專利名稱：自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)及方法
自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)及方法，尤其涉及用于控制自動(dòng)水龍頭或 廚房、盥洗間內(nèi)其他設(shè)備的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用于控制自動(dòng)水龍頭和廚房或盥洗間內(nèi)其他設(shè)備(如小 便器、大便器等)的感應(yīng)器一般為紅外感應(yīng)傳感器。傳統(tǒng)紅外感應(yīng)傳感器包 括紅外發(fā)射器以及紅外接收器。其中，紅外發(fā)射器是以固定的時(shí)間間隔不停
的向感應(yīng)區(qū)域發(fā)送紅外線，例如每0.3秒發(fā)送一次。而所述紅外接收器接收 返回回來的紅外信號(hào)。根據(jù)對(duì)接收到的紅外信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)弱檢測(cè)，來判 斷廚房或隸洗間內(nèi)設(shè)備有無使用者，從而控制廚房或盤洗間設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的 動(dòng)作，例如控制自動(dòng)水龍頭的出水或止水、控制小便器的沖水等。具體來講， 以紅外感應(yīng)傳感器應(yīng)用于水龍頭上為例。當(dāng)紅外感應(yīng)器判斷有使用者進(jìn)入感 應(yīng)區(qū)域時(shí)，控制水龍頭打開閥門而出水；當(dāng)判斷使用者離開感應(yīng)區(qū)域時(shí)，控 制水龍頭關(guān)閉閥門而止水。又如，以紅外感應(yīng)傳感器應(yīng)用于小便器上為例。 當(dāng)紅外感應(yīng)器判斷有人使用時(shí)，控制小便器出水閥打開進(jìn)行前沖水；而當(dāng)判 斷無使用者(即使用者離開)后，控制小便器出水閥再次打開進(jìn)行后沖。根 據(jù)上述描述，借助紅外感應(yīng)傳感器實(shí)現(xiàn)了水龍頭以及盥洗間沖水器自動(dòng)工作。 此為業(yè)界目前所普遍采用的技術(shù)。
由于傳統(tǒng)的紅外感應(yīng)水龍頭都是采用直流電供電，如何節(jié)省紅外感應(yīng)器 所消耗的電能，延長電池使用壽命，成為業(yè)界所普遍關(guān)注的問題。為了實(shí)現(xiàn) 低功耗的目的，人們對(duì)于傳統(tǒng)的紅外感應(yīng)傳感器的感應(yīng)方式進(jìn)行改進(jìn)。在正 常狀態(tài)下，紅外感應(yīng)器以較低的發(fā)射頻率發(fā)射紅外線進(jìn)行感應(yīng)。 一旦當(dāng)判斷 有使用者使用廚房或盥洗間內(nèi)相應(yīng)設(shè)備時(shí)，紅外感應(yīng)傳感器發(fā)射紅外線的頻 率加快。然而，這樣設(shè)置一方面節(jié)省功耗的效果十分有限，另一方面會(huì)降低 使用的舒適度，例如應(yīng)用在自動(dòng)水龍頭上時(shí)，使用者一開始放到感應(yīng)區(qū)域后，可能會(huì)較長時(shí)間才會(huì)出水。
縱使人們對(duì)紅外感應(yīng)器的低功耗實(shí)現(xiàn)方法在不斷探索，但傳統(tǒng)的紅外感 應(yīng)傳感器，不管是以哪種頻率來發(fā)射紅外線，都需要不間斷的工作。因此， 紅外感應(yīng)傳感器消耗的能量是非常可觀的。對(duì)于一般場(chǎng)合，例如使用頻率較
低(每天使用50次)的自動(dòng)感應(yīng)水龍頭，其發(fā)送紅外光所消耗的能量將超過 總能量消耗的30%。
同時(shí)，近年來現(xiàn)有技術(shù)中也出現(xiàn)了將微波多普勒感應(yīng)器、超聲波感應(yīng)器 等新型感應(yīng)器應(yīng)用于廚房或盥洗間內(nèi)。相比傳統(tǒng)的紅外感應(yīng)器，這類感應(yīng)器 不會(huì)受到環(huán)境的諸多約束。但是，該等感應(yīng)器的工作需要消耗更多的電能， 甚至需要使用交流電才能保證其日常工作。
不管采用哪種感應(yīng)器和哪種方式，功耗無法降低的問題始終困擾著我們。 在提倡節(jié)能環(huán)保的今天，人們更是在不斷探索和研究，以期研發(fā)出一種感應(yīng) 效果好且更為節(jié)能的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)。
內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低功耗、檢測(cè)精確的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)及其方法。
本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案之一實(shí)現(xiàn) 一種自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，應(yīng)用于 廚房或盥洗間內(nèi)。所述自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)包括沖企測(cè)廚房或盥洗間設(shè)備周圍環(huán)境 光強(qiáng)度的環(huán)境光感應(yīng)器、檢測(cè)廚房或盥洗間設(shè)備是否有人使用的接近感應(yīng)器 以及根據(jù)接近感應(yīng)器的檢測(cè)結(jié)果而控制廚房或盥洗間設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作的控 制器。所述控制器根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度的變化量而啟動(dòng)接近感應(yīng)器進(jìn)行檢測(cè)。
進(jìn)一步地，環(huán)境光感應(yīng)器為光敏傳感器。
進(jìn)一步地，光敏傳感器為無源光敏二極管。
進(jìn)一步地，接近感應(yīng)器為紅外感應(yīng)器，包括向感應(yīng)區(qū)域發(fā)射紅外線的紅 外發(fā)射單元以及接收返回紅外信號(hào)的紅外接收單元。進(jìn)一步地，自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)還包括環(huán)境光強(qiáng)度計(jì)算單元，其進(jìn)一步包括與 環(huán)境光感應(yīng)器連接的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，該電流-電壓轉(zhuǎn)換電路包括輸出電 壓值的運(yùn)算放大器。
進(jìn)一步地，所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路還包括與運(yùn)算放大器并聯(lián)設(shè)置用以防 止電路產(chǎn)生自激振蕩的電容。
本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案之二實(shí)現(xiàn) 一種自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，應(yīng)用于 廚房或盥洗間內(nèi)。所述自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)包括檢測(cè)廚房或盥洗間設(shè)備周圍環(huán)境 光強(qiáng)度的環(huán)境光感應(yīng)器、檢測(cè)廚房或盥洗間設(shè)備是否有人使用的接近感應(yīng)器 以及根據(jù)接近感應(yīng)器的檢測(cè)結(jié)果而控制廚房或藍(lán)洗間設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作的控 制器。所迷控制器根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度值以及環(huán)境光強(qiáng)度的變化量而啟動(dòng)接近感 應(yīng)器進(jìn)行檢測(cè)。
進(jìn)一步地，環(huán)境光感應(yīng)器為光敏傳感器。 進(jìn)一步地，光敏傳感器為無源光敏二極管。
進(jìn)一步地，接近感應(yīng)器為紅外感應(yīng)器，包括向感應(yīng)區(qū)域發(fā)射紅外線的紅 外發(fā)射單元以及接收返回紅外信號(hào)的紅外接收單元。
進(jìn)一步地，自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)還包括環(huán)境光強(qiáng)度計(jì)算單元，其進(jìn)一步包括與 環(huán)境光感應(yīng)器連接的電流-電壓轉(zhuǎn)換電路，該電流-電壓轉(zhuǎn)換電路包括輸出電 壓值的運(yùn)算放大器。
進(jìn)一步地，所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路還包括與運(yùn)算放大器并聯(lián)設(shè)置用以防 止電路產(chǎn)生自激振蕩的電容。
本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案之三實(shí)現(xiàn) 一種自動(dòng)感應(yīng)方法，用以控 制廚房或盥洗間相應(yīng)設(shè)備，包括如下步驟定時(shí)采樣環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光 強(qiáng)度。當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度的變化量大于預(yù)設(shè)的限定值，開啟接近感應(yīng)器，判斷是 否有使用者使用廚房或盥洗間相應(yīng)設(shè)備。
進(jìn)一步地，光敏傳感器采樣環(huán)境光。進(jìn)一步地，光敏傳感器為無源光敏二極管。
進(jìn)一步地，所述接近感應(yīng)器為紅外感應(yīng)器，包括向感應(yīng)區(qū)域發(fā)射紅外線 的紅外發(fā)射單元以及接收返回紅外信號(hào)的紅外接收單元。
本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案之四實(shí)現(xiàn) 一種自動(dòng)感應(yīng)方法，用以控 制廚房或盥洗間相應(yīng)設(shè)備，包括如下步驟定時(shí)采樣環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光 強(qiáng)度。當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度值位于預(yù)設(shè)的比較閾值區(qū)間且環(huán)境光強(qiáng)度的變化量大于 預(yù)設(shè)的限定值，開啟接近感應(yīng)器，檢測(cè)是否有使用者使用廚房或盥洗間相應(yīng) 設(shè)備。
進(jìn)一步地，光敏傳感器采樣環(huán)境光。 進(jìn)一步地，光敏傳感器為無源光敏二極管。
進(jìn)一步地，所述接近感應(yīng)器為紅外感應(yīng)器，以正常工作頻率發(fā)射紅外光 進(jìn)行判斷。
進(jìn)一步地，自動(dòng)感應(yīng)方法還包括弱光狀態(tài)判斷步驟當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度值小 于比較閾值區(qū)間時(shí)，判斷為弱光狀態(tài)，進(jìn)行紅外判斷。
進(jìn)一步地，所述弱光狀態(tài)下，紅外判斷頻率小于正常工作頻率。
進(jìn)一步地，自動(dòng)感應(yīng)方法還包括強(qiáng)光狀態(tài)判斷步驟當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度值大 于比較閾值區(qū)間時(shí)，判斷為強(qiáng)光狀態(tài)，進(jìn)行紅外判斷。
進(jìn)一步地，所述強(qiáng)光狀態(tài)下，紅外判斷頻率大于正常工作頻率。
進(jìn)一步地，所述強(qiáng)光狀態(tài)下，等于正常工作頻率。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過無源或低功耗的環(huán)境光感應(yīng)器來進(jìn)行預(yù)檢測(cè)， 再主要根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度的變化量來觸發(fā)相對(duì)功耗較大的接近感應(yīng)器工作進(jìn) 行使用狀態(tài);險(xiǎn)測(cè)，進(jìn)一步控制廚房及盥洗間設(shè)備^丸行相應(yīng)的動(dòng)作。這樣i殳 置，有利于實(shí)現(xiàn)低功耗，使得自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)更為節(jié)能、檢測(cè)更為精準(zhǔn)。

圖1是本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)部分電路示意圖。
圖3是本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法的一優(yōu)選實(shí)施方式流程示意圖。 圖4是本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法的另一優(yōu)選實(shí)施方式流程示意圖。 圖5是本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法的另一優(yōu)選實(shí)施方式流程示意圖。 圖6是本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法的另一優(yōu)選實(shí)施方式流程示意圖。 圖7a是在無光干擾的情況下，釆集到的環(huán)境光強(qiáng)度值示意圖。 圖7b是在有光干擾的情況下，采桌到的環(huán)境光強(qiáng)度值示意圖。 圖8是本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法中防工頻光干擾方法的流程示意圖。實(shí)施方式
如圖.1所示，本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)100，應(yīng)用于自動(dòng)水龍頭或廚房、盥 洗間內(nèi)其他相應(yīng)設(shè)備上，如小便器、大便器等。如圖l所示的實(shí)施方式中， 本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)100包括環(huán)境光感應(yīng)器1 、紅外感應(yīng)器2以及控制器3。 其中所述環(huán)境光感應(yīng)器l檢測(cè)廚房、盥洗間內(nèi)相應(yīng)設(shè)備4周圍的環(huán)境光強(qiáng)度 變化，并將檢測(cè)結(jié)果輸出給控制器3。.控制器3根據(jù)環(huán)境光的強(qiáng)度以及變化 量等信息進(jìn)行判斷，決定是否啟動(dòng)紅外感應(yīng)器2工作或從休眠狀態(tài)進(jìn)入工作 狀態(tài)。當(dāng)紅外感應(yīng)器2被啟動(dòng)后，紅外感應(yīng)器2發(fā)射紅外光檢測(cè)是否有目標(biāo) 物(如人體或人手等)進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域。紅外感應(yīng)器2將^r測(cè)到的結(jié)果輸出給 控制器3。控制器3對(duì)該紅外反射信號(hào)進(jìn)行處理，決定進(jìn)一步的動(dòng)作，例如 控制水龍頭的開閥出水、閉閥止水或廚房、盤洗間內(nèi)其他設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng) 作等。
其中，環(huán)境光感應(yīng)器1是用于檢測(cè)環(huán)境光的光敏傳感器，可以是光敏二 極管、光敏三極管或光敏電阻等。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，該環(huán)境光 感應(yīng)器1采用光敏二極管。由于光敏二極管是一種能將光能轉(zhuǎn)換成電能的半 導(dǎo)體器件， 一般作為硅光電池。光敏二極管是一種被動(dòng)感應(yīng)器件，其本身是不消耗能量的， 一般被稱為無源光敏二極管。因此，相比光敏三極管或光敏 電阻等，采用光敏二極管作為環(huán)境光感應(yīng)器，可以實(shí)現(xiàn)零能源消耗。誠然， 在條件允許的情況下，例如電池容量足夠大等，環(huán)境光感應(yīng)器l也可采用光 敏三極管或光敏電阻等光敏傳感器。
所述紅外感應(yīng)器2包括紅外光發(fā)射單元以及紅外光接收單元。所述紅外 光發(fā)射單元， 一般為發(fā)光二極管，向感應(yīng)區(qū)域發(fā)射紅外線；而所述紅外光發(fā) 射單元接收從感應(yīng)區(qū)域返回回來的紅外反射信號(hào)，并將該紅外反射信號(hào)輸出 給控制器3處理。
所述控制器3與環(huán)境光感應(yīng)器1、紅外感應(yīng)器2以及廚房、盥洗間相應(yīng) 設(shè)備4的執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，用以處理信息以及控制相應(yīng)的^丸行機(jī)構(gòu)#1行相應(yīng)動(dòng) 作。
本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)100基本工作過程如下
環(huán)境光感應(yīng)器1以一定的時(shí)間間隔檢測(cè)周圍環(huán)境光的強(qiáng)度值與變化量， 如0.3秒;險(xiǎn)測(cè)一次。
在無人使用的狀態(tài)下，所述環(huán)境光感應(yīng)器1感應(yīng)到環(huán)境光強(qiáng)度是不變的 或是緩慢變化的，因此，此時(shí)紅外感應(yīng)器2可以不工作或以較長的時(shí)間間隔 (如2秒)向感應(yīng)區(qū)域發(fā)射紅外線。在這里及以下描述中，以較長的時(shí)間 間隔發(fā)送紅外線可以稱為休眠狀態(tài)。在休眠狀態(tài)下，紅外感應(yīng)器2也是工作 的。
當(dāng)有使用者接近所述廚房、盥洗間相應(yīng)設(shè)備4時(shí)，所述環(huán)境光感應(yīng)器1 感應(yīng)到該相應(yīng)設(shè)備4周圍環(huán)境光強(qiáng)度產(chǎn)生突變。環(huán)境光感應(yīng)器l將檢測(cè)的突 變信號(hào)傳給控制器3。
控制器3對(duì)接收到的突變信號(hào)進(jìn)行處理，判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量是否 滿足預(yù)設(shè)條件，如判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量是否大于預(yù)設(shè)的限定值。當(dāng)滿足 預(yù)設(shè)條件后，觸發(fā)紅外感應(yīng)器2工作，以正常的工作頻率向感應(yīng)區(qū)域發(fā)送紅 外線。在本發(fā)明以下各實(shí)施方式中，設(shè)定紅外感應(yīng)器2正常的工作頻率為0.3 秒發(fā)射一次?；蛘哒{(diào)整紅外感應(yīng)器2的紅外線發(fā)射頻率，從休眠狀態(tài)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，以正常的工作頻率向感應(yīng)區(qū)域發(fā)送紅外線。在本發(fā)明另一實(shí)施 方式中，除判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量是否滿足預(yù)設(shè)條件外，還判斷環(huán)境光強(qiáng) 度值是否滿足預(yù)設(shè)條件，即判斷當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度值位于預(yù)設(shè)的比4支閾值區(qū)間， 再判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量大于預(yù)設(shè)的限定值。具體請(qǐng)參照本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)
方法圖4所示的實(shí)施方式中的描述，此處不再贅述。
所述紅外感應(yīng)器2紅外發(fā)射單元泉射紅外線對(duì)使用者的位置進(jìn)行精確識(shí) 別與判斷。紅外感應(yīng)器2紅外接收單元將^^測(cè)到紅外反射信號(hào)傳給控制器3, 進(jìn)而由控制器3對(duì)該紅外反射信號(hào)進(jìn)行處理，來控制廚房或盥洗間內(nèi)相應(yīng)設(shè) 備4動(dòng)作，如控制水龍頭電磁閥開閥出水，或控制小便器的電磁閥開閥沖水等。
如上所述，紅外感應(yīng)器2在無人使用時(shí)，不工作或處于休眠狀態(tài)。而只 有當(dāng)環(huán)境光感應(yīng)器1檢測(cè)到的環(huán)境光變化量等滿足預(yù)設(shè)的條件，紅外感應(yīng)器 2才開始工作或由休眠狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。由于環(huán)境光感應(yīng)器1的工作不需 要消耗能量或消耗極小的能量，因此，與現(xiàn)有技術(shù)比較而言，通過本發(fā)明的 自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)IOO可有效降低系統(tǒng)功耗。進(jìn)一步地，根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度的變化 量來作為判斷依據(jù)，啟動(dòng)紅外感應(yīng)器，使得判斷更為精準(zhǔn)、可靠。
本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)100包括環(huán)境光強(qiáng)度計(jì)算單元。在本發(fā)明中，以環(huán) 境光強(qiáng)度的電壓值作為環(huán)境光強(qiáng)度值。所述環(huán)境光強(qiáng)度計(jì)算單元包括電流-電壓轉(zhuǎn)換電路(如圖2所示)。所述光敏二極管是將環(huán)境光強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電流信 號(hào)輸出，光強(qiáng)越大，電流也越大。因此，利用光敏二極管來作為環(huán)境光感應(yīng) 器，需要增加環(huán)境光感應(yīng)器環(huán)境光強(qiáng)度計(jì)算單元。通過該環(huán)境光強(qiáng)度計(jì)算單 元將所述光敏二極管輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)，再輸出給控制器進(jìn)行處 理檢測(cè)其大小，從而計(jì)算出環(huán)境光的強(qiáng)度值。所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路中包括 電流-電壓轉(zhuǎn)換的運(yùn)算放大器OA以及與運(yùn)算放大器OA并聯(lián)設(shè)置用以為了防 止電路產(chǎn)生自激振蕩的電容C。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，運(yùn)算放大器 OA采用ST公司的TS—941,其工作電壓可低至2.5V,工作電流低至1.2微 安。
本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)100還設(shè)有自動(dòng)增益控制單元。通過自動(dòng)增益控制
11說 單元使得檢測(cè)到的環(huán)境光信號(hào)處于便于識(shí)別的范圍內(nèi)，使得檢測(cè)更加準(zhǔn)確。 該自動(dòng)增益控制單元包括自動(dòng)增益控制電路(如圖2所示)。所述自動(dòng)增益控
制電路包括第一模擬開關(guān)Kl、第二模擬開關(guān)K2、與第一模擬開關(guān)K1串聯(lián) 的第一電阻R1、與第二模擬開關(guān)K2串聯(lián)的第二電阻R2以及第一、第二電 阻R1、 R2相互并聯(lián)的第三電阻R3。所述自動(dòng)增益控制單元通過對(duì)模擬開關(guān) K1和K2的控制，改變反饋電阻，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境光的自動(dòng)增益控制(AGC)。
利用上述自動(dòng)增益控制單元，自動(dòng)增益控制可分為四檔。第一檔，第一、 第二模擬開關(guān)K1和K2都接通，第一、第二、第三電阻R1、 R2、 R3形成并 聯(lián)；第二檔，第一模擬開關(guān)K1接通，第二模擬開關(guān)K2斷開，第一、第三電 阻R1、 R3形成通路；第三檔，第一模擬開關(guān)K1斷開，第二模擬開關(guān)K2接 通，第二、第三電阻R2、 R3形成通路；第四檔，第一、第二模擬開關(guān)Kl 和K2都斷開，此時(shí)第三電阻R3形成通路。
在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，電阻R1為470K,電阻R2為2M，電阻 R3為20M。當(dāng)模擬開關(guān)Kl、 K2都接通時(shí)，反饋電阻約為380K;當(dāng)Kl接 通，K2斷開時(shí)，反饋電阻約為470K;當(dāng)Kl斷開，K2接通時(shí)，反饋電阻約 為1.8M;當(dāng)K1、 K2都斷開時(shí)，反饋電阻約為20M。
誠然，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，本發(fā)明自動(dòng)增益控制單元的自動(dòng)增益控制可 為兩檔或其他多檔。所述自動(dòng)增益控制電路進(jìn)行相應(yīng)的改變。
上述自動(dòng)增益控制單元實(shí)現(xiàn)過程如下
預(yù)先設(shè)置比較閾值區(qū)間(P2,P1)，其中第一比較閾值為Pl,第二比較閾 值為P2。.
當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度電壓值大于第一比較閾值Pl時(shí)，則減小反饋電阻，降低 增益。特別地，當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度電壓值大于第一比較閾值Pl且增益已調(diào)到最 低，則認(rèn)為是強(qiáng)光狀態(tài)，即光線直射狀態(tài)。
當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度電壓值小于第二比較閾值P2時(shí)，則增加反饋電阻，提高 增益。特別地，當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度電壓值小于第二比較閾值P2且增益已調(diào)到最 高，則認(rèn)為是弱光狀態(tài)，即夜間或黑暗狀態(tài)。當(dāng)處于上述強(qiáng)光狀態(tài)或弱光狀態(tài)時(shí)，直接開啟紅外感應(yīng)器2,進(jìn)行紅外 判斷。在弱光狀態(tài)下，可以認(rèn)為是黑暗狀態(tài)下(如晚上)，使用頻率較低，因
此紅外發(fā)射頻率小于正常工作頻率，如0.5秒或0.8秒發(fā)射一次紅外線。在 弱光狀態(tài)下，紅外發(fā)射周期以0.5秒至1秒之間為佳。在強(qiáng)光狀態(tài)下，紅外 發(fā)射頻率大于或等于正常工作頻率，如以正常工作頻率0.3秒發(fā)射一次，或 大于正常工作頻率以0.2秒發(fā)射一次。
在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一比較閾值Pl值為電路最大電 壓值的80%，第二比較閾值P2為電路最大電壓值的20%。上述電阻及比較 閾值的選定，可有效消除控制回差，避免增益頻繁變化。另外，增加弱光狀 態(tài)模式與強(qiáng)光狀態(tài)模式，使得本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)IOO感應(yīng)更加可靠、完善。
通過上述電路，本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)100可以實(shí)現(xiàn)在0.5LUX到1000LUX
的范圍內(nèi)進(jìn)行識(shí)別，完全可以滿足廚房或盥洗間內(nèi)的實(shí)際需要。
由于本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)IOO應(yīng)用于廚房或盥洗間等場(chǎng)合，很容易受到 熒光燈等工頻光的干擾。如圖7a和圖7b所示，在無光干擾的情況下，所采 集到的環(huán)境光強(qiáng)度電壓值較平穩(wěn)。而當(dāng)有光干擾時(shí)，所采集到的環(huán)境光強(qiáng)度 電壓值則會(huì)發(fā)生明顯的波動(dòng)。因此，當(dāng)有光干擾的情況下，所采集到的環(huán)境 光強(qiáng)度電壓值無法真實(shí)反映實(shí)際情況而由可能導(dǎo)致錯(cuò)誤判斷。因此，本發(fā)明 自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)IOO還包括防工頻光干擾單元。該防工頻光干擾單元的設(shè)置能 有效地防止工頻光對(duì)環(huán)境光采集的干擾，使得環(huán)境光感應(yīng)器l檢測(cè)到的環(huán)境 光強(qiáng)度更加準(zhǔn)確，提升系統(tǒng)整體性能。'
如圖8所示，防工頻光干擾單元的實(shí)現(xiàn)過程如下
由于工頻光干護(hù)G通常以工頻(例如50Hz/60Hz )的半波為干護(hù)C周期T。
首先,.在T/2周期內(nèi)以均勻的時(shí)間間隔采樣N次環(huán)境光強(qiáng)度值。在本發(fā) 明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，N等于5。
其次，計(jì)算采集到的環(huán)境光強(qiáng)度的相對(duì)波動(dòng)量AV。在本發(fā)明一優(yōu)選的 實(shí)施方式中，利用公式△ V= ( Vmax-Vmin ) / ((Vmax+Vmin)/2 )來計(jì)算。 所述Vmax值和Vmin值分別為T/2周期內(nèi)環(huán)境光強(qiáng)度的電壓最大和最小值。再次，.判斷所述相對(duì)波動(dòng)量AV是否小于預(yù)設(shè)的定值W 如判斷為是，
判斷無工頻光干擾，以上述N次采樣的平均值作為環(huán)境光強(qiáng)度輸出。如判斷 為否，判斷有工頻光干擾，以同樣的間隔再采樣N次環(huán)境光強(qiáng)度，以2N次 采樣的平均值作為環(huán)境光強(qiáng)度輸出。
在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，該W值為3。/。。
由于防工頻光干擾單元在有工頻光干擾和無工頻光干擾的情況下，采用 不同的環(huán)境光強(qiáng)度計(jì)算方法，因此還能有效的降低功耗，符合節(jié)能環(huán)保的發(fā) 展趨勢(shì)。
參考圖3所示，在本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法一優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明自 動(dòng)感應(yīng)方法包括如下步驟
步驟一，采樣環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。所述環(huán)境光感應(yīng)器l定時(shí)采 集環(huán)境光，并通過電流-電壓轉(zhuǎn)換單元將環(huán)境光電壓值輸入給控制器3進(jìn)行處 理，計(jì)算出環(huán)境光的強(qiáng)度值。設(shè)定檢測(cè)環(huán)境光強(qiáng)度的時(shí)間間隔為Tl, Tl為 0.3秒。
步驟二，判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量是否大于預(yù)設(shè)的限定值？如判斷是， 進(jìn)入步驟三，控制啟動(dòng)紅外感應(yīng)器2;如判斷否，回到步驟一重新采集環(huán)境 光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。
預(yù)設(shè)的環(huán)境光強(qiáng)度變化限定值為K。如果連續(xù)兩次的環(huán)境光強(qiáng)度的變化 量大于預(yù)設(shè)的限定值K,判斷有突變信號(hào)，進(jìn)入步驟三；否則，判斷為無突 變信號(hào)，回到步驟一重新采集環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。在本發(fā)明一優(yōu)選 的實(shí)施方式中，所迷限定值K為5%。'
此步驟中，上述描述的判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量為判斷連續(xù)兩次的環(huán)境 光強(qiáng)度值變化量。然后，在有些情況下，例如在使用者移動(dòng)比較緩慢的情況 下，如果只根據(jù)連續(xù)的環(huán)境光強(qiáng)度值的變化量來進(jìn)行判斷，纟艮容易因?yàn)樵撟?化量不大于預(yù)設(shè)的限定值而導(dǎo)致判斷失效的情況發(fā)生。因此，在本發(fā)明其他 實(shí)施方式中，判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量也可以是判斷間隔一定時(shí)間的環(huán)境光 強(qiáng)度值變化量，如判斷間隔一次、兩次或多次采集周期的環(huán)境光強(qiáng)度值變化量。
步驟三，進(jìn)行紅外判斷，檢測(cè)目標(biāo)物。啟動(dòng)紅外感應(yīng)器2，也包括使紅
外感應(yīng)器2從休眠狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。在這里，開啟紅外判斷的時(shí)間設(shè)為2 秒，工作頻率為0.3秒發(fā)射一次。
如在規(guī)定的判斷時(shí)間內(nèi)，沒有檢測(cè)到有使用者進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域內(nèi)時(shí)，退出 紅外判斷，返回步驟一重新進(jìn)行環(huán)境光檢測(cè)。如檢測(cè)到有使用者進(jìn)入感應(yīng)區(qū) 時(shí)，則控制相應(yīng)的廚房或盤洗間設(shè)備工作，例如水龍頭的開閥出水或閉閥止 水等。執(zhí)行完相關(guān)操作后，退出紅外判斷，返回步驟一重新進(jìn)行環(huán)境光檢測(cè)。
為了提高環(huán)境光檢測(cè)的準(zhǔn)確度，在本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法另一優(yōu)選的實(shí)施 方式中，本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法增加環(huán)境光強(qiáng)度值判斷步驟。參考圖4所示， 本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法包括如下步驟
步驟一，采樣環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。所述環(huán)境光感應(yīng)器l定時(shí)采 集環(huán)境光，并通過電流-電壓轉(zhuǎn)換單元將環(huán)境光電壓值輸入給控制器3進(jìn)行處 理，計(jì)算出環(huán)境光的強(qiáng)度。設(shè)定檢測(cè)環(huán)境光強(qiáng)度的時(shí)間間隔為Tl, Tl為0.3 秒。
步驟二，判斷環(huán)境光強(qiáng)度值是否位于預(yù)設(shè)的比較閾值區(qū)間內(nèi)？如判斷為 否，直接回到步驟一，重新采樣環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度；如判斷為是， 進(jìn)入步驟三。
預(yù)設(shè)的比較閾值區(qū)間為(P2， Pl),其中第一比較閾值為Pl，第二比較 閾值為P2。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一比較閾值Pl值為電路 最大電壓值的80%,第二比較閾值P2為電路最大電壓值的20%。
步驟三，判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量是否大于預(yù)設(shè)的限定值？如判斷是， 進(jìn)入步驟四，控制啟動(dòng)紅外感應(yīng)器進(jìn)行紅外判斷；如判斷否，回到步驟一重 新采集環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。
預(yù)設(shè)的環(huán)境光強(qiáng)度變化限定值為K。如果連續(xù)兩次的環(huán)境光強(qiáng)度的變化 量大于預(yù)設(shè)的限定值K，判斷有突變信號(hào)，進(jìn)入步驟四；否則，判斷為無突變信號(hào)，回到步驟一重新采集環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。在本發(fā)明一優(yōu)選 的實(shí)施方式中，所述限定值K為5。/。。此步驟中，上述描述的判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量為判斷連續(xù)兩次的環(huán)境 光強(qiáng)度值變化量。然后，在有些情況下，例如在使用者移動(dòng)比較緩慢的情況 下，如果只根據(jù)連續(xù)的環(huán)境光強(qiáng)度值的變化量來進(jìn)行判斷，很容易因?yàn)樵撟?化量不大于預(yù)設(shè)的限定值而導(dǎo)致判斷失效的情況發(fā)生。因此，在本發(fā)明其他 實(shí)施方式中，判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量也可以是判斷間隔一定時(shí)間的環(huán)境光 強(qiáng)度值變化量，如判斷間隔一次、兩次或多次采集周期的環(huán)境光強(qiáng)度值變化 量。步驟四，進(jìn)行紅外判斷，檢測(cè)目標(biāo)物。啟動(dòng)紅外感應(yīng)器2,也包括使紅 外感應(yīng)器2從休眠狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。在這里，開啟紅外判斷的時(shí)間設(shè)為2 秒，工作頻率為0.3秒判斷一次。在進(jìn)行紅外判斷時(shí)，在規(guī)定的判斷時(shí)間內(nèi)，如沒有檢測(cè)到有使用者進(jìn)入 感應(yīng)區(qū)域內(nèi)時(shí)，退出紅外判斷，返回步驟一重新進(jìn)行環(huán)境光4全測(cè)；如4t測(cè)到 有使用者進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域內(nèi)時(shí)，即控制相應(yīng)的廚房或盥洗間設(shè)備工作，例如水 龍頭的開閥出水或閉閥止水。執(zhí)行完相關(guān)操作后，退出紅外判斷，返回步驟 一重新進(jìn)4于環(huán)境光4全測(cè)。在該實(shí)施方式中，增加判斷環(huán)境光強(qiáng)度值是否位于預(yù)設(shè)的比較閾值區(qū)間 內(nèi)的判斷步驟，再去判斷判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量是否大于預(yù)設(shè)的限定值。 使得判斷更加準(zhǔn)確。參考圖5所示，在本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了保 證在弱光狀態(tài)(如黑夜)或強(qiáng)光狀態(tài)下自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)的有效工作，本發(fā)明自 動(dòng)感應(yīng)方法在第二優(yōu)選的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，增加弱光狀態(tài)模式和強(qiáng)光狀態(tài) 模式判斷，包括如下步驟步驟一，采樣環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。所述環(huán)境光感應(yīng)器l定時(shí)采 集環(huán)境光，并通過電流-電壓轉(zhuǎn)換單元將環(huán)境光電壓值輸入給控制器3進(jìn)行處 理，計(jì)算出環(huán)境光的強(qiáng)度。設(shè)定檢測(cè)環(huán)境光強(qiáng)度的時(shí)間間隔為Tl， Tl為0.3秒。步驟二，判斷環(huán)境光強(qiáng)度值是否位于預(yù)設(shè)的比較閾值區(qū)間內(nèi)？如判斷為否，進(jìn)入步驟三；如判斷為是，進(jìn)入步驟四。預(yù)設(shè)的比較閾值區(qū)間(P2，P1),其中第一比較閾值為Pl,第二比較閾值 為P2。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一比較閾值Pl值為電路最大 電壓值的80%,第二比較閾值P2為電路最大電壓值的20%。步驟三，比較環(huán)境光強(qiáng)度值與設(shè)定的第一、第二比較閾值P1、 P2，判斷 弱光或強(qiáng)光狀態(tài)。當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度大于第一比較閾值Pl時(shí)，則認(rèn)為是強(qiáng)光狀態(tài)，啟動(dòng)紅外 感應(yīng)器2,進(jìn)行紅外判斷。在強(qiáng)光狀態(tài)模式下的判斷頻率大于或等于正常工 作頻率。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，在接光狀態(tài)模式下，開啟紅外判斷的時(shí)間 設(shè)為60秒，判斷頻率為0.2秒判斷一次。在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，在強(qiáng)光 狀態(tài)模式下，開啟紅外判斷的時(shí)間設(shè)為60秒，判斷頻率為0.3秒判斷一次。當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度小于第二比較閾值P2時(shí)，則認(rèn)為是弱光狀態(tài)，啟動(dòng)紅外 感應(yīng)器2,進(jìn)行紅外判斷。在弱光狀態(tài)模式下的判斷頻率小于正常工作頻率。 在弱光狀態(tài)模式下，開啟紅外判斷的時(shí)間設(shè)為60秒，判斷頻率為0.5秒判斷 一次。誠然，也可以是0.8秒判斷一次。一Jl殳來講，以0.5到1秒的范圍內(nèi) 判斷一次為佳。步驟四，判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量是否大于預(yù)設(shè)的限定值？如判斷是， 進(jìn)入步驟五，啟動(dòng)紅外感應(yīng)器進(jìn)行紅外判斷；如判斷否，回到步驟一重新采 集環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。預(yù)設(shè)的環(huán)境光強(qiáng)度變化限定值為K。如果連續(xù)兩次的環(huán)境光強(qiáng)度的變化 量大于預(yù)設(shè)的限定值K,判斷有突變信號(hào)，進(jìn)入步驟五；否則，判斷為無突 變信號(hào)，回到步驟一重新采集環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。在本發(fā)明一優(yōu)選 的實(shí)施方式中，所述限定值K為5。/。。此步驟中，上述描述的判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量為判斷連續(xù)兩次的環(huán)境光強(qiáng)度值變化量。然后，在有些情況下，例如在使用者移動(dòng)比較緩慢的情況 下，如果只根據(jù)連續(xù)的環(huán)境光強(qiáng)度值的變化量來進(jìn)行判斷，很容易因?yàn)樵撟?化量不大于預(yù)設(shè)的限定值而導(dǎo)致判斷失效的情況發(fā)生。因此，在本發(fā)明其他 實(shí)施方式中，判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量也可以是判斷間隔 一 定時(shí)間的環(huán)境光 強(qiáng)度值變化量，如判斷間隔一次、兩次或多次采集周期的環(huán)境光強(qiáng)度值變化 量。 -步驟五，進(jìn)行紅外判斷，檢測(cè)目標(biāo)物。啟動(dòng)紅外感應(yīng)器2,也包括使紅 外感應(yīng)器2從休眠狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。在這里，開啟紅外判斷的時(shí)間設(shè)為2 秒，工作頻率為0.3秒判斷一次。進(jìn)行紅外判斷時(shí)，在規(guī)定的判斷時(shí)間內(nèi)，如沒有檢測(cè)到有使用者進(jìn)入感 應(yīng)區(qū)域內(nèi)時(shí)，退出紅外判斷，返回步驟一重新進(jìn)行環(huán)境光檢測(cè)；如才全測(cè)到有 使用者進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域時(shí)，即控制相應(yīng)的廚房或盥洗間設(shè)備工作，例如水龍頭 的開閥出水或閉閥止水。執(zhí)行完相關(guān)操作后，退出紅外判斷，返回步驟一重 新進(jìn)行環(huán)境光^r測(cè)。更進(jìn)一步地，在本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明自 動(dòng)感應(yīng)方法還包括增益自動(dòng)調(diào)節(jié)。參考圖6所示，本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法包括 如下步驟步驟一，采樣環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。所述環(huán)境光感應(yīng)器l定時(shí)采 集環(huán)境光，并通過電流-電壓轉(zhuǎn)換單元將環(huán)境光電壓值輸入給控制器3進(jìn)行處 理，計(jì)算出環(huán)境光的強(qiáng)度。設(shè)定檢測(cè)環(huán)境光強(qiáng)度的時(shí)間間隔為Tl, Tl為0.3 秒。步驟二，判斷環(huán)境光強(qiáng)度值是否位于預(yù)設(shè)的比較閾值區(qū)間內(nèi)？如判斷為 否，進(jìn)入步驟三；如判斷為是，進(jìn)入步驟四。預(yù)設(shè)的比較閾值區(qū)間(P2，P1),其中第一比較閾值為Pl,第二比較閾值 為P2。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述第一比較閾值Pl值為電路最大 電壓值的80%，第二比較閾值P2為電路最大電壓值的20%。步驟三，比較環(huán)境光強(qiáng)度值與設(shè)定的第一、第二比較閾值P1、 P2,進(jìn)行18自動(dòng)增益調(diào)節(jié)。當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度值大于第一比較閾值Pl時(shí)，進(jìn)一步判斷增益控制是否為最低檔？如判斷為否，將增益控制降低一檔；如判斷為是，則認(rèn)為是強(qiáng)光狀態(tài)，啟動(dòng)紅外感應(yīng)器，進(jìn)行紅外判斷。在強(qiáng)光狀態(tài)模式下的判斷頻率大于或 等于正常工作頻率。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，在強(qiáng)光狀態(tài)模式下，開啟紅外判斷的時(shí)間設(shè)為60秒，判斷頻率為0.2秒判斷一次。在本發(fā)明另一實(shí)施方式 中，在強(qiáng)光狀態(tài)模式下，開啟紅外判斷的時(shí)間設(shè)為60秒，判斷頻率為0.3秒 判斷一次。特別地，在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，增益控制降低一檔后，直接回 到步驟一，重新采樣環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。誠然，在本發(fā)明另一實(shí)施 方式中，增益控制降低一檔后，也可以啟動(dòng)紅外感應(yīng)器進(jìn)行紅外判斷。在這 里，開啟紅外判斷的時(shí)間設(shè)為2秒，判斷頻率為0.3秒判斷一次。當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度值是否小于第二比較閾值P2時(shí)，進(jìn)一步判斷增益控制是 否為最高檔？如判斷為否，將增益控制增加一檔；如判斷為是，則認(rèn)為是弱 光狀態(tài)，啟動(dòng)紅外感應(yīng)器，進(jìn)行紅外判斷。在弱光狀態(tài)模式下的判斷頻率小 于正常工作頻率。在弱光狀態(tài)模式下，開啟紅外判斷的時(shí)間設(shè)為60秒，判斷 頻率為0.5秒判斷一次。誠然，也可以是0.8秒判斷一次。一^殳來講，以0.5 到1秒判斷一次為佳。特別地，在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，增益控制增加一檔后，直接回 到步驟一，重新采樣環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。誠然，在本發(fā)明另一實(shí)施 方式中，增益控制增加一檔后，也可以啟動(dòng)紅外感應(yīng)器進(jìn)行紅外判斷。在這 里，開啟紅外判斷的時(shí)間設(shè)為2秒，判斷頻率為0.3秒判斷一次。在弱光模式下的判斷頻率低于正常的工作頻率。因?yàn)樵谌豕饽Ｊ较?，極 有可能是夜間或黑暗狀態(tài)下，在這種情況下， 一般使用的頻率很低，因此可 以減小判斷頻率，實(shí)現(xiàn)低功耗。在強(qiáng)光模式下的判斷頻率要高于正常的工作 頻率。在強(qiáng)光模式下增大判斷頻率，可以使得判斷更為準(zhǔn)確。步驟四，判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量是否大于預(yù)設(shè)的限定值？如判斷是，進(jìn)入步驟五，啟動(dòng)紅外感應(yīng)器2進(jìn)行紅外判斷；如判斷否，回到步驟一重新 采集環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。預(yù)設(shè)的環(huán)境光強(qiáng)度變化限定值為K。如果連續(xù)兩次的環(huán)境光強(qiáng)度的變化量大于預(yù)設(shè)的限定值K,判斷有突變信號(hào)，進(jìn)入步驟三；否則，判斷為無突 變信號(hào)，回到步驟一重新采集環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度。在本發(fā)明一優(yōu)選 的實(shí)施方式中，所述限定值K為50/。。此步驟中，上述描述的判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量為判斷連續(xù)兩次的環(huán)境 光強(qiáng)度值變化量。然后，在有些情況下，例如在使用者移動(dòng)比較緩慢的情況 下，如果只根據(jù)連續(xù)的環(huán)境光強(qiáng)度值的變化量來進(jìn)行判斷，很容易因?yàn)樵撟?化量不大于預(yù)設(shè)的限定值而導(dǎo)致判斷夫效的情況發(fā)生。因此，在本發(fā)明其他 實(shí)施方式中，判斷環(huán)境光強(qiáng)度的變化量也可以是判斷間隔一定時(shí)間的環(huán)境光 強(qiáng)度值變化量，如判斷間隔一次、兩次或多次采集周期的環(huán)境光強(qiáng)度值變化 量。步驟五，進(jìn)行紅外判斷，檢測(cè)目標(biāo)物。啟動(dòng)紅外感應(yīng)器2，也包括使紅 外感應(yīng)器'2從休眠狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)。在這里，開啟紅外判斷的時(shí)間設(shè)為2 秒，工作頻率為0.3秒判斷一次。進(jìn)行紅外判斷時(shí)，在規(guī)定的判斷時(shí)間內(nèi)，如沒有檢測(cè)到有使用者進(jìn)入感 應(yīng)區(qū)域內(nèi)時(shí)，退出紅外判斷，返回步驟一重新進(jìn)行環(huán)境光檢測(cè)；如檢測(cè)到有 z使用者進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域時(shí)，即控制相應(yīng)的廚房或盥洗間設(shè)備工作，例如水龍頭 的開閥出水或閉閥止水。執(zhí)行完相關(guān)操作后，退出紅外判斷，返回步驟一重 新進(jìn)行環(huán)境光檢測(cè)。如圖7a和圖7b所示，在無光干擾的情況下，所采集到的環(huán)境光強(qiáng)度電 壓值較平穩(wěn)。而當(dāng)有光干擾時(shí)，所采集到的環(huán)境光強(qiáng)度電壓值則會(huì)發(fā)生明顯 的波動(dòng)。因此，當(dāng)有光干擾的情況下，所采集到的環(huán)境光強(qiáng)度電壓值無法真 實(shí)反映實(shí)際情況而由可能導(dǎo)致錯(cuò)誤判斷。因此，為了判斷更為準(zhǔn)確可靠，本 發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)方法在執(zhí)行步驟采集及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度時(shí)，可加入防工頻光 千擾步驟。由于本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用于廚房或盥洗間等場(chǎng)合，很容易受 到熒光燈等工頻光的干擾，因此，該防工頻光干擾單元的設(shè)置能有效地防止工頻光對(duì)壞境光采集的干擾，使得環(huán)境光感應(yīng)器^T測(cè)到的環(huán)境光強(qiáng)度更加準(zhǔn) 確，提升系統(tǒng)整體性能。如圖8所示，具體的實(shí)現(xiàn)步驟如下步驟一先在T/2周期內(nèi)以均勻的時(shí)間間隔采樣N次環(huán)境光強(qiáng)度。由于 工頻光干擾通常以工頻(例如50Hz/60Hz)的半波為干擾周期T。因此，先 在T/2周期內(nèi)以均勻的時(shí)間間隔采樣N次環(huán)境光強(qiáng)度。在本發(fā)明 一優(yōu)選的實(shí) 施方式中，N等于5。步驟二，計(jì)算采集到的環(huán)境光強(qiáng)度的相對(duì)波動(dòng)量AV。在本發(fā)明一優(yōu)選 的實(shí)施方式中，利用乂>式△ V= ( Vmax-Vmin ) / ( (Vmax+Vmin)/2 )來計(jì) 算。所述Vmax值和Vmin值分別為T/2周期內(nèi)環(huán)境光強(qiáng)度的電壓最大和最 小值。步驟三，判斷所述相對(duì)波動(dòng)量AV是否小于預(yù)設(shè)的定值W 如判斷為是， 判斷無工頻光干擾，進(jìn)入步驟四；如判斷為否，判斷有工頻光干擾，進(jìn)入步 驟五。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式中，該W值為30/。。步驟四，以上述N次采樣的平均值作為環(huán)境光強(qiáng)度輸出。步驟五，以同樣的間隔再采樣N次環(huán)境光強(qiáng)度，以2N次采樣的平均值 作為環(huán)境光強(qiáng)度輸出。下面結(jié)合本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)及方法應(yīng)用于水龍頭上，進(jìn)行舉例說明。本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)100的環(huán)境光感應(yīng)器1、紅外感應(yīng)器2分別安裝于 水龍頭(未圖示)本體上，而控制器3與環(huán)境光感應(yīng)器1、紅外感應(yīng)器2連 接，控制水龍頭的出水閥門。所述環(huán)境光感應(yīng)器1安裝與水龍頭水嘴處，檢 測(cè)水龍頭下方的環(huán)境光強(qiáng)度變化。紅外感應(yīng)器2安裝與水龍頭底座附件或水 嘴處，感應(yīng)使用區(qū)域內(nèi)是否有目標(biāo)物(人手)的進(jìn)入或離開。當(dāng)有使用者需要使用水龍頭時(shí)，使用者接近水龍頭，使得水龍頭水嘴下 方的環(huán)境光發(fā)生變化。當(dāng)環(huán)境光感應(yīng)器1檢測(cè)到的變化量超過預(yù)設(shè)值后，紅 外感應(yīng)器2被啟動(dòng)或AM木眠狀態(tài)進(jìn)入到工作狀態(tài)。當(dāng)人手進(jìn)入紅外感應(yīng)器2的感應(yīng)區(qū)域時(shí)，控制器3控制水龍頭電磁閥開閥出水。當(dāng)紅外感應(yīng)器感應(yīng)到 人手離開時(shí)，控制器3控制水龍頭關(guān)閥止水。隨后，紅外感應(yīng)器2關(guān)閉或從 JL作狀態(tài)進(jìn)入到休眠狀態(tài)。當(dāng)環(huán)境光感應(yīng)器1判斷為弱光狀態(tài)或強(qiáng)光狀態(tài)時(shí)， 紅外感應(yīng)器按照此前設(shè)定的程序發(fā)射紅外線。誠然，本發(fā)明自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)及方法也可應(yīng)用于小便器、大便器等其他衛(wèi) 浴設(shè)備中。所述本發(fā)明各實(shí)施方式中，環(huán)境克感應(yīng)器1的檢測(cè)區(qū)域可以與紅外感應(yīng)器2的感應(yīng)區(qū)域，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，可以相同，也可以不同。所述本發(fā)明各實(shí)施方式中，開啟紅外感應(yīng)器2,是指讓紅外感應(yīng)器2從 不工作到進(jìn)入工作狀態(tài)，或從休眠狀態(tài)進(jìn)入到工作狀態(tài)。在這里，需要特別 說明的是，紅外感應(yīng)器2在休眠狀態(tài)下時(shí)，也是工作的，只是在休眠狀態(tài)下 紅外發(fā)射頻率較低(如2秒發(fā)射一次)。在某些情況下，環(huán)境光感應(yīng)器l會(huì) 因?yàn)楸划愇镎趽?、目?biāo)物進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域環(huán)境光變化微小等原因而無法正常工 作。此時(shí)，如處于〗木眠狀態(tài)下工作的紅外感應(yīng)器2#:測(cè)到有目標(biāo)物進(jìn)入感應(yīng) 區(qū)域時(shí)，會(huì)從休眠狀態(tài)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，以正常的工作頻率(如0.3秒發(fā) 射一次)發(fā)射紅外線，并將檢測(cè)結(jié)果傳給控制器3并通過控制器3執(zhí)行相應(yīng) 的操作。之后或上述情況連續(xù)發(fā)生兩次或多次后，紅外感應(yīng)器2會(huì)一直以正 常工作狀態(tài)進(jìn)行工作。直到判斷環(huán)境光感應(yīng)器1可以正常檢測(cè)環(huán)境光，紅外 感應(yīng)器2按照先前的程序進(jìn)行工作，即依靠環(huán)境光感應(yīng)器1檢測(cè)到的環(huán)境光 強(qiáng)度變化量而啟動(dòng)工作。因此，本發(fā)明還可包括防系統(tǒng)無法工作的處理方法， 主要包括如下當(dāng)環(huán)境光感應(yīng)器1檢測(cè)到的環(huán)境光強(qiáng)度沒有變化或變化量沒有大于預(yù)設(shè) 的限定值時(shí)，而處于休眠狀態(tài)的紅外感應(yīng)器2檢測(cè)到有目標(biāo)物時(shí)，紅外感應(yīng) 器2以正常工作頻率發(fā)射紅外線進(jìn)行工作。當(dāng)上述情況在預(yù)定時(shí)限內(nèi)連續(xù)發(fā)生N (N大于等于1 )次后，紅外感應(yīng) 器2—直以正常工作頻率發(fā)射紅外線進(jìn)行工作。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方式 中，N等于2。預(yù)設(shè)的環(huán)境光強(qiáng)度變化限定值為K。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施 方式中，所述限定值K為5。/。。當(dāng)判斷環(huán)境光感應(yīng)器1檢測(cè)環(huán):ft.光有變化且變化量大于設(shè)定的限定值 時(shí)，i^為環(huán)境光感應(yīng)器1可以正常工作。此時(shí)，紅外感應(yīng)器2不再一直以正 常工作頻率發(fā)射紅外線進(jìn)行工作。而是根據(jù)原先的程序，依靠環(huán)境光感應(yīng)器 1檢測(cè)到的環(huán)境光強(qiáng)度變化量而啟動(dòng)工作。另外，上述各實(shí)施方式中的紅外感應(yīng)器2，也可以由微波感應(yīng)器、超聲 波感應(yīng)器或其他可感應(yīng)目標(biāo)物進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域的其他感應(yīng)器所替代。舉例來說， 當(dāng)使用微波感應(yīng)器時(shí)，環(huán)境光感應(yīng)器感應(yīng)到檢測(cè)區(qū)域內(nèi)環(huán)境光強(qiáng)度發(fā)生變化 且變化量高于預(yù)設(shè)的限定值時(shí)，啟動(dòng)微波感應(yīng)器或者使微波感應(yīng)器從休眠狀 態(tài)進(jìn)入到工作狀態(tài)，感應(yīng)是否有目標(biāo)物進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域內(nèi)。如微波感應(yīng)器沒有 感應(yīng)到有目標(biāo)物進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域時(shí)，微波感應(yīng)器開啟一定時(shí)間(如2秒)后關(guān) 閉或進(jìn)入休眠狀態(tài)。如微波感應(yīng)器感應(yīng)到有目標(biāo)物進(jìn)入或離開感應(yīng)區(qū)域后， 通過控制器來執(zhí)行相應(yīng)的操作，例如控制相應(yīng)設(shè)備的電磁閥開閥出水或閉閥 止水。隨后，微波感應(yīng)器關(guān)閉或進(jìn)入休眠狀態(tài)。上述紅外感應(yīng)器、微波感應(yīng)器、超聲波感應(yīng)器以及其他可感應(yīng)目標(biāo)物進(jìn) 入感應(yīng)區(qū)域的其他感應(yīng)器可統(tǒng)稱為接近感應(yīng)器。需要說明的是，本發(fā)明中各 實(shí)施方式中描述的開啟接近感應(yīng)器是指使接近感應(yīng)器從不工作到進(jìn)入工作 狀態(tài)，或從休眠狀態(tài)進(jìn)入到工作狀態(tài)。用于檢測(cè)環(huán)境光的光敏傳感器，如光 敏二極管、光敏三極管或光敏電阻等逸應(yīng)器可統(tǒng)稱為環(huán)境光感應(yīng)器。本發(fā)明中根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度的變化量進(jìn)行判斷，相比僅僅根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度 來判斷，更加可靠。僅根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度是否大于一定的值進(jìn)行判斷，很容易 造成誤判斷。例如在較明亮的環(huán)境下，環(huán)境光感應(yīng)器采集到的強(qiáng)度值一直處 于大于定值的狀態(tài)下；或者在較暗的環(huán)境下，環(huán)境光感應(yīng)器采集到的強(qiáng)度值 一直處于小于定值的狀態(tài)下。顯然，在上述舉例的狀態(tài)下，環(huán)境光感應(yīng)器無 法正常工作。而本發(fā)明根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度的變化量進(jìn)行判斷，可以克服上述缺 陷，更加智能可靠。具體來講，當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度的變化量大于預(yù)設(shè)的限定值， 啟動(dòng)接近感應(yīng)器進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)一步地，本發(fā)明再根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度值以及環(huán)境 光的變化量共同進(jìn)行判斷，則使得本發(fā)明更加完善。具體來講，當(dāng)環(huán)境光強(qiáng) 度值位于預(yù)設(shè)的比較閾值區(qū)間且環(huán)境光強(qiáng)度的變化量大于預(yù)設(shè)的限定值，啟 動(dòng)接近感應(yīng)器進(jìn)行檢測(cè)。誠然，在一些特殊 的情況下 ，當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度的變化量大于預(yù)設(shè)的限定值或當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度值位于預(yù)設(shè)的比較閾值區(qū)間且環(huán)境光強(qiáng) 度的變化量大于預(yù)設(shè)的限定值，即判斷有人使用相關(guān)的衛(wèi)浴和廚房間設(shè)備。雖然上面已經(jīng)揭示了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是它們不是本發(fā)明范圍 的局限，熟知本技術(shù)領(lǐng)域的人員對(duì)以上所述具體實(shí)施的修改和變化也包含在 本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，應(yīng)用于廚房或盥洗間內(nèi)，其特征在于所述自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)包括檢測(cè)廚房或盥洗間設(shè)備周圍環(huán)境光強(qiáng)度的環(huán)境光感應(yīng)器、檢測(cè)廚房或盥洗間設(shè)備是否有人使用的接近感應(yīng)器以及根據(jù)接近感應(yīng)器的檢測(cè)結(jié)果而控制廚房或盥洗間設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作的控制器，所述控制器根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度的變化量而啟動(dòng)接近感應(yīng)器進(jìn)行檢測(cè)。
2. 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于環(huán)境光感應(yīng)器為光 敏傳感器。
3. 如權(quán)利要求2所述的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于光敏傳感器為無源 光敏二極管。
4. 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于接近感應(yīng)器為紅外 的紅外4妻收單元。
5. 如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)還包 括環(huán)境光強(qiáng)度計(jì)算單元，其進(jìn)一步包括與環(huán)境光感應(yīng)器連接的電流-電壓轉(zhuǎn)換 電路，該電流-電壓轉(zhuǎn)換電路包括輸出電壓值的運(yùn)算放大器。
6. 如權(quán)利要求5所述的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述電流-電壓轉(zhuǎn) 換電路還包括與運(yùn)算放大器并聯(lián)設(shè)置用以防止電路產(chǎn)生自激振蕩的電容。
7. —種自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，應(yīng)用于廚房或盥洗間內(nèi)，其特征在于所述自動(dòng) 感應(yīng)系統(tǒng)包括檢測(cè)廚房或盥洗間設(shè)備周圍環(huán)境光強(qiáng)度的環(huán)境光感應(yīng)器、檢 測(cè)廚房或盥洗間設(shè)備是否有人使用的接近感應(yīng)器以及根據(jù)接近感應(yīng)器的檢測(cè) 結(jié)果而控制廚房或盥洗間設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作的控制器，所述控制器根據(jù)環(huán)境 光強(qiáng)度值以及環(huán)境光強(qiáng)度的變化量而啟動(dòng)接近感應(yīng)器進(jìn)行檢測(cè)。
8. 如權(quán)利要求7所述的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于環(huán)境光感應(yīng)器為光 敏傳感器。
9. 如權(quán)利要求8所述的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于光敏傳感器為無源光壽文二極管。_
10. 如權(quán)利要求7所述的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于接近感應(yīng)器為紅 外感應(yīng)器，包括向感應(yīng)區(qū)域發(fā)射紅外線的紅外發(fā)射單元以及接收返回紅外信 號(hào)的紅外接收單元。
11. 如權(quán)利要求7所述的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，其特4正在于自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)還 包括環(huán)境光強(qiáng)度計(jì)算單元，其進(jìn)一步包括與環(huán)境光感應(yīng)器連接的電流-電壓轉(zhuǎn) 換電路，該電流-電壓轉(zhuǎn)換電路包括輸出電壓值的運(yùn)算放大器。
12. 如權(quán)利要求11所述的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于所述電流-電壓 轉(zhuǎn)換電路還包括與運(yùn)算放大器并聯(lián)設(shè)置用以防止電路產(chǎn)生自激振蕩的電容。
13. —種自動(dòng)感應(yīng)方法，用以控制廚房或盥洗間相應(yīng)設(shè)備，其特征在于 包括如下步驟定時(shí)采樣環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度；當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度的變化量大于預(yù)設(shè)的限定值，開啟接近感應(yīng)器，判斷是否 有使用者使用廚房或盥洗間相應(yīng)設(shè)備。
14. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)感應(yīng)方法，其特征在于光敏傳感器采樣 環(huán)境光。
15. 如權(quán)利要求14所述的自動(dòng)感應(yīng)方法，其特征在于光敏傳感器為無 源光敏二極管。
16. 如權(quán)利要求13所述的自動(dòng)感應(yīng)方法，其特征在于所述接近感應(yīng)器 為紅外感應(yīng)器，包括向感應(yīng)區(qū)域發(fā)射紅外線的紅外發(fā)射單元以及接收返回紅 外信號(hào)的紅外接收單元。
17. —種自動(dòng)感應(yīng)方法，用以控制廚房或藍(lán)洗間相應(yīng)設(shè)備，其特征在于 包括如下步驟定時(shí)采樣環(huán)境光以及計(jì)算環(huán)境光強(qiáng)度；當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度值位于預(yù)設(shè)的比較閾值區(qū)間且環(huán)境光強(qiáng)度的變化量大于預(yù) 設(shè)的限定值，開啟接近感應(yīng)器，檢測(cè)是否有使用者使用廚房或盥洗間相應(yīng)設(shè) 備。
18. 如權(quán)利要求17所述的自動(dòng)感應(yīng)方法，其特征在于光敏傳感器采樣 環(huán)境光。
19. 如權(quán)利要求18所述的自動(dòng)感應(yīng)方法，其特征在于光敏傳感器為無 源光敏二極管。 '
20. 如權(quán)利要求17所述的自動(dòng)感應(yīng)方法，其特征在于所述接近感應(yīng)器 為紅外感應(yīng)器，以正常工作頻率發(fā)射紅外光進(jìn)行判斷。
21. 如權(quán)利要求20所述的自動(dòng)感應(yīng)方法，其特征在于自動(dòng)感應(yīng)方法還 包括弱光狀態(tài)判斷步驟當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度值小于比較閾值區(qū)間時(shí)，判斷為弱光 狀態(tài)，進(jìn)行紅外判斷。
22. 如權(quán)利要求21所述的自動(dòng)感應(yīng)方法，其特征在于所述弱光狀態(tài)下， 紅外判斷頻率小于正常工作頻率。
23. 如權(quán)利要求20所述的自動(dòng)感應(yīng)方法，其特征在于自動(dòng)感應(yīng)方法還 包括強(qiáng)光狀態(tài)判斷步驟當(dāng)環(huán)境光強(qiáng)度值大于比較閾值區(qū)間時(shí)，判斷為強(qiáng)光 狀態(tài)，進(jìn)行紅外判斷。
24. 如權(quán)利要求23所述的自動(dòng)感應(yīng)方法，其特征在于所述強(qiáng)光狀態(tài)下， 紅外判斷頻率大于正常工作頻率。
25. 如權(quán)利要求23所述的自動(dòng)感應(yīng)方法，其特征在于所述強(qiáng)光狀態(tài)下， 等于正常工作頻率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于廚房或盥洗間內(nèi)的自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)及其方法。所述自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)包括檢測(cè)廚房或盥洗間設(shè)備周圍環(huán)境光強(qiáng)度的環(huán)境光感應(yīng)器、檢測(cè)廚房或盥洗間設(shè)備是否有人使用的接近感應(yīng)器以及根據(jù)接近感應(yīng)器的檢測(cè)結(jié)果而控制廚房或盥洗間設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作的控制器。所述控制器根據(jù)環(huán)境光強(qiáng)度的變化量而啟動(dòng)接近感應(yīng)器進(jìn)行檢測(cè)。這樣設(shè)置，有利于實(shí)現(xiàn)低功耗，使得自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)更為節(jié)能、檢測(cè)更為精準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G05B19/04GK101592924SQ200910054199
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者熊德華, 陳忠民, 高鵬程 申請(qǐng)人:上海科勒電子科技有限公司