CN201289530Y - 人员起坐自动感应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种人员起坐自动感应装置，包括电极、电容接触传感器、单片机、无线模块、电池、位置编码器和天线，电极通过导线与电容接触传感器的输入端连接，电容接触传感器的输出端与单片机的一个输入端连接，位置编码器与单片机的另一组输入端连接，单片机的输出端与无线模块的输入端连接，无线模块输出端与天线连接，电池分别与电容接触传感器、单片机和无线模块连接。本装置安装简便，位置信息获取准确，传输可靠，可批量复制；使用范围广泛，适用于：电教室中为自动录播系统提供听众起坐自动定位与通知；多功能会议厅、场馆等为中央控制系统提供参会人数统计、自动签到功能；现代交通工具用于实时统计乘客满员与实际落座情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无线电组网的人体接近传感装置，适用于现代电子信息化教室、中大型多功能会议厅等需要对参与者的出席情况与起坐活动进行采集统计的人员起坐自动感应装置。
背景技术
电子信息化教室(以下称电教室)是实现远程实景授课，或者制作专家课堂教学录像资料的现代化授课教室，需要对讲授者与听众之间的教学互动进行录音和拍摄，因此要配备专门的摄像师来进行摄影，要耗费一定的人力、财力。目前电教室中的听众位置信息采集设备一般采用的是红外线投影感知方案，即在教室的四周布置了很多的红外线发射器和感应器，当某个听众起立后他遮挡红外线的投影信号被四周的红外线感应器俘获，然后经过复杂的编码和几何推算产生出那个听众所在的位置信息，最终通过有线传输的方式将此信息传送给控制计算机。这种位置信息采集方案有如下缺点：1、需要在教室的四周安装大量的红外线辐射器和感应器，破坏了教室的景观；2、不同的教室面积和窗户高度，要根据特定的情况定制这种信息采集系统，并且需要重新设置控制软件，因此现场安装调试的工作量很大，工程费用高，也不能形成大量复制的规模；3、红外线辐射器和感应器的设置密度和数量都是有限的，从而限制了定位精度；4、红外线辐射和反射都会干扰位置信息推算的准确性，导致误报漏报的比例很高。
而在大中型会议厅、大型场馆乃至现代交通工具，同样存在需要实时了解与会者、观/听众或乘客的实际就座情况的需求，从而准确地统计出席情况、满员程度、甚至用来提醒乘客落座等，但目前在上述场合现有的控制系统中，尚无任何可以自动完成上述的信息采集和统计功能的装置。
发明内容
发明目的：本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够通过感应人体接近或离开来判定参与者的起坐，并将判定结果结合位置编码、通过短距离无线网络报告给中央控制系统的人员起坐自动感应装置。
技术方案：一种人员起坐自动感应装置，包括电极、电容接触传感器、单片机、无线模块、电池、位置编码器和天线，电极通过导线与电容接触传感器的输入端连接，电容接触传感器的输出端与单片机的一个输入端连接，位置编码器与单片机的另一组输入端连接，单片机的输出端与无线模块的输入端连接，无线模块输出端与将信号辐射出去的天线连接，电池分别与电容接触传感器、单片机和无线模块连接。
其中，所述的电极为金属材料薄片或者敷金属材料的PCB板。
其中，所述的金属材料薄片为厚度≤1mm、面积≥700mm2的铜板、铝板、马口铁板或镀锌板。
其中，所述的敷金属材料的PCB板为敷铜的PCB板。
其中，所述的位置编码器为拨动开关。
其中，所述的电池为3.6V的锂电池。
电极作为本实用新型的感应装置，感受到人体接近或离开座椅的信息后，通过与电极相连的电容接触传感器把信号传递给单片机，触发单片机接收位置编码器的编码数据，然后单片机将位置数据和接近或离开状态信号一起传递给无线模块，由天线将这些数据信号辐射出去。天线传递出去的数据信号被无线信号采集装置接收，该信号采集装置根据接收到的编码数据和接近状态可以确定人员在某个位置上的起立和坐下情况，可以应用于人员统计、听众信息采集设备等。
有益效果：(1)本实用新型的人员起坐自动感应装置可以使得信息采集与控制录播系统根据讲授者与听众之间教学互动的需要自动地进行录音和拍摄，当某个听众起立提问时，电教室的主控录播系统采集到该听众所在的位置信息，然后根据这个位置来控制摄像机转向对准该听众，并自动接通对应区域的话筒，实现了录播的全智能化，而不必为电教室配备专门的摄像师。(2)本装置采用了可靠的人体接近感应的安全探测方案，结合方便的现场设置座位编码手段，集成了低功耗单片机和无线组网芯片，可以使本装置安装简便，位置信息获取准确，传输可靠，可批量复制。(3)本实用新型能够很好地替代现有的红外线位置信息采集方案，且由于采用开放式的无线网通讯，因而能够很方便地集成到现有的中央管控系统中。(4)本实用新型的人员起坐自动感应装置使用范围广泛，可适用于：电教室中为自动录播系统提供听众起坐自动定位与通知；多功能会议厅、场馆等场合为中央控制系统提供参会人数统计、自动签到等功能；现代交通工具上乘客满员与实际落座情况的实时统计。
附图说明
图示为本实用新型的连接框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做更进一步的说明。
如图所示，人员起坐自动感应装置包括电极、电容接触传感器、单片机、无线模块、电池、位置编码器和天线，电极通过导线与电容接触传感器的输入端连接，电容接触传感器的输出端与单片机输入端连接，位置编码器与单片机的另一组仐???输入端连接，单片机的输出端与无线模块的输入端连接，无线模块输出端与将信号辐射出去的天线连接，电池分别与电容接触传感器、单片机和无线模块连接。
本实用新型的感应元件为电极，用一根导线连接到电容接触传感器的输入端的管脚，充当电容感应器的一个极板。电极的数量可根据安装的座椅面积大小确定，可以是一个或多个。所述的电极为金属材料薄片或者敷金属材料的PCB板。所述的金属材料薄片为厚度≤1mm、面积≥700mm2的铜板、铝板、马口铁板或镀锌板。所述的敷金属材料PCB板为敷铜的PCB板。
电容接触传感器主要是实现人体接近或离开本装置时的人体电容感应信号的可靠探测。这类的集成电路被广泛用于移动电话的触摸按键，由于通过接近的方式感应人体本身的电容信号，不会对人体有不良影响。当感应电容的电极被设计成适当的面积和形状时，本装置的人体接近感应距离可以变得比较远，并可穿透一定厚度的木材、塑料等常见座椅材料，以适应人体接近感应的各种应用。因此本装置可以简单地安装在非导电材料制成的30mm(已经验证)厚度以下的任何座椅下面。当人坐下或起立时，本装置中的这款集成电路立即感知出信号，这个信号可以被用来触发任何适当类型的电子器件或单片机。
本实用新型的电容接触传感器采用QT系列的人体接近感应传感器芯片，如QT1081型号，或相同功能的人体传感芯片，当人体接近电极时该集成电路的接近感应探测输出端将给出逻辑高电平信号；人体离开时输出端逻辑高电平就返回到低电平。3.3V至5V直流电源供电。QT系列人体电容接触传感器的输出端连接到单片机的中断输入端或者开关输入管脚。当该输入端电平为高时，者触发中断以通知单片机读取接在编码开关上面的位置数据；或者由单片机来自动查询这个触发管脚的电平，如果它为高电平，则读取编码开关数据。
本实用新型使用单片机完成对采集信息进行的处理，实现无线组网和数据收发的功能。每当收到电容传感器发出的接近触发信号时，单片机就读取所在座椅按位置排列设定的编码数据，然后将其与接近状态数据一起封装到将要传输出去的数据包中；若电容接触传感器发出离开触发信号时，单片机同样读取所在座椅按位置排列设定的编码数据，然后将其与离开状态数据一起封装到将要传输的数据包中。单片机使用3.3V至5V直流电源供电。
本实用新型的编码信息传输使用ZigBee标准的无线模块，这个标准确保了无线网络中各个节点互不干扰地传输信息到中央控制系统计算机。也可以使用满足ZigBee标准的芯片设计成无线模块或使用其他适当的无线网络传输方案。无线模块使用3.3V直流电源供电。
本实用新型的位置编码器为拨动开关。编码按座椅排列的编号设定，编码的范围可以设计成为适应所有安装场合中座椅排列可能的数目。拨动开关作为所安装座椅的编码输入元件。拨动开关通过本装置以数字信号编码的形式被在人体接近时触发的单片机读取。编码设定可以在使用现场简单地即时完成。本装置使用8位的拨动开关来设定位置编码的二进制位。高4位代表座位的排号，低4位代表座位的列号。
所述的电池为3.6V的锂电池。
本实用新型的天线使用ZigBee模块标准配置的天线。
本实用新型提供了一种人员起坐自动感应装置的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。
Claims (6)
1、一种人员起坐自动感应装置，其特征在于：包括电极、电容接触传感器、单片机、无线模块、电池、位置编码器和天线，电极通过导线与电容接触传感器的输入端连接，电容接触传感器的输出端与单片机的一个输入端连接，位置编码器与单片机的另一组输入端连接，单片机的输出端与无线模块的输入端连接，无线模块输出端与将信号辐射出去的天线连接，电池分别与电容接触传感器、单片机和无线模块连接。
2、根据权利要求1所述的人员起坐自动感应装置，其特征在于：所述的电极为金属材料薄片或者敷金属材料的PCB板。
3、根据权利要求2所述的人员起坐自动感应装置，其特征在于：所述的金属材料薄片为厚度≤1mm、面积≥700mm2的铜板、铝板、马口铁板或镀锌板。
4、根据权利要求2所述的所述的人员起坐自动感应装置，其特征在于：所述的敷金属材料PCB板为敷铜的PCB板。
5、根据权利要求1所述的人员起坐自动感应装置，其特征在于：所述的位置编码器为拨动开关。
6、根据权利要求1所述的人员起坐自动感应装置，其特征在于：所述的电池为3.6V的锂电池。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2008-11-14 CN CNU2008202163910U patent/CN201289530Y/zh not_active Expired - Fee Related
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