專利名稱：人員起坐自動感應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無線電組網(wǎng)的人體接近傳感裝置，適用于現(xiàn)代電子信 息化教室、中大型多功能會議廳等需要對參與者的出席情況與起坐活動進(jìn)行采
集統(tǒng)計(jì)的人員起坐自動感應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
電子信息化教室(以下稱電教室)是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)景授課，或者制作專家課 堂教學(xué)錄像資料的現(xiàn)代化授課教室，需要對講授者與聽眾之間的教學(xué)互動進(jìn)行 錄音和拍攝，因此要配備專門的攝像師來進(jìn)行攝影，要耗費(fèi)一定的人力、財(cái)力。 目前電教室中的聽眾位置信息采集設(shè)備一般采用的是紅外線投影感知方案，，即 在教室的四周布置了很多的紅外線發(fā)射器和感應(yīng)器，當(dāng)某個(gè)聽眾起立后他遮擋 紅外線的投影信號被四周的紅外線感應(yīng)器俘獲，然后經(jīng)過復(fù)雜的編碼和幾何推 算產(chǎn)生出那個(gè)聽眾所在的位置信息，最終通過有線傳輸?shù)姆绞綄⒋诵畔魉徒o 控制計(jì)算機(jī)。這種位置信息采集方案有如下缺點(diǎn)1、需要在教室的四周安裝大 量的紅外線輻射器和感應(yīng)器，破壞了教室的景觀；2、不同的教室面積和窗戶高 度，要根據(jù)特定的情況定制這種信息采集系統(tǒng)，并且需要重新設(shè)置控制軟件， 因此現(xiàn)場安裝調(diào)試的工作量很大，工程費(fèi)用高，也不能形成大量復(fù)制的規(guī)模；3、 紅外線輻射器和感應(yīng)器的設(shè)置密度和數(shù)量都是有限的，從而限制了定位精度；4、 紅外線輻射和反射都會干擾位置信息推算的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致誤報(bào)漏報(bào)的比例很高。
而在大中型會議廳、大型場館乃至現(xiàn)代交通工具，同樣存在需要實(shí)時(shí)了解 與會者、觀/聽眾或乘客的實(shí)際就座情況的需求，從而準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出席情況、滿 員程度、甚至用來提醒乘客落座等，但目前在上述場合現(xiàn)有的控制系統(tǒng)中，尚 無任何可以自動完成上述的信息采集和統(tǒng)計(jì)功能的裝置。 發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠通 過感應(yīng)人體接近或離開來判定參與者的起坐，并將判定結(jié)果結(jié)合位置編碼、通 過短距離無線網(wǎng)絡(luò)報(bào)告給中央控制系統(tǒng)的人員起坐自動感應(yīng)裝置。
技術(shù)方案 一種人員起坐自動感應(yīng)裝置，包括電極、電容接觸傳感器、單片機(jī)、無線模塊、電池、位置編碼器和天線，電極通過導(dǎo)線與電容接觸傳感器 的輸入端連接，電容接觸傳感器的輸出端與單片機(jī)的一個(gè)輸入端連接，位置編 碼器與單片機(jī)的另一組輸入端連接，單片機(jī)的輸出端與無線模塊的輸入端連接，
無線模塊輸出端與將信號輻射出去的天線連接，電池分別與電容接觸傳感器、 單片機(jī)和無線模塊連接。
其中，所述的電極為金屬材料薄片或者敷金屬材料的PCB板。
其中，所述的金屬材料薄片為厚度《lmm、面積^700mm2的銅板、鋁板、馬 口鐵板或鍍鋅板。
其中，所述的敷金屬材料的PCB板為敷銅的PCB板。
其中，所述的位置編碼器為撥動開關(guān)。
其中，所述的電池為3.6V的鋰電池。
電極作為本實(shí)用新型的感應(yīng)裝置，感受到人體接近或離開座椅的信息后，通 過與電極相連的電容接觸傳感器把信號傳遞給單片機(jī)，觸發(fā)單片機(jī)接收位置編 碼器的編碼數(shù)據(jù)，然后單片機(jī)將位置數(shù)據(jù)和接近或離開狀態(tài)信號一起傳遞給無 線模塊，由天線將這些數(shù)據(jù)信號輻射出去。天線傳遞出去的數(shù)據(jù)信號被無線信 號采集裝置接收，該信號采集裝置根據(jù)接收到的編碼數(shù)據(jù)和接近狀態(tài)可以確定 人員在某個(gè)位置上的起立和坐下情況，可以應(yīng)用于人員統(tǒng)計(jì)、聽眾信息采集設(shè) 備等。
有益效果(1)本實(shí)用新型的人員起坐自動感應(yīng)裝置可以使得信息采集與控 制錄播系統(tǒng)根據(jù)講授者與聽眾之間教學(xué)互動的需要自動地進(jìn)行錄音和拍攝，當(dāng) 某個(gè)聽眾起立提問時(shí)，電教室的主控錄播系統(tǒng)采集到該聽眾所在的位置信息， 然后根據(jù)這個(gè)位置來控制攝像機(jī)轉(zhuǎn)向?qū)?zhǔn)該聽眾，并自動接通對應(yīng)區(qū)域的話筒， 實(shí)現(xiàn)了錄播的全智能化，而不必為電教室配備專門的攝像師。(2)本裝置采用 了可靠的人體接近感應(yīng)的安全探測方案，結(jié)合方便的現(xiàn)場設(shè)置座位編碼手段， 集成了低功耗單片機(jī)和無線組網(wǎng)芯片，可以使本裝置安裝簡便，位置信息獲取 準(zhǔn)確，傳輸可靠，可批量復(fù)制。(3)本實(shí)用新型能夠很好地替代現(xiàn)有的紅外線 位置信息采集方案，且由于采用開放式的無線網(wǎng)通訊，因而能夠很方便地集成 到現(xiàn)有的中央管控系統(tǒng)中。(4)本實(shí)用新型的人員起坐自動感應(yīng)裝置使用范圍 廣泛，可適用于電教室中為自動錄播系統(tǒng)提供聽眾起坐自動定位與通知；多功能會議廳、場館等場合為中央控制系統(tǒng)提供參會人數(shù)統(tǒng)計(jì)、自動簽到等功能；
現(xiàn)代交通工具上乘客滿員與實(shí)際落座情況的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。


圖示為本實(shí)用新型的連接框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的說明。
如圖所示，人員起坐自動感應(yīng)裝置包括電極、電容接觸傳感器、單片機(jī)、 無線模塊、電池、位置編碼器和天線，電極通過導(dǎo)線與電容接觸傳感器的輸入 端連接，電容接觸傳感器的輸出端與單片機(jī)輸入端連接，位置編碼器與單片機(jī) 的另一組傘輸入端連接，單片機(jī)的輸出端與無線模塊的輸入端連接，無線模塊 輸出端與將信號輻射出去的天線連接，電池分別與電容接觸傳感器、單片機(jī)和 無線模塊連接。
本實(shí)用新型的感應(yīng)元件為電極，用一根導(dǎo)線連接到電容接觸傳感器的輸入 端的管腳，充當(dāng)電容感應(yīng)器的一個(gè)極板。電極的數(shù)量可根據(jù)安裝的座椅面積大 小確定，可以是一個(gè)或多個(gè)。所述的電極為金屬材料薄片或者敷金屬材料的PCB 板。所述的金屬材料薄片為厚度《lmm、面積》700mm2的銅板、鋁板、馬口鐵板 或鍍鋅板。所述的敷金屬材料PCB板為敷銅的PCB板。
電容接觸傳感器主要是實(shí)現(xiàn)人體接近或離開本裝置時(shí)的人體電容感應(yīng)信號 的可靠探測。這類的集成電路被廣泛用于移動電話的觸摸按鍵，由于通過接近 的方式感應(yīng)人體本身的電容信號，不會對人體有不良影響。當(dāng)感應(yīng)電容的電極 被設(shè)計(jì)成適當(dāng)?shù)拿娣e和形狀時(shí)，本裝置的人體接近感應(yīng)距離可以變得比較遠(yuǎn)， 并可穿透一定厚度的木材、塑料等常見座椅材料，以適應(yīng)人體接近感應(yīng)的各種 應(yīng)用。因此本裝置可以簡單地安裝在非導(dǎo)電材料制成的30mm (已經(jīng)驗(yàn)證)厚度 以下的任何座椅下面。當(dāng)人坐下或起立時(shí)，本裝置中的這款集成電路立即感知 出信號，這個(gè)信號可以被用來觸發(fā)任何適當(dāng)類型的電子器件或單片機(jī)。
本實(shí)用新型的電容接觸傳感器采用QT系列的人體接近感應(yīng)傳感器芯片， 如QT1081型號，或相同功能的人體傳感芯片，當(dāng)人體接近電極時(shí)該集成電路的 接近感應(yīng)探測輸出端將給出邏輯高電平信號；人體離開時(shí)輸出端邏輯高電平就 返回到低電平。3.3V至5V直流電源供電。QT系列人體電容接觸傳感器的輸
5出端連接到單片機(jī)的中斷輸入端或者開關(guān)輸入管腳。當(dāng)該輸入端電平為高時(shí)， 者觸發(fā)中斷以通知單片機(jī)讀取接在編碼開關(guān)上面的位置數(shù)據(jù)；或者由單片機(jī)來 自動?xùn)嗽冞@個(gè)觸發(fā)管腳的電平，如果它為高電平，則讀取編碼開關(guān)數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型使用單片機(jī)完成對采集信息進(jìn)行的處理，實(shí)現(xiàn)無線組網(wǎng)和數(shù)據(jù) 收發(fā)的功能。每當(dāng)收到電容傳感器發(fā)出的接近觸發(fā)信號時(shí)，單片機(jī)就讀取所在 座椅按位置排列設(shè)定的編碼數(shù)據(jù)，然后將其與接近狀態(tài)數(shù)據(jù)一起封裝到將要傳 輸出去的數(shù)據(jù)包中；若電容接觸傳感器發(fā)出離開觸發(fā)信號時(shí)，單片機(jī)同樣讀取 所在座椅按位置排列設(shè)定的編碼數(shù)據(jù)，然后將其與離開狀態(tài)數(shù)據(jù)一起封裝到將 要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包中。單片機(jī)使用3.3 V至5 V直流電源供電。
本實(shí)用新型的編碼信息傳輸使用ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的無線模塊，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)確保了 無線網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)互不干擾地傳輸信息到中央控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)。也可以使用 滿足ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的芯片設(shè)計(jì)成無線模塊或使用其他適當(dāng)?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)傳輸方 案。無線模塊使用3.3V直流電源供電。
.本實(shí)用新型的位置編碼器為撥動開關(guān)。編碼按座椅排列的編號設(shè)定，編碼 的范圍可以設(shè)計(jì)成為適應(yīng)所有安裝場合中座椅排列可能的數(shù)目。撥動開關(guān)作為 所安裝座椅的編碼輸入元件。撥動開關(guān)通過本裝置以數(shù)字信號編碼的形式被在 人體接近時(shí)觸發(fā)的單片機(jī)讀取。編碼設(shè)定可以在使用現(xiàn)場簡單地即時(shí)完成。本 裝置使用8位的撥動開關(guān)來設(shè)定位置編碼的二進(jìn)制位。高4位代表座位的排 號，低4位代表座位的列號。 所述的電池為3. 6V的鋰電池。
本實(shí)用新型的天線使用ZigBee模塊標(biāo)準(zhǔn)配置的天線。
本實(shí)用新型提供了一種人員起坐自動感應(yīng)裝置的思路及方法，具體實(shí)現(xiàn)該 技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng) 指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提 下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù) 范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部份均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種人員起坐自動感應(yīng)裝置，其特征在于包括電極、電容接觸傳感器、單片機(jī)、無線模塊、電池、位置編碼器和天線，電極通過導(dǎo)線與電容接觸傳感器的輸入端連接，電容接觸傳感器的輸出端與單片機(jī)的一個(gè)輸入端連接，位置編碼器與單片機(jī)的另一組輸入端連接，單片機(jī)的輸出端與無線模塊的輸入端連接，無線模塊輸出端與將信號輻射出去的天線連接，電池分別與電容接觸傳感器、單片機(jī)和無線模塊連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的人員起坐自動感應(yīng)裝置，其特征在于所述的電 極為金屬材料薄片或者敷金屬材料的PCB板。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的人員起坐自動感應(yīng)裝置，其特征在于所述的金 屬材料薄片為厚度《lmm、面積》700mm2的銅板、鋁板、馬口鐵板或鍍鋅板。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的所述的人員起坐自動感應(yīng)裝置，其特征在于所 述的敷金屬材料PCB板為敷銅的PCB板。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的人員起坐自動感應(yīng)裝置，其特征在于所述的位 置編碼器為撥動開關(guān)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的人員起坐自動感應(yīng)裝置，其特征在于所述的電 池為3.6V的鋰電池。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種人員起坐自動感應(yīng)裝置，包括電極、電容接觸傳感器、單片機(jī)、無線模塊、電池、位置編碼器和天線，電極通過導(dǎo)線與電容接觸傳感器的輸入端連接，電容接觸傳感器的輸出端與單片機(jī)的一個(gè)輸入端連接，位置編碼器與單片機(jī)的另一組輸入端連接，單片機(jī)的輸出端與無線模塊的輸入端連接，無線模塊輸出端與天線連接，電池分別與電容接觸傳感器、單片機(jī)和無線模塊連接。本裝置安裝簡便，位置信息獲取準(zhǔn)確，傳輸可靠，可批量復(fù)制；使用范圍廣泛，適用于電教室中為自動錄播系統(tǒng)提供聽眾起坐自動定位與通知；多功能會議廳、場館等為中央控制系統(tǒng)提供參會人數(shù)統(tǒng)計(jì)、自動簽到功能；現(xiàn)代交通工具用于實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)乘客滿員與實(shí)際落座情況。
文檔編號G08C19/16GK201289530SQ20082021639
公開日2009年8月12日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
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