本發(fā)明涉及人體存在式感應(yīng)領(lǐng)域，尤其涉及一種陣列紅外熱電堆傳感裝置及傳感方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，存在多種對(duì)指定區(qū)域內(nèi)活動(dòng)人體的監(jiān)測(cè)方式，例如熱釋電監(jiān)測(cè)、微波監(jiān)測(cè)、紅外對(duì)管監(jiān)測(cè)及等單元熱電堆紅外傳感器監(jiān)測(cè)。但上述各方式均存在一定缺點(diǎn)，以下分別列出。

熱釋電監(jiān)測(cè)的缺點(diǎn)包括：1、只對(duì)活動(dòng)的人體有信號(hào)輸出，對(duì)靜止的人體沒(méi)有響應(yīng)輸出；2、只對(duì)活動(dòng)頻率較低(0.1Hz-10Hz)的人體產(chǎn)生信號(hào)輸出，對(duì)活動(dòng)頻率超過(guò)10Hz的人體活動(dòng)無(wú)響應(yīng)輸出。

微波監(jiān)測(cè)的缺點(diǎn)包括：1、只對(duì)運(yùn)動(dòng)的人體有響應(yīng)輸出，對(duì)靜止的人體沒(méi)有響應(yīng)輸出；2、自身對(duì)外產(chǎn)生電磁輻射。

紅外對(duì)管監(jiān)測(cè)的缺點(diǎn)包括：1、監(jiān)測(cè)距離有限(一般小于50厘米)；2、監(jiān)測(cè)角度小(只對(duì)探頭正前方位置有響應(yīng))。

單元熱電堆紅外傳感器監(jiān)測(cè)的缺點(diǎn)包括：1、信號(hào)弱，實(shí)現(xiàn)的探測(cè)范圍小，只有2-3米的距離。不使用透鏡，探測(cè)距離短；使用透鏡可以增加部分探測(cè)距離，但探測(cè)角度變窄。此外，使用單元紅外熱電堆傳感器的劣勢(shì)還在于單元探測(cè)的區(qū)域比較大，當(dāng)人體距離傳感器較遠(yuǎn)的時(shí)候，人體占其探測(cè)范圍的比重很低。人體在與不在探測(cè)范圍，所引起的熱電堆紅外傳感器的響應(yīng)電壓變化很小，不足以用于判斷人體是否在探測(cè)范圍內(nèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種改進(jìn)的陣列紅外熱電堆傳感裝置及傳感方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種陣列紅外熱電堆傳感裝置，包括

傳感模塊，與一外部探測(cè)區(qū)域相對(duì)應(yīng)，所述傳感模塊包括多個(gè)探測(cè)單元，且多個(gè)所述探測(cè)單元的探測(cè)范圍將所述探測(cè)區(qū)域劃分為多個(gè)分區(qū)域，每個(gè)所述探測(cè)單元感應(yīng)所對(duì)應(yīng)分區(qū)域的溫度數(shù)據(jù)并分別輸出一響應(yīng)信號(hào)；以及

處理模塊，與所述傳感模塊相連接并接收所述響應(yīng)信號(hào)，且根據(jù)所述響應(yīng)信號(hào)分析所述探測(cè)區(qū)域中各分區(qū)域的溫差變化數(shù)據(jù)，并在所述溫差變化數(shù)據(jù)超過(guò)一跳變閾值時(shí)，輸出所述探測(cè)區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的判斷信號(hào)。

優(yōu)選地，所述處理模塊還包括一第一統(tǒng)計(jì)單元，統(tǒng)計(jì)所有所述溫差變化數(shù)據(jù)超過(guò)所述跳變閾值的分區(qū)域的數(shù)量，并在統(tǒng)計(jì)數(shù)量超過(guò)一數(shù)量閾值時(shí)，輸出所述探測(cè)區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的第一比較信號(hào)，所述判斷信號(hào)包括所述第一比較信號(hào)。

優(yōu)選地，所述處理模塊還包括一第二統(tǒng)計(jì)單元，統(tǒng)計(jì)所有所述溫差變化數(shù)據(jù)超過(guò)所述跳變閾值的面積，計(jì)算出統(tǒng)計(jì)面積占所述探測(cè)區(qū)域面積的面積占比，并在所述面積占比超過(guò)一面積占比閾值時(shí)，輸出所述探測(cè)區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的第二比較信號(hào)，所述判斷信號(hào)包括所述第二比較信號(hào)。

優(yōu)選地，所述處理模塊還包括一人體感測(cè)單元，在至少一個(gè)探測(cè)單元的當(dāng)前溫度為36-37.5℃時(shí)，輸出所述判斷信號(hào)；

和/或，

所述處理模塊還包括一寵物豁免單元，在至少一個(gè)探測(cè)單元的當(dāng)前溫度為38-39.5℃時(shí)，取消輸出所述判斷信號(hào)。

優(yōu)選地，所述傳感模塊中，所述探測(cè)單元為的數(shù)量為16個(gè)，且呈4×4陣列式排布。

優(yōu)選地，所述傳感模塊為熱電堆紅外傳感器。

優(yōu)選地，所述處理模塊包括MCU芯片和/或集成電路。

還提供一種陣列紅外熱電堆傳感方法，使用傳感裝置，所述方法包括如下步驟：

A：所述傳感模塊中多個(gè)所述探測(cè)單元的探測(cè)范圍將所述探測(cè)區(qū)域劃分為多個(gè)分區(qū)域，每個(gè)所述探測(cè)單元感應(yīng)所對(duì)應(yīng)分區(qū)域的溫度數(shù)據(jù)并分別輸出一響應(yīng)信號(hào)；

B：所述處理模塊將各分區(qū)域的溫度數(shù)據(jù)分別采樣；

C：所述處理模塊判斷各分區(qū)域的溫差變化數(shù)據(jù)是否超過(guò)跳變閾值，若是，則執(zhí)行步驟D；若否，則返回步驟B；

D：輸出所述分區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的判斷信號(hào)。

優(yōu)選地，還包括步驟：所述處理模塊還包括一第一統(tǒng)計(jì)單元，所述還包括一第一統(tǒng)計(jì)單元，統(tǒng)計(jì)所有所述溫差變化數(shù)據(jù)超過(guò)所述跳變閾值的分區(qū)域的數(shù)量，并判斷統(tǒng)計(jì)數(shù)量是否超過(guò)一數(shù)量閾值，若是，則輸出所述探測(cè)區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的第一比較信號(hào)，所述判斷信號(hào)包括所述第一比較信號(hào)；若否，則返回步驟B。

優(yōu)選地，還包括步驟：所述處理模塊還包括一第二統(tǒng)計(jì)單元，統(tǒng)計(jì)所有所述溫差變化數(shù)據(jù)超過(guò)所述跳變閾值的面積，計(jì)算出統(tǒng)計(jì)面積占所述探測(cè)區(qū)域面積的面積占比，并判斷所述面積占比是否超過(guò)一面積占比閾值，若是，則輸出所述探測(cè)區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的第二比較信號(hào)，所述判斷信號(hào)包括所述第二比較信號(hào)；若否，則返回步驟B。

實(shí)施本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的陣列紅外熱電堆傳感裝置及傳感方法中，將探測(cè)區(qū)域劃分為多個(gè)分區(qū)域并進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)感應(yīng)，并在溫差變化數(shù)據(jù)超過(guò)一跳變閾值時(shí)，輸出探測(cè)區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的判斷信號(hào)，從而通過(guò)對(duì)探測(cè)單元數(shù)量及響應(yīng)信號(hào)的跳變量進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)探測(cè)區(qū)域內(nèi)的人體存在式監(jiān)控。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是本發(fā)明一些實(shí)施例中陣列紅外熱電堆傳感裝置的模塊示意圖；

圖2是本發(fā)明一些實(shí)施例中陣列紅外熱電堆傳感方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

圖1示出了本發(fā)明一些實(shí)施例中的陣列紅外熱電堆傳感裝置，利用了熱電堆紅外傳感器的響應(yīng)電壓與其探測(cè)區(qū)域內(nèi)的紅外輻射總量相關(guān)的原理，通過(guò)使用中遠(yuǎn)紅外熱電堆傳感器進(jìn)行非接觸、被動(dòng)探測(cè)并使用MCU運(yùn)算，達(dá)到人體存在式感應(yīng)的目的。即有人在探測(cè)區(qū)域內(nèi)時(shí)有響應(yīng)輸出，并對(duì)探測(cè)區(qū)域是否有人進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，到達(dá)智能控制的目的。本發(fā)明實(shí)施例中的陣列紅外熱電堆傳感裝置還具有響應(yīng)快(100ms以內(nèi))、指定區(qū)域內(nèi)無(wú)盲區(qū)、非接觸式、被動(dòng)式、監(jiān)測(cè)距離可以到5米或者更遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。陣列紅外熱電堆傳感裝置包括傳感模塊10和處理模塊20，傳感模塊10用于感應(yīng)溫度數(shù)據(jù)，處理模塊20用于分析溫差變化數(shù)據(jù)，并判斷探測(cè)區(qū)域內(nèi)是否有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)。

其中，傳感模塊10與一外部探測(cè)區(qū)域相對(duì)應(yīng)。傳感模塊10包括多個(gè)探測(cè)單元11，且多個(gè)探測(cè)單元11的探測(cè)范圍將探測(cè)區(qū)域劃分為多個(gè)分區(qū)域，每個(gè)探測(cè)單元11感應(yīng)所對(duì)應(yīng)分區(qū)域的溫度數(shù)據(jù)并分別輸出一響應(yīng)信號(hào)。本實(shí)施例使用小陣列紅外熱電堆電傳感器對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行視場(chǎng)劃分，將探測(cè)區(qū)域劃分為多個(gè)、或十多個(gè)乃至數(shù)十個(gè)區(qū)域。作為選擇，傳感模塊10中探測(cè)單元11為的數(shù)量可為至少三個(gè)，只要可以滿足對(duì)應(yīng)各個(gè)分區(qū)域進(jìn)行探測(cè)并實(shí)現(xiàn)響應(yīng)的探測(cè)功能即可。優(yōu)選地，傳感模塊10中探測(cè)單元11為的數(shù)量為16個(gè)，且呈4×4陣列式排布。

優(yōu)選地，本實(shí)施例中的傳感方式為熱電堆紅外傳感方式，即傳感模塊10為熱電堆紅外傳感器。使用陣列熱電堆紅外傳感器的優(yōu)勢(shì)在于，其將探測(cè)區(qū)域分割成多個(gè)小的分區(qū)域，即便人體距離傳感器較遠(yuǎn)，人體在某個(gè)小的探測(cè)區(qū)域中所占的比重依然很高。人體在與不在探測(cè)區(qū)域，所引起的傳感器電壓響應(yīng)也足以用于判斷人體是否在該探測(cè)區(qū)域范圍內(nèi)。同時(shí)可以根據(jù)人體的體型特征及運(yùn)動(dòng)特征，可以進(jìn)一步精確判斷是否有人在探測(cè)區(qū)域范圍內(nèi)。

處理模塊20與傳感模塊10相連接并接收響應(yīng)信號(hào)，且根據(jù)響應(yīng)信號(hào)分析探測(cè)區(qū)域中各分區(qū)域的溫差變化數(shù)據(jù)，并在溫差變化數(shù)據(jù)超過(guò)一跳變閾值時(shí)，輸出探測(cè)區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的判斷信號(hào)。作為選擇，該跳變閾值可為0.1mV、0.5mV、1mV等數(shù)值，可以根據(jù)具體需求進(jìn)行設(shè)定。優(yōu)選地，處理模塊20包括MCU芯片和/或集成電路，或者，處理模塊20也可以為其他形式的功能模塊，只要可以實(shí)現(xiàn)響應(yīng)的功能即可。在一些實(shí)施例中，處理模塊20包括第一統(tǒng)計(jì)單元21、第二統(tǒng)計(jì)單元22、人體感測(cè)單元23和/或?qū)櫸锘砻鈫卧?4。

第一統(tǒng)計(jì)單元21用于統(tǒng)計(jì)所有溫差變化數(shù)據(jù)超過(guò)跳變閾值的分區(qū)域的數(shù)量，并在統(tǒng)計(jì)數(shù)量超過(guò)一數(shù)量閾值時(shí)，輸出探測(cè)區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的第一比較信號(hào)，判斷信號(hào)包括第一比較信號(hào)。作為選擇，數(shù)量閾值可以根據(jù)具體需求進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選為1。或者，數(shù)量閾值也可以為其他數(shù)值，例如2、3、5等。

第二統(tǒng)計(jì)單元22用于統(tǒng)計(jì)所有溫差變化數(shù)據(jù)超過(guò)跳變閾值的面積，計(jì)算出統(tǒng)計(jì)面積占探測(cè)區(qū)域面積的面積占比，并在面積占比超過(guò)一面積占比閾值時(shí)，輸出探測(cè)區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的第二比較信號(hào)，判斷信號(hào)包括第二比較信號(hào)。作為選擇，面積占比閾值可以根據(jù)具體需求進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選為12.5％。或者，面積閾值也可以為其他數(shù)值，例如10％、25％等。

人體感測(cè)單元23用于感測(cè)目標(biāo)對(duì)象是否是人體。人體感測(cè)單元23在至少一個(gè)探測(cè)單元11的當(dāng)前溫度為36-37.5℃時(shí)，輸出判斷信號(hào)。

寵物豁免單元24用于感測(cè)目標(biāo)對(duì)象是否是貓、狗等寵物，在這種情況下，不發(fā)出判斷信號(hào)。寵物豁免單元24在至少一個(gè)探測(cè)單元11的當(dāng)前溫度為38.5℃以上時(shí)，取消輸出判斷信號(hào)。

圖2示出了本發(fā)明一些實(shí)施例中的陣列紅外熱電堆傳感方法，以下結(jié)合圖1以及上述實(shí)施例中的傳感裝置對(duì)本實(shí)施例中的方法流程進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例中的陣列紅外熱電堆傳感方法包括如下步驟。

首先，在步驟A中，傳感模塊10中多個(gè)探測(cè)單元11的探測(cè)范圍將探測(cè)區(qū)域劃分為多個(gè)分區(qū)域，每個(gè)探測(cè)單元11感應(yīng)所對(duì)應(yīng)分區(qū)域的溫度數(shù)據(jù)并分別輸出一響應(yīng)信號(hào)。優(yōu)選地，本實(shí)施例中的傳感方式為熱電堆紅外傳感方式，即傳感模塊10為熱電堆紅外傳感器。作為選擇，傳感模塊10中探測(cè)單元11為的數(shù)量可為至少三個(gè)，只要可以滿足對(duì)應(yīng)各個(gè)分區(qū)域進(jìn)行探測(cè)并實(shí)現(xiàn)響應(yīng)的探測(cè)功能即可。優(yōu)選地，傳感模塊10中探測(cè)單元11為的數(shù)量為16個(gè)，且呈4×4陣列式排布。

然后，在步驟B中，處理模塊20將各分區(qū)域的溫度數(shù)據(jù)分別采樣。優(yōu)選地，處理模塊20包括MCU芯片和/或集成電路，或者，處理模塊20也可以為其他形式的功能模塊，只要可以實(shí)現(xiàn)響應(yīng)的功能即可。

之后，在步驟C中，處理模塊20判斷各分區(qū)域的溫差變化數(shù)據(jù)是否超過(guò)跳變閾值，若是，則執(zhí)行步驟D；若否，則返回步驟B。作為選擇，該跳變閾值可為0.1mV、0.5mV、1mV等數(shù)值，可以根據(jù)具體需求進(jìn)行設(shè)定。

作為選擇，在一些實(shí)施例中，此處還可包括步驟：處理模塊20還包括一第一統(tǒng)計(jì)單元21，還包括一第一統(tǒng)計(jì)單元21，統(tǒng)計(jì)所有溫差變化數(shù)據(jù)超過(guò)跳變閾值的分區(qū)域的數(shù)量，并判斷統(tǒng)計(jì)數(shù)量是否超過(guò)一數(shù)量閾值，若是，則輸出探測(cè)區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的第一比較信號(hào)，判斷信號(hào)包括第一比較信號(hào)；若否，則返回步驟B。作為選擇，數(shù)量閾值可以根據(jù)具體需求進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選為1。或者，數(shù)量閾值也可以為其他數(shù)值，例如2、3、5等。

作為選擇，在一些實(shí)施例中，此處還可包括步驟：處理模塊20還包括一第二統(tǒng)計(jì)單元22，統(tǒng)計(jì)所有溫差變化數(shù)據(jù)超過(guò)跳變閾值的面積，計(jì)算出統(tǒng)計(jì)面積占探測(cè)區(qū)域面積的面積占比，并判斷面積占比是否超過(guò)一面積占比閾值，若是，則輸出探測(cè)區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的第二比較信號(hào)，判斷信號(hào)包括第二比較信號(hào)；若否，則返回步驟B。作為選擇，面積占比閾值可以根據(jù)具體需求進(jìn)行設(shè)定，優(yōu)選為12.5％?；蛘撸娣e閾值也可以為其他數(shù)值，例如10％、25％等。

最后，在步驟D中，輸出分區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)對(duì)象出現(xiàn)的判斷信號(hào)。

作為選擇，處理模塊20還包括人體感測(cè)單元23，用于感測(cè)目標(biāo)對(duì)象是否是人體。人體感測(cè)單元23在至少一個(gè)探測(cè)單元11的當(dāng)前溫度為36-37.5℃時(shí)，輸出判斷信號(hào)。

作為選擇，處理模塊20還包括寵物豁免單元24，用于感測(cè)目標(biāo)對(duì)象是否是貓、狗等寵物，在這種情況下，不發(fā)出判斷信號(hào)。寵物豁免單元24在至少一個(gè)探測(cè)單元11的當(dāng)前溫度為38.5℃以上時(shí)，取消輸出判斷信號(hào)。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中陣列紅外熱電堆傳感方法的步驟與前述實(shí)施例中陣列紅外熱電堆傳感裝置的各功能模塊相對(duì)應(yīng)，因而不再贅述。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干個(gè)改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。