。
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GR01 | Patent grant | ||
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