CN207780560U - 油烟机的手势识别控制装置及油烟机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种油烟机的手势识别控制装置和油烟机，该油烟机的手势识别控制装置包括多个预设位置的红外LED灯、红外传感器、供电电源、MCU以及电平转换电路模块；所述红外传感器分别与多个预设位置的所述红外LED灯连接，所述MCU分别与所述红外传感器及所述电平转换电路模块的输入端连接，所述电平转换电路模块的输出端与油烟机的主控板连接；所述供电电源分别与所述红外传感器的电源端及所述MCU的电源端连接。本实用新型极大地减小了油烟机的手势识别控制装置的成本和体积。
Description
技术领域
本实用新型涉及家用电器领域，尤其涉及一种油烟机的手势识别控制装置及油烟机。
背景技术
随着科技进步，厨房电器的智能化程度越来越高，很多新技术逐渐应用到厨房电器上，从而解放了用户的双手，提供了更加有趣和高效的交互方式。油烟机作为厨房的关键电器，使用最为频繁，工作环境比较恶劣，容易沾染脏污，基于卫生考虑，用户不希望用手去触碰操作油烟机，而是希望使用语音或手势等非接触式操作来操作油烟机的工作，使生活更加地方便快捷。
目前，常用的手势识别方法主要包括电容检测识别法、红外场检测识别法以及红外管检测识别法。其中，电容检测识别法的原理是在手势感应区域设置特定形状的金属片，当有物体接近时，将引起金属片附近的电场发生变化，通过主控芯片检测电场的电容变化规律，进而判断物体的运动方向或停留位置；红外场检测识别法的原理是采用红外接收管阵列接收检测范围内的物体红外线，红外接收管阵列反馈红外线场，从而形成对应的物体轮廓，再由主控芯片根据物体轮廓判断用户当前的手势动作；红外管检测识别法的原理是设置若干个红外发射管与红外接收管，分别用于不同手势动作方向的判断，当被测物靠近一侧时，红外接收管接收到物体反射的红外光强发生变化，通过若干个红外接收管所反馈信号的时序判断物体的运动方向或停留位置。
但是，由于上述电容检测识别法的缺陷是容易受电场及磁场的干扰，引起被控对象的复位或误动作，难以通过家电行业的国标ESD测试；而上述红外场检测识别法对手势识别的准确性较高，但是红外场检测识别法需要使用红外接收管阵列，从而导致该方法所要用到的手势识别控制装置存在成本高及开发难度大的缺陷；上述红外管检测识别法由于需要设置若干个红外发射管与红外接收管，以分别用于不同手势动作的方向判断，即该方法使用了若干对分离器件来搭建光路系统，光路计算复杂且光路之间容易互相干扰，从而导致该方法对手势识别的准确性不高，并且该方法所要用到的手势识别控制装置的成本高，体积大，不利于产品应用。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种油烟机的手势识别控制装置，旨在保证手势识别准确性的同时减小油烟机的手势识别控制装置的成本和体积。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种油烟机的手势识别控制装置，所述油烟机的手势识别控制装置包括多个预设位置的红外LED灯、红外传感器、供电电源、MCU以及电平转换电路模块；其中：
所述供电电源，用于为所述红外传感器和所述MCU提供供电电压；
所述红外传感器，用于按照预设的时序控制规则控制多个预设位置的红外LED灯的点亮工作，以使所述红外LED灯在相应的位置方向上发射出红外光，以及用于当用户的手势动作依次遮挡住相应的红外LED灯时，依次接收因所述手势动作而反射回来的红外光；
所述MCU，用于根据所述红外传感器内的红外接收管依次接收到的所述反射回来的红外光的时序，识别所述手势动作，并生成与所述手势动作相对应的手势命令，且将所述手势命令输出至油烟机的主控板，以使所述油烟机的主控板根据所述手势命令和预设的手势控制规则控制油烟机执行相应的工作；
所述电平转换电路模块，用于对所述MCU输出的所述手势命令进行电平转换，以使所述MCU和所述油烟机的主控板的通讯电平一致；
所述红外传感器分别与多个预设位置的所述红外LED灯连接，所述MCU分别与所述红外传感器及所述电平转换电路模块的输入端连接，所述电平转换电路模块的输出端与油烟机的主控板连接；所述供电电源分别与所述红外传感器的电源端及所述MCU的电源端连接。
优选地，所述红外LED灯的数量为三个，分别为第一红外LED灯、第二红外LED灯及第三红外LED灯，其中，所述第一红外LED灯、所述第二红外LED灯、所述第三红外LED灯及所述红外传感器均设置于同一平面上，且在所述平面上，所述第一红外LED灯和所述第三红外LED灯设置于所述红外传感器的第一方向的相对两侧，所述第二红外LED灯设置于所述红外传感器的第二方向的一侧，所述第二方向与所述第一方向相垂直；所述第一红外LED灯、所述第二红外LED灯及所述第三红外LED灯均与所述红外传感器连接。
优选地，所述MCU的第一I2C接口与所述红外传感器连接，所述MCU的第二I2C接口与所述电平转换电路模块的输入端连接。
优选地，所述MCU的I2C接口与所述红外传感器连接，所述MCU的串口与所述电平转换电路模块的输入端连接。
优选地，所述第一红外LED灯1011、所述第二红外LED灯1012及所述第三红外LED灯1013均为940nm波长的红外LED管。
优选地，所述供电电源的供电电压为3.3V的稳压电源。
此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种油烟机，所述油烟机包括油烟机的手势识别控制装置，所述油烟机的手势识别控制装置为如上所述的油烟机的手势识别控制装置。
本实用新型提供一种油烟机的手势识别控制装置包括多个预设位置的红外LED灯、红外传感器、供电电源、MCU以及电平转换电路模块；所述供电电源，用于为所述红外传感器和所述MCU提供供电电压；所述红外传感器，用于按照预设的时序控制规则控制多个预设位置的红外LED灯的点亮工作，以使所述红外LED灯在相应的位置方向上发射出红外光，以及用于当用户的手势动作依次遮挡住相应的红外LED灯时，依次接收因所述手势动作而反射回来的红外光；所述MCU，用于根据所述红外传感器内的红外接收管依次接收到的所述反射回来的红外光的时序，识别所述手势动作，并生成与所述手势动作相对应的手势命令，且将所述手势命令输出至油烟机的主控板，以使所述油烟机的主控板根据所述手势命令和预设的手势控制规则控制油烟机执行相应的工作；所述电平转换电路模块，用于对所述MCU输出的所述手势命令进行电平转换，以使所述MCU和所述油烟机的主控板的通讯电平一致；所述红外传感器分别与多个预设位置的所述红外LED灯连接，所述MCU分别与所述红外传感器及所述电平转换电路模块的输入端连接，所述电平转换电路模块的输出端与油烟机的主控板连接；所述供电电源分别与所述红外传感器的电源端及所述MCU的电源端连接。本实用新型由于所述红外传感器按照预设的时序控制规则控制多个预设位置的红外LED灯的点亮工作，即本实用新型仅需要一个红外传感器即可驱动多个红外LED灯的点亮工作，且本实用新型中的所述MCU能够根据该红外传感器依次接收到的因用户的手势动作而反射回来的红外光的时序，即可实现识别用户手势动作的目的，使得本实用新型在保证手势识别准确性的同时极大地减小了油烟机的手势识别控制装置的成本和体积。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型油烟机的手势识别控制装置一实施例的功能模式示意图。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，若在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提供一种油烟机的手势识别控制装置，参照图1，在一实施例中，该油烟机的手势识别控制装置100包括多个预设位置的红外LED灯101、红外传感器102、供电电源103、MCU 104以及电平转换电路模块105。
其中，本实施例中，所述供电电源103，用于为所述红外传感器102和所述MCU 104提供供电电压；
所述红外传感器102，用于按照预设的时序控制规则控制多个预设位置的红外LED灯101的点亮工作，以使多个预设位置的红外LED灯101在相应的位置方向上发射出红外光，以及用于当用户的手势动作依次遮挡住相应的红外LED灯时，依次接收因所述手势动作而反射回来的红外光；
所述MCU，用于根据所述红外传感器102内的红外接收管依次接收到的所述反射回来的红外光的时序，识别所述手势动作，并生成与所述手势动作相对应的手势命令，且将所述手势命令输出至油烟机的主控板200，以使所述油烟机的主控板200根据所述手势命令和预设的手势控制规则控制油烟机执行相应的工作；
所述电平转换电路模块105，用于对所述MCU 104输出的所述手势命令进行电平转换，以使所述MCU 104和所述油烟机的主控板200的通讯电平一致。
具体地，所述红外传感器102分别与多个预设位置的所述红外LED灯101连接，所述MCU 104分别与所述红外传感器102及所述电平转换电路模块105的输入端连接，所述电平转换电路模块105的输出端与油烟机的主控板200连接；所述供电电源103分别与所述红外传感器102的电源端及所述MCU 104的电源端连接。
本实施例中，所述供电电源103的供电电压为3.3V的稳压电源。
本实施例中，所述红外LED灯的数量可以根据实际情况进行设定，本实施例中，所述红外LED灯的数量为三个，分别为第一红外LED灯1011、第二红外LED灯1012及第三红外LED灯1013，其中，所述第一红外LED灯1011、所述第二红外LED灯1012、所述第三红外LED灯1013及所述红外传感器102均设置于同一平面上，且在所述平面上，所述第一红外LED灯1011和所述第三红外LED灯1013设置于所述红外传感器102的第一方向的相对两侧，所述第二红外LED灯1012设置于所述红外传感器102的第二方向的一侧，所述第二方向与所述第一方向相垂直；所述第一红外LED灯1011、所述第二红外LED灯1012及所述第三红外LED灯1013均与所述红外传感器连接
可以理解的是，在其他实施例中，所述红外LED灯的数量也可以为四个即所述红外LED灯分别为第一红外LED灯、第二红外LED灯、第三红外LED灯及第四红外LED灯，该四个红外LED灯和所述红外传感器均设置于同一平面上，且在所述平面上，所述第一红外LED灯和所述第三红外LED灯设置于所述红外传感器的第一方向的相对两侧，所述第二红外LED灯和所述第四红外LED灯设置于所述红外传感器的第二方向的相对两侧，所述第二方向与所述第一方向相垂直。在其它实施例中，所述红外LED灯的数量也可以大于四个，例如，在所述平面上，所述红外传感器的第一方向的相对两侧均可以分别设置两个以上的红外LED灯，所述红外传感器的第二方向的相对两侧也均可以分别设置两个以上的红外LED灯，本实用新型不受限于此。
可以理解的是，上述预设的时序控制规则可以根据实际情况进行设定，本实施例中，所述预设的时序控制规则为0-50ms内控制所述第一红外LED灯为点亮状态，51ms-100ms内控制所述第二红外LED灯为点亮状态，101ms-150ms内控制所述第三红外LED灯为点亮状态，151ms-200ms内再次控制所述第一红外LED灯为点亮状态，以此循环点亮各红外LED灯，即本实施例中，循环点亮各红外LED灯的控制周期为150ms。
需要说明的是，本实施例油烟机的手势识别控制装置在安装时，所述平面为正对用户的竖直平面，所述第一方向可以设定为X轴方向，则所述第二方向为Y轴方向。
本实施例例油烟机的手势识别控制装置100中的所述红外传感器102分别与所述第一红外LED灯1011、所述第二红外LED灯1012及所述第三红外LED灯1013连接，所述MCU104分别与所述红外传感器102及所述电平转换电路模块105的输入端连接，所述电平转换电路模块105的输出端与油烟机的主控板200连接；所述供电电源103分别与所述红外传感器102的电源端及所述MCU 104的电源端连接。
具体地，本实施例中，所述MCU 104的第一I2C接口(图未示)与所述红外传感器102连接，所述MCU 104的第二I2C接口(图未示)与所述电平转换电路模块105的输入端连接。在其他实施例中，也可以是所述MCU 104的I2C接口与所述红外传感器102连接，所述MCU 104的串口与所述电平转换电路模块105的输入端连接。
本实施例油烟机的手势识别控制装置100在所述红外传感器102按照预设的时序控制规则控制所述第一红外LED灯1011、所述第二红外LED灯1012和所述第三红外LED灯1012的点亮工作之后，当用户的手势动作依次遮挡住相应的红外LED灯时，所述红外传感器102内的红外接收管依次接收因所述手势动作而反射回来的红外光。例如，若在0-50ms内，所述红外传感器102内的红外接收管接收到了反射回来的红外光，则说明此时用户的手位于所述第一红外LED灯1011的位置，若在51ms-100ms内，所述红外传感器102内的红外接收管接收到了反射回来的红外光，则说明此时用户的手位于所述第二红外LED灯1012的位置，若在101ms-150ms内，所述红外传感器102内的红外接收管接收到了反射回来的红外光，则说明此时用户的手位于所述第三红外LED灯103的位置，即本实施例可以根据所述红外传感器102内的红外接收管依次接收到的所述反射回来的红外光的时序，识别所述手势动作。即本实施例中，所述第一红外LED灯1011和所述第三红外LED灯1013可以用于对左右方向的手势动作的识别，所述第二红外LED灯1012可以用于对上下方向的手势动作的识别。
本实施例油烟机的手势识别控制装置100中的所述MCU 104根据所述红外传感器102内的红外接收管依次接收到的所述反射回来的红外光的时序，识别所述手势动作，并生成与所述手势动作相对应的手势命令，且将所述手势命令输出至油烟机的主控板200，以使所述油烟机的主控板200根据所述手势命令和预设的手势控制规则控制油烟机执行相应的工作。本实施例中，当所述红外传感器102内的红外接收管依次接收到所述第一红外LED灯1011、所述第二红外LED灯1012及所述第三红外LED灯1013所在位置方向反射回来的红外光时，则判定用户的手势动作为从左向右挥动；当所述红外传感器102内的红外接收管依次接收到所述第三红外LED灯1013、所述第二红外LED灯1012及所述第一红外LED灯1011所在位置方向反射回来的红外光时，则判定用户的手势动作为从右向左挥动；当所述红外传感器102内的红外接收管先接收到所述第二红外LED灯1012反射回来的红外光，然后再接收到所述第一红外LED灯1011及所述第三红外LED灯1013所在位置方向反射回来的红外光时，则判定用户的手势动作为从上往下挥动；当所述红外传感器102内的红外接收管先接收到所述第一红外LED灯1011和所述第三红外LED灯1013所在位置方向反射回来的红外光，然后再接收到所述第二红外LED灯1012所在位置方向反射回来的红外光时，则判定用户的手势动作为从下往上挥动；当所述红外传感器102内的红外接收管持续接收到所述第一红外LED灯1011、所述第二红外LED灯1012及所述第三红外LED灯1013所在位置方向反射回来的红外光时，则判定用户的手势动作为悬停动作。
可以理解的是，本实施例中，所述预设的手势控制规则可以根据实际情况进行设定，例如，当用户的手势动作为从上到下挥动时，减小油烟机的抽风速度；当用户的手势动作为从下到上挥动时，增大油烟机的抽风速度；当用户的手势动作为从左到右挥动时，控制油烟机开机，当用户的手势动作为从右到左挥动时，控制油烟机关机；当用户的手势动作为悬停动作时，则对油烟机不做任何处理。
本实施例中，所述红外传感器102的型号可以根据实际需要进行设定，本实施例中，所述红外传感器102的型号为Si1153-AA09-GMR，所述红外传感器102内部包含红外接收管、940nm滤光片、高精度ADC模块、信号处理模块、LED驱动模块与I2C模块，所述红外传感器102自带的940nm滤光片可以很好的阻挡环境光线的干扰。由于所述红外传感器102内部的滤光片为940nm滤光片，因此，本实施例中，所述第一红外LED灯1011、所述第二红外LED灯1012及所述第三红外LED灯1013均为940nm波长的红外LED管。
另外，由于本实施例中的所述红外传感器102的内部没有内部ROM，为了减轻所述油烟机的主控板200的工作压力，本实施例设置了一主控芯片，即所述MCU 104。
本实施例中，所述供电电源103提供的供电电压为3.3V，而由于油烟机的主控板200通常都是使用5V与外围器件连接，使得所述MCU 104与油烟机的主控板200的通讯电平不一致，因此本实施例设置了所述电平转换电路模块105，所述电平转换电路模块105用于对所述MCU 104的I2C接口或串口的通讯电平进行转换，如对所述手势命令进行电平转换，以使所述MCU 104和所述油烟机的主控板200的通讯电平一致。
本实用新型油烟机的手势识别控制装置由于所述红外传感器按照预设的时序控制规则控制多个预设位置的红外LED灯的点亮工作，即本实用新型仅需要一个红外传感器即可驱动多个红外LED灯的点亮工作，且本实用新型中的所述MCU能够根据该红外传感器依次接收到的因用户的手势动作而反射回来的红外光的时序，即可实现识别用户手势动作的目的，使得本实用新型相对于现有技术中使用红外接收管阵列的红外场检测识别法和使用若干对分离器件来搭建光路系统的红外管检测识别法，在保证手势识别准确性的同时极大地减小了油烟机的手势识别控制装置的成本和体积。同时，本实施例还提高了油烟机的手势识别控制装置的集成度和可靠性，提高了油烟机的手势识别控制装置的通用性，为厨房电器的智能控制提供了便利。
本实用新型还提供一种油烟机，该油烟机包括油烟机的手势识别控制装置，该烹饪机的控制装置的结构和工作原理可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的油烟机采用了上述油烟机的手势识别控制装置的技术方案，因此该油烟机具有上述油烟机的手势识别控制装置所有的有益效果。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种油烟机的手势识别控制装置，其特征在于，所述油烟机的手势识别控制装置包括多个预设位置的红外LED灯、红外传感器、供电电源、MCU以及电平转换电路模块；其中：
所述供电电源，用于为所述红外传感器和所述MCU提供供电电压；
所述红外传感器，用于按照预设的时序控制规则控制多个预设位置的红外LED灯的点亮工作，以使所述红外LED灯在相应的位置方向上发射出红外光，以及用于当用户的手势动作依次遮挡住相应的红外LED灯时，依次接收因所述手势动作而反射回来的红外光；
所述MCU，用于根据所述红外传感器内的红外接收管依次接收到的所述反射回来的红外光的时序，识别所述手势动作，并生成与所述手势动作相对应的手势命令，且将所述手势命令输出至油烟机的主控板，以使所述油烟机的主控板根据所述手势命令和预设的手势控制规则控制油烟机执行相应的工作；
所述电平转换电路模块，用于对所述MCU输出的所述手势命令进行电平转换，以使所述MCU和所述油烟机的主控板的通讯电平一致；
所述红外传感器分别与多个预设位置的所述红外LED灯连接，所述MCU分别与所述红外传感器及所述电平转换电路模块的输入端连接，所述电平转换电路模块的输出端与油烟机的主控板连接；所述供电电源分别与所述红外传感器的电源端及所述MCU的电源端连接。
2.如权利要求1所述的油烟机的手势识别控制装置，其特征在于，所述红外LED灯的数量为三个，分别为第一红外LED灯、第二红外LED灯及第三红外LED灯，其中，所述第一红外LED灯、所述第二红外LED灯、所述第三红外LED灯及所述红外传感器均设置于同一平面上，且在所述平面上，所述第一红外LED灯和所述第三红外LED灯设置于所述红外传感器的第一方向的相对两侧，所述第二红外LED灯设置于所述红外传感器的第二方向的一侧，所述第二方向与所述第一方向相垂直；所述第一红外LED灯、所述第二红外LED灯及所述第三红外LED灯均与所述红外传感器连接。
3.如权利要求2所述的油烟机的手势识别控制装置，其特征在于，所述MCU的第一I2C接口与所述红外传感器连接，所述MCU的第二I2C接口与所述电平转换电路模块的输入端连接。
4.如权利要求2所述的油烟机的手势识别控制装置，其特征在于，所述MCU的I2C接口与所述红外传感器连接，所述MCU的串口与所述电平转换电路模块的输入端连接。
5.如权利要求3所述的油烟机的手势识别控制装置，其特征在于，所述第一红外LED灯1011、所述第二红外LED灯1012及所述第三红外LED灯1013均为940nm波长的红外LED管。
6.如权利要求1至4中任一项所述的油烟机的手势识别控制装置，其特征在于，所述供电电源的供电电压为3.3V的稳压电源。
7.一种油烟机，其特征在于，所述油烟机包括油烟机的手势识别控制装置，所述油烟机的手势识别控制装置为权利要求1至6中任一项所述的油烟机的手势识别控制装置。
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