CN114374378A - 基于红外传感器的抗干扰检测方法、装置及灯具 - Google Patents

基于红外传感器的抗干扰检测方法、装置及灯具 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于红外传感器的抗干扰检测方法、装置及灯具，其中该方法包括：根据预设频率信息获取控制信号；根据控制信号控制红外发射管发射对应的频率信号；实时获取红外接收管接收到的待检测信号；对待检测信号对应的电压值进行判断，如果待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据连续上升到连续下降的时间判断待检测信号是否是红外发射管发射的频率信号；由此，通过对信号进行加密及解析处理，以过滤干扰信号，从而提高检测的准确率。

Description

基于红外传感器的抗干扰检测方法、装置及灯具
技术领域
本发明涉及灯具技术领域，特别涉及一种基于红外传感器的抗干扰检测方法、一种基于红外传感器的抗干扰检测装置以及一种灯具。
背景技术
相关技术中，由于红外线穿透力度不强，所以当人体的某一部分出现在红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体摭挡反射到红外线接收管，通过红外线接收管是否接收到信号判断红外控制灯具附近是否有物体经过，但是该判断方式容易因为外部环境因素产生干扰，从而出现误判的情况。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于红外传感器的抗干扰检测方法，通过对信号进行加密及解析处理，以过滤干扰信号，从而提高检测的准确率。
本发明的第二个目的在于提出一种基于红外传感器的抗干扰检测装置。
本发明的第三个目的在于提出一种灯具。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的一种基于红外传感器的抗干扰检测方法，所述红外传感器包括红外发射管和红外接收管，所述抗干扰检测方法包括以下步骤：根据预设频率信息获取控制信号；根据所述控制信号控制所述红外发射管发射对应的频率信号；实时获取所述红外接收管接收到的待检测信号；对所述待检测信号对应的电压值进行判断，如果所述待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据所述连续上升到连续下降的时间判断所述待检测信号是否是所述红外发射管发射的频率信号。
根据本发明实施例的基于红外传感器的抗干扰检测方法，首先根据预设频率信息获取控制信号；接着根据控制信号控制红外发射管发射对应的频率信号；然后实时获取红外接收管接收到的待检测信号；最后对待检测信号对应的电压值进行判断，如果待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据连续上升到连续下降的时间判断待检测信号是否是红外发射管发射的频率信号；由此，通过对信号进行加密及解析处理，以过滤干扰信号，从而提高检测的准确率。
另外，根据本发明上述实施例提出的基于红外传感器的抗干扰检测方法还可以具有如下附加的技术特征：
可选地，所述控制信号为脉冲调制信号。
可选地，所述红外发射管与MOS管相连接，通过所述控制信号控制所述MOS管闭合导通，以便控制所述红外发射管发射对应的频率信号。
可选地，根据所述连续上升到连续下降的时间判断所述待检测信号是否是所述红外发射管发射的频率信号，包括：根据所述连续上升到连续下降的时间得到对应的频率信息；判断所述频率信息是否在预设频率信息的误差范围内，如果所述频率信息在所述预设频率信息的误差范围内，则判断所述待检测信号是所述红外发射管发射的频率信号。
可选地，如果所述待检测信号是所述红外发射管发射的频率信号，则判定所述红外传感器的感应范围内存在物体。
可选地，还根据所述连续上升到连续下降的时间对应的电压值获取对应的峰谷值；并根据所述峰谷值判断所述物体与所述红外传感器的距离。
可选地，所述峰谷值越小，所述物体离所述红外传感器越远；所述峰谷值越大，所述物体离所述红外传感器越近。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种红外传感器的抗干扰检测装置，所述红外传感器包括红外发射管和红外接收管，所述抗干扰检测装置包括：第一获取模块，用于根据预设频率获取控制信号；控制模块，用于根据所述控制信号控制所述红外发射管发射对应的频率信号；第二获取模块，用于实时获取所述红外接收管接收到的待检测信号；判断模块，用于对所述待检测信号对应的电压值进行判断，如果所述待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据所述连续上升到连续下降的时间判断所述待检测信号是否是所述红外发射管发射的频率信号。
根据本发明实施例的基于红外传感器的抗干扰检测装置，通过第一获取模块根据预设频率获取控制信号；控制模块根据控制信号控制红外发射管发射对应的频率信号；第二获取模块实时获取红外接收管接收到的待检测信号；判断模块对待检测信号对应的电压值进行判断，如果待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据连续上升到连续下降的时间判断待检测信号是否是红外发射管发射的频率信号；由此，通过对信号进行加密及解析处理，以过滤干扰信号，从而提高检测的准确率。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种灯具，包括如上述的基于红外传感器的抗干扰检测装置。
根据本发明实施例的灯具，通过上述基于红外传感器的抗干扰检测装置对信号进行加密及解析处理，以过滤干扰信号，从而提高检测的准确率。
附图说明
图1为根据本发明实施例的基于红外传感器的抗干扰检测方法的流程示意图；
图2为根据本发明一个实施例的基于红外传感器的抗干扰检测方法的流程示意图；
图3为根据本发明一个实施例的基于红外传感器的抗干扰检测电路的电路原理图；
图4为根据本发明一个实施例的PWM信号和接收管信号的波形示意图；
图5为根据本发明实施例的基于红外传感器的抗干扰检测装置的方框示意图；
图6为根据本发明实施例的灯具的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
相关技术中，红外控制灯具主要利用红外线穿透力度不强以实现红外线反射，当人体的手或身体的某一部分在红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体摭挡反射到红外线接收管；红外设备一般有两个对管，其中一个发射红外信号数据，另一个接收信号；通过接收的信号判断是否有物体经过；目前的几款感应LED灯采用简单的LED发射接收处理数据判定，这样的控制方式很容易被以下几个干扰：1、太阳光：太阳光中含很强的红外线信号，如果红外灯具在阳光下使用，接收管会被大量数据填满；2、其他的红外设备：例如遥控器，手机等有可能发射红外信号的器件，在使用时也会进行误判；3、人脸识别设备：经过试验发现，人脸识别的时候发射的数据信号也会干扰灯具使用；4、红外线感应灯容易受到各种热源光源的干扰，在环境温度和人体温度相接近的时候，探测和灵敏度会发生明显下降，甚至有时出现短暂失灵。
为此，本发明提出了一种基于红外传感器的抗干扰检测方法，首先根据预设频率信息获取控制信号；接着根据控制信号控制红外发射管发射对应的频率信号；然后实时获取红外接收管接收到的待检测信号；最后对待检测信号对应的电压值进行判断，如果待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据连续上升到连续下降的时间判断待检测信号是否是红外发射管发射的频率信号；由此，通过对信号进行加密及解析处理，以过滤干扰信号，从而提高检测的准确率。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
图1根据本发明实施例的基于红外传感器的抗干扰检测方法的流程示意图。其中，红外传感器包括红外发射管和红外接收管。
如图1所示，该基于红外传感器的抗干扰检测方法包括以下步骤：
步骤101，根据预设频率信息获取控制信号。
需要说明的是，预设频率信息根据需要自行设定，本发明对此不作具体限定。
作为一个实施例，如图3所示，控制信号由MCU的15号引脚输出，且如图4所示控制信号为脉冲调制信号。
也就是说，根据预设的频率信息产生脉冲调制信号以作为控制信号。
步骤102，根据控制信号控制红外发射管发射对应的频率信号。
作为一个实施例，红外发射管LED1与MOS管Q2相连接，通过控制信号控制MOS管Q2闭合导通，以便控制红外发射管LED1发射对应的频率信号。
需要说明的是，如图3所示，当输出的控制信号为高电平时，MOS管Q2导通，当输出的控制信号为低电平时，MOS管Q2关断，从而通过脉冲调制信号PWM控制MOS管Q2导通关断以进一步控制红外发射管LED1发射对应的频率信号。
步骤103，实时获取红外接收管接收到的待检测信号。
也就是说，红外接收管Q1将接收到的待检测信号发送给MCU的19号引脚。
步骤104，对待检测信号对应的电压值进行判断，如果待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据连续上升到连续下降的时间判断待检测信号是否是红外发射管发射的频率信号。
也就是说，MCU对待检测信号对应的电压值进行判断，如果待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据连续上升到连续下降的时间判断待检测信号是否是红外发射管发射的频率信号。
需要说明的是，连续上升第一时间阈值和连续下降第一时间阈值根据实际需要设定，本发明对此不作具体限定。
作为一个实施例，根据连续上升到连续下降的时间得到对应的频率信息；判断频率信息是否在预设频率信息的误差范围内，如果频率信息在预设频率信息的误差范围内，则判断待检测信号是红外发射管发射Q1的频率信号。
需要说明的是，误差范围可根据实际需要进行设置，本发明对此不作具体限定。
作为一个实施例，如果待检测信号是红外发射管发射Q1的频率信号，则判定红外传感器的感应范围内存在物体。
作为一个实施例，还根据连续上升到连续下降的时间对应的电压值获取对应的峰谷值；并根据峰谷值判断物体与红外传感器的距离。
作为一个实施例，峰谷值越小，物体离红外传感器越远；峰谷值越大，物体离红外传感器越近。
作为一个具体实施例，利用单片机发射独立的频率为2k的PWM信号，控制mos管Q2进行开闭合红外发射管LED1添加独立载频信号；这样接收的数据也会带有频率信号；通过单片机对接收的数据频率进行数据处理。
需要说明的是，MCU输出频率F＝2khz、周期T＝5ms、峰峰值VPP＝3.3v的正弦波PWM信号，将PWM信号输出给mos管Q2，控制mos管Q2闭合导通红外发射管LED1，使红外发射管LED1发射带频的射线；正常工作情况下，前方如果没有物体红外光线发射，红外接收管Q1保持断路，输出的信号为持续的高电平，假如前方有物体遮挡反射，红外信号便会使红外接收管Q1短路，波形就会输出；因为mos管Q2的关断延时原因，如图4所示，红外接收管Q1取的波形有略微失真，其为近似锯齿波。
图2为根据本发明一个实施例的基于红外传感器的抗干扰检测方法的流程示意图；如图2所示，通过MCU的19号引脚实时读取电压值，每次读取电压耗时36us；当读取到连续五个电压点都上升，则判断电压升高，则获取开始上升的时间，并开始计时；如果读取到对应电压点都下降，则结束计时；以得到电压开始上升到下降结束的时间，并判断该时间是否大于5ms；如果是则确认属于红外对管发射信号。
作为一个实施例，在确认属于红外对管发射信号后，还读取电压值判断红外对管前物体离红外对管的距离，物体距离越近，峰峰值和峰谷值的压差就越大；也就是说，经过前一步判断为有效信号后，读取压差判断距离再执行后续控制。
需要说明的是，电压信号单片机滤波处理，需要进行动态滤波；在太阳光下，因为太阳发出的红外线信号较强，在太阳光下红外接收管的数据会被拉低，保持低电平，这时候如果有物体经过，会因为遮挡阳光使数据恢复，本发明也可用；人脸识别的数据信号为T＝2ms的数据波，通过本发明可以过滤。
综上所述，根据本发明实施例的基于红外传感器的抗干扰检测方法，首先根据预设频率信息获取控制信号；接着根据控制信号控制红外发射管发射对应的频率信号；然后实时获取红外接收管接收到的待检测信号；最后对待检测信号对应的电压值进行判断，如果待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据连续上升到连续下降的时间判断待检测信号是否是红外发射管发射的频率信号；由此，通过对信号进行加密及解析处理，以过滤干扰信号，从而提高检测的准确率。
另外，图5为根据本发明实施例的基于红外传感器的抗干扰检测装置的方框示意图；如图5所示，本发明实施例的基于红外传感器的抗干扰检测装置包括：第一获取模块201、控制模块202、第二获取模块203和判断模块204。
其中，红外传感器包括红外发射管和红外接收管，第一获取模块201用于根据预设频率获取控制信号；控制模块202用于根据控制信号控制红外发射管发射对应的频率信号；第二获取模块203用于实时获取红外接收管接收到的待检测信号；判断模块204用于对待检测信号对应的电压值进行判断，如果待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据连续上升到连续下降的时间判断待检测信号是否是所述红外发射管发射的频率信号。
作为一个实施例，控制信号为脉冲调制信号。
作为一个实施例，红外发射管与MOS管相连接，通过控制信号控制MOS管闭合导通，以便控制红外发射管发射对应的频率信号。
作为一个实施例，判断模块204还用于根据连续上升到连续下降的时间得到对应的频率信息；判断频率信息是否在预设频率信息的误差范围内，如果频率信息在预设频率信息的误差范围内，则判断待检测信号是红外发射管发射的频率信号。
作为一个实施例，如果待检测信号是红外发射管发射的频率信号，则判定红外传感器的感应范围内存在物体。
作为一个实施例，还根据连续上升到连续下降的时间对应的电压值获取对应的峰谷值；并根据峰谷值判断物体与红外传感器的距离。
作为一个实施例，峰谷值越小，物体离红外传感器越远；峰谷值越大，物体离红外传感器越近。
需要说明的是，前述对于基于红外传感器的抗干扰检测方法的举例说明同样适用于本实施例基于红外传感器的抗干扰检测装置，此处不再赘述。
综上所述，根据本发明实施例的基于红外传感器的抗干扰检测装置，通过第一获取模块根据预设频率获取控制信号；控制模块根据控制信号控制红外发射管发射对应的频率信号；第二获取模块实时获取红外接收管接收到的待检测信号；判断模块对待检测信号对应的电压值进行判断，如果待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据连续上升到连续下降的时间判断待检测信号是否是红外发射管发射的频率信号；由此，通过对信号进行加密及解析处理，以过滤干扰信号，从而提高检测的准确率。
另外，如图6所示，本发明实施例还提出了一种灯具1000，包括如上述的基于红外传感器的抗干扰检测装置100。
根据本发明实施例的灯具，通过上述基于红外传感器的抗干扰检测装置对信号进行加密及解析处理，以过滤干扰信号，从而提高检测的准确率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
在本发明的描述中，需要理解的是，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，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、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于红外传感器的抗干扰检测方法，其特征在于，所述红外传感器包括红外发射管和红外接收管，所述抗干扰检测方法包括以下步骤：
根据预设频率信息获取控制信号；
根据所述控制信号控制所述红外发射管发射对应的频率信号；
实时获取所述红外接收管接收到的待检测信号；
对所述待检测信号对应的电压值进行判断，如果所述待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据所述连续上升到连续下降的时间判断所述待检测信号是否是所述红外发射管发射的频率信号。
2.如权利要求1所述的基于红外传感器的抗干扰检测方法，其特征在于，所述控制信号为脉冲调制信号。
3.如权利要求2所述的基于红外传感器的抗干扰检测方法，其特征在于，所述红外发射管与MOS管相连接，通过所述控制信号控制所述MOS管闭合导通，以便控制所述红外发射管发射对应的频率信号。
4.如权利要求3所述的基于红外传感器的抗干扰检测方法，其特征在于，根据所述连续上升到连续下降的时间判断所述待检测信号是否是所述红外发射管发射的频率信号，包括：
根据所述连续上升到连续下降的时间得到对应的频率信息；
判断所述频率信息是否在预设频率信息的误差范围内，如果所述频率信息在所述预设频率信息的误差范围内，则判断所述待检测信号是所述红外发射管发射的频率信号。
5.如权利要求4所述的基于红外传感器的抗干扰检测方法，其特征在于，如果所述待检测信号是所述红外发射管发射的频率信号，则判定所述红外传感器的感应范围内存在物体。
6.如权利要求5所述的基于红外传感器的抗干扰检测方法，其特征在于，还根据所述连续上升到连续下降的时间对应的电压值获取对应的峰谷值；并根据所述峰谷值判断所述物体与所述红外传感器的距离。
7.如权利要求6所述的基于红外传感器的抗干扰检测方法，其特征在于，所述峰谷值越小，所述物体离所述红外传感器越远；所述峰谷值越大，所述物体离所述红外传感器越近。
8.一种红外传感器的抗干扰检测装置，其特征在于，所述红外传感器包括红外发射管和红外接收管，所述抗干扰检测装置包括：
第一获取模块，用于根据预设频率获取控制信号；
控制模块，用于根据所述控制信号控制所述红外发射管发射对应的频率信号；
第二获取模块，用于实时获取所述红外接收管接收到的待检测信号；
判断模块，用于对所述待检测信号对应的电压值进行判断，如果所述待检测信号对应的电压值存在连续上升第一时间阈值后再连续下降第一时间阈值，则获取连续上升到连续下降的时间，并根据所述连续上升到连续下降的时间判断所述待检测信号是否是所述红外发射管发射的频率信号。
9.如权利要求8所述的基于红外传感器的抗干扰检测方法，其特征在于，所述判断模块还用于根据所述连续上升到连续下降的时间得到对应的频率信息；判断所述频率信息是否在预设频率信息的误差范围内，如果所述频率信息在所述预设频率信息的误差范围内，则判断所述待检测信号是所述红外发射管发射的频率信号。
10.一种灯具，其特征在于，包括如权利要求8-9中任一项所述的基于红外传感器的抗干扰检测装置。
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CN115657151A (zh) * 2022-12-22 2023-01-31 钛玛科（北京）工业科技有限公司 一种红外对射检测电路和红外传感器

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