CN218584682U - 信号处理系统及清洁设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种信号处理系统及清洁设备。其中，信号处理系统包括：与控制器件及检测器件连接，对控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，并将控制信号输入至检测器件的第一信号处理电路；与控制器件及检测器件连接，用以将检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，并将检测信号输入至控制器件的第二信号处理电路。本申请实施例提供的技术方案保证了检测器件实现有效准确的检测。

Description

信号处理系统及清洁设备

技术领域

本申请实施例涉及信号处理技术领域，尤其涉及信号处理系统及清洁设备。

背景技术

随着电子技术的发展，清洁设备的种类越来越多，像智能清洗机、智能洗地机、扫地机器人等，在生活中都越来越普遍。

清洁设备在使用过程中，通常需要依赖检测器件对外部环境或者工作情况等进行检测。以洗地机为例，例如洗地机上通常安装有脏污桶，用来存放洗地机使用过程中吸入的灰尘及脏水等脏污，洗地机使用过程中，需要对脏污桶内的脏污进行检测以确定地面脏污程度，并可以将脏污程度提示给用户等。

现有技术中，通常清洁设备中的控制器件与检测器件连接，控制器件通过向检测器件发送控制信号，以控制检测器件执行检测操作，并基于检测器件的检测信号确定检测结果。然而，发明人研究发现，控制器件产生的控制信号传输过程中容易产生波动，且控制器件的驱动能力较弱，导致输入检测器件的控制信号不够准确，检测器件的检测信号向控制器件传输时也存在同样的问题。因此，如何保证检测器件实现有效准确的检测，成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种信号处理系统及清洁设备，用以实现检测器件有效准确的检测的发明目的。

第一方面，本申请实施例提供了一种信号处理系统，包括：与控制器件及检测器件连接，对所述控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，并将所述控制信号输入至所述检测器件的第一信号处理电路；

与所述控制器件及所述检测器件连接，用以将所述检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，并将所述检测信号输入至所述控制器件的第二信号处理电路。

可选地，所述第一信号处理电路包括：与所述控制器件连接，将所述控制器件输出的控制信号进行模数转换及滤波处理的第一滤波电路；

与所述第一滤波电路及所述检测器件连接，将所述控制信号进行放大处理，并输出至所述检测器件的第一驱动电路。

可选地，所述第一信号处理电路包括：与所述控制器件及所述检测器件连接，将所述控制信号进行滤波以及放大处理，并输出至所述检测器件的第一驱动电路。

可选地，所述第一滤波电路包括：与所述控制器件连接，将所述控制器件输出的控制信号进行多级滤波处理的第一滤波模块；

与所述第一滤波模块及所述第一驱动电路连接，将所述控制信号进行放大及滤波处理的第一驱动模块；

可选地，所述第一滤波模块包括：第一电阻、第一电容、第二电阻、第二电容以及第三电阻；所述第一电阻的第一端连接所述控制器件，第二端连接所述第一电容的第一端；所述第二电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，第二端连接所述第二电容的第一端；所述第二电容的第二端连接所述第一电容的第二端并接地；第一端与所述第一驱动模块连接；所述第三电阻的第一端连接所述第二电容的第一端，第二端连接所述第二电容的第二端；其中，所述第一电阻和所述第一电容组成一级过滤，所述第二电阻和第二电容组成二级过滤。

可选地，所述第一驱动模块包括：与所述第一滤波模块连接的第一运算放大单元及与所述第一运算放大单元连接的第一滤波单元。

可选地，所述第一驱动电路包括：与所述第一滤波电路连接，将所述控制信号进行滤波及放大处理的第二驱动模块；

与所述第二驱动模块及所述检测器件连接，用以将所述控制信号进行滤波及放大处理，并将所述控制信号输入至所述检测器件的第三驱动模块。

可选地，所述第二驱动模块包括：与所述第一滤波电路连接的第二滤波单元及与所述第二滤波单元连接的第二运算放大单元，以及与所述第二运算放大单元连接的第三滤波单元。

可选地，所述第三驱动模块包括第一分压单元，基极与所述第一分压单元连接的三极管；以及与所述三极管的发射极连接的第四滤波单元；其中，所述三极管的集电极连接电源电压。

可选地，所述第二信号处理电路包括：与所述检测器件连接，将所述检测器件的检测信号进行放大处理的第二驱动电路；

与所述第二驱动电路连接，将所述检测信号进行多级滤波处理的第二滤波电路；

与所述第二滤波电路以及所述控制器件连接，将所述检测信号进行放大处理，并将所述检测信号输入所述控件器件的第三驱动电路。

可选地，所述第二驱动电路包括：与所述检测器件连接的第五滤波单元以及与所述第五滤波单元连接的运放跟随单元。

可选地，所述第二信号处理电路还包括：与所述第三驱动电路及所述控制器件连接，将所述检测信号进行稳压处理的稳压电路。

第二方面，本申请实施例提供了一种清洁设备，包括设备本体、设置于所述设备本体中的控制器件、与所述控制器件连接的信号处理系统，及与所述信号处理系统连接的检测器件；

所述信号处理系统包括：与所述控制器件及所述检测器件连接，对所述控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，并将所述控制信号输入至所述检测器件的第一信号处理电路；

与所述控制器件及所述检测器件连接，用以将所述检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，并将所述检测信号输入至所述控制器件的第二信号处理电路。

本申请实施例中，提供了一种信号处理系统，包括与控制器件以及检测器件连接的第一信号处理电路以及第二信号处理电路，通过第一信号处理电路将所述控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，并将所述控制信号输入至检测器件，通过第二信号处理电路将所述检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，并将所述检测信号输入至所述控制器件，通过第一信号处理电路对控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，得到稳定且具有驱动能力的控制信号，使得检测器件能够有效感知控制信号以执行检测操作，再通过第二信号处理电路将检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，得到稳定且具有驱动能力的检测信号，使得检测信号能够准确传输至控制器件中，因此保证了检测器件实现有效准确的检测。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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获得其他的附图。

图1示出了本申请提供的一种信号处理系统一个实施例的结构示意图；

图2示出了本申请提供的一种信号处理系统又一个实施例的结构示意图；

图3示出了本申请提供的信号处理系统中第一滤波电路一个实施例的结构示意图；

图4示出了本申请提供的信号处理系统中第一驱动电路一个实施例的结构示意图；

图5示出了与本申请提供的信号处理系统中第二信号处理电路一个实施例的结构示意图；

图6示出了与本申请提供的一种清洁设备一个实施例的结构示意图；

图7示出了与本申请提供的信号处理方法一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

本申请实施例的技术方案可以应用于清洁设备中，例如扫地机器人、洗地机、擦窗机器人等清洁设备，当然，本申请的技术方案也可以应用于需要利用检测器件进行检测，并基于检测结果进行相应控制的其它电子设备中，并不局限于清洁设备，而为了便于理解和说明，在下文的一个或多个实施例中主要以清洁设备为例对本申请技术方案进行介绍。

以清洁设备进行脏污检测的场景为例，目前，通常多使用红外传感器来对清洁设备使用过程中脏污桶内的脏污程度进行检测，以此来表征地面脏污程度，控制器件通过向红外传感器输入目标控制信号，并获取红外传感器采集的目标检测信号来进行脏污检测。

然而，利用检测器件实际上仍然无法获得有效准确的检测，发明人研究发现，由于检测器件的生产厂商和生产批次可能不同，不同检测器件存在差异性，控制器件均是输入统一的控制信号，控制信号传输过程中容易产生波动，且控制器件的驱动能力较弱，因此导致输入检测器件的控制信号不够准确，检测器件检测获得的检测信号往往也存在同样的问题，因此，最终影响检测有效性和准确性。

为了提高检测有效性和准确性，发明人经过一系列研究，提出了本申请的技术方案，本申请实施例提供了一种信号处理系统包括：与控制器件及检测器件连接，对控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，并将控制信号输入至检测器件的第一信号处理电路；与控制器件及检测器件连接，用以将检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，并将检测信号输入至控制器件的第二信号处理电路。本申请实施例中，通过第一信号处理电路对控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，得到稳定且具有驱动能力的控制信号，使得检测器件能够有效感知控制信号以执行检测操作，再通过第二信号处理电路将检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，得到稳定且具有驱动能力的检测信号，使得检测信号能够准确传输至控制器件中，因此本申请实施例保证了检测器件实现有效准确的检测，在清洁设备进行脏污检测的场景下，可以避免了脏污以及检测器件生产公差对检测的影响，使得清洁设备可准确确定脏污程度，从而可以下发准确的指令，例如下发清洁指令以触发清洁设备清洁地面，或者根据脏污程度可以生成并输出清洁度提示信息，以提示用户等。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例所提供的一种信号处理系统一个实施例的结构示意图，如图1所示，该信号处理系统可以包括：与控制器件及检测器件连接，对控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，并将控制信号输入至检测器件的第一信号处理电路101；与控制器件及检测器件连接，用以将检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，并将检测信号输入至控制器件的第二信号处理电路102。

其中，控制器件可以是信号处理系统的微控制单元(MicrocontrollerUnit，简称MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机等，控制器件将控制信号输入信号处理系统的第一信号处理电路，再接收第二信号处理电路输出的检测信号。

控制器件根据检测器件输入的检测信号可以进行相应处理操作。实际应用中，由于检测器件的生产厂商和生产批次可能不同，导致不同检测器件存在差异性，因此，控制器件启动时，可以首先对检测器件进行标定处理，以确定目标控制信号，之后即可以按照目标控制信号控制检测器件进行检测，并根据对应的检测信号来获得检测结果。

其中，清洁设备可以是：洗地机、擦窗机器人、扫地机器人等，通常清洁设备中可以包括检测器件、控制器件、清洁器件、电池等主要组成部分，在下文实施例中会进行介绍。本实施例中，信号处理系统连接在检测器件与控制器件之间由信号处理系统的第一信号处理电路来对控制器件输入的控制信号进行滤波及放大处理并输入至检测器件，再将检测器件的检测信号进行滤波及放大处理之后输入控制器件。

其中，检测器件例如可以是红外传感器、激光雷达等。利用红外传感器可以进行脏污检测，利用激光雷达可以实现障碍物检测等等。其中，红外传感器可以由一对红外发射组件和红外接收组件组成，分别与清洁设备中的控制器件连接。控制器件可以通过向红外发射组件输入目标控制信号，控制红外发射组件发射红外信号，红外接收组件感应该红外信号，并生成目标检测信号输入至控制器件，控制器件即可以根据目标检测信号与目标验证信号的差异来确定脏污程度，其中，目标控制信号的目标验证信号可以预先标定获得，在下文实施例中会详细进行介绍。

在本实施例中，通过第一信号处理电路将控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，并将控制信号输入至检测器件，通过第二信号处理电路将检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，并将检测信号输入至控制器件，通过第一信号处理电路对控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，得到稳定且具有驱动能力的控制信号，再通过第二信号处理电路将检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，得到稳定且具有驱动能力的检测信号，保证了检测器件实现有效准确的检测以及控制器件可以接收稳定的检测信号。

由于实际应用中，控制器件可能具有或不具有模数转换功能，作为又一个实施例，如图2所示的信号处理系统中，第一信号处理电路101可以包括：与控制器件连接，将控制器件输出的控制信号进行模数转换及滤波处理的第一滤波电路201；与第一滤波电路201及检测器件连接，将控制信号进行放大处理，并输出至检测器件的第一驱动电路202。

其中，控制器件输出的控制信号可以是PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)波，第一滤波电路可以将控制器件输出的PWM波从模拟信号转换为数字信号，并进行滤波处理从而将PWM波过滤为平稳的电压信号。第一驱动电路可以对控制信号进一步进行放大处理之后，在输出至检测器件，使得检测器件可以最终在稳定的具备驱动能力的直流信号下被驱动。

其中，作为又一个实施例，如图2所示，第一滤波电路可以包括：与控制器件连接，将控制器件输出的控制信号进行多级滤波处理的第一滤波模块 2011；与第一滤波模块2011及第一驱动电路连接，将控制信号进行放大及滤波处理的第一驱动模块2012。

其中，第一滤波模块中的多级滤波处理例如可以为二级滤波处理，避免了一级滤波过滤不净的问题以及二级以上滤波过滤成本大的问题，控制信号经过第一滤波模块的二级滤波处理后，输入至第一驱动模块中，由第一驱动模块将处理后的控制信号进行放大，放大后经过滤波处理对其他信号进行过滤。

作为一种可选实现方式，该第一滤波模块可以实现为如图3所示的电路结构，如图3所示，第一滤波模块可以包括：第一电阻R126、第一电容C89、第二电阻R125、第二电容C88以及第三电阻R128；第一电阻R126的第一端连接控制器件，第二端连接第一电容C89的第一端；第二电阻R125的第一端连接第一电阻R126的第二端，第二端连接第二电容C88的第一端；第二电容C88的第二端连接第一电容C89的第二端并接地；第一端与第一驱动模块连接；第三电阻R128的第一端连接第二电容C88的第一端，第二端连接第二电容C88的第二端；其中，第一电阻R126和第一电容C89组成一级过滤，第二电阻R125和第二电容C88组成二级过滤。

此外，第一滤波模块中还可以包括第一接口PWM_DA3，第一接口 PWM_DA3连接第一电阻R126的第一端，用于将控制器件的控制信号输出管脚接入第一滤波模块中。

其中，控制器件输出的控制信号可以是PWM波，PWM波使用较高的频率，一般设定为10KHZ以上。第一滤波模块中的第一电阻R126、第二电阻 R125和第三电阻R128对控制信号进行分压，第一电容C89和第一电阻R126 组成一级滤波，第二电容C88和第二电阻R125组成二级滤波，控制信号经过滤波后被过滤为稳定的直流电压信号(后简述为稳压信号)。其中，可以根据稳定条件来确定第一滤波电路中的电容和电阻取值，其中稳定条件例如可以是能够保证滤波为稳压信号且稳压时间短且不发生电容对控制器件引脚的灌电流。为了满足稳定条件，电路时间常数可以选择R126*C89和R125*C88 中的最大值。此外，为了进一步降低稳压时间，电路时间常数可以设定为3RC (R126*C89或者，R125*C88)～5RC，根据期望稳定时长例如3秒，以及电路时间常数例如3RC，即可以确定RC取值。

作为一种可选实现方式，第一驱动模块可以实现为如图3所示的电路结构，如图3所示，第一驱动模块2012可以包括：与第一滤波模块连接的第一运算放大单元301及与第一运算放大单元连接的第一滤波单元302。

其中，第一运算放大单元可以包括：第一运算放大器A1、第四电阻R122 和第五电阻R127；第一运算放大器A1的同相输入端连接第三电阻R128的第一端，反相输入端连接第四电阻R122的第一端，输出端连接第四电阻R122 的第二端，第五电阻R127的第一端连接第四电阻R122的第一端，第二端接地；其中，第一运算放大器A1的电源引脚一个接地，另一个接电源。

第一滤波单元可以包括：第三电容C87；第三电容C87的第一端连接第五电阻R127的第二端，第二端连接第四电阻R122的第二端；第三电容C87 用于将从第一运算放大器A1输出的控制信号进行滤波处理。

其中，控制信号经过第一滤波模块滤波的处理，输入到第一运算放大器 A1的同相输入端进行信号的放大，放大系数为A₁＝1+(R122/R127)，经过放大后，由第三电容C87进行滤波处理，使从第一运算放大器中输出的控制信号得到进一步的稳定。

可选地，第一运算放大单元还可以包括：第四电容C90；第四电容C90 第一端连接第一运算放大器A1接电源的引脚，第二端接地。通过第四电容 C90对该电源信号进行滤波。

可选地，第一驱动模块还可以包括：输出端子CTR_HW；输出端子 CTR_HW的第一端连接第一运算放大器A1的输出端，第二端连接第一驱动电路。

其中，控制信号经过第一运算放大器A1的放大，由输出端子CTR_HW 进行输出，同时经过第一运算放大器A1的作用，输出端子CTR_HW具备了一定的驱动能力。

进一步地，第一驱动模块2012还可以包括：测量单元303；测量单元可以包括第六电阻R121和第二接口ADC_DA3；第六电阻R121的第一端连接第一运算放大器A1的输出端，第二端连接第二接口ADC_DA3。

其中，第二接口ADC_DA3可以接示波器等测量器件，第六电阻R121 用于对电路进行限流，防止测试时的短路。

图3所示的电路图即为第一滤波电路在实际应用中的一种电路结构示意图，当然，本申请不局限于图3所示的电路结构。

作为又一个实施例，如图2所示，第一驱动电路202可以包括：与第一滤波电路连接，将控制信号进行滤波及放大处理的第二驱动模块2021；与第二驱动模块2021及检测器件连接，用以将控制信号进行滤波及放大处理，并将控制信号输入至检测器件的第三驱动模块2022。

其中，控制信号通过输出端子CTR_HW输出到第二驱动模块后，由第二驱动模块将其余信号进行过滤，再对过滤后的控制信号进行放大处理，处理后输入至第三驱动模块，由第三驱动模块将控制信号先将其余的信号进行过滤，再经过第三驱动模块的放大处理，将处理后的控制信号输出至控制器件。

作为一种可选实现方式，第二驱动模块可以实现为如图4所示的电路结构，如图4所示，第二驱动模块2021可以包括：与第一滤波电路连接的第二滤波单元401及与第二滤波单元401连接的第二运算放大单元402，以及与第二运算放大单元连接的第三滤波单元403。

其中，第二滤波单元可以包括：第七电阻R25和第五电容C20；第七电阻R25的第一端连接输出端子CTR_HW的第二端，第二端连接第五电容C20 的第一端，第五电容C20的第二端接地。

第二运算放大单元可以包括：第二运算放大器A2、第八电阻R31和第九电阻R33；第二运算放大器A2的同相输入端连接第五电容C20的第一端，反相输入端连接第八电阻R31的第一端，输出端连接第八电阻R31的第二端；第九电阻R33的第一端连接第八电阻R31的第一端，第二端接地；其中第二运算放大器A2的电源引脚一个接地，另一个接电源。

第三滤波单元可以包括：第六电容C24；第六电容C24的第一端连接第九电阻R33的第一端，第二端连接第八电阻R31的第二端；第六电容C24用于将从第二运算放大器A2输出的控制信号进行滤波处理。

其中，经过第一滤波电路将控制信号最终变成稳压信号后，经过第五电阻C20的过滤，输入到第二运算放大器A2的同相输入端进行信号的放大，放大系数为A₂＝1+(R31/R33)，经过放大后，由第六电容C26进行滤波处理，使从第二运算放大器A2中输出的控制信号得到进一步的稳定。

可选地，第二运算放大单元还可以包括：第七电容C16和第八电容C18；第七电容C16的第一端连接第二运算放大器A2接电源的引脚，第二端接地；第八电容C18的第一端连接第七电容C16的第一端，第二端连接第八电容 C18的第二端。

其中，第七电容C16和第八电容C18对电源信号进行滤波处理，降低了线路的损耗，提高了信号的利用率。

作为一种可选实现方式，第三驱动模块例如可以实现为如图4所述的电路结构，如图4所示，第三驱动模块2022可以包括第一分压单元404，基极与第一分压单元连接的三极管Q1；以及与三极管Q1的发射极连接的第四滤波单元405；其中，三极管Q1的集电极连接电源电压，发射极连接检测器件。

其中，第一分压单元可以包括：第十电阻R26和第十一电阻R30；第十电阻R26的第一端连接第二运算放大器A2的输出端，第二端连接三极管Q1 的基极；第十一电阻R30的第一端连接第十电阻R26的第二端，第二端接地。

第四滤波单元可以包括：第十二电阻R29和第九电容C24；第十二电阻 R29的第一端连接三极管Q1的发射极，第二端接地；第九电容C24的第一端连接第十二电阻R29的第一端，第二端连接第十二电阻R29的第二端。

其中，第十电阻R26和第十一电阻R30对第二运算放大器A2输出的控制信号进行分压并作用于三极管Q1的基极，通过第二运算放大器A2的放大作用，使三极管Q1工作在饱和区，使三极管Q1发射极电压减去基极电压等于0.7V，三极管Q1在此电路中的作用类似于二极管，与二极管不同的是三极管Q1起到了增加驱动能力的作用，通过三极管Q1增加检测器件接收的检测信号的驱动能力，通过增加驱动能力，避免控制器件无法感知检测信号。

实际应用中，检测器件为红外传感器，由红外发射组件和红外接收组件构成时，三极管Q1的发射极连接红外发射组件，控制信号的驱动能力经三极管Q1放大后，由三极管Q1的发射极输出至红外发射组件。

可选地，第一分压单元还可以包括：第十电容C25；第十电容C25的第一端连接第十电阻R26的第二端，第二端接地。第十电容C25对控制信号起过滤的作用。

图4所示的电路图即为第一驱动电路在一个实际应用中的具体电路结构图，当然，本申请不局限于图4所示的电路结构。

此外，控制器件具有模数转换功能的情况下，第一信号处理电路可以仅包括：与控制器件连接，将控制信号进行放大处理，并输出至检测器件的第一驱动电路。该第一驱动电路的具体结构实现可以参加图4所示，此处不再重复赘述。

此外，作为又一个实施例，如图2所示的信号处理系统中，该第二信号处理电路可以包括：与检测器件连接，将检测器件的检测信号进行放大处理的第二驱动电路203；与第二驱动电路203连接，将检测信号进行多级滤波处理的第二滤波电路204；与第二滤波电路以及控制器件连接，将检测信号进行放大处理，并将检测信号输入控件器件的第三驱动电路205。

其中，第二驱动电路将检测器件的检测信号进行放大处理，使得检测信号具备一定驱动能力之后输出至第二滤波电路，第二滤波电路将经过第二驱动电路放大的检测信号进行滤波处理，并输出至第三驱动电路，最后第三驱动电路将经过第二滤波电路滤波的检测信号进行放大处理，并输出至控制器件，通过滤波以及放大处理，使得可以稳定检测器件检测获得的检测信号，并能够被控制器件准确感知，以此保证实现有效准确的检测。

作为又一个实施例，如图2所示，所述第二信号处理电路还可以包括：与第三驱动电路及控制器件连接，将检测信号进行稳压处理的稳压电路206。

其中，在第三驱动电路将检测信号输入到控制器件前，先经过稳压电路，通过稳压电路的稳压处理，使得检测信号稳定的输出至控制器件中。

作为一种可选实现方式，第二驱动电路可以实现为如图5所述的电路结构，如图5所示，第二驱动电路可以包括：与检测器件连接的第五滤波单元 501以及与第五滤波单元连接的运放跟随单元502。

其中，第五滤波单元可以包括：第十三电阻R14和第十电容C11；第十三电阻R14的第一端连接检测器件的红外接收组件，第二端接地；第十电容 C11的第一端连接第十三电阻的第一端，第二端连接第十三电阻的第二端。

运放跟随单元可以包括：第三运算放大器A3；第三运算放大器的同相输入端连接第十电容C11的第一端，反相输入端连接输出端，输出端连接第二滤波电路；其中，第三运算放大器A3的电源引脚一个接地，另一个接电源。

其中，检测器件的红外接收组件接收到检测信号后，经过第十三电阻R14 的分压和第十电容C11的滤波后，输入至第三运算放大器A3的同相输入端，第三运算放大器A3此时作为跟随器使用，具有输入阻抗高，输出阻抗低，以及1：1放大的特性，检测信号经过第三运算放大器A3后，具备了一定的驱动能力。

可选地，运放跟随单元还可以包括：第十一电容C4和第十二电容C7；第十一电容C4的第一端连接第三运算放大器A3接电源的引脚，第二端接地；第十二电容C7的第一端连接第十一电容C4的第一端，第二端连接第十一电容C7的第二端。

其中，第十一电容C4和第十二电容C7对电源信号进行滤波处理，降低了线路的损耗，提高了信号的利用率。

作为一种可选实现方式，第二滤波电路可以实现为如图5所示的电路结构，如图5所示，第二滤波电路204可以包括：与第二驱动电路连接的第六滤波单元503以及与第六滤波单元503连接的第二分压单元504。

其中，第六滤波单元可以包括：第十四电阻R13、第十三电容C13、第十五电阻R16和第十四电容C14；第十四电阻R13的第一端连接第三运算放大器A3的输出端，第二端连接第十三电容C13的第一端；第十三电容C13 的第二端接地；第十五电阻R16的第一端连接第十三电容C13的第一端，第二端连接第十四电容C14的第一端；第十四电容C14的第二端连接第十三电容C13的第二端；其中，第十四电阻R13和第十三电容C13组成一级过滤，第十五电阻R16和第十四电容C14组成二级过滤。

第二分压单元可以包括：第十六电阻R19和第十七电阻R17；第十六电阻R19的第一端连接第十四电容C14的第一端，第二端连接第十四电容C14 的第二端；第十七电阻R17的第一端连接第十六电阻R19的第一端，第二端连接第三驱动电路。

其中，检测信号经过第二驱动电路的放大处理后，通过第十四电阻R13 和第十三电容C13的一级滤波，以及第是十五电阻R16和第十四电容C14的二级滤波，使检测信号波形平滑稳定，过滤后的检测信号经第十六电阻R19 和第17电阻R17进行分压。

在实际应用中，检测器件的红外发射组件需要固定发射强度持续发射红外信号，来确定不存在脏污情况下红外接收组件所能接收到的红外信号，但在红外接收组件接收红外信号的过程中，可能存在瞬间的脏污导致红外接收组件接收到的红外信号发生变化，所以通过第十四电阻R13和第十三电容C13 的一级滤波以及第是十五电阻R16和第十四电容C14的二级滤波，来使红外接收组件接收到的红外信号波形平滑稳定，然后该信号经过第十七电阻R17 输入到第四运算放大器A4同向输入端，运放的放大系数A₃＝1+(R21/R22)。

作为一种可选实现方式，第三驱动电路可以实现为如图5所示的电路结构，如图5所示，第三驱动电路205可以包括：与第二滤波电路连接的第三运算放大单元505以及与第三运算放大单元505连接的第七滤波单元506。

其中，第三运算放大单元可以包括：第四运算放大器A4、第十八电阻 R22和第十九电阻R21；第四运算放大器A4的同相输入端连接第十七电阻 R17的第二端，反相输入端连接第十八电阻R22的第一端，输出端连接控制器件；第十八电阻R22第第二端接地；第十九电阻R21的第一端连接第十八电阻R22的第一端，第二端连接第四运算放大器A4的输出端；其中，第四运算放大器A4的电源引脚一个接地，另一个接电源。

第七滤波单元可以包括：第十五电容C17；第十五电容C17的第一端连接第十九电阻R21的第一端，第二端连接第十九电阻R21的第二端。

其中，检测信号经过分压后输入到第四运算放大器A4的同相输入端，由第四运算放大器A4进行放大处理，放大系数为A₃＝1+(R21/R22)，第十五电容C17对检测信号起滤波作用，经过放大处理后的检测信号输入至控制器件的AD采集引脚HW_OUT_1。

可选地，第三运算放大单元还可以包括：第十六电容C12和第二十电阻R15；第十六电容C12的第一端连接第四运算放大器A4的同相输入端，第二端接地；第二十电阻R15的第一端连接第十六电容C12的第一端，第二端连接第十六电容C12的第二端。

其中，经过分压后的检测信号进入第四运算放大器A4之前，先通过第十六电容C12的滤波以及第二十电阻R15的分压再输入第四运算放大器A4 的输入端，对检测信号起滤波的作用。

可选地，第三运算放大单元还可以包括：第十七电容C21和第十八电容 C22；第十七电容C21的第一端连接第四运算放大器A4接电源的引脚，第二端接地；第十八电容C22的第一端连接第十七电容C21的第一端，第二端连接第十八电容C22的第二端。

其中，第十七电容C21和第十八电容C22对电源信号进行滤波处理，降低了线路的损耗，提高了信号的利用率。

作为一种可选实现方式，稳压电路可以实现为如图5所示的电路结构，如图5所示，稳压电路可以包括：与第三驱动电路205连接的第三分压单元 507、与第三分压单元507连接的第八滤波单元508以及与第八滤波单元508 连接的稳压二极管DZ1。

其中，第三分压单元可以包括：第二十一电阻R18；第二十一电阻R18 的第一端连接第四运算放大器A4的输出端，第二端连接控制器件。

第八滤波单元可以包括：第十九电容C15；第十九电容C15的第一端连接第二十一电阻R18的第二端以及稳压二极管DZ1的负极，第二端连接稳压二极管DZ1的正极。

其中，从第四运算放大器A4输出的检测信号经第二十一电阻R18的分压后，再经过第十九电容C15的滤波以及稳压二极管DZ1的稳压，输入控制器件的AD采集引脚HW_OUT_1，稳压二极管DZ1将输出到控制器件的电压不超过其工作电压，例如3.3V(伏)。

图5所示电路图即为第二信号处理电路在一个实际应用中的具体电路结构图，当然，本申请并不限定于此。

为了便于理解，下面以检测器件为红外传感器，包括红外发射组件以及红外接收组件为例，结合图3、图4及图5所构成的信号处理系统的具体电路结构，对信号处理系统的工作原理进行描述，控制器件通过第一接口 PWM_DA3将控制信号输入至第一信号处理电路中，经由第一电阻R126和第一电容C89的一级滤波以及第二电阻R125和第二电容C88的二级滤波将控制信号转换为电压信号，再经过第三电阻R128的分压以保证一级过滤和二级过滤的正常进行；经第三电阻R128分压后，将控制信号输入至第一运算放大器A1的同相输入端进行放大处理，第一运算放大器A1的放大系数由第四电阻R122与第五电阻R127决定，放大系数为A₁＝1+(R122/R127)；电源对第一运算放大器A1供电时，由第四电容C90对电源信号进行滤波以防止电源信号对控制信号的干扰，控制信号经第一运算放大器A1放大后经过第三电容C87过滤为更稳定的控制信号，之后经输出端子CTR_HW输出，由于第一运算放大器A1作用，输出端子CTR_HW也具备一定的驱动能力；在第一运算放大器A1将放大后的控制信号发送至输出端子CTR_HW前，经第六电阻R121的限流，可在第二接口ADC_DA3处接入示波器来测量电压。

输出端子CTR_HW输出控制信号至第七电阻R25，经过第七电阻R25 的分压以及第五电容C20的过滤，将更稳定的控制信号输入至第二运算放大器A2的同相输入端进行放大处理，第二运算放大器A2的放大系数由第八电阻R31与第九电阻R33决定，放大系数为A₂＝1+(R31/R33)，电源对第二运算放大器A2供电时，由第七电容C16和第八电容C18对电源信号进行滤波处理以防止电源信号对控制信号的干扰；控制信号经第二运算放大器A2 放大后经过第六电容C26过滤为更稳定的控制信号，而后经过第十电阻R26 和第十一电阻R30的分压以及第十电容C25的滤波输入至三极管Q1的基极，由于第二运算放大器A2的放大作用，三极管Q1工作在饱和区，起到了增加驱动能力的作用，控制信号经过三极管Q1的放大由三极管Q1的发射极发出后，经第十二电阻R29的分压以及第九电容C24的滤波输出到红外传感器的红外发射组件，由红外发射组件发射红外信号，红外接收组件感应红外信号，以获得检测信号。

红外接收组件将检测信号输入至第二信号处理电路中，经由第十三电阻 R13的分压和第十电容C11的滤波得到稳定的检测信号，而后将检测信号输入至第三运算放大器A3的同相输入端进行放大处理；此时第三运算放大器 A3作为跟随器使用，具有输入阻抗高，而输出阻抗低，一比一放大的特性，且从第三运算放大器A3输出端输出的检测信号具备了一定的驱动能力；电源对第三运算放大器A3供电时，由第十一电容C4和第十二电容C7对电源信号进行滤波处理以防止电源信号对控制信号的干扰；检测信号经第三运算放大器A3放大后经由第十四电阻R13和第十三电容C13的一级滤波以及第十五电阻R16和第十四电容C14的二级滤波，将检测信号过滤为更加稳定的信号，再经由第十六电阻R19和第十七电阻R17的分压，保证滤波的正常进行；而后经过第二十电阻的分压以及第十六电容的滤波对检测信号进行过滤处理，经过滤波处理后的检测信号输入至第四运算放大器A4的同相输入端进行放大处理，第四运算放大器A4的放大系数由第十八电阻R22与第十九电阻R21决定，放大系数为A₃＝1+(R21/R22)，电源对第四运算放大器A4 供电时，由第十七电容C21和第十八电容C22对电源信号进行滤波处理以防止电源信号对控制信号的干扰；检测信号经第四运算放大器A4放大后经过第十五电容C17过滤为更稳定的检测信号，而后经过第二十一电阻R18的分压一级第十九电容C15的滤波使检测信号更加平稳；最后经由稳压二极管 DZ1的稳压使输入到控制器件的AD采集引脚HW_OUT_1的电压不超过控制器件的工作电压，如3.3V(伏)，完成工作步骤。

图6为本申请实施例提供的一种清洁设备一个实施例的结构示意图，如图6所示，该清洁设备包括：包括设备本体601、设置于所述设备本体601 中的控制器件602、与所述控制器件602连接的信号处理系统603，及与所述信号处理系统603连接的检测器件604；

其中，所述信号处理系统可以包括：

与所述控制器件及所述检测器件连接，对所述控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，并将所述控制信号输入至所述检测器件的第一信号处理电路；与所述控制器件及所述检测器件连接，用以将所述检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，并将所述检测信号输入至所述控制器件的第二信号处理电路。

其中，信号处理系统的具体结构可以详见前文相应实施例中所述，此处不再重复赘述。

由前文描述可知，控制器件启动时，可以首先对检测器件进行标定处理，以确定目标控制信号，之后即可以按照目标控制信号控制检测器件进行检测，并根据对应的检测信号来获得检测结果。

因此，作为又一个实施例，控制器件可以用于响应于启动指令，向第一信号处理电路输出第一控制信号；判断第二信号处理电路反馈的第一检测信号是否符合标定条件；若是，将第一控制信号作为目标控制信号；若否，调整第一控制信号直至第一检测信号符合标定条件；向第一信号处理电路输出目标控制信号，并获取第二信号处理电路反馈的目标检测信号；根据目标检测信号与目标验证信号的差异信息，确定检测器件的检测结果。

其中，标定条件例如可以为第一检测信号与控制器件内部的目标验证信号相同，通过标定处理，固定了控制器件发射控制信号的发射强度，进而可根据目标控制信号所对应的目标检测信号与目标验证信号的差异信息，确定检测器件的检测结果，利用本申请实施例提供的信号处理系统，可以保证标定处理的有效性和准确性。

在脏污检测场景中，检测器件例如可以为红外传感器，包括红外发射组件和红外接收组件，控制器件输出的控制信号可以具体为PWM信号，进行脏污检测，需要固定红外发射组件的发射强度，而红外发射组件的发射强度需要通过调节PWM占空比来固定，而由于红外传感器供应商供货产品存在差异，这些差异性包括不同批次的传感器红外对管距离存在差异、塑料组件的透明度存在差异，红外对管是否正好对正存在差异、红外对管对发射和接收的灵敏度存在差异等，导致各批次供货的红外传感器难以使用同一个PWM 占空比，因此需要对PWM占空比进行标定，使得PWM占空比在目标调节值附近。

在检测器件为红外传感器的情况下，控制器件响应于启动指令，向信号处理系统输出第一控制信号，该第一控制信号可以为预先配置的PWM占空比的初始值，信号处理系统将第一控制信号进行滤波及放大处理之后，可以得到稳定且具备驱动能力的第一控制信号之后，再输入至红外发射组件，以驱动红外发射组件发射红外信号，红外接收组件感应红外信号，获得第一检测信号，将第一检测信号经第二信号处理电路进行滤波以及放大处理之后，得到稳定且具备驱动能力的第一检测信号之后输入至控制器件，控制器件根据第一检测信号是否满足标定条件，例如电压是否到达目标电压，来调整 PWM占空比，例如若未满足标定条件，小于目标电压，可以将PWM占空比增加0.1％，大于目标电压，可以将PWM占空比减小0.1％，直至达到目标电压，满足标定条件时所对应的第一控制信号即作为目标控制信号，所对应的第一检测信号，意即目标电压，可以作为目标验证信号。控制器件可以具体是根据目标检测信号与目标验证信号的差异信息，确定脏污桶内的脏污程度。

控制器件可以基于目标控制信号，控制红外传感器进行检测，并将检测获得的目标检测信号与目标验证信号进行比较，基于差异信息，确定检测器件的检测结果，例如检测对象存在脏污情况下，会遮挡红外信号，导致光强变弱，目标检测信号相较于目标验证信号，电压变小，根据不同差异信息对应配置的脏污程度，即可以判定当前检测对象的脏污程度。

本实施例中，控制器件、信号处理系统以及检测器件的具体结构和作用等可参见上述实施例中的描述，在此不作赘述。

图7为一种清洁设备中的信号处理方法的流程图，可应用于图6所述的清洁设备中，该清洁设备包括设备本体、设置于所述设备本体中的控制模块控制器件、与所述控制模块控制器件连接的信号处理系统，及与所述信号处理系统连接的检测器件；所述信号处理系统包括与所述检测器件连接的第一信号处理电路以及第二信号处理，该方法可以包括以下几个步骤：

701：响应于启动指令，向第一信号处理电路输出第一控制信号；

702：接收第二信号处理电路反馈的第一检测信号；

703：判断第一检测信号是否符合标定条件；

704：在第一检测信号符合标定条件的情况下，将第一控制信号作为目标控制信号，否则调整第一控制信号直至第一检测信号符合标定条件。

在对第一控制信号与第一检测信号标定完成后，会开始进行正式的检测，因此，上述方法还包括：

705：向第一信号处理电路输出目标控制信号；

706：获取第二信号处理电路反馈的目标检测信号；

707：根据目标检测信号与目标验证信号的差异信息，确定检测器件的检测结果。

关于步骤701-707的具体实现过程可参见上述实施例描述介绍，本申请实施例对此不再累述。

在本申请实施例中，控制器件在接收到启动指令后，向第一信号处理电路输出第一控制信号，经过第一信号处理电路、检测器件以及第二信号处理电路的处理后，由第二信号处理电路将第一检测信号输出至控制器件，并由控制器件判断第一检测信号是否符合标定条件；在第一检测信号符合标定条件时，将第一检测信号作为目标验证信号，将第一控制信号作为目标控制信号，否则调整第一控制信号直至第一检测信号符合标定条件，在对第一控制信号与第一检测信号标定完成后，控制器件向第一信号处理电路输出目标控制信号，经过第一信号处理电路、检测器件以及第二信号处理电路的经过同样处理后获取第二信号处理电路反馈的目标检测信号，根据目标检测信号与目标验证信号的差异信息，确定检测器件的检测结果，以此保证检测器件实现有效准确的检测。

下面结合应用场景对本申请技术方案进行介绍。

应用场景一：

清洗机配置有红外传感器，用以对脏污桶内的脏污进行检测，红外传感器由红外发射组件和红外接收组件构成，红外发射组件通过信号处理系统中的第一信号处理电路与清洗机中的MCU连接，红外接收组件通过信号处理系统中的第二信号处理电路与清洗机中的MCU连接。用户A想要使用清洗机清洗地板时，按下清洗机中的开关按键，MCU即上电启动，此时MCU按照初始占空比，发出PMW波，以对红外传感器进行标定，第一信号处理电路将PMW波进行滤波以及放大处理，红外发射组件即在稳定且具有驱动能力的信号下进行有效驱动，从而发射红外信号；第二信号处理电路对红外接收组件的第一检测信号进行滤波以及放大处理，以得到稳定且具备驱动能力的信号，控制器件即可以准确感知检测信号，并根据其是否满足标定条件来调整占空比，直至获得满足标定条件的检测信号，标定完成，此时所发出的 PMW波即可以作为目标控制信号，清洗机开始切换至清扫模式，清扫过程中 MCU按照目标控制信号经由第一信号处理电路驱动红外发射组件，并根据红外接收组件经由第二信号处理电路反馈的检测信号，来判定吸入脏污桶内脏污的脏污程度，以此来表征地面脏污程度，根据脏污程度可以生成并输出对应的清洁度提示信息，例如通过灯光组件呈现脏污程度对应颜色，用户A可根据不同颜色来确定地面的清洁程度；或者根据脏污程度可以下发其他控制指令，例如清洁指令以触发喷水、清扫等。

应用场景二

扫地机器人配置有激光雷达，用以进行障碍物检测，激光雷达包括激光发射端和激光接收端，激光发射端通过信号处理系统中的第一信号处理电路与扫地机器人中的MCU连接，激光接收端通过信号处理系统中的第二信号处理电路与扫地机器人中的MCU连接。用户B想要使用扫地机器人打扫地面时，按下扫地机器人中的开关按键，MCU即上电启动，此时MCU按照初始占空比，发出PMW波，以对激光雷达进行标定，第一信号处理电路将PMW 波进行滤波以及放大处理，激光发射端即在稳定且具有驱动能力的信号下进行有效驱动，从而发射激光信号；第二信号处理电路对激光接收端的第一检测信号进行滤波以及放大处理，以得到稳定且具备驱动能力的信号，控制器件即可以准确感知检测信号，并根据其是否满足标定条件来调整占空比，直至获得满足标定条件的检测信号，标定完成，此时所发出的PMW波即可以作为目标控制信号，扫地机器人开始切换至移动模式，MCU按照目标控制信号经由第一信号处理电路驱动激光发射端，并根据激光接收端经由第二信号处理电路反馈的检测信号，来判断周围是否存在障碍物，并根据不同位置的障碍物下发不同控制指令，例如左转、右转、前行和后退等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种信号处理系统，其特征在于，包括：

与控制器件及检测器件连接，对所述控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，并将所述控制信号输入至所述检测器件的第一信号处理电路；

与所述控制器件及所述检测器件连接，用以将所述检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，并将所述检测信号输入至所述控制器件的第二信号处理电路。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一信号处理电路包括：

与所述控制器件连接，将所述控制器件输出的控制信号进行模数转换及滤波处理的第一滤波电路；

与所述第一滤波电路及所述检测器件连接，将所述控制信号进行放大处理，并输出至所述检测器件的第一驱动电路。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一信号处理电路包括：

与所述控制器件及所述检测器件连接，将所述控制信号进行滤波以及放大处理，并输出至所述检测器件的第一驱动电路。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一滤波电路包括：

与所述控制器件连接，将所述控制器件输出的控制信号进行多级滤波处理的第一滤波模块；

与所述第一滤波模块及所述第一驱动电路连接，将所述控制信号进行放大及滤波处理的第一驱动模块。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一滤波模块包括：第一电阻、第一电容、第二电阻、第二电容以及第三电阻；

所述第一电阻的第一端连接所述控制器件，第二端连接所述第一电容的第一端；所述第二电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，第二端连接所述第二电容的第一端；所述第二电容的第二端连接所述第一电容的第二端并接地；第一端与所述第一驱动模块连接；所述第三电阻的第一端连接所述第二电容的第一端，第二端连接所述第二电容的第二端；

其中，所述第一电阻和所述第一电容组成一级过滤，所述第二电阻和第二电容组成二级过滤。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一驱动模块包括：与所述第一滤波模块连接的第一运算放大单元及与所述第一运算放大单元连接的第一滤波单元。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一驱动电路包括：

与所述第一滤波电路连接，将所述控制信号进行滤波及放大处理的第二驱动模块；

与所述第二驱动模块及所述检测器件连接，用以将所述控制信号进行滤波及放大处理，并将所述控制信号输入至所述检测器件的第三驱动模块。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二驱动模块包括：

与所述第一滤波电路连接的第二滤波单元及与所述第二滤波单元连接的第二运算放大单元，以及与所述第二运算放大单元连接的第三滤波单元。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第三驱动模块包括第一分压单元，基极与所述第一分压单元连接的三极管；以及与所述三极管的发射极连接的第四滤波单元；其中，所述三极管的集电极连接电源电压。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二信号处理电路包括：

与所述检测器件连接，将所述检测器件的检测信号进行放大处理的第二驱动电路；

与所述第二驱动电路连接，将所述检测信号进行多级滤波处理的第二滤波电路；

与所述第二滤波电路以及所述控制器件连接，将所述检测信号进行放大处理，并将所述检测信号输入所述控制器件的第三驱动电路。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第二驱动电路包括：与所述检测器件连接的第五滤波单元以及与所述第五滤波单元连接的运放跟随单元。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第二信号处理电路还包括：

与所述第三驱动电路及所述控制器件连接，将所述检测信号进行稳压处理的稳压电路。

13.一种清洁设备，其特征在于，包括设备本体、设置于所述设备本体中的控制器件、与所述控制器件连接的信号处理系统，及与所述信号处理系统连接的检测器件；

所述信号处理系统包括：

与所述控制器件及所述检测器件连接，对所述控制器件输出的控制信号进行滤波以及放大处理，并将所述控制信号输入至所述检测器件的第一信号处理电路；

与所述控制器件及所述检测器件连接，用以将所述检测器件的检测信号进行滤波和放大处理，并将所述检测信号输入至所述控制器件的第二信号处理电路。

Images