一種隱藏式安裝微波傳感器及其噪聲抑制方法
【專利摘要】本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種隱藏式安裝微波傳感器，包括外殼和微波傳感器，通過采用特殊的外殼設(shè)計方法，使得扶梯微波傳感器在保證探測區(qū)域足夠大的同時，解決了產(chǎn)品的誤觸發(fā)概率。微波傳感器包括：微波天線、信號選頻濾波放大電路單元、處理器、電源模塊和控制模塊，其中微波天線采用平板天線，探測獲取的信號通過信號選頻濾波放大電路單元傳輸至處理器，處理器分析判斷運動物體的運動趨勢后形成控制指令并發(fā)送至控制模塊，控制模塊根據(jù)獲取的控制指令控制外部設(shè)備運動，電源模塊為各組件提供電能。本發(fā)明的優(yōu)點在于：可隱藏安裝于復(fù)雜全金屬面板結(jié)構(gòu)的自動扶梯內(nèi)部，且只需一只微波傳感器即可完整的檢測到整個扶梯入口區(qū)域。
【專利說明】
一種隱藏式安裝微波傳感器及其噪聲抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于自動傳感器控制領(lǐng)域技術(shù)，尤其涉及一種隱藏式安裝微波傳感器及其噪聲抑制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]扶梯是人們?nèi)粘Ｉ钪蟹浅６嘁娗也换蛉钡囊环N自動設(shè)備，但是扶梯全速運行時的功耗較大，在無人乘坐扶梯時，扶梯仍然空載運行，能源消耗較大。在為實現(xiàn)綠色節(jié)能需求，要求在無人乘坐扶梯時，扶梯會自動切換到怠速節(jié)能模式或者停止模式；當檢測到人體靠近到扶梯的某個區(qū)域內(nèi)時，扶梯提前自動切換到全速運轉(zhuǎn)模式。這樣，扶梯入口處需要安裝特定傳感裝置用于檢測和判斷人體的存在和運動狀態(tài)，以便扶梯可以智能切換工作模式。
[0003]現(xiàn)有扶梯領(lǐng)域典型傳感器優(yōu)缺點:
[0004]?重力感應(yīng)裝置
[0005]當人體踏入到扶梯入口的金屬板時，被金屬板下方的重力感應(yīng)裝置檢測到，扶梯開始運行。
[0006]這種技術(shù)早期應(yīng)用，目前已經(jīng)較少在使用。
[0007]?紅外光束對射裝置
[0008]該裝置的發(fā)射器和接收器分別安裝在扶梯的兩側(cè)面板處，距離地面高度大約10cm，可以檢測到人的腳踝處。該種技術(shù)經(jīng)濟也相對可靠。缺點在于距離運動的梯子踏板太近，當人體踏上梯子后，扶梯才開始運轉(zhuǎn)，扶梯的上行加速度引起人體慣性后仰，容易出現(xiàn)危險事故。
[0009]?主動紅外漫反射裝置
[0010]該裝置安裝在扶梯兩側(cè)的扶手下方，當人體靠近扶梯Im處時就可以檢測到人體，扶梯提前運轉(zhuǎn)。缺點在于光學檢測存在盲區(qū)，某些角度進入扶梯入口時，會出現(xiàn)漏檢測。漫反射產(chǎn)品對檢測目標的光學反射率要求較高，黑色服裝不易被檢測。陽光也很容易干擾其正常的工作。
[0011 ] ?普通安裝微波傳感器
[0012]該裝置安裝在扶梯兩側(cè)的扶手下方各安裝一只?？梢员ＷC較好的檢測區(qū)域，基本不會漏檢測。但安裝方式與上述紅外漫反射裝置相同，缺點在于影響傳感器的存在影響扶梯的整體美觀性，傳感器的存在容易引起人的注意力也容易導(dǎo)致傳感器被有意或無意間損壞。
[0013]?隱藏安裝微波檢測裝置
[0014]如圖1所示，現(xiàn)有隱藏式安裝微波檢測裝置可以很好的解決扶梯整體美觀性的問題，但當安裝在全金屬面板結(jié)構(gòu)的扶梯腔體內(nèi)部時，微波在扶梯內(nèi)部空間發(fā)生復(fù)雜的反射和疊加。當扶梯啟動后，扶梯內(nèi)部存在的機械運動和機械振動會引發(fā)多普勒效應(yīng)，該多普勒效應(yīng)為多普勒干擾噪聲，該噪聲降低了微波傳感器的信噪比和穩(wěn)定性干擾了微波傳感器的正常工作，甚至發(fā)生錯誤檢測。對此，一般采取的解決方案是降低產(chǎn)品的靈敏度，導(dǎo)致常規(guī)微波傳感器的檢測區(qū)域大大縮減?，F(xiàn)有的解決方案基本都是兩只傳感器共同工作，以實現(xiàn)檢測區(qū)域能完整覆蓋扶梯入口區(qū)域的目的，增加了價格成本和安裝調(diào)試時間成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明針對扶梯領(lǐng)域現(xiàn)有傳感器的技術(shù)缺失和不足，提供了一種隱藏式安裝微波傳感器，包括外殼和微波傳感器，其特征在于，外殼的輪廓基于微波仿真技術(shù)設(shè)計，使得外殼對微波信號的反射能力將至最低;微波傳感器包括:微波天線、信號選頻濾波放大電路單元、處理器、電源模塊和控制模塊，其中微波天線采用平板天線，探測獲取的信號通過信號選頻濾波放大電路單元傳輸至處理器，處理器分析判斷運動物體的運動趨勢后形成控制指令并發(fā)送至控制模塊，控制模塊根據(jù)獲取的控制指令控制外部設(shè)備運動，電源模塊為各組件提供電能。
[0016]進一步的，所述微波天線采用微型平板微波天線。
[0017]優(yōu)選的，所述微型平板微波天線可以產(chǎn)生傾斜于天線平面指向目標探測區(qū)域的微波探測場。
[0018]進一步的，信號選頻濾波放大電路單元采用雙通道設(shè)計，處理器通過比較兩通道信號的相位差可以判斷人體靠近或者遠離的運動方向趨勢。
[0019]進一步的，外殼采用半包裹的外殼設(shè)計，外殼開口面為具有微波天線的一面且與扶梯前面板緊貼。這種設(shè)計方式通過電磁屏蔽材料制得的外殼把前部的微波天線和其他的扶梯內(nèi)部空間隔離開，因而微波天線發(fā)送的微波信號通過導(dǎo)向和反射后均向微波正前方發(fā)射出去，后部扶梯內(nèi)部基本不存在反射的微波信號，這樣扶梯內(nèi)部器件的機械運動和機械振動不會產(chǎn)生多普勒噪聲，從源頭上去除了噪聲源，提高了信噪比和穩(wěn)定性。
[0020]進一步的，外殼的輪廓基于微波仿真技術(shù)原理，依據(jù)微波天線的微波發(fā)射包絡(luò)特征設(shè)計，并且匹配扶梯內(nèi)部的結(jié)構(gòu)空間，確保微波主包絡(luò)信號不被過多的衰減，同時最小化外殼對微波副包絡(luò)的反射引起的噪聲。微波外殼設(shè)計時進行微波模擬以優(yōu)化微波性能和減少外殼引起的反射噪聲。
[0021 ]優(yōu)選的，所述外殼分為前部外殼和后部外殼；其中，微波傳感器內(nèi)裝于后部外殼內(nèi)，后部外殼輪廓米用微波仿真技術(shù)設(shè)計;前部外殼外套于后部外殼，前部外殼和后部外殼共同起到固定微波傳感器的作用，前部外殼在微波傳感器的微波天線前端留有探測開口，開口面與扶梯前面板緊貼。
[0022]進一步的，所述前部外殼和后部外殼均采用具有屏蔽電磁波輻射功能的材料制得。
[0023]優(yōu)選的，外殼材料選用具有屏蔽電磁波輻射功能的PC功能材料或ABS功能材料。
[0024]優(yōu)選的，外殼材料選用具有屏蔽電磁波輻射功能的PC復(fù)合材料或ABS復(fù)合材料。
[0025]優(yōu)選的，后部外殼內(nèi)部可以貼附吸波材料，進一步降低后部外殼內(nèi)壁的微波反射，減小后部外殼對微波天線的輻射包絡(luò)特征的改變。
[0026]進一步的，所述處理器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、分析模塊和指令傳輸模塊，其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊于信號選頻濾波放大電路單元連接，可以將探測模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并傳輸至分析模塊;分析模塊根據(jù)獲取的數(shù)字信號進行分析判斷，同時根據(jù)分析結(jié)果形成控制指令并通過指令傳輸模塊將控制指令發(fā)送至控制模塊。
[0027]優(yōu)選的，分析模塊所述分析判斷包括以下步驟:
[0028]S1.判斷識別被探測目標是遠離或者靠近趨勢，如果目標遠離傳感器，則進入步驟4，如目標靠近傳感器則進入步驟2。
[0029]S2.根據(jù)步驟SI的判斷結(jié)果進行進一步分析:首先根據(jù)微波接收信號強度判斷目標是否進入設(shè)定的檢測區(qū)域范圍，如目標的信號強度進入設(shè)定的檢測區(qū)域范圍內(nèi)，則進入步驟3，否則進入步驟4。
[0030]S3.根據(jù)步驟S2的分析結(jié)果，傳感器進一步計算出目標的運動的速度值，并判斷該速度值是否符合在人體正常的移動速度范圍，非正常的目標移動速度被視為干擾而忽略；當檢測到有效的人體運動特征信號后，傳感器輸出啟動控制命令給外部設(shè)備，外部設(shè)備在相應(yīng)的時間內(nèi)切換到正常運行狀態(tài)。
[0031 ] S4.根據(jù)步驟SI或S2的判斷結(jié)果，如被探測目標遠離傳感器或者在探測區(qū)域范圍夕卜，則傳感器輸出無檢測控制命令給外部設(shè)備，傳感器在一定時間內(nèi)未檢測到有效信號則控制外部設(shè)備切換到節(jié)能怠速運行狀態(tài)或者暫停狀態(tài)。
[0032]優(yōu)選的，步驟S3設(shè)定人體正常的移動速度時考慮到特殊人群，可設(shè)計為不小于移動速度5cm/s的物體。
[0033]優(yōu)選的，步驟S4所述外部設(shè)備切換到節(jié)能運行狀態(tài)或者暫停狀態(tài)的設(shè)定時間為30秒?3分鐘。
[0034]優(yōu)選的，步驟S4所述外部設(shè)備切換到節(jié)能運行狀態(tài)或者暫停狀態(tài)的設(shè)定時間為I分鐘。
[0035]進一步的，所述電源模塊為DC/DC模塊，可以將來外部設(shè)備的高壓直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為各部件對應(yīng)需要的低壓直流電源。
[0036]優(yōu)選的，所述電源模塊為DC/DC模塊，可以將來外部設(shè)備的12-24V直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為3-5V低壓直流電源。
[0037]進一步的，所述微波傳感器還包括:參數(shù)調(diào)節(jié)單元和狀態(tài)顯示單元;其中，參數(shù)調(diào)節(jié)單元可以根據(jù)用戶需要調(diào)節(jié)傳感器的設(shè)置參數(shù);狀態(tài)顯示單元可以顯示傳感器當前運行狀態(tài)。
[0038]優(yōu)選的，本發(fā)明所述傳感器的外殼防護等級達到IP67，防塵防水，適合惡劣工作環(huán)境，產(chǎn)品最小尺寸為45mm X 32mm X 17mm，增加屏蔽罩后，總體尺寸增加到66mm X 36mm X35mm0
[0039]優(yōu)選的，傳感器采用24GHz頻率探測信號。
[0040]優(yōu)選的，所述外部設(shè)備為自動扶梯。
[0041]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種微波傳感器噪聲抑制方法，該方法可以使得微波產(chǎn)品在干擾嚴重的復(fù)雜全金屬結(jié)構(gòu)扶梯系統(tǒng)穩(wěn)定的工作。該方法為:采用具有電磁屏蔽功能的材料制作傳感器的外殼;微波傳感器內(nèi)裝于外殼內(nèi)部，外殼的形狀采用半包裹形式，其開口端為微波傳感器的天線端;外殼的內(nèi)部輪廓基于微波仿真技術(shù)設(shè)計，使得外殼對微波信號的反射能力降至最低;微波傳感器內(nèi)裝于外部設(shè)備內(nèi)部，微波傳感器的天線端指向外部設(shè)備的外部，微波傳感器與電梯內(nèi)部之間通過外殼相互隔離。
[0042]這種設(shè)計方式通過電磁屏蔽材料制得的外殼把前部的微波天線和其他扶梯內(nèi)部空間隔離開，因而微波天線發(fā)送的微波信號通過導(dǎo)向和反射后均向微波正前方發(fā)射出去，后部扶梯內(nèi)部基本不存在反射的微波信號，這樣扶梯內(nèi)部器件的機械運動和機械振動不會產(chǎn)生多普勒噪聲，從源頭上去除了噪聲源，提高了信噪比和穩(wěn)定性?；谖⒉ǚ抡婕夹g(shù)原理設(shè)計外殼的輪廓:依據(jù)微波天線的微波發(fā)射包絡(luò)特征設(shè)計，并且匹配扶梯內(nèi)部的結(jié)構(gòu)空間，確保微波主包絡(luò)信號不衰減，同時最小化外殼對微波副包絡(luò)的反射引起的噪聲，微波外殼設(shè)計時進行微波模擬以優(yōu)化微波性能和減少外殼引起的反射噪聲。
[0043]優(yōu)選的，所述外殼分為前部外殼和后部外殼；其中，微波傳感器內(nèi)裝于后部外殼內(nèi)，后部外殼輪廓米用微波仿真技術(shù)設(shè)計;前部外殼外套于后部外殼，前部外殼和后部外殼共同起到固定微波傳感器的作用，前部外殼在微波傳感器的微波天線前端留有探測開口，開口面與扶梯前面板緊貼。
[0044]優(yōu)選的，可以通過在后部外殼內(nèi)部貼附一層吸波材料，進一步降低后部外殼內(nèi)壁的微波反射，減小后部外殼對微波天線的輻射包絡(luò)特征的改變。
[0045]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0046]1.本發(fā)明所述微波傳感器可以采用隱藏式安裝方法安裝于全金屬面板結(jié)構(gòu)自動扶梯內(nèi)部，提高扶梯的整體設(shè)計美觀性。
[0047]2.只需一只微波傳感器即可完整的檢測到整個扶梯入口區(qū)域。為客戶節(jié)省成本開支，也減少了安裝調(diào)試時間。
[0048]3.采用微型平板微波天線，可以將傳感器的尺寸最小化，以滿足隱藏式安裝的需求以及扶梯內(nèi)部腔體的空間尺寸。
[0049]4.提供了一種有效而又簡單的消除因為扶梯內(nèi)部器件機械運動和機械振動產(chǎn)生的多普勒噪音的方法，采用該方法可以有效提高復(fù)雜全金屬面板結(jié)構(gòu)的自動扶梯內(nèi)的微波傳感器的穩(wěn)定性和檢測范圍。
【附圖說明】
[0050]圖1.現(xiàn)有隱藏式安裝微波傳感器使用示意圖；
[0051 ]圖2.本發(fā)明隱藏式安裝微波傳感器外殼構(gòu)成示意圖，
[0052]其中:前部外殼1、后部外殼2;
[0053]圖3.本發(fā)明微波傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖4.本發(fā)明微波天線探測場示意圖；
[0055]圖5.本發(fā)明隱藏式安裝微波傳感器使用示意圖。
具體實施例
[0056]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施案例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種隱藏式安裝微波傳感器，包括外殼和微波傳感器。如圖2所不，夕卜殼分為前部外殼I和后部外殼2;其中，微波傳感器內(nèi)裝于后部外殼2內(nèi)，后部外殼2米用半包裹的外殼設(shè)計，后部外殼2開口面為具有微波天線的一側(cè)，后部外殼2的內(nèi)部輪廓米用微波仿真技術(shù)設(shè)計。前部外殼I外套于后部外殼2，前部外殼I和后部外殼2之間通過固定件固定，前部外殼I和后部外殼2共同起到固定微波傳感器的作用。前部外殼I在微波傳感器的微波天線前端留有探測開口，前部外殼I與扶梯前面板緊貼。這種設(shè)計方式通過電磁屏蔽材料制得的外殼把前部的微波天線和其他扶梯內(nèi)部空間隔離開，因而微波天線發(fā)送的微波信號通過導(dǎo)向和反射后均向微波正前方發(fā)射出去，后部扶梯內(nèi)部基本不存在反射的微波信號，這樣扶梯內(nèi)部器件的機械運動和機械振動不會產(chǎn)生多普勒噪聲，從源頭上去除了噪聲源，提高了信噪比和穩(wěn)定性。外殼的輪廓基于微波仿真技術(shù)原理，依據(jù)微波天線的微波發(fā)射包絡(luò)特征設(shè)計，并且匹配扶梯內(nèi)部的結(jié)構(gòu)空間，確保微波主包絡(luò)信號不過多的被衰減，同時最小化外殼對微波副包絡(luò)的反射引起的噪聲。微波外殼設(shè)計時進行微波模擬以優(yōu)化微波性能和減少外殼引起的反射噪聲。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖4所示，本發(fā)明采用的微波傳感器包括:微波天線、信號選頻濾波放大電路、處理器、電源轉(zhuǎn)換模塊、扶梯控制器、輸出單元、狀態(tài)顯示單元和參數(shù)調(diào)節(jié)單元。其中微波天線基于多普勒原理，通過比較發(fā)送信號和接收信號的頻率差，判斷檢測區(qū)域范圍內(nèi)是否存在移動物體。如圖5所示，微波天線可以產(chǎn)生傾斜于天線平面指向目標探測區(qū)域的微波探測場的微型平板微波天線;信號選頻濾波放大電路和分別傳送并放大微波發(fā)送信號和微波接收信號，當移動物體靠近或者遠離時，兩路輸出信號的相位對應(yīng)超前和滯后；同時，信號選頻濾波放大電路和篩選人體正?；顒铀俣确秶鷥?nèi)的信號，忽略其他范圍的頻率信號影響。放大后的信號輸入到處理器內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，處理器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣輸入的模擬放大信號根據(jù)相應(yīng)的邏輯運算將人體移動信號與干擾信號區(qū)分開來，同時進行如下分析判斷:
[0059]S1.判斷識別被探測目標是遠離或者靠近趨勢，如果目標遠離傳感器，則進入步驟4，如目標靠近傳感器則進入步驟2。
[0060]S2.根據(jù)步驟SI的判斷結(jié)果進行進一步分析:首先根據(jù)微波接收信號強度判斷目標是否進入設(shè)定的檢測區(qū)域范圍，如目標的信號強度進入設(shè)定的檢測區(qū)域范圍內(nèi)，則進入步驟3，否則進入步驟4。
[0061]S3.考慮到特殊人群，設(shè)定人體正常的移動速度范圍為不小于5cm/s。根據(jù)步驟S2的判斷結(jié)果，傳感器進一步計算出目標的運動的速度值，并判斷該速度值是否符合在人體正常的移動速度范圍，非正常的目標移動速度被視為干擾而忽略。當檢測到有效的人體運動特征信號后，傳感器輸出啟動控制命令給外部設(shè)備，外部設(shè)備在相應(yīng)時間內(nèi)切換到正常運行狀態(tài)。
[0062]S4.根據(jù)步驟SI或S2的判斷結(jié)果，如被探測目標遠離傳感器或者在探測區(qū)域范圍夕卜，則傳感器輸出無檢測控制命令給外部設(shè)備，傳感器在I分鐘內(nèi)未檢測到有效信號則控制外部設(shè)備切換到節(jié)能運行狀態(tài)或者暫停狀態(tài)。
[0063]輸出單元作為接口轉(zhuǎn)接單元，接收處理器的輸出低壓邏輯控制命令，并轉(zhuǎn)換為扶梯控制器所能識別的高壓控制信號。狀態(tài)顯示單元可以實時顯示傳感器的運行狀態(tài)。參數(shù)調(diào)節(jié)單元可以根據(jù)用戶需要調(diào)節(jié)傳感器的相關(guān)參數(shù)。電源轉(zhuǎn)換模塊可以將來自于扶梯控制器的高壓直流輸入電壓轉(zhuǎn)換為各部件對應(yīng)需要的低壓直流電源。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電源轉(zhuǎn)換模塊20將來自于扶梯控制器10的24V高壓電源通過DC/DC降壓電路模塊轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品正常工作所需的+5V直流穩(wěn)壓電壓源，為電路的其他模塊單元提供電壓源。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，電源轉(zhuǎn)換模塊20將來自于扶梯控制器10的12V高壓電源通過DC/DC降壓電路模塊轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品正常工作所需的+3V直流穩(wěn)壓電壓源，為電路的其他模塊單元提供電壓源。
[0066]采用本發(fā)明所述隱藏式安裝微波傳感器，只需在每個扶梯的入口處安裝一個微波傳感器就足夠覆蓋客戶所需要的檢測區(qū)域。從而，降低了扶梯的整體成本，也節(jié)約了傳感器的安裝調(diào)試的時間。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，外殼材料選用具有屏蔽電磁波輻射功能的PC功能材料或者ABS功能材料制造。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，外殼材料選用具有屏蔽電磁波輻射功能的PC復(fù)合材料或者ABS復(fù)合材料制造。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，探測信號采用5.SGHz頻率信號。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，探測信號采用10.5GHz頻率信號。
[0071]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，探測信號采用24GHz頻率信號，該頻率的微波傳感器，分辨率高，反應(yīng)靈敏，波束角度小，感應(yīng)范圍和角度集中，對人體的潛在危害性更低。
[0072]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明所述傳感器的尺寸為45mmX 32mm X 17mm，增加屏蔽罩后，總體尺寸增加到66mm X 36mm X 35mm。
[0073]本發(fā)明還提供了一種微波傳感器噪聲抑制方法，該方法為:首先，采用具有屏蔽電磁波輻射功能的PC功能材料制造微波傳感器的后部外殼并且在后部外殼內(nèi)部貼附吸波材料，進一步降低后部外殼內(nèi)壁的微波反射，減小后部外殼對微波天線的福射包絡(luò)特征的改變。其次，后部外殼采用半包裹設(shè)計，其開口面為具有微波天線的一面。前部外殼采用具有屏蔽電磁波輻射功能的PC功能材料制造，前部外殼與后部外殼共同內(nèi)裝固定微波傳感器，前部外殼靠近電梯面板的一端于微波天線處設(shè)有開口，以便微波探測信號的發(fā)出及反饋信號的接收。
[0074]這種設(shè)計方式通過電磁屏蔽材料制得的外殼把前部的微波天線和其他的扶梯內(nèi)部空間隔離開，因而微波天線發(fā)送的微波信號通過導(dǎo)向和反射后均向微波正前方發(fā)射出去，后部扶梯內(nèi)部基本不存在反射的微波信號，這樣扶梯內(nèi)部器件的機械運動和機械振動不會產(chǎn)生多普勒噪聲，從源頭上去除了噪聲源，提高了信噪比和穩(wěn)定性。最后，基于微波仿真技術(shù)原理設(shè)計外殼的輪廓:依據(jù)微波天線的微波發(fā)射包絡(luò)特征設(shè)計，并且匹配扶梯內(nèi)部的結(jié)構(gòu)空間，確保微波主包絡(luò)信號不衰減，同時最小化外殼對微波副包絡(luò)的反射引起的噪聲，微波外殼設(shè)計時進行微波模擬以優(yōu)化微波性能和減少外殼輪廓引起的反射噪聲。
[0075]該方法通過采用特殊塑料材質(zhì)注塑成的微波信號外殼，并依據(jù)微波天線的微波發(fā)射包絡(luò)特征設(shè)計輪廓，匹配扶梯內(nèi)部的結(jié)構(gòu)空間，確保微波主包絡(luò)信號不被過多的衰減，同時最小化外殼對微波副包絡(luò)的反射引起的噪聲。微波外殼設(shè)計時進行微波模擬以優(yōu)化微波性能和減少外殼引起的反射采用該外殼設(shè)計方案，產(chǎn)品的最大檢測距離和覆蓋區(qū)域范圍都不會受到影響，提高了微波傳感器的信噪比和穩(wěn)定性，可以實現(xiàn)對更大區(qū)域的有效檢測。
[0076]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，外殼材料選用具有屏蔽電磁波輻射功能的ABS功能材料。
[0077]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0078]1.本發(fā)明所述微波傳感器可以采用隱藏式安裝方法安裝于全金屬面板結(jié)構(gòu)自動扶梯內(nèi)部，提高扶梯的整體設(shè)計美觀性。
[0079]2.只需一只微波傳感器即可完整的檢測到整個扶梯入口區(qū)域。為客戶節(jié)省成本開支，也減少了安裝調(diào)試時間。
[0080]3.采用微型平板微波天線，可以將傳感器的尺寸最小化，以滿足隱藏式安裝的需求以及扶梯內(nèi)部腔體的空間尺寸。
[0081]4.提供了一種有效而又簡單的消除因為扶梯內(nèi)部器件機械運動和機械振動產(chǎn)生的多普勒噪音的方法，采用該方法可以有效提高復(fù)雜全金屬面板結(jié)構(gòu)的自動扶梯內(nèi)的微波傳感器的穩(wěn)定性和檢測范圍。
[0082]應(yīng)該注意到并理解，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所要求的精神和范圍的情況下，能夠?qū)ι鲜鲈敿毭枋龅谋景l(fā)明做出各種修改和改進。因此，要求保護的技術(shù)方案的范圍不受所給出的任何特定示范教導(dǎo)的限制。
【主權(quán)項】
1.一種隱藏式安裝微波傳感器，包括外殼和微波傳感器，其特征在于，外殼的輪廓基于微波仿真技術(shù)設(shè)計，使得外殼對微波信號的反射能力降至最低;微波傳感器包括:微波天線、信號選頻濾波放大電路單元、處理器、電源模塊和控制模塊，其中微波天線采用平板天線，探測獲取的信號通過信號選頻濾波放大電路單元傳輸至處理器，處理器分析判斷運動物體的運動趨勢后形成控制指令并發(fā)送至控制模塊，控制模塊根據(jù)獲取的控制指令控制外部設(shè)備運動，電源模塊為各組件提供電能； 所述外殼將微波傳感器嚴密包裹僅外露微波天線指向目標探測區(qū)域的一側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述隱藏式安裝微波傳感器，其特征在于，信號選頻濾波放大電路單元采用雙通道設(shè)計，處理器通過比較兩通道信號的相位差可以判斷人體靠近或者遠離的運動方向趨勢。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述隱藏式安裝微波傳感器，其特征在于，所述外殼分為前部外殼和后部外殼;其中，微波傳感器內(nèi)裝于后部外殼內(nèi)，后部外殼輪廓采用微波仿真技術(shù)設(shè)計;前部外殼外套于后部外殼，前部外殼和后部外殼共同起到固定微波傳感器的作用，前部外殼在微波傳感器的微波天線前端一側(cè)留有探測開口。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述隱藏式安裝微波傳感器，其特征在于，所述處理器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、分析模塊和指令傳輸模塊，其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與信號選頻濾波放大電路單元連接，可以將探測到的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并傳輸至分析模塊;分析模塊根據(jù)獲取的數(shù)字信號進行分析判斷，同時根據(jù)分析判斷結(jié)果形成控制指令并通過指令傳輸模塊將控制指令發(fā)送至控制模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述隱藏式安裝微波傳感器，其特征在于，所述分析模塊的分析判斷包括以下步驟: 51.判斷識別被探測目標是遠離或者靠近趨勢，如果目標遠離傳感器， 則進入步驟4，如目標靠近傳感器則進入步驟2; 52.根據(jù)步驟SI的判斷結(jié)果進行進一步分析:首先根據(jù)微波接收信號強度判斷目標是否進入設(shè)定的檢測區(qū)域范圍，如目標的信號強度進入設(shè)定的檢測區(qū)域范圍內(nèi)，則進入步驟3，否則進入步驟4; 53.根據(jù)步驟S2的分析結(jié)果，傳感器進一步計算出目標的運動的速度值，并判斷該速度值是否符合在人體正常的移動速度范圍，非正常的目標移動速度被視為干擾而忽略；當檢測到有效的人體運動特征信號后，傳感器輸出啟動控制命令給外部設(shè)備，外部設(shè)備在相應(yīng)時間內(nèi)切換到正常運行狀態(tài)； 54.根據(jù)步驟SI或S2的判斷結(jié)果，如被探測目標遠離傳感器或者在探測區(qū)域范圍外，則傳感器輸出無檢測控制命令給外部設(shè)備，傳感器在一定時間內(nèi)未檢測到有效信號則控制外部設(shè)備切換到節(jié)能怠速運行狀態(tài)或者暫停狀態(tài)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述隱藏式安裝微波傳感器，其特征在于，所述電源模塊為DC/DC降壓模塊，將來外部設(shè)備的高壓輸入電壓轉(zhuǎn)換為低壓直流電源。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述隱藏式安裝微波傳感器，其特征在于，還包括:輸出單元、參數(shù)調(diào)節(jié)單元和狀態(tài)顯示單元;其中: 輸出單元一端與處理器連接，另一端與扶梯控制器連接，可將處理器發(fā)出的低壓控制信號轉(zhuǎn)化為扶梯控制器可以接收的高壓控制信號； 參數(shù)調(diào)節(jié)單元一端與處理器連接，另一端外露于微波處理器外殼，為參數(shù)輸入端，用戶可以通過參數(shù)調(diào)節(jié)單元根據(jù)需要調(diào)節(jié)傳感器的設(shè)置參數(shù)； 狀態(tài)顯示單元一端與處理器連接，另一端外露于微波處理器外殼，為狀態(tài)顯示端，可以顯示傳感器當前運行狀態(tài)。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一所述隱藏式安裝微波傳感器，其特征在于，所述外殼均采用具有屏蔽電磁波輻射的材料制得。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述隱藏式安裝微波傳感器，其特征在于，該微波傳感器運用于自動扶梯領(lǐng)域。10.—種隱藏式安裝微波傳感器噪聲抑制方法，其特征在于，采用具有電磁屏蔽功能的材料制作傳感器的外殼;微波傳感器內(nèi)裝于外殼內(nèi)部，外殼的形狀米用半包裹形式，其開口端為微波傳感器的天線端;外殼的內(nèi)部輪廓基于微波仿真技術(shù)設(shè)計，使得外殼對微波信號的反射能力降至最低;微波傳感器內(nèi)裝于外部設(shè)備內(nèi)部，微波傳感器的天線端指向外部設(shè)備的外部，微波傳感器與電梯內(nèi)部之間通過外殼相互隔離。
【文檔編號】G01S13/88GK106054178SQ201610406008
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月10日
【發(fā)明人】劉冀湘, 蘇丹, 王 忠
【申請人】比業(yè)電子（北京）有限公司