專利名稱：一種智能馬桶的人體檢測裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種人體檢測裝置，特別是涉及一種智能馬桶的人體檢測裝置，可以用來對人體是否靠近或離開馬桶的狀態(tài)進行有效檢測，以實現(xiàn)馬桶的智能化。
背景技術(shù)：
馬桶是人們?nèi)粘Ｉ钣闷分?，傳統(tǒng)的馬桶在使用過程中，比如，掀開馬桶蓋板， 沖洗馬桶或蓋下馬桶蓋板等，都是需要使用者手動進行操作。隨著人們生活水平的不斷提高，以及科技的不斷進步，人們對于日常生活用品的智能化水平的要求也在不斷地提高。而一種智能馬桶也開始逐漸走入了人們的生活中，這種智能馬桶是通過人體檢測裝置對使用者是否靠近或離開馬桶的狀態(tài)進行檢測，進而得到檢測信號，然后再利用這種檢測信號去驅(qū)動對應的執(zhí)行機構(gòu)動作，使得馬桶蓋板的掀起或蓋下以及沖洗馬桶都無須人工進行操作，從而實現(xiàn)了馬桶使用過程的智能化。這種智能馬桶中，人體檢測裝置是實現(xiàn)馬桶智能化的重要裝置，如果人體檢測裝置不能準確地檢測出使用者的使用狀態(tài)，比如靠近或離開馬桶狀態(tài)等，就不能正確地驅(qū)動馬桶對應的執(zhí)行機構(gòu)進行動作。目前實現(xiàn)人體檢測的方法主要有三種PSD(Position Sensitive Device，位置敏感器件)、P^(Passive infrared Detector，被動紅外檢測器)以及利用多普勒原理實現(xiàn)人體檢測。其中，PSD是主動式發(fā)射，可比較準確的檢測出位置，但是容易受到周邊環(huán)境和障礙物的影響而誤檢測通常通過檢測人體輻射出來的紅外線來識別人體，是一種運動傳感器，但是容易受到溫度等周邊環(huán)境的影響。同時，PSD和MR檢測方式無法透過普通的塑料材質(zhì)，通常需要另外開窗口以檢測接收信號，這在一定程度上破壞了產(chǎn)品外觀的完整性和協(xié)調(diào)性。利用多普勒原理實現(xiàn)的人體檢測，通過主動發(fā)出發(fā)射波，并且檢測遇到障礙物反射回來的反射波來實現(xiàn)人體檢測。該種方式通常采用超聲波或者高頻電磁波作為發(fā)射波。 其中高頻電磁波具有抗干擾性好，適應惡劣環(huán)境，可穿透塑料傳輸?shù)榷喾N優(yōu)勢，無需開窗即可實現(xiàn)人體檢測，充分保證了產(chǎn)品外觀的完整和協(xié)調(diào)性。但是，現(xiàn)有的基于多普勒原理的人體檢測裝置，也還存在著容易誤觸發(fā)和可靠性不佳等弊端。比如，日本專利JP4482301 (B2)揭示了一種利用微波檢測人體的裝置。它設定了第一電平和第二電平兩個電平值，其中第二電平高于第一電平。檢測裝置檢測大于第一電平的多普勒信號的波數(shù)和第二電平的值，然后與預設的波數(shù)值和電平值做加減算術(shù)運算來最終判決使用者是接近還是離開。該方法可以檢測是否有人體在移動，但因人體移動速度相對緩慢，周波數(shù)的變化量相對較小，不容易區(qū)分人體接近和離開的狀態(tài)，存在誤觸發(fā)的可能性。再比如，日本專利JP2004361355(A)揭示了另一種利用微波檢測人體狀態(tài)的方法。它是通過多普勒信號的波數(shù)和相位差關系來實現(xiàn)人體狀態(tài)檢測的。該方法實現(xiàn)較為復雜。其檢測效果還不盡如人意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種智能馬桶的人體檢測裝置，充分利用了多普勒波形的特性，即在人體接近和離開微波傳感器的時候，傳感器輸出的多普勒信號強度變化是有一定規(guī)律的；基于此，本發(fā)明采用了判斷信號強度變化趨勢，并且結(jié)合強度和頻率的限制，達到更良好可靠的檢測效果。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種智能馬桶的人體檢測裝置，包括一微波傳感器，用來向空間發(fā)射高頻電磁波，接收該高頻電磁波遇到障礙物后折回的反射波，并將接收波和發(fā)射波混頻后輸出一個具有中頻信號特征的多普勒信號；一低通濾波器，用來濾除多普勒信號中的噪聲以及信號處理過程中的噪聲；一數(shù)控增益可調(diào)放大器，用來對微弱的多普勒信號進行放大處理；一整形電路，該整形電路對變化緩慢或不規(guī)則的信號整形，同時剔除輸入信號中的干擾信號；一控制器，用來進行多普勒信號的頻率檢測和多普勒信號的幅值檢測，并根據(jù)多普勒信號的波形趨勢，結(jié)合預先確定的幅值和頻率條件來判斷出人體的行為狀況，根據(jù)不同的行為狀況輸出對應的控制信號；該控制器還輸出信號以對數(shù)控增益可調(diào)放大器的增益進行自動調(diào)整；微波傳感器的輸出接至低通濾波器的輸入，微波傳感器將多普勒信號輸給低通濾波器，由低通濾波器進行噪聲的濾波處理；低通濾波器的輸出接至數(shù)控增益可調(diào)放大器的輸入，數(shù)控增益可調(diào)放大器對輸入的多普勒信號加以放大處理；數(shù)控增益可調(diào)放大器的輸出分別接至控制器和整形電路，前者將放大后的多普勒信號分別輸出給后者；整形電路的輸出接至控制器，該整形電路將不規(guī)則的信號進行整形，向控制器提供檢測多普勒信號的頻率的依據(jù)；控制器根據(jù)數(shù)控增益可調(diào)放大器輸給的多普勒信號進行幅值檢測，根據(jù)整形電路輸給的信號進行頻率檢測，在判斷出人體的行為狀況后輸出對應的控制信號；控制器的一輸出還接至數(shù)控增益可調(diào)放大器，控制器向數(shù)控增益可調(diào)放大器輸出用來自動調(diào)整增益的控制信號。所述的控制器，包括一靈敏度設置處理單元，用來檢測數(shù)控增益可調(diào)放大器的靈敏度/放大倍數(shù)，同時跟據(jù)檢測到的靈敏度/放大倍數(shù)和使用情況設置新的靈敏度/放大倍數(shù)值；一波形采集處理單元，用來不斷檢測微波傳感器輸出的多普勒信號并存儲，同時具有軟件濾波功能；一頻率檢測處理單元，用來檢測多普勒信號的頻率；一幅值檢測處理單元，用來檢測多普勒信號的幅值；一信號處理單元，用來對輸入的信號進行分析處理，根據(jù)多普勒信號的波形趨勢， 結(jié)合預先確定的幅值和頻率條件來判斷出人體的行為狀況，根據(jù)不同的行為狀況輸出對應的控制信號；
靈敏度設置處理單元的一輸入接至數(shù)控增益可調(diào)放大器的一輸出，靈敏度設置處理單元的一輸出接至數(shù)控增益可調(diào)放大器的一輸入，波形采集處理單元的輸入接至數(shù)控增益可調(diào)放大器的輸出，波形采集處理單元的輸出接至幅值檢測處理單元的輸入，幅值檢測處理單元的輸出接至信號處理單元的輸入，頻率檢測處理單元的輸入接至整形電路的輸出，頻率檢測處理單元的輸出接至信號處理單元的輸入，信號處理單元輸出所述的對應的控制信號。所述的根據(jù)多普勒信號的波形趨勢，結(jié)合預先確定的幅值和頻率條件來判斷出人體的行為狀況，根據(jù)不同的行為狀況輸出對應的控制信號，包括當多普勒信號的波形趨勢呈現(xiàn)上升趨勢，且檢測出的多普勒信號的幅值大于預先設定的一個第一幅值，以及檢測出的多普勒信號的頻率處在預先設定的頻率范圍時，則判定為人體接近馬桶的狀態(tài)，所述控制器向預置的執(zhí)行機構(gòu)輸出執(zhí)行相應功能的控制信號；當多普勒信號的波形趨勢呈現(xiàn)下降趨勢，且檢測出的多普勒信號的幅值小于預先設定的一個第二幅值，以及檢測出的多普勒信號的頻率處在預先設定的頻率范圍時，則判定為人體離開馬桶的狀態(tài)，所述控制器向預置的執(zhí)行機構(gòu)輸出執(zhí)行相應功能的的控制信號。所述的低通濾波器能夠讓一個預先設定頻率以下的信號分量通過，而對該預先設定頻率以上的信號分量起到抑制。所述數(shù)控增益可調(diào)放大器包括固定增益放大器和可調(diào)增益放大器。本發(fā)明的有益效果是，由于采用了微波傳感器、低通濾波器、數(shù)控增益可調(diào)放大器、整形電路和控制器來構(gòu)成智能馬桶的人體檢測裝置，微波傳感器的輸出接至低通濾波器的輸入，低通濾波器的輸出接至數(shù)控增益可調(diào)放大器的輸入，數(shù)控增益可調(diào)放大器的輸出分別接至控制器和整形電路，整形電路的輸出接至控制器，控制器的一輸出接至數(shù)控增益可調(diào)放大器；該控制器包括靈敏度設置處理單元、波形采集處理單元、頻率檢測處理單元、幅值檢測處理單元和信號處理單元，該控制器用來進行多普勒信號的頻率檢測和多普勒信號的幅值檢測，并根據(jù)多普勒信號的波形趨勢，結(jié)合預先確定的幅值和頻率條件來判斷出人體的行為狀況，根據(jù)不同的行為狀況輸出對應的控制信號。本發(fā)明充分利用了多普勒波形的特性，即在人體接近和離開微波傳感器的時候，傳感器輸出的多普勒信號強度變化是有一定規(guī)律的；基于此，采用了判斷信號強度變化趨勢，并且結(jié)合強度和頻率的限制， 能夠達到更良好可靠的檢測效果。本發(fā)明利用微波多普勒技術(shù)實現(xiàn)了智能馬桶上的各種人體行為的檢測，并且無需開窗即可實現(xiàn)人體檢測，保證了產(chǎn)品外觀的完整和協(xié)調(diào)。以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明；但本發(fā)明的一種智能馬桶的人體檢測裝置不局限于實施例。


圖1是本發(fā)明的原理框圖；圖2是本發(fā)明的控制器的原理框圖；圖3是本發(fā)明檢測到的多普勒波形一的示意圖；圖4是本發(fā)明檢測到的多普勒波形二的示意圖；圖5是本發(fā)明檢測到的多普勒波形三的示意圖6是本發(fā)明的工作流程圖。
具體實施例方式實施例，參見圖1、圖2所示，本發(fā)明的一種智能馬桶的人體檢測裝置，包括一微波傳感器1，用來向空間發(fā)射高頻電磁波，接收該高頻電磁波遇到障礙物后折回的反射波，并將接收波和發(fā)射波混頻后輸出一個具有中頻信號特征的多普勒信號；微波傳感器1是利用多普勒原理實現(xiàn)的，由介質(zhì)振蕩器(DRO)和一對微帶天線(包括發(fā)送天線和接收天線)組成；一低通濾波器2，用來濾除多普勒信號中的噪聲以及信號處理過程中的噪聲；一數(shù)控增益可調(diào)放大器3，用來對微弱的多普勒信號進行放大處理；數(shù)控增益可調(diào)放大器3是一個增益可調(diào)的低頻放大器；當有物體在微波傳感器的覆蓋面積移動時，微波傳感器會輸出多普勒信號，輸出強度與發(fā)射能量的發(fā)射強度有關，一股情況下該信號很微弱，所以需要一個高增益的低頻放大器來處理該信號，使其能被處理器所識別；數(shù)控增益可調(diào)放大器正是起到了這個作用，同時，該放大器可由控制器根據(jù)情況自動調(diào)節(jié)靈敏度；該數(shù)控增益可調(diào)放大器包括固定增益放大器和可調(diào)增益放大器；一整形電路4，對變化緩慢或不規(guī)則的信號整形，同時可剔除輸入信號中的干擾信號；控制器5借此來衡量多普勒信號中的頻率成分；一控制器5，用來進行多普勒信號的頻率檢測和多普勒信號的幅值檢測，并根據(jù)多普勒信號的波形趨勢，結(jié)合預先確定的幅值和頻率條件來判斷出人體的行為狀況，根據(jù)不同的行為狀況輸出對應的控制信號；該控制器還對數(shù)控增益可調(diào)放大器的增益進行自動調(diào)整；微波傳感器1的輸出接至低通濾波器2的輸入，微波傳感器1將多普勒信號輸給低通濾波器2，由低通濾波器2進行噪聲的濾波處理；低通濾波器2的輸出接至數(shù)控增益可調(diào)放大器3的輸入，數(shù)控增益可調(diào)放大器3對輸入的多普勒信號加以放大處理；數(shù)控增益可調(diào)放大器3的輸出分別接至控制器5和整形電路4，前者將放大后的多普勒信號分別輸出給后者；整形電路4的輸出接至控制器5，該整形電路4將不規(guī)則的信號整形后輸出給控制器5，向控制器5提供檢測多普勒信號的頻率的依據(jù)；控制器5根據(jù)數(shù)控增益可調(diào)放大器 3輸給的多普勒信號進行幅值檢測，根據(jù)整形電路4輸給的信號進行頻率檢測，在判斷出人體的行為狀況后輸出對應的控制信號；控制器5的一輸出還接至數(shù)控增益可調(diào)放大器3，控制器5向數(shù)控增益可調(diào)放大器3輸出用來自動調(diào)整增益的控制信號。所述的控制器5，包括—波形采集處理單元51，用來不斷檢測微波傳感器輸出的多普勒信號并存儲，同時具有軟件濾波功能；一頻率檢測處理單元52，用來檢測多普勒信號的頻率；頻率檢測是檢測混頻后的多普勒信號的頻率，目標物體移動速度越快頻率越高；利用該頻率可識別目標物體移動的速度；一幅值檢測處理單元53，用來檢測多普勒信號的幅值；幅值檢測是檢測混頻后的多普勒信號的幅值，目標物體離微波傳感器越近幅值越大；利用該幅值可檢測人體處于不同的區(qū)域/距離；
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一信號處理單元M，用來對輸入的信號進行分析處理，根據(jù)多普勒信號的波形趨勢，結(jié)合預先確定的幅值和頻率條件來判斷出人體的行為狀況，根據(jù)不同的行為狀況輸出對應的控制信號；-靈敏度設置處理單元55，用來檢測數(shù)控增益可調(diào)放大器的靈敏度/放大倍數(shù)，同時跟據(jù)檢測到的靈敏度/放大倍數(shù)和使用情況設置新的靈敏度/放大倍數(shù)值；波形采集處理單元51的輸入接至數(shù)控增益可調(diào)放大器3的輸出，波形采集處理單元51的輸出接至幅值檢測處理單元53的輸入，幅值檢測處理單元53的輸出接至信號處理單元討的輸入，頻率檢測處理單元52的輸入接至整形電路4的輸出，頻率檢測處理單元52 的輸出接至信號處理單元M的輸入，信號處理單元M輸出所述的對應的控制信號，靈敏度設置處理單元55的一輸入接至數(shù)控增益可調(diào)放大器3的一輸出，靈敏度設置處理單元55 的一輸出接至數(shù)控增益可調(diào)放大器3的一輸入，通過靈敏度設置處理單元55對數(shù)控增益可調(diào)放大器3的靈敏度進行設置。所述的根據(jù)多普勒信號的波形趨勢，結(jié)合預先確定的幅值和頻率條件來判斷出人體的行為狀況，根據(jù)不同的行為狀況輸出對應的控制信號，包括當多普勒信號的波形趨勢呈現(xiàn)上升趨勢，且檢測出的多普勒信號的幅值大于預先設定的一個第一幅值，以及檢測出的多普勒信號的頻率處在預先設定的頻率范圍時，則判定為人體接近馬桶的狀態(tài)，所述控制器向預置的執(zhí)行機構(gòu)輸出執(zhí)行相應功能的控制信號， 比如向預置的執(zhí)行機構(gòu)輸出翻起馬桶蓋的控制信號；當多普勒信號的波形趨勢呈現(xiàn)下降趨勢，且檢測出的多普勒信號的幅值小于預先設定的一個第二幅值，以及檢測出的多普勒信號的頻率處在預先設定的頻率范圍時，則判定為人體離開馬桶的狀態(tài)，所述控制器向預置的執(zhí)行機構(gòu)輸出執(zhí)行相應功能的控制信號， 比如向預置的執(zhí)行機構(gòu)輸出蓋下馬桶蓋或者自動沖刷馬桶的控制信號。所述的低通濾波器2能夠讓一個預先設定頻率以下的信號分量通過，而對該預先設定頻率以上的信號分量起到抑制。本發(fā)明的一種智能馬桶的人體檢測裝置，微波傳感器1采用10. 525GHz高頻電磁波；該微波傳感器1不斷的向空間發(fā)射高頻電磁波；當人體在微波傳感器1覆蓋的面積內(nèi)移動時，微波傳感器1發(fā)出的高頻電磁波遇到人體發(fā)生反射后折回被微波傳感器1接收；微波傳感器1將接收波與發(fā)射波混頻后輸出一個中頻信號，此即多普勒信號。該多普勒信號先經(jīng)過低通濾波器2濾除信號中的噪聲，然后再進入初級放大器 (可以在低通濾波器2與數(shù)控增益可調(diào)放大器3之間增加初級放大器對信號進行初級放大)將多普勒信號放大；緊接著多普勒信號進入數(shù)控增益可調(diào)放大器3，信號被進一步放大以被控制器5識別；該數(shù)控增益可調(diào)放大器3可由控制器5根據(jù)情況通過靈敏度設置處理單元55自動調(diào)整增益；放大后的信號再經(jīng)過一級低通濾波器(可以在數(shù)控增益可調(diào)放大器 3之后設一低通濾波器)送出，一路直接送入控制器5，另一路經(jīng)過整形電路4后將不規(guī)則的信號整形再送入控制器5，借此來衡量多普勒信號的頻率。多普勒信號進去控制器5后，由控制器5的波形采集處理單元51、頻率檢測處理單元52和幅值檢測處理單元53進行對應的處理，得出幅值和頻率，然后由信號處理單元M 利用電平變化趨勢和幅值頻率的限制來做最終判斷，最后，控制器5根據(jù)本次判定結(jié)果執(zhí)行翻蓋，沖刷等任務。
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當目標物體靜止時，多普勒信號的幅值和頻率保持不變；當目標物體向多普勒微波傳感器運動時，多普勒信號的幅值會呈現(xiàn)出上升趨勢，頻率也會呈現(xiàn)變大的趨勢；當目標物體遠離多普勒微波傳感器運動時，多普勒信號的幅值會呈現(xiàn)出下降趨勢，頻率也會呈現(xiàn)變小的趨勢；而多普勒信號的幅值與目標物體的具體位置有關，目標物體運動所產(chǎn)生的多普勒頻率取決于目標物體與馬桶之間的相對運動速度。以檢測目標物體接近為例，假設控制器檢測目標物體接近預設的參數(shù)為幅值W， 頻率為[F0，F(xiàn)l]，則預設的判定條件為V>V0，F(xiàn)1 >F>F0，幅值變化趨勢上升。目標物體朝著多普勒微波傳感器的方向運動，多普勒微波傳感器就會不斷的輸出多普勒信號，該信號是非常微弱的，而且摻雜了許多雜訊。多普勒信號首先經(jīng)過低通濾波器初步濾除信號中的雜訊，然后通過交流耦合的方法進入低頻放大器將信號放大。交流耦合的方法可以去除摻雜在多普勒信號中的直流成分使多普勒信號更純凈。接著被放大的多普勒信號進入了數(shù)控增益可調(diào)放大器將信號放大到能被控制器所識別的程度。數(shù)控增益可調(diào)放大器的放大倍數(shù)由控制器根據(jù)工作模式確定。從數(shù)控增益可調(diào)放大器輸出的多普勒信號再次經(jīng)過低通濾波器以保證進入控制器的多普勒信號盡可能的純凈不影響判斷。從低通濾波器輸出的多普勒信號(假設幅值為V，頻率為F)，直接送入控制器進行處理。由于目標物體不斷的運動，導致V和F也是不斷的變化的。通過軟件算法，控制器識別，記錄并存儲V和F的變化，并不斷的與預設的判定條件進行比對。當檢測到V > V0, Fl > F > F0,并且幅值是一條上升趨勢的曲線時，控制器就會認為是一次有效的接近檢測， 從而執(zhí)行相應的輸出。如果三個條件中的任何一個條件不滿足要求，比如檢測到的頻率F > F1，或者幅值V < V0，或者幅值曲線不是上升的，控制器都會認為不是有效的接近檢測， 不會執(zhí)行相應的輸出。當人體從遠處移動至多微波普勒傳感器前方時，微波檢測裝置檢測到的波形如附圖3所示；可以看出，整條曲線(電平)呈上升趨勢；通過軟件算法，可以檢測出該趨勢；圖中的Vl限制，可以用來指定目標物體出現(xiàn)的有效位置；波形尾部曲線有下降趨勢是因為目標物體已到達位置并停止移動；檢測到人體正在接近馬桶，馬桶可立刻執(zhí)行自動翻蓋等任務。當人體從多微波普勒傳感器前方移動至遠處時，微波檢測裝置檢測到的波形如附圖4所示；可以看出，整條曲線(電平)呈下降趨勢；通過軟件算法，可以檢測出該趨勢；圖中的V2限制，可以用來指定目標物體離開的有效位置；檢測到人體已遠離馬桶后，馬桶可執(zhí)行自動沖刷，自動關蓋等任務。當人體從微波多普勒傳感器側(cè)面移動至傳感器前面時，微波檢測裝置檢測到的波形如附圖5所示；可以看出，整條曲線(電平)與圖3的曲線是十分相似的，也是呈上升趨勢。參見圖6所示，模塊具有多種模式共用的特性，如自動翻蓋模式，自動沖刷模式， 小便池模式等，由外部信號決定具體使用何種模式。上電后，控制器檢測工作模式，然后由所檢測到的工作模式設置相應的靈敏度和判決參數(shù)，如果檢測到的是無效模式，則模塊按照啟用系統(tǒng)默認的模式進行檢測；判決參數(shù)通常由幅值和頻率構(gòu)成，包括幅值判決(運動距離)、頻率判決(運動速度)、幅值和頻率同時判決三種模式；
然后控制器開始采樣輸入的多普勒信號，并從中檢測出幅值和頻率；同時，對輸入的多普勒信號進行信號處理提取出幅值變化的趨勢，即上升趨勢和下降趨勢；控制器根據(jù)檢測到的這些信息，結(jié)合預設的判定條件最終判決是否為有效的檢測，并執(zhí)行相應的輸出。判定的條件有三個幅值、頻率和幅值變化趨勢；這三個條件控制器中都做有預設值；控制器將這三個條件和預設值進行比較，如果滿足則視為一次成功有效檢測；比如檢測目標物體接近的時候，要求幅值為V0，頻率為[F0，F(xiàn)l]，幅值變化趨勢為上升趨勢，控制器檢測到的結(jié)果是V，頻率為F ；如果V > VO并且Fl > F > F0,同時幅值變化趨勢也是上升的，那么就會視為一次有效的檢測；如果這三個條件任一個條件不能滿足，那么視為無效檢測。信號采集器采用主控IC內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換器，每隔一段時間采樣一次信號，然后在波形采集處理單元中進行軟件濾波。軟件濾波意在去除干擾，防止偶發(fā)誤采樣，使得判決的有效性得到保證；經(jīng)過軟件濾波后的信號，已經(jīng)是比較純凈的信號了，經(jīng)信號處理單元處理后軟件通過預設的判決參數(shù)來決定此次檢測是否有效，有效則輸出有效信號，否則輸出無效信號。上述實施例僅用來進一步說明本發(fā)明的一種智能馬桶的人體檢測裝置，但本發(fā)明并不局限于實施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求
1.一種智能馬桶的人體檢測裝置，其特征在于包括一微波傳感器，用來向空間發(fā)射高頻電磁波，接收該高頻電磁波遇到障礙物后折回的反射波，并將接收波和發(fā)射波混頻后輸出一個具有中頻信號特征的多普勒信號；一低通濾波器，用來濾除多普勒信號中的噪聲以及信號處理過程中的噪聲；一數(shù)控增益可調(diào)放大器，用來對微弱的多普勒信號進行放大處理；一整形電路，該整形電路對變化緩慢或不規(guī)則的信號整形，同時剔除輸入信號中的干擾信號；一控制器，用來進行多普勒信號的頻率檢測和多普勒信號的幅值檢測，并根據(jù)多普勒信號的波形趨勢，結(jié)合預先確定的幅值和頻率條件來判斷出人體的行為狀況，根據(jù)不同的行為狀況輸出對應的控制信號；該控制器還輸出信號以對數(shù)控增益可調(diào)放大器的增益進行自動調(diào)整；微波傳感器的輸出接至低通濾波器的輸入，低通濾波器的輸出接至數(shù)控增益可調(diào)放大器的輸入，數(shù)控增益可調(diào)放大器的輸出分別接至控制器和整形電路，整形電路的輸出接至控制器，控制器根據(jù)數(shù)控增益可調(diào)放大器輸給的信號進行幅值檢測，根據(jù)整形電路輸給的信號進行頻率檢測，并在判斷出人體的行為狀況后輸出對應的控制信號；控制器的一輸出還接至數(shù)控增益可調(diào)放大器，控制器向數(shù)控增益可調(diào)放大器輸出用來自動調(diào)整增益的控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能馬桶的人體檢測裝置，其特征在于所述的控制器，包括-靈敏度設置處理單元，用來檢測數(shù)控增益可調(diào)放大器的靈敏度/放大倍數(shù)，同時跟據(jù)檢測到的靈敏度/放大倍數(shù)和使用情況設置新的靈敏度/放大倍數(shù)值；一波形采集處理單元，用來不斷檢測微波傳感器輸出的多普勒信號并存儲，同時具有軟件濾波功能；一頻率檢測處理單元，用來檢測多普勒信號的頻率；一幅值檢測處理單元，用來檢測多普勒信號的幅值；一信號處理單元，用來對輸入的信號進行分析處理，根據(jù)多普勒信號的波形趨勢，結(jié)合預先確定的幅值和頻率條件來判斷出人體的行為狀況，根據(jù)不同的行為狀況輸出對應的控制信號；靈敏度設置處理單元的一輸入接至數(shù)控增益可調(diào)放大器的一輸出，靈敏度設置處理單元的一輸出接至數(shù)控增益可調(diào)放大器的一輸入，波形采集處理單元的輸入接至數(shù)控增益可調(diào)放大器的輸出，波形采集處理單元的輸出接至幅值檢測處理單元的輸入，幅值檢測處理單元的輸出接至信號處理單元的輸入，頻率檢測處理單元的輸入接至整形電路的輸出，頻率檢測處理單元的輸出接至信號處理單元的輸入，信號處理單元輸出所述的對應的控制信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能馬桶的人體檢測裝置，其特征在于所述的根據(jù)多普勒信號的波形趨勢，結(jié)合預先確定的幅值和頻率條件來判斷出人體的行為狀況，根據(jù)不同的行為狀況輸出對應的控制信號，包括當多普勒信號的波形趨勢呈現(xiàn)上升趨勢，且檢測出的多普勒信號的幅值大于預先設定的一個第一幅值，以及檢測出的多普勒信號的頻率處在預先設定的頻率范圍時，則判定為人體接近馬桶的狀態(tài)，所述控制器向預置的執(zhí)行機構(gòu)輸出執(zhí)行相應功能的控制信號；當多普勒信號的波形趨勢呈現(xiàn)下降趨勢，且檢測出的多普勒信號的幅值小于預先設定的一個第二幅值，以及檢測出的多普勒信號的頻率處在預先設定的頻率范圍時，則判定為人體離開馬桶的狀態(tài)，所述控制器向預置的執(zhí)行機構(gòu)輸出執(zhí)行相應功能的控制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能馬桶的人體檢測裝置，其特征在于所述的低通濾波器能夠讓一個預先設定頻率以下的信號分量通過，而對該預先設定頻率以上的信號分量起到抑制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能馬桶的人體檢測裝置，其特征在于所述數(shù)控增益可調(diào)放大器包括固定增益放大器和可調(diào)增益放大器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能馬桶的人體檢測裝置，包括微波傳感器、低通濾波器、數(shù)控增益可調(diào)放大器、整形電路和控制器，微波傳感器的輸出接至低通濾波器的輸入，低通濾波器的輸出接至數(shù)控增益可調(diào)放大器的輸入，數(shù)控增益可調(diào)放大器的輸出分別接至控制器和整形電路，整形電路的輸出接至控制器，控制器的一輸出接至數(shù)控增益可調(diào)放大器；該控制器包括靈敏度設置處理單元、波形采集處理單元、頻率檢測處理單元、幅值檢測處理單元和信號處理單元，該控制器根據(jù)多普勒信號的波形趨勢，結(jié)合預先確定的幅值和頻率條件來判斷出人體的行為狀況，并輸出對應的控制信號。本發(fā)明充分利用了多普勒波形的強度變化規(guī)律；采用了判斷信號強度變化趨勢，并且結(jié)合強度和頻率的限制，達到更良好可靠的檢測效果。
文檔編號G01S17/58GK102445696SQ20111027328
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者謝銀坤, 駱忠鋒 申請人:李飛宇