TW202012953A - 微波探測器和微波探測方法及智能設備 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器適用於探測一探測空間內的物體的一動作特徵，所述微波探測器包括一微波探測模組和一信號轉換模組，其中所述微波探測模組基於多普勒效應原理產生一差異信號，所述信號轉換模組被可通信地連接於所述微波探測模組，所述信號轉換模組將所述差異信號轉換為一波動信號，其中所述波動信號對應於所述探測空間內的物體的所述動作特徵。通過處理所述波動信號能夠獲取所述探測空間內的物體的所述動作特徵。

Description

微波探測器和微波探測方法及智能設備
本發明涉及微波探測領域，特別涉及一微波探測器和微波探測方法及智能設備。
微波探測器具有靈敏度高、抗干擾能力強、可靠性高、不受環境溫度影響等優勢，被廣泛地應用於工業生產、交通以及各種民用裝置中，例如應用於車輛測速、自動盥洗、自動門以及智能燈具等。藉由一微波探測裝置對一目標空間進行探測，並能夠判斷所述目標空間內的物體的移動狀態，比如說判斷所述目標空間內是否有人或車輛進入等，以在後續的應用中根據所述目標空間內的物體的移動作出一系列的控制與響應。
具體來說，現有的所述微波探測裝置基於微波多普勒效應原理進行工作，所述微波探測裝置通過脈衝方式或是連續發射的方式發射一微波於所述目標空間，同時接收來自所述目標空間內的一反射回波，當所述微波遇到靜止的物體時，產生的所述反射回波的頻率不會發生變化，當所述微波遇到運動的物體時，對應的所述反射回波的頻率發生變化。所述微波探測裝置的一混頻檢波器根據所述微波和對應的所述反射回波之間的差頻得到與運動物體的移動幅度和移動速度相對應的一多普勒信號。運動物體的每一次移動會產生一串所述多普勒信號，輸出的持續時間與物體相對運動的時間相等，物體運動的速度與幅度不同，所述多普勒信號的頻率與幅度也存在差異。因此，利用所述微波探測裝置能夠探測所述目標區域內是否存在運動的物體，並能夠對運動的物體的運動速度和幅度進行檢測。
目前的微波探測技術通常通過對所述多普勒信號進行放大和分析處理，以識別人體的移動，具體地，在獲取所述多普勒信號後，藉由所述微波探測裝置的一信號放大器對所述多普勒信號進行一定倍率的放大，並濾除所述多普勒信號中的高頻信號和會產生干擾的供電電網頻率信號及其倍頻頻率信號，以減少干擾，進而提高對人體移動檢測的準確性。然而，通過這樣的方式，由於同時濾除了相關的頻率信號和對所述多普勒信號的放大倍率不能過大，造成現有的微波探測裝置無法對人體的細微動作，如呼吸、心跳以及肢體微動等進行檢測和監測。也就是說，現有的所述微波探測裝置的探測內容單一，不利於所述微波探測裝置在智能化領域的應用。
本發明的一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器通過處理一波動信號的方式獲取一探測空間內的物體的動作特徵，如連續的緩慢運動、以一定節奏的緩慢運動、小幅度的運動、大幅度的運動或者高速運動等，以利於提高所述微波探測器的探測精確性和實用性。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器能夠準確地獲取所述探測空間內的人體的移動、微動、呼吸以及心跳等動作特徵。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中根據所述波動信號的波動頻率和/或波動幅度能夠判斷不同的動作特徵，以利於提高所述微波探測器的探測精確性。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器將一差異信號的變化趨勢特徵轉換成所述波動信號，且所述波動信號對應於所述探測空間內的物體的動作特徵，以在後續通過處理所述波動信號得到所述探測空間內的物體的動作特徵。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器將所述差異信號的幅度變化轉換為以此為基準的所述波動信號，以在後續通過處理所述波動信號得到所述探測空間內的物體的動作特徵。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器將所述差異信號的相位變化轉換為以此為基準的所述波動信號，以在後續通過處理所述波動信號得到所述探測空間內的物體的動作特徵。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器將所述差異信號的頻率變化轉換為以此為基準的所述波動信號，以在後續通過處理所述波動信號得到所述探測空間內的物體的動作特徵。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器將所述差異信號的脈衝寬度的變化轉換為以此為基準的所述波動信號，以在後續通過處理所述波動信號得到所述探測空間內的物體的動作特徵。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器將所述差異信號的頻率變化轉換為以此為基準的所述波動信號，以在後續通過處理所述波動信號得到所述探測空間內的物體的動作特徵。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器利用基於脈衝幅度的包絡濾波方式將所述差異信號轉換成所述波動信號。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器利用基於脈衝寬度的積分方式將所述差異信號轉換成所述波動信號。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器通過選擇所述波動信號中處於一特定頻率範圍的所述波動信號的方式能夠判斷所述探測空間內的物體的動作特徵。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中藉由一信號放大模組放大所述波動信號，進而能夠更精確地獲得所述探測空間內的物體的具體的動作特徵。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述信號放大模組對所述差異信號進行放大，以利於精確地識別和計算微弱的所述差異信號，以得到所述波動信號，進而保障所述微波探測器的探測精確性。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中選擇頻率範圍在50Hz以內的所述波動信號，有利於減小所述波動信號受到其他環境因素的干擾，例如但不限於周圍的供電線路產生的電磁輻射和其他電路的干擾。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中選擇頻率範圍在25Hz以內的所述波動信號，更進一步地減小所述波動信號受到其他環境因素的干擾，例如但不限於周圍的供電線路產生的電磁輻射和其他電路的干擾，允許對所述波動信號進行幾十倍、上百倍、上千倍甚至上萬倍的放大而不被干擾，以利於獲得所述探測空間內的人體的移動、微動、呼吸以及心跳等微弱動作信號。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中適用於25Hz以內的所述信號放大模組，所述信號放大模組工作於極低頻率範圍，在此極低頻率的範圍內，周邊環境中極少存在有電磁輻射和其他干擾信號的來源，相當於形成了電磁靜默環境，從而有利於提高所述微波探測器的精確性和穩定性。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中通過選擇頻率在3Hz及以內的所述波動信號，能夠獲得所述探測空間內的人體的心跳和呼吸的動作信號。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中通過選擇頻率在1Hz-3Hz以內的所述波動信號，能夠獲得所述探測空間內的人體的心跳的動作信號。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中通過選擇頻率在1Hz及以內的所述波動信號，能夠獲得所述探測空間內的人體的呼吸信號。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述信號放大模組允許將人體的呼吸、心跳等微小動作的信號進行幾十倍、上百倍、上千倍甚至上萬倍的放大到基於需求的幅度，以利於更精確地獲取人體的動作特徵。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器探測人體活動時，探測到的所述差異信號經轉換為所述波動信號後，由於所述波動信號中對應於人體的動作特徵的所述波動信號的頻率處於低頻範圍，有利於避免周圍環境中的其他干擾，比如說空調與排風機引起的振動、小動物引起的誤動作、風雨的干擾等等，進而提高所述微波探測器的準確性和穩定性。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器包括一微波發射單元和一回波接收單元，其中所述微波發射單元發射一微波於所述探測空間，所述回波接收單元接收所述微波對應的一回波，當所述探測空間內的物體運動時，所述微波和所述回波的頻率和相位存在差異，並在後續根據所述微波和所述回波的頻率和/或相位差異得到所述差異信號。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器包括一處理單元，其中所述處理單元根據所述微波和所述回波的頻率和/或相位差異得到所述差異信號。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器包括一信號轉換模組，其中所述信號轉換模組能夠將所述差異信號轉換為所述波動信號，且所述波動信號對應於所述探測空間內的物體的動作特徵，以在後續通過處理所述波動信號得到所述探測空間內的物體的動作特徵。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述信號轉換模組能夠對所述波動信號進行選擇，以在後續根據所述信號轉換模組選擇的所述波動信號獲取所述探測空間內的物體的動作特徵。
本發明的另一個目的在與提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器的所述信號放大模組對所述波動信號進行放大，有利於對所述波動信號進行精確地識別，進而更準確地獲取所述探測空間內的物體的動作特徵，以提高所述微波探測器的精確性。
本發明的另一個目的在於提供一微波探測器和微波探測方法及智能設備，其中所述微波探測器能夠被應用於一智能設備，並使得所述智能設備能夠根據所述探測空間內的物體的動作特徵自動地控制和調節，從而提供智能化的服務。
依本發明的一個方面，本發明進一步提供一微波探測器，其適用於探測一探測空間內的物體的一動作特徵，所述微波探測器包括：
一微波探測模組，其中所述微波探測模組基於多普勒效應原理產生一差異信號；和
一信號轉換模組，其中所述信號轉換模組被可通信地連接於所述微波探測模組，所述信號轉換模組將所述差異信號轉換為一波動信號，其中所述波動信號對應於所述探測空間內的物體的所述動作特徵。
根據本發明的一個實施例，所述微波探測模組發射一微波於所述探測空間，所述探測空間內的物體反射所述微波並形成相應的一回波，所述微波探測模組根據所述微波和所述回波的頻率差異輸出所述差異信號。
根據本發明的一個實施例，所述微波探測模組發射一微波於所述探測空間，所述探測空間內的物體反射所述微波並形成相應的一回波，所述微波探測模組根據所述微波和所述回波的相位差異輸出所述差異信號。
根據本發明的一個實施例，所述信號轉換模組將所述差異信號的變化趨勢特徵轉換成所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，所述信號轉換模組將所述差異信號的幅度變化轉換為以此為基準的所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，所述信號轉換模組將所述差異信號的相位變化轉換為以此為基準的所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，所述信號轉換模組將所述差異信號的脈衝寬度的變化轉換為以此為基準的所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，所述信號轉換模組將所述差異信號的頻率變化轉換為以此為基準的所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，所述信號轉換模組輸出處於一特定頻率範圍的所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，所述特定頻率範圍為小於50Hz。
根據本發明的一個實施例，所述特定頻率範圍為小於等於25Hz。
根據本發明的一個實施例，所述特定頻率範圍為小於等於1Hz。
根據本發明的一個實施例，所述特定頻率範圍為小於等於3Hz。
根據本發明的一個實施例，所述特定頻率範圍為1Hz-3Hz。
根據本發明的一個實施例，所述信號轉換模組為一模擬濾波器。
根據本發明的一個實施例，所述信號轉換模組為一數字濾波器。
根據本發明的一個實施例，所述信號轉換模組集成數字濾波和模擬濾波。
根據本發明的一個實施例，所述微波探測器包括至少一信號放大模組，其中所述信號放大模組被可通信地連接於所述微波探測模組和所述信號轉換模組，所述信號放大模組放大所述差異信號，經過所述信號放大模組的所述差異信號被所述信號轉換模組轉換為所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，所述微波探測器包括至少一信號放大模組，其中所述信號放大模組被可通信地連接於所述信號轉換模組，所述信號轉換模組放大所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，所述微波探測器的至少一個所述信號放大模組放大所述差異信號，並且至少一個所述信號放大模組放大所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，所述微波探測器進一步包括一中央處理模組，其中所述中央處理模組被可通信地連接於所述信號轉換模組，所述中央處理模組對所述波動信號進行分析處理，並確定所述波動信號對應的具體的所述動作特徵。
根據本發明的一個實施例，所述中央處理模組根據所述波動信號的波動頻率和/或波動幅度判斷不同的所述動作特徵。
根據本發明的一個實施例，所述中央處理模組根據不同的所述波動信號的相位差異判斷不同的所述動作特徵。
根據本發明的一個實施例，所述中央處理模組根據所述波動信號持續的時間判斷不同的所述動作特徵。
根據本發明的一個實施例，所述中央處理模組根據一個週期的所述波動信號的幅度變化判斷不同的所述動作特徵。
根據本發明的一個實施例，所述中央處理模組包括一信號採樣單元、一數據處理單元以及一輸出單元，其中所述信號採樣單元、所述數據處理單元以及所述輸出單元被相互可通信地連接，且所述信號採樣單元、所述數據處理單元以及所述輸出單元被一體集成。
根據本發明的一個實施例，所述信號放大模組、所述中央處理模組的所述信號採樣單元、所述數據處理單元以及所述輸出單元被一體集成。
根據本發明的一個實施例，所述信號轉換模組、所述中央處理模組的所述信號採樣單元、所述數據處理單元以及所述輸出單元被一體集成。
根據本發明的一個實施例，所述信號轉換模組、所述信號放大模組、所述中央處理模組的所述信號採樣單元、所述數據處理單元以及所述輸出單元被一體集成。
根據本發明的一個實施例，所述微波探測模組和所述信號放大模組被一體集成。
根據本發明的一個實施例，所述微波探測模組、所述信號放大模組以及所述信號轉換模組被一體集成。
根據本發明的一個實施例，所述微波探測模組、所述信號轉換模組、所述信號放大模組、所述中央處理模組的所述信號採樣單元、所述數據處理單元以及所述輸出單元被一體集成。
根據本發明的一個實施例，所述信號轉換模組和所述信號放大模組被一體集成。
依本發明的另一個方面，本發明進一步提供一智能設備，其包括：
至少一的微波探測器，其中所述微波探測器，適用於探測一探測空間內的物體的一動作特徵，且所述微波探測器包括：
一微波探測模組，其中所述微波探測模組產生一差異信號；
一信號轉換模組，其中所述信號轉換模組被可通信地連接於所述微波探測模組，所述信號轉換模組將所述差異信號轉換為一波動信號，其中所述波動信號對應於所述探測空間內的物體的動作特徵；
一執行電路模組，其中所述執行電路模組被連接於所述微波探測器；以及
一設備主體，其中所述執行電路模組被可通信地連接於所述設備主體，所述執行電路模組根據所述微波探測器獲得的所述動作特徵控制所述設備主體。
依本發明的另一個方面，本發明進一步提供一微波探測方法，其中所述微波探測方法包括如下步驟：
（a）轉換一差異信號為一波動信號，其中所述波動信號對應於一探測空間內的物體的一動作特徵；以及
（b）處理所述波動信號，以獲取所述探測空間內的物體的所述動作特徵。
根據本發明的一個實施例，在所述步驟（a）之前進一步包括如下步驟：
發射一微波於一探測空間，並接收所述探測空間內的物體對所述微波的反射產生的相應的一回波；和
根據所述微波和所述回波的相位和/或頻率差異輸出一差異信號。
根據本發明的一個實施例，在所述步驟（a）中，基於所述差異信號的變化趨勢特徵轉換所述差異信號為所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，基於所述差異信號的幅度變化轉換所述差異信號為所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，基於所述差異信號的相位變化轉換所述差異信號為所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，基於所述差異信號的脈衝寬度的變化轉換所述差異信號為所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，基於所述差異信號的頻率變化轉換所述差異信號為所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在所述步驟（a）中，利用基於脈衝幅度的包絡濾波方式將所述差異信號轉換成所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在所述步驟（a）中，利用基於脈衝寬度的積分方式將所述差異信號轉換成所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在所述步驟（a）中，選擇處於一特定頻率範圍的所述波動信號的方式獲取所述探測區域內的物體的所述動作特徵。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，以過濾其他頻率範圍的所述波動信號的方式選擇所述特定頻率範圍為小於50Hz的所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，以過濾其他頻率範圍的所述波動信號的方式選擇所述特定頻率範圍為小於等於25Hz的所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，以過濾其他頻率範圍的所述波動信號的方式選擇所述特定頻率範圍為小於等於3Hz的所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，以過濾其他頻率範圍的所述波動信號的方式選擇處於所述特定頻率範圍為1Hz-3Hz的所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，以過濾其他頻率範圍的所述波動信號的方式選擇處於所述特定頻率範圍為小於等於1Hz的所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在所述步驟（a）之前，進一步包括步驟：放大所述差異信號。
根據本發明的一個實施例，在所述步驟（a）之後，進一步包括步驟：放大所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在所述步驟（a）之後，進一步包括步驟：放大所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，藉由一模擬濾波器將所述差異信號轉換為所述波動信號，同時選擇處於所述特定頻率的所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，藉由一數字濾波器利用濾波算法提取所述差異信號的峰值或平均值，再將峰值或是平均值相互連接，以形成所述波動信號。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，根據所述波動信號的波動頻率和/或波動幅度判斷不同的所述動作特徵。
根據本發明的一個實施例，在上述方法中，根據不同的所述波動信號的相位差異判斷不同的所述動作特徵。
根據本發明的一個實施例，在所述步驟（b）中，根據所述波動信號持續的時間判斷不同的所述動作特徵。
根據本發明的一個實施例，在所述步驟（b）中，根據一個週期的所述波動信號的幅度變化判斷不同的所述動作特徵。
以下描述用於揭露本發明以使本領域技術人員能夠實現本發明。以下描述中的優選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。在以下描述中界定的本發明的基本原理可以應用於其他實施方案、變形方案、改進方案、等同方案以及沒有背離本發明的精神和範圍的其他技術方案。
本領域技術人員應理解的是，在本發明的揭露中，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”等指示的方位或位置關係是基於附圖所示的方位或位置關係，其僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此上述術語不能理解為對本發明的限制。
可以理解的是，術語“一”應理解為“至少一”或“一個或多個”，即在一個實施例中，一個元件的數量可以為一個，而在另外的實施例中，該元件的數量可以為多個，術語“一”不能理解為對數量的限制。
參照說明書附圖1至圖4A，根據本發明的一較佳實施例的所述微波探測器100將在接下來的描述中被闡述，其中所述微波探測器100通過處理一波動信號101的方式獲取一探測空間內的物體的動作特徵，所述探測空間內的物體的動作特徵例如但不限於連續的緩慢動作、以一定的節奏的緩慢動作、小幅度的運動、大幅度的運動或是高速運動等。也就是說，所述微波探測器100能夠全面地掌握所述探測空間內的物體的運動狀態，以提高所述微波探測器100的精確性和實用性。具體來說，所述微波探測器100將一差異信號102的變化趨勢特徵轉化成所述波動信號101，且所述波動信號101對應於所述探測空間內的物體的動作特徵，以在後續通過處理所述波動信號來獲取所述探測空間內的物體的動作特徵。值得一提的是，通過這樣的方式，能夠準確地獲取所述探測空間內人體的移動、微動、呼吸以及心跳等動作特徵。
參照圖1，所述微波探測器100包括一微波探測模組110和一信號轉換模組120，其中所述信號轉換模組120被可通信地連接於所述微波探測模組110。所述微波探測模組110能夠輸出所述差異信號102，所述信號轉換模組120接收所述差異信號102，並將所述差異信號102轉換為對應所述探測空間內的物體的動作特徵的所述波動信號101。進一步地，所述信號轉換模組120對所述波動信號101進行選擇，以獲得所述探測空間內的物體的具體動作特徵。
參照圖1，所述微波探測模組110包括至少一微波發射單元111、一回波接收單元112以及至少一處理單元113，其中所述處理單元113被可通信地連接於所述微波發射單元111和所述回波接收單元112。所述微波發射單元111被設置能夠發射一微波於所述探測空間，所述回波接收單元112被設置能夠接收所述微波對應的所述回波，當所述探測空間內的物體運動時，所述回波和所述微波之間的頻率發生變化，所述處理單元113根據所述微波和所述回波的頻率差異和/或相位差異得到所述差異信號102。優選地，所述處理單元113被實施為一混頻檢波器，所述混頻檢波器對所述微波和所述回波相混差頻，以得到所述差異信號。可選地，所述處理單元113被實施為兩個，其中一個所述處理單元113根據所述微波和一基準波的頻率和/或相位得到一第一中間數據，另一個所述處理單元113根據所述回波和所述基準的頻率和/或相位得到一第二中間數據，並在後續，根據所述第一中間數據和所述第二中間數據能夠得到所述差異信號102。本領域技術人員應該理解的是，所述處理單元113的具體實施方式以及獲取所述差異信號102的具體實施方式僅僅作為示例，不能成為對本發明所述微波探測器及其微波探測方法的內容和範圍的限制。
值得一提的是，用於探測所述探測空間內的物體的動作所採用的所述微波的頻率不受限制，優選地，所述微波的頻率選自為ISM頻段的5.8GHZ、10.525GHZ或24.125GHZ頻段，所述微波的波源的頻率越高，對微小的動作的反應也越靈敏，產生的所述差異信號102的頻率越高，以利於提高所述差異信號102的分辨率，進而提高所述微波探測器100的準確性。
進一步地，所述信號轉換模組120將所述差異信號102的變化趨勢特徵轉換成所述波動信號101，且所述波動信號101對應於所述探測空間內的物體的動作特徵，以在後續通過處理所述波動信號101而得到所述探測空間內的物體的動作特徵。優選地，所述信號轉換模組120將所述差異信號102的幅度變化轉換為以此為基準的所述波動信號101。優選地，所述信號轉換模組120將所述差異信號102的相位變化轉換為以此為基準的所述波動信號101。優選地，所述信號轉換模組120將所述差異信號102的脈衝寬度的變化轉換為以此為基準的所述波動信號101。優選地，所述信號轉換模組120將所述差異信號102的頻率變化轉換為以此為基準的所述波動信號101。
值得一提的是，通過這樣的方式，處於不同頻段的所述微波被所述探測空間內的同一物體反射後形成所述回波，所述處理模組113接收所述微波和所述回波形成不同的所述差異信號102，所述差異信號102經過所述信號轉換模組120後，被轉換形成的所述波動信號101一致，且所述波動信號101的每個參數分別對應所述探測空間內的物體的不同的動作特徵。
根據本發明的一較佳實施例，所述信號轉換模組120對所述差異信號102進行包絡處理以得到所述波動信號101。例如但不限於，所述信號轉換模組120利用基於脈衝幅度的包絡濾波方式將所述差異信號102轉換成所述波動信號101。優選地，所述信號轉換模組120利用基於脈衝寬度的積分方式將所述差異信號102轉換成所述波動信號101。
本領域技術人員應該理解的是，將所述差異信號102轉換為所述波動信號101的具體實施方式僅僅作為示例，不能成為對本發明所述微波探測器100及其差異信號的處理方法的內容和範圍的限制。
進一步地，所述信號轉換模組120通過選擇處於一特定頻率範圍的所述波動信號101的方式獲取所述探測空間內的物體的動作特徵。舉例來說，當所述微波探測器100被應用於人們的日常生活或是工作的環境中，並對人體進行探測時，成年人的靜息呼吸頻率一般為0.2-0.4次/秒，新生兒的靜息呼吸頻率一般為每分鐘0.33-0.75次/秒，生病可能會導致呼吸頻率升高或降低，但均在每秒1次以內，通過設置所述信號轉換模組120的相關參數，過濾處於其他頻率段的所述波動信號101，選擇處於所述特定頻率範圍為1Hz以內的所述波動信號101，能夠探測到呼吸動作的信號；安靜狀態下，正常人的心率為1.0-1.7次/秒，大多數為1.0-1.3次/秒，3歲以下的小孩常在1.3次/秒以上，通常低於2.5次/秒，通過設置所述信號轉換模組120的相關參數，過濾處於其他頻率段的所述波動信號101，選擇處於所述特定頻率範圍為1Hz -3Hz的所述波動信號101，能夠探測到心跳的動作信號。
參照圖3A，在本發明所述的微波探測器100的一個具體的實施例中，所述信號轉換模組120為一模擬濾波器，其中所述模擬濾波器被配置為包括電容、電阻、電感以及集成濾波電路組合的模擬濾波器。由於RC的存在，經過所述模擬濾波器的所述差異信號102被積分成平均值，形成具有平緩上升或是平緩下降的趨勢的所述波動信號101，此時，所述模擬濾波器100輸出的所述波動信號101為一模擬信號。並且，通過將所述模擬濾波器設置為不同的參數，能夠有效地限制不需要的頻率範圍的所述波動信號101，以選擇需要的頻率範圍的所述波動信號101。舉例來說，放大後的所述差異信號102經過所述信號轉換模組120後，不需要的頻率段的信號，如超高頻率信號和高頻率信號被限制，有用的所述超低頻率信號和低頻率信號被保留，此時，所述信號轉換模組120為一模擬低通濾波器。
值得一提的是，所述模擬濾波器的類型不受限制，所述模擬濾波器可以選自由LC和RC中的一種或組合所組成的低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器、介質濾波器、有源濾波器、無源濾波器或是其他本領域技術人員已知的模擬濾波器中的一種或多種的組合。本領域技術人員應該理解的是，所述模擬濾波器的具體實施方式僅僅作為示例，不能成為對本發明所述微波探測器100及所述差異信號102處理方法的內容和範圍的限制。
具體地，在本發明的一個優選實施例中，所述信號轉換模組120為一巴特沃斯低通濾波器，以藉由所述巴特沃斯低通濾波器的積分特性，基於所述差異信號102的變化趨勢轉換所述差異信號102為所述波動信號101，並藉由對所述巴特沃斯低通濾波器的參數選擇獲取需要頻率範圍的所述波動信號101。
在本發明的另一較佳實施例中，所述信號轉換模組120為一數字濾波器，所述數字濾波器提取所述差異信號102的數值特徵，依提取的所述差異信號102的數值特徵得到所述波動信號101。優選地，利用濾波算法提取放大後的所述差異信號102的峰值或平均值，再依據峰值或是平均值的變化趨勢形成所述波動信號101，此時，所述信號轉換模組120輸出的所述波動信號101為一數字信號。並且，所述數字濾波器利用計算機將需要運算的公式和算法進行編程以讓計算機完成數字濾波動作，通過將所述數字濾波器設置為不同的參數，能夠過濾不需要的頻率範圍的所述波動信號101，以選擇需要頻率範圍的所述波動信號101。
參照附圖3B，在本發明的一個具體的實施例中，所述數字濾波器被配置為包括一ADC轉換模組、一中央處理器以及一DAC轉換模組的一數字低通濾波器，其中所述ADC轉換模組、所述中央處理器以及所述DAC轉換模組被相互可通信地連接，所述中央處理器提供運行數字濾波器算法的硬件環境；或者，所述ADC轉換模組和所述DAC轉換模組被內置於所述中央處理器。本領域技術人員應該理解的是，所述數字濾波器的具體硬件配置及算法不受限制，例如但不限於，所述數字濾波器被設置為支持相應算法軟件運行的MCU，DSP，FPGA，外部高精度ADC集成晶片，帶運算放大器組成的數字邏輯單元晶片或是本領域技術人員已知的晶片中的一種或是多種的組合，其中相應的算法優選但不限於巴特沃斯（Butterworth filter）算法，以藉由巴特沃斯算法的積分特性，基於所述差異信號102的變化趨勢轉換所述差異信號102為所述波動信號101，並藉由對所述巴特沃斯低通濾波器的參數選擇獲取需要頻率範圍的所述波動信號101。可選地，相應的算法包括但不限於傅立葉（FFT／DFT）算法、卡爾曼濾（Kalman Filter）算法、有限脈衝響應濾波器、非遞歸型濾波器（FIR）算法、用希爾伯特黃變換（HHT），線性系統變換、小波變換、無限脈衝響應濾波器、遞歸型濾波器（IIR）算法或是本領域技術人員已知的算法中的一種或是多種。
舉例來說，參照圖4A和圖4B，在本發明的一個實施例中，所述微波探測器100被用於探測人體的呼吸，肺部由a點向外擴張到最大值b點時，放大後的所述差異信號102的幅度先由低變高，後由高變低，頻率由低變高，後由高變低，當肺部從擴張的最大值b點向內收縮至c點時，所述差異信號102先由低到高，後由高到低，頻率先由低到高，後由高到低，到達c點則完成一個波動週期。通過軟件濾波、積分平均、傅立葉（FFT／DFT）算法、巴特沃斯（Butterworth filter）算法、卡爾曼濾（Kalman Filter）算法、有限脈衝響應濾波器或者非遞歸型濾波器（FIR）算法以及無限脈衝響應濾波器或者遞歸型濾波器（IIR）算法、希爾伯特黃變換（HHT），線性系統變換、小波變換、無限脈衝響應濾波器、遞歸型濾波器（IIR）算法等能夠得到對應的所述波動信號101。值得一提的是，圖4A和圖4B中示出的所述差異信號101和所述波動信號102的波的形狀、週期、波動幅度、寬度等僅僅作為示意，不代表實際的人體的呼吸對應的所述差異信號101和所述波動信號102，不能成為對本發明所述的微波探測器100和微波探測方法的內容和範圍的限制。
參照圖5A和圖5B，在本發明的一個實施例中，所述微波探測器100被安裝於公路旁的路燈，用於探測高速移動的汽車，當汽車從A點進入所述探測區域，以朝向所述微波探測器100的方向運動，在運動至與所述微波探測其100相對靜止的位置B點的過程中，放大後的所述差異信號102的幅度先由低變高，後由高變低，頻率由低變高，後由高變低，車輛經過B點後，遠離所述微波探測器100運動，所述差異信號102先由低到高，後由高到低，頻率先由低到高，後由高到低，汽車從C點離開所述探測區域，則完成一個波動週期。通過軟件濾波、積分平均、傅立葉（FFT／DFT）算法、巴特沃斯（Butterworth filter）算法、卡爾曼濾（Kalman Filter）算法、有限脈衝響應濾波器或者非遞歸型濾波器（FIR）算法以及無限脈衝響應濾波器或者遞歸型濾波器（IIR）算法、希爾伯特黃變換（HHT），線性系統變換、小波變換、無限脈衝響應濾波器、遞歸型濾波器（IIR）算法等能夠得到對應的所述波動信號101。值得一提的是，圖5A和圖5B中示出的所述差異信號101和所述波動信號102的波的形狀、週期、波動幅度、寬度等僅僅作為示意，不代表實際情況下，高速運動的車輛的對應的所述差異信號101和所述波動信號102，不能成為對本發明所述的微波探測器100和微波探測方法的內容和範圍的限制。
本領域技術人員應該理解的是，所述信號轉換模組120的具體實施方式僅僅作為示例，不能成為對本發明所述微波探測裝置100及其所述差異信號102處理方法的內容及範圍的限制。在本發明其他的實施例中，所述信號轉換模組120可以被實施為集成數字濾波和模擬濾波，例如但不限於所述信號轉換模組120為集成數字濾波和模擬濾波的晶片。
根據本發明的一較佳實施例，所述微波探測器100進一步包括至少一信號放大模組130，其中所述信號放大模組130被可通信地連接於所述信號轉換模組120，所述信號放大模組130能夠按照特定的倍率有針對性地對處於不同頻率範圍的所述波動信號101進行放大，以獲取所述探測空間內的物體的具體動作。並且，藉由所述信號放大模組130可以更清晰地判斷出波動微弱、不連續或是不規則的所述波動信號101，以便於在後續分析所述波動信號101的過程中，減小干擾，更準確地獲取所述探測空間內的物體的具體動作。
優選地，所述信號轉換模組120選擇的所述特定頻率範圍小於供電電網的頻率，即，能夠通過所述信號轉換模組120的所述波動信號101的頻率小於供電電網的頻率，這樣，供電線路產生的電磁輻射和其他電路不會對所述波動信號101造成干擾，允許對所述波動信號101進行幾十倍、上百倍、上千倍甚至上萬倍的放大，且不會影響所述波動信號101的準確性。優選地，所述信號轉換模組120選擇的所述特定頻率範圍為50Hz以內，即，所述波動信號101的頻率為小於50Hz，通過這樣的方式能夠有效地減小了供電線路產生的電磁輻射和其他電路的干擾，以利於提高所述微波探測器100的探測精確性。本領域技術人員應該理解的是，所述特定頻率範圍的具體實施方式僅僅作為示例，不能成為對本發明所述微波探測器100的內容和範圍的限制。而且應該知道的是，不同國家的供電電網的頻率存在差異，所述特定頻率範圍可以根據不同的使用環境中的供電電網的頻率而定。
優選地，所述信號轉換模組120選擇的所述特定頻率範圍為25Hz及以內，且所述信號放大模組130為一放大器，適用於25Hz以內的各種所述放大器，無論放大倍率被設置為幾十倍、幾百倍、幾千倍甚至上萬倍，所述放大器被設置於極低頻率的範圍下工作，由於所述波動信號101的頻率低於供電電網的頻率一倍以下，在正常的電磁環境中不會受到其他環境因素的干擾，從而有利於提高所述微波探測器100的精確性。
也就是說，所述信號放大模組130工作於極低頻率範圍，在此極低頻率的範圍內，周邊環境中極少存在有電磁輻射和其他干擾信號，相當於形成了電磁靜默環境，以允許所述信號放大模組130將所述波動信號101放大至非常大的級數和倍數，以得到準確有用的所述波動信號101，從而有利於提高所述微波探測器100的精確性和穩定性。比如說，所述波動信號101對應於人體的所述波動信號的頻率均比較低，通過將人體的呼吸、心跳等微小動作放大到基於需求的幅度，以利於更準確地獲取人體的動作特徵。值得一提的是，所述微波探測器100探測人體活動時，探測到的所述差異信號102經轉換為所述波動信號101後，由於所述波動信號101中對應於人體的動作特徵的所述波動信號101的頻率處於低頻範圍，有利於避免周圍環境中的其他干擾，比如說空調與排風機引起的振動、小動物引起的誤動作、風雨的干擾等等，進而提高所述微波探測器100的準確性。
根據本發明的一較佳實施例，所述信號放大模組130被可通信地連接於所述微波探測模組110的所述處理單元113和所述信號轉換模組120。所述信號放大模組130放大所述差異信號102，以利於在後續的處理過程中，微弱的所述差異信號102也能夠被所述信號轉換模組120準確地識別和計算，有利於保障所述微波探測器100的準確性。比如說，人體的移動、肢體的微動以及車的移動等動作特徵對應的所述差異信號102的頻率範圍並不高，僅在0.0001Hz-200Hz之間，所述差異信號102非常微弱，通過設置所述信號放大模組130能夠對所述差異信號102進行放大，以提高所述波動信號101的準確性。
具體來說，經過所述信號放大模組130的所有的所述差異信號102都被所述信號放大模組130進行了放大，其中所述差異信號102包括超高頻率的信號、高頻率的信號、低頻率的信號以及極低頻率的信號。被放大的所述差異信號102經過所述信號轉換模組120後形成所述波動信號101，並且，所述信號轉換模組120選擇處於所述特定頻率範圍段的所述波動信號101，以獲取所述探測空間內的物體的動作特徵。
參照圖6，在本發明的另一實施例中，所述信號放大模組130被實施為兩個，其中一個所述信號放大模組130放大所述差異信號102，被放大後的所述差異信號102被所述信號轉換模組120轉換為所述波動信號101，並藉由另一個所述信號放大模組130對所述波動信號101進行放大，進一步有利於提高所述微波探測器100的準確性。
本領域技術人員應該理解的是，在本發明的其他實施例中，所述信號放大模組130和所述信號轉換模組120可以被實施為同一模組，也就是說，所述模組可以同時對所述差異信號102進行放大和轉換，以得到所述波動信號101。例如但不限於，所述模組被實施為一運算放大器。
值得一提的是，所述信號放大模組130的類型不受限制，所述信號放大模組130可以被實施為包括電容、電阻、電感以及運算放大器組成的多種類型的放大器。例如但不限於，所述信號放大模組130可以被設置為選自一級和一級以上的直流放大模組，以及一級和一級以上的交流放大模組中的一個及其組合。所述信號放大模組130能夠對所述差異信號102和所述波動信號101進行單級或是多級放大。
參照圖1，所述微波探測器100進一步包括一中央處理模組140，其中所述中央處理模組140被可通信地連接於所述信號轉換模組120，所述中央處理模組140能夠獲取所述波動信號101，並對所述波動信號101進行分析處理，以確定所述波動信號101對應的具體的所述動作特徵。具體地，所述波動信號101的每個參數，例如但不限於波動頻率、波動幅度、持續時間、都反映所述探測空間內的物體的所述動作特徵，所述中央處理模組140對所述波動信號101的參數進行分析處理，能夠確定所述探測空間內的物體的具體的動作特徵，或者區分不同的動作特徵。通過這樣的方式，能夠更準確地獲取和/區分人體的移動、肢體微動、呼吸以及心跳，同時有利於排出環境中的其他因素的影響，比如說，過濾空調、排風機引起的振動、小動物引起的誤動作、風雨的干擾等等。
具體來說，優選地，所述中央處理模組140根據所述波動信號101的波動頻率和/或波動幅度判斷不同所述動作特徵，以利於提高所述微波探測器100的精確性。舉例來說，當所述微波探測器100被用於探測人體的動作特徵時，人們的正常步行速度為0.3-1米/秒，節奏為0.5-1次/秒，低頭、抬頭、身體前傾、後頃、身體的左轉以及右轉等肢體微動的頻次均發生在0.5秒每次以上，通常人體在正常呼吸的過程中，可能會伴有這些肢體微動發生時，當所述信號轉換模組120選擇處於所述特定頻率範圍被設定為1Hz以內的所述波動信號101時，被選擇的所述波動信號101可能對應於人體的呼吸動作和肢體微動，但是，由於呼吸引起的胸部擴張與腹部起伏動作幅度和低頭、抬頭、身體的前傾、後頃、身體的左轉以及右轉等肢體微動的動作幅度差異較大，所以，根據所述波動信號101的波動頻率和/或波動幅度能夠判斷出不同動作特徵。可選地，所述中央處理模組140根據不同的所述波動信號101的相位差異判斷不同的動作特徵。
優選地，在本發明其他的實施例中，所述中央處理模組140根據所述波動信號101持續的時間和/或變化週期判斷出不同的動作特徵。比如說，由於呼吸引起的胸部擴張與腹部起伏動作持續發生，且動作變化週期具有規律性，而低頭、抬頭、身體的前傾、後頃、身體的左轉以及右轉等肢體微動發生的時間和動作變化不規律，所以，根據所述波動信號101持續的時間和變化週期能夠判斷出不同的動作特徵。
在本發明其他的實施例中，所述中央處理模組140根據一個週期內的所述波動信號的幅度變化判斷不同的所述動作特徵。比如說，當所述微波探測器100的所述信號轉換模組120的所述特定頻率範圍小於等於25Hz時，所述波動信號101能夠對應於人體的移動、微動、呼吸以及心跳，而在同一個週期內，對應於人體的移動、微動、呼吸以及心跳的所述波動信號101的幅度變化不同，可以通過對所述波動信號101的幅度進行分析以區分不同的所述動作特徵。
或者，所述微波探測器100用於探測所述探測區域內的物體時，當所述探測區域內有高速移動的物體經過，例如但不限於所述探測區域有車輛快速穿過或是雨水滴下，對應於高速移動的車輛和雨滴的所述波動信號101的波動頻率、波動幅度、持續的時間等參數與人體的移動、微動、呼吸以及心跳對應的所述波動信號101的波動頻率、波動幅度、持續的時間等參數存在較大差異，所述中央處理模組140對不同的所述波動信號101的波動頻率、波動幅度、持續時間等參數中的一個或是多個參數進行分析比較，能夠區分不同物體的動作特徵，進一步獲得所述探測空間內目標物體的動作特徵。
參照圖1，所述中央處理模組140包括一信號採樣單元141、一數據處理單元142以及一輸出單元143，其中所述信號採樣單元141、所述數據處理單元142以及所述輸出單元143被相互可通信地連接。所述信號採樣單元141被可通信地連接於所述信號轉換模組120，所述信號採樣單元141能夠獲取所述波動信號101，所述數據處理單元142允許根據不同的目標需求，選擇不同的算法和程序，以分析所述波動信號101對應的具體的動作特徵，並將分析結果自所述輸出單元143輸出。
參照圖1，在本發明的一個實施例中，所述微波探測器100的所述中央處理模組140的所述信號採樣單元141、所述數據處理單元142以及所述輸出單元143被一體集成。可選地，所述信號放大模組130、所述中央處理模組140的所述信號採樣單元141、所述數據處理單元142以及所述輸出單元143被一體集成。可選地，參照圖7，所述信號轉換模組120、所述中央處理模組140的所述信號採樣單元141、所述數據處理單元142以及所述輸出單元143被一體集成。可選地，參照圖8，所述信號轉換模組120、所述信號放大模組130、所述中央處理模組140的所述信號採樣單元141、所述數據處理單元142以及所述輸出單元143被一體集成。可選地，所述微波探測模組110和所述信號放大模組130被一體集成。可選地，所述微波探測模組110、所述信號放大模組130以及所述信號轉換模組120被一體集成。可選地，所述微波探測模組110、所述信號轉換模組120、所述信號放大模組130、所述中央處理模組140的所述信號採樣單元141、所述數據處理單元142以及所述輸出單元143被一體集成。
所述微波探測器100進一步包括一供電模組150，其中所述供電模組150被電連接於所述微波探測模組110、所述信號轉換模組120、所述信號放大模組130以及所述中央處理模組140，並能夠為所述微波探測模組110、所述信號轉換120、所述信號放大模組130以及所述中央處理模組140提供電能。
所述微波探測器100能夠被應用於一智能設備1000，並使得所述智能設備能夠根據所述探測空間內的物體的動作特徵自動地調節，從而提供智能化的服務。具體來說，參照附圖9，所述智能設備1000包括至少一微波探測器100、一執行電路模組200以及一設備主體300，其中所述執行電路模組200被可通信地連接於所述微波探測器100。所述執行電路單元200根據所述微波探測器100的所述中央處理單元140輸出的分析結果控制所述設備主體300的工作狀態，以使得所述智能設備1000的工作狀態適合使用環境中的人體的需求，進而提供更具人性化和智能化的服務。
優選地，所述執行電路模組200包括一開關單元210和一調節單元220，所述開關單元210和所述調節單元220分別被可通信地連接於所述設備主體300。所述開關單元210能夠根據所述中央處理模組140的所述輸出單元143輸出的所述分析結果控制所述設備主體300的處於打開狀態或是關閉狀態，所述調節單元200能夠根據所述輸出單元143輸出的所述分析結果調節處於打開狀態的所述設備主體300的運行參數。比如說，所述設備主體300為一燈具，所述執行電路模組200可以根據所述分析結果反應的人體的動作特徵開燈、關燈、調節燈光亮度、調節燈光色調或是調節燈源朝向等。
值得一體的是，所述設備主體300的具體實施方式不受限制，例如但不限於，所述設備主體300可以被實施為空調、音響、窗簾等電子設備。所述執行電路模組200能夠根據反應所述探測空間內的人體的動作特徵控制空調、音響、窗簾打開或是關閉，或是調節空調的溫度高低，出風口朝向，風速大小等，或是調節音響音量的大小、播放的音樂的類型等，或是控制窗簾向上移動或是向下移動的距離等。
根據本發明的另一個方面，本發明進一步提供一微波探測方法，其中所述微波探測方法包括如下步驟：
（a）轉換所述差異信號102為所述波動信號101，其中所述波動信號101對應於所述探測空間內的物體的動作特徵；以及
（b）處理所述波動信號101，以獲取所述探測空間內的物體的動作特徵。
具體來說，在所述步驟(a)之前進一步包括如下步驟：
發射所述微波於所述探測空間，並接收所述微波對應的所述回波；以及
根據所述微波和所述回波的頻率和/或相位差異輸出所述差異信號102。
根據本發明的一較佳實施例，在所述步驟（a）中，基於所述差異信號102的變化趨勢特徵轉換所述差異信號102為所述波動信號101。優選地，基於所述差異信號102的幅度變化轉換所述差異信號102為所述波動信號101。優選地，基於所述差異信號102的相位變化轉化所述差異信號102為所述波動信號101。優選地，基於所述差異信號的脈衝寬度的變化轉換所述差異信號102為所述波動信號101。優選地，基於所述差異信號102的頻率變化轉化所述差異信號102為所述波動信號101。
根據本發明的一較佳實施例，在所述步驟（a）中，利用基於脈衝幅度的包絡濾波方式將所述差異信號102轉換成所述波動信號101。
根據本發明的一較佳實施例，在所述步驟（a）中，利用基於脈衝寬度的積分方式將所述差異信號102轉換成所述波動信號101。
在上述方法中，在所述步驟（a）中，選擇處於一特定頻率範圍的所述波動信號101的方式獲取所述探測空間內的物體的動作特徵。優選地，選擇所述特定頻率範圍為25Hz以內的所述波動信號101，使得被選擇的所述波動信號101處於“電磁波靜默”段，以允許所述信號放大模組130將所述波動信號101放大至非常大的級數和倍數，以得到準確有用的所述波動信號101。優選地，選擇所述特定頻率範圍為小於等於50Hz的所述波動信號101，並過濾和限制處於其他頻率段的所述波動信號101。優選地，選擇處於所述特定頻率範圍為1Hz以內的所述波動信號101，過濾和限制處於其他頻率段的所述波動信號101，以探測人體的呼吸動作的信號。優選地，選擇處於所述特定頻率範圍為1Hz-3Hz的所述波動信號101，過濾和限制處於其他頻率段的所述波動信號101，以探測人體心跳的動作信號。
優選地，在上述方法中，藉由所述模擬濾波器將所述差異信號102轉換為所述波動信號101，同時選擇處於所述特定頻率範圍的所述波動信號101。優選地，在上述方法中，藉由所述數字濾波器利用濾波算法提取所述差異信號102的峰值和平均值，再將峰值或是平均值相互連接，進而形成所述波動信號101。
根據本發明的一較佳實施例，在所述步驟（a）之前，進一步包括步驟：放大所述差異信號102，使得微弱的所述差異信號102也能夠被精確地識別和計算，進而保障了所述波動信號101的準確性。
根據本發明的一較佳實施例，在所述步驟（a）之後，進一步包括步驟：放大所述波動信號101，以利於在後續更準確地獲取所述探測空間內的物體的具體動作。並且，被選擇的所述波動信號101處於“電磁波靜默”段，使得所述信號放大模組130能夠將所述波動信號101放大至非常大的級數和倍數，以得到準確有用的所述波動信號101。
優選地，在所述步驟（b）中，根據所述波動信號101的波動頻率和/或波動幅度判斷不同的動作特徵，以利於提高所述微波探測器100的準確性。優選地，在所述步驟（b）中，根據不同的所述波動信號101的相位差異判斷不同的所述動作特徵。
優選地，在所述步驟（b）中，根據所述波動信號101持續的時間判斷不同的所述動作特徵。
優選地，在所述步驟（b）中，根據一個週期的所述波動信號101的幅度變化判斷不同的所述動作特徵，以準確地獲取所述探測空間內的物體的具體動作特徵。
本領域的技術人員可以理解的是，以上實施例僅為舉例，其中不同實施例的特徵可以相互組合，以得到根據本發明揭露的內容很容易想到但是在附圖中沒有明確指出的實施方式。
本領域的技術人員應理解，上述描述及附圖中所示的本發明的實施例只作為舉例而並不限制本發明。本發明的目的已經完整並有效地實現。本發明的功能及結構原理已在實施例中展示和說明，在沒有背離所述原理下，本發明的實施方式可以有任何變形或修改。
1000:智能設備 100:微波探測器 101:波動信號 102:差異信號 110:微波探測模組 111:微波發射單元 112:回波接收單元 113:處理單元 120:信號轉換模組 130:信號放大模組 140:中央處理模組 141:信號採樣單元 142:數據處理單元 143:輸出單元 150:供電模組 200:執行電路模組 210:開關單元 220:調節單元 300:設備主體
圖1是根據本發明一較佳實施例的一微波探測器的結構圖示意圖。 圖2是根據本發明的上述較佳實施例的所述微波探測器的一信號放大模組的示意圖。 圖3A是根據本發明的上述較佳實施例的所述微波探測器的一信號轉換模組的示意圖。 圖3B是根據本發明的上述較佳實施例的所述微波探測器的所述信號轉換模組的變形實施方式示意圖。 圖4A是是根據本發明的一較佳實施例的所述微波探測器用於探測人體呼吸時，所述信號轉換模組將一差異信號轉換成一波動信號的過程圖示意圖。 圖4B是根據本發明的一較佳實施例的所述微波探測器的所述信號轉換模組將所述差異信號轉換成所述波動信號的過程圖示意圖。 圖5A是根據本發明的一較佳實施例的所述微波探測器用於探測高速移動的汽車的應用場景示意圖。 圖5B是根據本發明的上述較佳實施例的所述微波探測器用於探測高速移動的汽車時，所述信號轉換模組將所述差異信號轉換成所述波動信號的過程圖示意圖。 圖6是根據本發明的另一較佳實施例的所述微波探測器的結構圖示意圖。 圖7是根據本發明的另一較佳實施例的所述微波探測器的結構圖示意圖。 圖8是根據本發明的另一較佳實施例的所述微波探測器的結構圖示意圖。 圖9是根據本發明的一較佳實施例的所述微波探測器的一應用圖示意圖。
100:微波探測器
110:微波探測模組
111:微波發射單元
112:回波接收單元
113:處理單元
120:信號轉換模組
130:信號放大模組
140:中央處理模組
141:信號採樣單元
142:數據處理單元
143:輸出單元
150:供電模組

Claims (63)

  1. 一種微波探測器，適用於探測一探測空間內的物體的一動作特徵，其特徵在於，所述微波探測器包括： 一微波探測模組，其中所述微波探測模組基於多普勒效應原理產生一差異信號；和 一信號轉換模組，其中所述信號轉換模組被可通信地連接於所述微波探測模組，所述信號轉換模組將所述差異信號轉換為一波動信號，其中所述波動信號對應於所述探測空間內的物體的所述動作特徵。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的微波探測器，其中所述微波探測模組發射一微波於所述探測空間，所述探測空間內的物體反射所述微波並形成相應的一回波，所述微波探測模組根據所述微波和所述回波的頻率差異輸出所述差異信號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的微波探測器，其中所述微波探測模組發射一微波於所述探測空間，所述探測空間內的物體反射所述微波並形成相應的一回波，所述微波探測模組根據所述微波和所述回波的相位差異輸出所述差異信號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的微波探測器，其中所述信號轉換模組將所述差異信號的變化趨勢特徵轉換成所述波動信號。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的微波探測器，其中所述信號轉換模組將所述差異信號的幅度變化轉換為以此為基準的所述波動信號。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的微波探測器，其中所述信號轉換模組將所述差異信號的相位變化轉換為以此為基準的所述波動信號。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的微波探測器，其中所述信號轉換模組將所述差異信號的脈衝寬度的變化轉換為以此為基準的所述波動信號。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的微波探測器，其中所述信號轉換模組將所述差異信號的頻率變化轉換為以此為基準的所述波動信號。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的微波探測器，其中所述信號轉換模組輸出處於一特定頻率範圍的所述波動信號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的微波探測器，其中所述特定頻率範圍為小於50Hz。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的微波探測器，其中所述特定頻率範圍為小於等於25Hz。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的微波探測器，其中所述特定頻率範圍為小於等於3Hz。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的微波探測器，其中所述特定頻率範圍為小於等於1Hz。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的微波探測器，其中所述特定頻率範圍為1Hz-3Hz。
  15. 如申請專利範圍第10項所述的微波探測器，其中所述信號轉換模組為一模擬濾波器。
  16. 如申請專利範圍第10項所述的微波探測器，其中所述信號轉換模組為一數字濾波器。
  17. 如申請專利範圍第10項所述的微波探測器，其中所述信號轉換模組集成數字濾波和模擬濾波。
  18. 如申請專利範圍第9項所述的微波探測器，其中所述微波探測器包括至少一信號放大模組，其中所述信號放大模組被可通信地連接於所述微波探測模組和所述信號轉換模組，所述信號放大模組放大所述差異信號，經過所述信號放大模組的所述差異信號被所述信號轉換模組轉換為所述波動信號。
  19. 如申請專利範圍第9項所述的微波探測器，其中所述微波探測器包括至少一信號放大模組，其中所述信號放大模組被可通信地連接於所述信號轉換模組，所述信號放大模組放大所述波動信號。
  20. 如申請專利範圍第18項所述的微波探測器，其中所述微波探測器的至少一個所述信號放大模組放大所述差異信號，並且至少一個所述信號放大模組放大所述波動信號。
  21. 如申請專利範圍第18項所述的微波探測器，其中所述微波探測器進一步包括一中央處理模組，其中所述中央處理模組被可通信地連接於所述信號轉換模組，所述中央處理模組對所述波動信號進行分析處理，並確定所述波動信號對應的具體的所述動作特徵。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的微波探測器，其中所述中央處理模組根據所述波動信號的波動頻率和/或波動幅度判斷不同的所述動作特徵。
  23. 如申請專利範圍第21項所述的微波探測器，其中所述中央處理模組根據不同的所述波動信號的相位差異判斷不同的所述動作特徵。
  24. 如申請專利範圍第21項所述的微波探測器，其中所述中央處理模組根據所述波動信號持續的時間判斷不同的所述動作特徵。
  25. 如申請專利範圍第21項所述的微波探測器，其中所述中央處理模組根據一個週期的所述波動信號的幅度變化判斷不同的所述動作特徵。
  26. 如申請專利範圍第21項所述的微波探測器，其中所述中央處理模組包括一信號採樣單元、一數據處理單元以及一輸出單元，其中所述信號採樣單元、所述數據處理單元以及所述輸出單元被相互可通信地連接，且所述信號採樣單元、所述數據處理單元以及所述輸出單元被一體集成。
  27. 如申請專利範圍第21項所述的微波探測器，其中所述信號放大模組、所述中央處理模組的所述信號採樣單元、所述數據處理單元以及所述輸出單元被一體集成。
  28. 如申請專利範圍第21項所述的微波探測器，其中所述信號轉換模組、所述中央處理模組的所述信號採樣單元、所述數據處理單元以及所述輸出單元被一體集成。
  29. 如申請專利範圍第21項所述的微波探測器，其中所述信號轉換模組、所述信號放大模組、所述中央處理模組的所述信號採樣單元、所述數據處理單元以及所述輸出單元被一體集成。
  30. 如申請專利範圍第21項所述的微波探測器，其中所述微波探測模組和所述信號放大模組被一體集成。
  31. 如申請專利範圍第21項所述的微波探測器，其中所述微波探測模組、所述信號放大模組以及所述信號轉換模組被一體集成。
  32. 如申請專利範圍第21項所述的微波探測器，其中所述微波探測模組、所述信號轉換模組、所述信號放大模組、所述中央處理模組的所述信號採樣單元、所述數據處理單元以及所述輸出單元被一體集成。
  33. 如申請專利範圍第21項所述的微波探測器，其中所述信號轉換模組和所述信號放大模組被一體集成。
  34. 一種智能設備，其特徵在於，包括： 至少一如申請專利範圍第1至33項中任一項所述的微波探測器； 一執行電路模組，其中所述執行電路模組被可通信地連接於所述微波探測器；以及 一設備主體，其中所述執行電路模組被連接於所述設備主體，所述執行電路模組根據所述微波探測器獲得的所述動作特徵控制所述設備主體。
  35. 一種微波探測方法，其特徵在於，所述微波探測方法包括如下步驟： （a）轉換一差異信號為一波動信號，其中所述波動信號對應於一探測空間內的物體的一動作特徵；和 （b）處理所述波動信號，以獲取所述探測空間內的物體的所述動作特徵。
  36. 如申請專利範圍第35項所述的微波探測方法，其中在所述步驟（a）之前進一步包括如下步驟： 發射一微波於一探測空間，並接收所述探測空間內的物體對所述微波的反射形成的相應的一回波；和 根據所述微波和所述回波的相位和/或頻率差異輸出一差異信號。
  37. 如申請專利範圍第36項所述的微波探測方法，其中在所述步驟（a）中，基於所述差異信號的變化趨勢特徵轉換所述差異信號為所述波動信號。
  38. 如申請專利範圍第37項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，基於所述差異信號的幅度變化轉換所述差異信號為所述波動信號。
  39. 如申請專利範圍第37項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，基於所述差異信號的相位變化轉換所述差異信號為所述波動信號。
  40. 如申請專利範圍第37項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，基於所述差異信號的脈衝寬度的變化轉換所述差異信號為所述波動信號。
  41. 如申請專利範圍第37項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，基於所述差異信號的頻率變化轉換所述差異信號為所述波動信號。
  42. 如申請專利範圍第37項所述的微波探測方法，其中在所述步驟（a）中，利用基於脈衝幅度的包絡濾波方式將所述差異信號轉換成所述波動信號。
  43. 如申請專利範圍第37項所述的微波探測方法，其中在所述步驟（a）中，利用基於脈衝寬度的積分方式將所述差異信號轉換成所述波動信號。
  44. 如申請專利範圍第33項至第43項中任一項所述的微波探測方法，其中在所述步驟（a）中，選擇處於一特定頻率範圍的所述波動信號的方式獲取所述探測區域內的物體的所述動作特徵。
  45. 如申請專利範圍第44項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，以過濾其他頻率範圍的所述波動信號的方式選擇所述特定頻率範圍為小於50Hz的所述波動信號。
  46. 如申請專利範圍第44項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，以過濾其他頻率範圍的所述波動信號的方式選擇所述特定頻率範圍為小於等於25Hz的所述波動信號。
  47. 如申請專利範圍第44項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，以過濾其他頻率範圍的所述波動信號的方式選擇所述特定頻率範圍為小於等於3Hz的所述波動信號，
  48. 如申請專利範圍第44項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，以過濾其他頻率範圍的所述波動信號的方式選擇處於所述特定頻率範圍為小於等於1Hz的所述波動信號。
  49. 如申請專利範圍第44項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，以過濾其他頻率範圍的所述波動信號的方式選擇處於所述特定頻率範圍為1Hz-3Hz的所述波動信號。
  50. 如申請專利範圍第44項所述的微波探測方法，其中在所述步驟（a）之前，進一步包括步驟：放大所述差異信號。
  51. 如申請專利範圍第44項所述的微波探測方法，其中在所述步驟（a）之後，進一步包括步驟：放大所述波動信號。
  52. 如申請專利範圍第50項所述的微波探測方法，其中在所述步驟（a）之後，進一步包括步驟：放大所述波動信號。
  53. 如申請專利範圍第44項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，藉由一模擬濾波器將所述差異信號轉換為所述波動信號，同時選擇處於所述特定頻率範圍的所述波動信號。
  54. 如申請專利範圍第50項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，藉由一模擬濾波器將放大後的所述差異信號轉換為所述波動信號，同時選擇處於所述特定頻率範圍的所述波動信號。
  55. 如申請專利範圍第44項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，藉由一數字濾波器將所述差異信號轉換為所述波動信號，同時選擇處於所述特定頻率範圍的所述波動信號。
  56. 如申請專利範圍第50項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，藉由一數字濾波器將放大後的所述差異信號轉換為所述波動信號，同時選擇處於所述特定頻率範圍的所述波動信號。
  57. 如申請專利範圍第56項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，提取所述差異信號的數值特徵，依提取的所述差異信號的數值特徵得到所述波動信號。
  58. 如申請專利範圍第44項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，根據所述波動信號的波動頻率和/或波動幅度判斷不同的所述動作特徵。
  59. 如申請專利範圍第44項所述的微波探測方法，其中在上述方法中，根據不同的所述波動信號的相位差異判斷不同的所述動作特徵。
  60. 如申請專利範圍第58項所述的微波探測方法，其中在所述步驟（b）中，根據所述波動信號持續的時間判斷不同的所述動作特徵。
  61. 如申請專利範圍第59項所述的微波探測方法，其中在所述步驟（b）中，根據所述波動信號持續的時間判斷不同的所述動作特徵。
  62. 如申請專利範圍第58項所述的微波探測方法，其中在所述步驟（b）中，根據一個週期的所述波動信號的幅度變化判斷不同的所述動作特徵。
  63. 如申請專利範圍第59項所述的微波探測方法，其中在所述步驟（b）中，根據一個週期的所述波動信號的幅度變化判斷不同的所述動作特徵。
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