本發(fā)明涉及移動(dòng)傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電容式座椅傳感器及工作方法。

背景技術(shù)：

目前現(xiàn)有技術(shù)中的座位傳感器，只要有一定的壓力就判斷有人入座，判斷方式單一，在座位上放有一定重量的物體，就會(huì)產(chǎn)生誤判，對(duì)于需要精準(zhǔn)判斷是否有人入座及入座率，用于現(xiàn)在座椅的應(yīng)用是缺乏相應(yīng)精確檢測(cè)技術(shù)。

隨著國(guó)家法規(guī)的不斷完善，對(duì)汽車安全性能的要求在不斷提高，座椅傳感器會(huì)越來(lái)越多地應(yīng)用在不同的車型上，只有更加可靠的座椅傳感器，才能保證與座椅的安裝配合，使傳感器發(fā)揮其最優(yōu)性能。

因此，有必要開(kāi)發(fā)出一種電容式座椅傳感器及工作方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電容式座椅傳感器及工作方法，提高了檢測(cè)識(shí)別座椅人入座的準(zhǔn)確性，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明電容式座椅傳感器及工作方法，主要包括MCU、電容、導(dǎo)電薄片和接插件，所述的MCU通過(guò)接插件與導(dǎo)電薄片和電容電路控制連接，所述的電容包括動(dòng)極板、定極板和電容介質(zhì)；

所述的MCU作為數(shù)據(jù)處理的微控制單元，工作流程如下：

a.電容式座椅傳感器上電后，MCU處于定時(shí)自動(dòng)喚醒低功耗模式；

b.MCU自動(dòng)喚醒后，對(duì)定極板發(fā)送脈沖信號(hào)；

c.同時(shí)MCU計(jì)算出給定極板脈沖充電所需要的時(shí)間，和定極板放電的時(shí)間；

d.MCU通過(guò)計(jì)算出充電時(shí)間加放電時(shí)間之和作為充放電時(shí)間，從而與沒(méi)人就座時(shí)的充放電時(shí)間對(duì)比，當(dāng)此時(shí)充放電時(shí)間大于沒(méi)人就座時(shí)的充放電時(shí)間，判斷為有人入座，否則判斷為無(wú)人入座；

e.有人入座MCU就向外輸出一個(gè)高電平信號(hào)，否則向外輸出一個(gè)低電平信號(hào)；

f.判斷完成重新進(jìn)入低功耗模式，等到定時(shí)時(shí)間到，MCU自動(dòng)喚醒再重新進(jìn)入工作狀態(tài)；

g.工作步驟b到步驟f循環(huán)。

進(jìn)一步方案為：所述的動(dòng)極板、定極板和電容介質(zhì)的極距和極板面積，改變其中任意一個(gè)量，均可使電容量C改變。

進(jìn)一步方案為：所述的動(dòng)極板為感應(yīng)的人體，作為電容的負(fù)極，所述的定極板為導(dǎo)電薄片，作為電容的正極。

進(jìn)一步方案為：所述的電容介質(zhì)為動(dòng)極板與定極板之間的衣物、坐墊或空氣。

進(jìn)一步方案為：所述的導(dǎo)電薄片為銅皮薄片、碳膠薄片或銀膠薄片。

進(jìn)一步方案為：所述的導(dǎo)電薄片上表面和下表面緊貼設(shè)有透明PET膜和底膠構(gòu)成。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：座椅傳感器是使用電容式傳感器的原理，電容式傳感器是將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，當(dāng)有一定接觸面積的導(dǎo)體靠近，可觸發(fā)電容式傳感器，輸出對(duì)應(yīng)的電平信號(hào)。由于人體組織屬于導(dǎo)電體，只需把座椅傳感器放在座椅正下方，當(dāng)有人入座時(shí)可被識(shí)別。

當(dāng)座椅上必須滿足一定接觸面積的導(dǎo)體靠近，在座位上出現(xiàn)一定接觸面積的導(dǎo)體比受到擠壓誤判的概率小很多，從而提高了識(shí)別是人入座的準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明電容式座椅傳感器及工作方法的工作流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電容式座椅傳感器及工作方法的工作原理圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的波形示意圖。

附圖標(biāo)記

1、定極板；2、動(dòng)極板。

具體實(shí)施方式

為了更充分理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步介紹和說(shuō)明，但不局限于此。

如圖1-4所示，本發(fā)明電容式座椅傳感器及工作方法，主要包括MCU、電容、導(dǎo)電薄片和接插件，MCU通過(guò)接插件與導(dǎo)電薄片和電容電路控制連接，電容包括動(dòng)極板、定極板和電容介質(zhì)；

MCU作為數(shù)據(jù)處理的微控制單元，工作流程如下：

a.電容式座椅傳感器上電后，MCU處于定時(shí)自動(dòng)喚醒低功耗模式；

b.MCU自動(dòng)喚醒后，對(duì)定極板發(fā)送脈沖信號(hào)；

c.同時(shí)MCU計(jì)算出給定極板脈沖充電所需要的時(shí)間，和定極板放電的時(shí)間；

d.MCU通過(guò)計(jì)算出充電時(shí)間加放電時(shí)間之和作為充放電時(shí)間，從而與沒(méi)人就座時(shí)的充放電時(shí)間對(duì)比，當(dāng)此時(shí)充放電時(shí)間大于沒(méi)人就座時(shí)的充放電時(shí)間，判斷為有人入座，否則判斷為無(wú)人入座；

e.有人入座MCU就向外輸出一個(gè)高電平信號(hào)，否則向外輸出一個(gè)低電平信號(hào)；

f.判斷完成重新進(jìn)入低功耗模式，等到定時(shí)時(shí)間到，MCU自動(dòng)喚醒再重新進(jìn)入工作狀態(tài)；

g.工作步驟b到步驟f循環(huán)。

如圖2所示，其中電容主要包括動(dòng)極板2、定極板1、電容介質(zhì)，所述的動(dòng)極板與定板板之間距離為極距，所述的動(dòng)極板與定板板之間平面面積為極板面積，所述的電容介質(zhì)、極距與極板面積，改變其中任意一個(gè)量，均可使電容量C改變。也就是說(shuō)，如果被檢測(cè)參數(shù)的極距(當(dāng)極板面積、介質(zhì)固定時(shí))變化會(huì)引起電容量C發(fā)生變化，就可利用相應(yīng)的電容量的改變實(shí)現(xiàn)參數(shù)測(cè)量。

動(dòng)極板為感應(yīng)的人體，作為電容的負(fù)極，定極板為導(dǎo)電薄片，作為電容的正極，電容介質(zhì)為動(dòng)極板與定極板之間的衣物、坐墊或空氣。

又由電容充電時(shí)間計(jì)算公式：

充電時(shí)間＝R*C*ln((E-V)/E)

R--歐姆；

C--法拉；

E--RC串聯(lián)電路的外加電壓伏特；

V--電容上要達(dá)到的電壓；

ln是自然對(duì)數(shù)。

電容達(dá)到充滿的充電時(shí)間，與電容的大小有關(guān)，電容越大，充電時(shí)間越長(zhǎng)，成正比；與電阻大小有關(guān)，電阻越大，充電電流越小，所以充電時(shí)間延長(zhǎng)，成正比；與外加電壓大小有關(guān)，電壓越大，時(shí)間越短。

如圖4所示，方形波形為MCU發(fā)射出來(lái)的脈沖波形，曲線波形為經(jīng)過(guò)定極板充放電的波形，T1為充電時(shí)間，T2為放電時(shí)間。

導(dǎo)電薄片上表面和下表面緊貼設(shè)有透明PET膜和底膠構(gòu)成，保護(hù)導(dǎo)電薄片并且與接插件和MCU連接。

上結(jié)論可知，使用一定面積的薄片導(dǎo)電材質(zhì)作為定極板，導(dǎo)電薄片為銅皮薄片、碳膠薄片或銀膠薄片等，電阻、電流、外加電壓固定不變，把感應(yīng)的人體組織看作為動(dòng)極板，當(dāng)動(dòng)極板靠近定極板的過(guò)程中，此時(shí)在定極板上形成的電容C會(huì)增大，當(dāng)電容大小發(fā)生變化，充電的時(shí)間會(huì)隨著變化，通過(guò)此關(guān)系，只要計(jì)算出電容的充放電時(shí)間，就可以得到電容的變化量，從而就可以判斷是否有人入座。

當(dāng)座椅上必須滿足一定接觸面積的導(dǎo)體靠近，在座位上出現(xiàn)一定接觸面積的導(dǎo)體比受到擠壓誤判的概率小很多，從而提高了識(shí)別是人入座的準(zhǔn)確性。可運(yùn)用于汽車座椅乘員感知系統(tǒng)，如安全帶報(bào)警傳感器，出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器，氣囊感應(yīng)和駕駛員離座。有了這個(gè)裝置，便可以更準(zhǔn)確的感知座位上有沒(méi)有人。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：電容式傳感器使用電容式傳感器的原理，是將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，當(dāng)有一定接觸面積的導(dǎo)體靠近，可觸發(fā)電容式傳感器，輸出對(duì)應(yīng)的電平信號(hào)，由于人體組織屬于導(dǎo)電體，只需把座椅傳感器放在座椅正下方，當(dāng)有人入座時(shí)可被識(shí)別。

上述僅以實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以便于讀者更容易理解，但不代表本發(fā)明的實(shí)施方式僅限于此，任何依本發(fā)明所做的技術(shù)延伸或再創(chuàng)造，均受本發(fā)明的保護(hù)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。