本發(fā)明涉及按壓監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種基于壓力傳感器的地板按壓監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在日常使用中，地板經(jīng)常受到各種形式的壓力，尤其是人流量高的區(qū)域。這些壓力可能來(lái)自家具的擺放、行人的步行或者其他重物的壓迫，長(zhǎng)期或過(guò)度的壓力可能導(dǎo)致地板材料的變形、磨損甚至損壞。對(duì)于限定區(qū)域，比如正在進(jìn)行消殺處理的室內(nèi)場(chǎng)所，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格限制人員進(jìn)入，直至消殺結(jié)束。因此，通過(guò)按壓點(diǎn)檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題區(qū)域，從而采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修復(fù)或加固，或者采取措施防止人員進(jìn)入限定區(qū)域。

2、傳統(tǒng)的地板檢測(cè)方法，如目視檢查或簡(jiǎn)單的物理測(cè)試，往往難以準(zhǔn)確識(shí)別和定位具體的按壓點(diǎn)。這些方法通常依賴(lài)于操作人員的經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)，缺乏科學(xué)的數(shù)據(jù)支持和量化分析。此外，傳統(tǒng)方法在處理大面積地板或多個(gè)按壓點(diǎn)時(shí)效率較低，無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代建筑對(duì)高效、精準(zhǔn)檢測(cè)的需求。而對(duì)于限定區(qū)域的監(jiān)測(cè)，主要依靠攝像頭。然而，24小時(shí)的監(jiān)控對(duì)能耗要求高，并且攝像頭容易被遮擋，戶(hù)外環(huán)境還會(huì)受到直射日光的影響，基于攝像頭的監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度易受環(huán)境和昆蟲(chóng)等條件的影響，即基于攝像頭的地板按壓監(jiān)測(cè)方法的適用場(chǎng)景有限且準(zhǔn)確度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于壓力傳感器的地板按壓監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，降低按壓監(jiān)測(cè)的整體功耗，并避免按壓識(shí)別效果受遮擋物或者環(huán)境因素的干擾，以提升待監(jiān)測(cè)地板的按壓位置識(shí)別精度。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于壓力傳感器的地板按壓監(jiān)測(cè)方法，包括：

3、實(shí)時(shí)獲取多個(gè)壓力傳感器對(duì)應(yīng)的壓力信號(hào)；其中，所述多個(gè)壓力傳感器以陣列的方式貼裝在待監(jiān)測(cè)地板表面；

4、當(dāng)任意一個(gè)所述壓力信號(hào)大于零時(shí)，根據(jù)各所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，對(duì)所述待監(jiān)測(cè)地板進(jìn)行按壓識(shí)別，獲得所述待監(jiān)測(cè)地板上的按壓點(diǎn)對(duì)應(yīng)的按壓點(diǎn)位置信息。

5、實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，將多個(gè)壓力傳感器以陣列的方式貼裝在待監(jiān)測(cè)地板表面，并實(shí)時(shí)獲取各個(gè)壓力傳感器對(duì)應(yīng)的壓力信號(hào)，以及時(shí)掌握待監(jiān)測(cè)地板表面的壓力分布情況，當(dāng)任意一個(gè)壓力信號(hào)大于零時(shí)，根據(jù)各個(gè)壓力傳感器在多次測(cè)試下的壓力信號(hào)，對(duì)待監(jiān)測(cè)地板進(jìn)行按壓識(shí)別，獲得待監(jiān)測(cè)地板上的按壓點(diǎn)對(duì)應(yīng)的按壓點(diǎn)位置信息，利用貼裝在待監(jiān)測(cè)地板表面的多個(gè)壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)式壓力檢測(cè)，僅在監(jiān)測(cè)到任意一個(gè)壓力信號(hào)大于零時(shí)進(jìn)行按壓識(shí)別，從整體上降低壓力檢測(cè)的功耗，并且基于地板表面壓力檢測(cè)而非攝像頭實(shí)現(xiàn)地板按壓監(jiān)測(cè)，能夠避免視覺(jué)空間范圍內(nèi)的遮擋產(chǎn)生的死角或監(jiān)測(cè)盲區(qū)，也同步免受環(huán)境干擾，從而提升待監(jiān)測(cè)地板的按壓位置識(shí)別精度。

6、作為優(yōu)選方案，所述多個(gè)壓力傳感器構(gòu)成的陣列包括若干個(gè)橫向排列的壓力傳感器和若干個(gè)豎向排列的壓力傳感器，各所述橫向排列的壓力傳感器之間通過(guò)導(dǎo)線連接且各所述豎向排列的壓力傳感器之間通過(guò)導(dǎo)線連接；所述壓力傳感器為薄膜式壓力傳感器；所述待監(jiān)測(cè)地板的外框結(jié)構(gòu)還包括公連接器和母連接器，相鄰的待監(jiān)測(cè)地板通過(guò)公連接器和母連接器之間的總線相通實(shí)現(xiàn)并聯(lián)。

7、實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，貼裝在待監(jiān)測(cè)地板表面的多個(gè)壓力傳感器為薄膜式壓力傳感器，其屬于柔性薄膜形態(tài)的壓力傳感器，能夠輕松貼裝在地板表面并與地板形成一體，解決了地板內(nèi)嵌入壓力檢測(cè)傳感器所存在的鋪設(shè)安裝困難和多層電極加工制作困難的問(wèn)題。此外，待監(jiān)測(cè)地板的外框結(jié)構(gòu)還包括公連接器和母連接器，可以方便并聯(lián)多塊待監(jiān)測(cè)地板，實(shí)現(xiàn)大范圍的按壓點(diǎn)監(jiān)測(cè)，并且相鄰的待監(jiān)測(cè)地板的公連接器和母連接器為總線相通，通過(guò)連接和斷開(kāi)總線，可以快捷方便地維護(hù)和更換壓力傳感器，提高系統(tǒng)的維護(hù)效率和可操作性。

8、作為優(yōu)選方案，所述當(dāng)任意一個(gè)所述壓力信號(hào)大于零時(shí)，根據(jù)各所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，對(duì)所述待監(jiān)測(cè)地板進(jìn)行按壓識(shí)別，獲得所述待監(jiān)測(cè)地板上的按壓點(diǎn)對(duì)應(yīng)的按壓點(diǎn)位置信息，具體為：

9、當(dāng)任意一個(gè)所述壓力信號(hào)大于零時(shí)，按照預(yù)設(shè)的信號(hào)采集頻率，持續(xù)采集各所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，并根據(jù)采集到的所有所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，在預(yù)先構(gòu)建的二維坐標(biāo)系中繪制若干條第一電容變化曲線和若干條第二電容變化曲線；其中，所述二維坐標(biāo)系的橫軸表示所述待監(jiān)測(cè)地板對(duì)應(yīng)的按壓時(shí)間，所述二維坐標(biāo)系的縱軸表示排列在同一行的所有所述壓力傳感器的電容值的總和或者排列在同一列的所有所述壓力傳感器的電容值的總和；

10、從所有所述第一電容變化曲線中選取最大的縱軸坐標(biāo)值的所述第一電容變化曲線，作為第一最優(yōu)電容變化曲線，并從所有所述第二電容變化曲線中選取最大的縱軸坐標(biāo)值的所述第二電容變化曲線，作為第二最優(yōu)電容變化曲線；

11、選取處于所述第一最優(yōu)電容變化曲線對(duì)應(yīng)的行與所述第二最優(yōu)電容變化曲線對(duì)應(yīng)的列的交點(diǎn)的壓力傳感器，作為第一最優(yōu)壓力傳感器，然后確定所述待監(jiān)測(cè)地板上的按壓點(diǎn)的按壓點(diǎn)位置信息為鄰近所述第一最優(yōu)壓力傳感器。

12、實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，當(dāng)任意一個(gè)壓力信號(hào)大于零時(shí)，按照預(yù)設(shè)的信號(hào)采集頻率，持續(xù)采集各個(gè)壓力傳感器的壓力信號(hào)，并根據(jù)采集到的所有壓力傳感器的壓力信號(hào)，在預(yù)先構(gòu)建的二維坐標(biāo)系中繪制若干條第一電容變化曲線和若干條第二電容變化曲線，然后對(duì)比每一條第一電容變化曲線的最大的縱軸坐標(biāo)值，從所有第一電容變化曲線中選取最大的縱軸坐標(biāo)值的第一電容變化曲線，作為第一最優(yōu)電容變化曲線，第一最優(yōu)電容變化曲線具備最大的縱軸坐標(biāo)值，表明按壓行為的位置為鄰近第一最優(yōu)電容變化曲線對(duì)應(yīng)的行，并對(duì)比每一條第二電容變化曲線的最大的縱軸坐標(biāo)值，從所有第二電容變化曲線中選取最大的縱軸坐標(biāo)值的第二電容變化曲線，作為第二最優(yōu)電容變化曲線，第二最優(yōu)電容變化曲線具備最大的縱軸坐標(biāo)值，表明按壓行為的位置為鄰近第二最優(yōu)電容變化曲線對(duì)應(yīng)的列，因此選取處于第一最優(yōu)電容變化曲線對(duì)應(yīng)的行與第二最優(yōu)電容變化曲線對(duì)應(yīng)的列的交點(diǎn)的壓力傳感器，作為第一最優(yōu)壓力傳感器，進(jìn)而確定待監(jiān)測(cè)地板上的按壓點(diǎn)的按壓點(diǎn)位置信息為鄰近第一最優(yōu)壓力傳感器。

13、作為優(yōu)選方案，所述當(dāng)任意一個(gè)所述壓力信號(hào)大于零時(shí)，按照預(yù)設(shè)的信號(hào)采集頻率，持續(xù)采集各所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，并根據(jù)采集到的所有所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，在預(yù)先構(gòu)建的二維坐標(biāo)系中繪制若干條第一電容變化曲線和若干條第二電容變化曲線，具體為：

14、當(dāng)任意一個(gè)所述壓力信號(hào)大于零時(shí)，按照預(yù)設(shè)的信號(hào)采集頻率，持續(xù)采集各所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，并根據(jù)采集到的所有所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，分析得到各所述壓力傳感器在每個(gè)信號(hào)采集時(shí)刻下的電容值；

15、遍歷每個(gè)信號(hào)采集時(shí)刻，將當(dāng)前遍歷信號(hào)采集時(shí)刻下排列在第m行的所有所述壓力傳感器的電容值的總和，作為當(dāng)前遍歷信號(hào)采集時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第m行的電容總值，并將當(dāng)前遍歷信號(hào)采集時(shí)刻下排列在第n列的所有所述壓力傳感器的電容值的總和，作為當(dāng)前遍歷信號(hào)采集時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第n列的電容總值；

16、基于每個(gè)信號(hào)采集時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第m行的電容總值，在預(yù)先構(gòu)建的二維坐標(biāo)系中繪制第m條第一電容變化曲線，并基于每個(gè)信號(hào)采集時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第n列的電容總值，在預(yù)先構(gòu)建的二維坐標(biāo)系中繪制第n條第二電容變化曲線；其中，所述第一電容變化曲線為排列在同一行的所有所述壓力傳感器的電容值的總和隨著按壓時(shí)間的變化而變化的曲線，所述第二電容變化曲線為排列在同一列的所有所述壓力傳感器的電容值的總和隨著按壓時(shí)間的變化而變化的曲線。

17、實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，通過(guò)計(jì)算屬于同一行的所有壓力傳感器的電容值的總和，并計(jì)算屬于同一列的所有壓力傳感器的電容值的總和，可以綜合評(píng)估不同行列的壓力傳感器在每個(gè)信號(hào)采集時(shí)刻下的總體電容變化情況，進(jìn)一步了解地板表面的壓力分布和變化規(guī)律，并且基于對(duì)第一電容變化曲線和第二電容變化曲線的監(jiān)測(cè)與分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)壓力傳感器的故障診斷和優(yōu)化，確保地板傳感系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

18、作為優(yōu)選方案，所述實(shí)時(shí)獲取各個(gè)壓力傳感器對(duì)應(yīng)的壓力信號(hào)，具體為：

19、通過(guò)貼裝在待監(jiān)測(cè)地板表面的多個(gè)壓力傳感器，對(duì)所述待監(jiān)測(cè)地板進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得到傳感監(jiān)測(cè)信號(hào)；

20、通過(guò)信號(hào)放大電路，對(duì)所述傳感監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大，得到傳感放大信號(hào)；

21、通過(guò)mcu對(duì)所述傳感放大信號(hào)進(jìn)行adc采集并處理，得到傳感處理信號(hào)；

22、通過(guò)485總線通信芯片分析所述傳感處理信號(hào)，得到各個(gè)壓力傳感器對(duì)應(yīng)的壓力信號(hào)。

23、實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，通過(guò)信號(hào)放大電路對(duì)多個(gè)壓力傳感器輸出的傳感監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大，可以提高傳感器的靈敏度和信噪比，提高測(cè)試的準(zhǔn)確性。

24、作為優(yōu)選方案，所述的一種基于壓力傳感器的地板按壓監(jiān)測(cè)方法，還包括：

25、當(dāng)任意一個(gè)所述壓力信號(hào)大于零時(shí)，按照預(yù)設(shè)的信號(hào)采集頻率，持續(xù)采集各所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，并根據(jù)采集到的所有所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，分析得到各所述壓力傳感器在每個(gè)信號(hào)采集時(shí)刻下的電容值；

26、遍歷每個(gè)信號(hào)采集時(shí)刻，將當(dāng)前遍歷信號(hào)采集時(shí)刻下排列在第m行的所有所述壓力傳感器的電容值的總和，作為當(dāng)前遍歷信號(hào)采集時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第m行的電容總值，并將當(dāng)前遍歷信號(hào)采集時(shí)刻下排列在第n列的所有所述壓力傳感器的電容值的總和，作為當(dāng)前遍歷信號(hào)采集時(shí)刻對(duì)應(yīng)的第n列的電容總值，然后從每一行的電容總值中選取最大值對(duì)應(yīng)的行作為最優(yōu)行，并從每一列的電容總值選取最大值對(duì)應(yīng)的列作為最優(yōu)列，接著選取處于所述最優(yōu)行與最優(yōu)列的交點(diǎn)的壓力傳感器，作為第二最優(yōu)壓力傳感器，確定所述待監(jiān)測(cè)地板在當(dāng)前遍歷信號(hào)采集時(shí)刻的按壓點(diǎn)位置信息為鄰近所述第二最優(yōu)壓力傳感器；

27、若預(yù)設(shè)時(shí)間范圍內(nèi)的任意兩個(gè)信號(hào)采集時(shí)刻的按壓點(diǎn)位置信息不同，則根據(jù)所述預(yù)設(shè)時(shí)間范圍內(nèi)的所有所述信號(hào)采集時(shí)刻的按壓點(diǎn)位置信息，解析所述待監(jiān)測(cè)地板在所述預(yù)設(shè)時(shí)間范圍內(nèi)的若干個(gè)按壓時(shí)刻、以及各所述按壓時(shí)刻對(duì)應(yīng)的按壓點(diǎn)之間的距離，然后根據(jù)所有所述按壓時(shí)刻、以及各所述按壓時(shí)刻對(duì)應(yīng)的按壓點(diǎn)之間的距離，繪制所述待監(jiān)測(cè)地板在所述預(yù)設(shè)時(shí)間范圍內(nèi)的按壓軌跡路線并計(jì)算所述待監(jiān)測(cè)地板在所述預(yù)設(shè)時(shí)間范圍內(nèi)的按壓速度。

28、實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，通過(guò)分析待監(jiān)測(cè)地板在預(yù)設(shè)時(shí)間范圍內(nèi)的按壓軌跡路線和按壓速度，可以預(yù)測(cè)實(shí)施按壓行為的入侵者的下一步行為，便于高效防范入侵者的進(jìn)一步入侵行為。

29、為了解決相同的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種基于壓力傳感器的地板按壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

30、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于實(shí)時(shí)獲取多個(gè)壓力傳感器對(duì)應(yīng)的壓力信號(hào)；其中，所述多個(gè)壓力傳感器以陣列的方式貼裝在待監(jiān)測(cè)地板表面；

31、按壓識(shí)別模塊，用于當(dāng)任意一個(gè)所述壓力信號(hào)大于零時(shí)，根據(jù)各所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，對(duì)所述待監(jiān)測(cè)地板進(jìn)行按壓識(shí)別，獲得所述待監(jiān)測(cè)地板上的按壓點(diǎn)對(duì)應(yīng)的按壓點(diǎn)位置信息。

32、作為優(yōu)選方案，所述多個(gè)壓力傳感器構(gòu)成的陣列包括若干個(gè)橫向排列的壓力傳感器和若干個(gè)豎向排列的壓力傳感器，各所述橫向排列的壓力傳感器之間通過(guò)導(dǎo)線連接且各所述豎向排列的壓力傳感器之間通過(guò)導(dǎo)線連接；所述壓力傳感器為薄膜式壓力傳感器；所述待監(jiān)測(cè)地板的外框結(jié)構(gòu)還包括公連接器和母連接器，相鄰的待監(jiān)測(cè)地板通過(guò)公連接器和母連接器之間的總線相通實(shí)現(xiàn)并聯(lián)。

33、作為優(yōu)選方案，所述按壓識(shí)別模塊，具體包括：

34、信號(hào)分析單元，用于當(dāng)任意一個(gè)所述壓力信號(hào)大于零時(shí)，按照預(yù)設(shè)的信號(hào)采集頻率，持續(xù)采集各所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，并根據(jù)采集到的所有所述壓力傳感器的壓力信號(hào)，在預(yù)先構(gòu)建的二維坐標(biāo)系中繪制若干條第一電容變化曲線和若干條第二電容變化曲線；其中，所述二維坐標(biāo)系的橫軸表示所述待監(jiān)測(cè)地板對(duì)應(yīng)的按壓時(shí)間，所述二維坐標(biāo)系的縱軸表示排列在同一行的所有所述壓力傳感器的電容值的總和或者排列在同一列的所有所述壓力傳感器的電容值的總和；

35、位置識(shí)別單元，用于從所有所述第一電容變化曲線中選取最大的縱軸坐標(biāo)值的所述第一電容變化曲線，作為第一最優(yōu)電容變化曲線，并從所有所述第二電容變化曲線中選取最大的縱軸坐標(biāo)值的所述第二電容變化曲線，作為第二最優(yōu)電容變化曲線；選取處于所述第一最優(yōu)電容變化曲線對(duì)應(yīng)的行與所述第二最優(yōu)電容變化曲線對(duì)應(yīng)的列的交點(diǎn)的壓力傳感器，作為第一最優(yōu)壓力傳感器，然后確定所述待監(jiān)測(cè)地板上的按壓點(diǎn)的按壓點(diǎn)位置信息為鄰近所述第一最優(yōu)壓力傳感器。

36、作為優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)獲取模塊，具體包括：

37、測(cè)試單元，用于通過(guò)貼裝在待監(jiān)測(cè)地板表面的多個(gè)壓力傳感器，對(duì)所述待監(jiān)測(cè)地板進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得到傳感監(jiān)測(cè)信號(hào)；

38、信號(hào)處理單元，用于通過(guò)信號(hào)放大電路，對(duì)所述傳感監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大，得到傳感放大信號(hào)；通過(guò)mcu對(duì)所述傳感放大信號(hào)進(jìn)行adc采集并處理，得到傳感處理信號(hào)；通過(guò)485總線通信芯片分析所述傳感處理信號(hào)，得到各個(gè)壓力傳感器對(duì)應(yīng)的壓力信號(hào)。