CN105632162A - 一种基于红外阵列感应的智能开关 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于红外阵列感应的智能开关，包括红外发射模块和红外接收模块，红外发射模块持续发出红外光线，红外光线在有效感应距离内遇到人手并反射回到红外接收模块，红外接收模块将采集到的红外光线在各方向上的强度值存入缓存部分，数据处理模块对缓存部分中不断更新的红外光线的强度值进行计算，得出人手的运动趋势，数据处理模块根据运动趋势判断出用户意图，并通过有线/无线的方式向开关所对应的家居设备发出控制命令；本发明产品解决了普通机械开关体积庞大，占用墙面面积较大、影响墙体美观的缺陷，同时相比普通感应开关增加了更多的控制功能，丰富了操作乐趣，使用简单方便，智能化程度高。
Description
技术领域
本发明属于智能家居***领域，涉及一种基于红外阵列感应的智能开关。
背景技术
智能开关是在电子墙壁开关的基础上演变而来的，是对原有翘板式机械开关颠覆性革命，从爱迪生1879年发明电灯泡开始，就有了简单的机械开关，一百多年过去了，当代的墙壁开关无根本性改变，没有任何突破性发展，仍沿用机械式的开关方式，直到1992年，电子技术才开始进入墙壁开关领域，起初仅只是用于公共走廊中的声控延时开关，触摸延时开关。到了2000年人体热释传感器的广泛应用，延时开关有了重大的发展，人体感应开关逐渐代替声控延时开关和触摸延时开关，与此同时用可控硅相位控制的调光调速开关也孕育而生，旋钮式调光开关，主要适用于白炽灯，旋钮式调速开关，主要适用于风扇电机。以上这几种开关虽说从传统的机械模式进入到了电子模式，但其功能相对简单，仅只是在特定场合下使用，对传统的机械开关无法形成冲击和取代，另外由于现有的墙壁开关的布线格局中绝大多数只是单火线接入方式，零线直接引到负载，在开关中只有火线没有零线，不能形成回路，无法正常供电，这样限制了许多电子技术的引进和应用，十几年电子技术在墙壁开关中的发展一直在初期简单功能阶段徘徊，始终只有五种类型：触摸延时开关，声控延时开关，人体感应延时开关（PIR），旋钮调光开关，旋钮调速开关。
但目前的智能开关由于结构原理较为复杂，导致开关本身体积较大，安装在墙面上，占据了较大的空间和墙面面积，同时影响美观。
现检索到专利“一种可控制家用电器的手势控制智能开关”（201510523348.3），公开了“红外发射模块与所述微处理器的红外发射端口连接，红外接收模块与微处理器的红外接收端口连接，无线通讯模块或有线通讯模块与微处理器的通讯端口连接”，以及“实现了多方位多角度的手势动作信息输入对智能开关的控制，还实现了用手机通过本发明的智能开关对具有红外功能的家用电器的远程控制和防盗功能，免接触的手势控制，避免了病毒细菌的交叉感染”；该产品虽然可以通过手势识别来控制电器设备，但只能控制其开启、关闭以及一些简单的操控，功能单一，在实用性上还不如机械开关功能齐全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种基于红外阵列感应的智能开关，本发明产品通过红外光线的发送与接收，计算得出人手的运动趋势，从而判断用户的意图，然后对控制智能装置进行控制，解决了普通机械开关体积庞大，占用墙面面积较大、影响墙体美观的缺陷，同时相比普通感应开关增加了更多的控制功能，丰富了操作乐趣，使用简单方便，智能化程度高。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种基于红外阵列感应的智能开关，包括数据处理模块、存储模块和电源模块，电源模块向整个智能开关进行供电，存储模块包括缓存部分和普存部分，还包括红外发射模块和红外接收模块；
红外发射模块持续发出红外光线，红外光线在有效感应距离内遇到人手并反射回到红外接收模块，红外接收模块将采集到的红外光线在各方向上的强度值存入缓存部分，红外接收模块从上下左右四个方向进行红外光线强度值的数据采集，采集到红外光线强度值Y1、Y1′、X1′、X1为一组；
数据处理模块对缓存部分中不断更新的红外光线的强度值进行计算，得出人手的运动趋势，数据处理模块根据运动趋势判断出用户意图，并通过有线/无线的方式向开关所对应的家居设备发出控制命令。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述红外接收模块包括光敏二极管阵列。
前述红外接收模块的有效感应距离可根据红外发射模块发出的红外光线的强度进行控制，有效感应距离为0-50cm。
前述运动趋势包括向上、向下、向左、向右、顺时针旋转、逆时针旋转、靠近及远离。
前述普存部分中预存储有不同运动趋势所对应的控制命令。
进一步的，
数据处理模块若通过无线的方式向开关所对应的智能设备发出控制命令，则无线方式为无线通信模式，包括采用ZigBee、蓝牙、Z-Wave或WiFi无线通信协议进行数据传输。
可通过智能移动终端与智能开关进行无线连接，并对不同运动趋势所对应的控制命令进行用户个性化设置。
本发明的有益效果是：
本发明设计的智能开关，通过发出红外光线，红外光线遇到人手反射回来，根据采集到的红外光线强度值，判断人手的运动趋势，从而分析用户的意图，根据分析结果向对应的家居设备发出指令，进行控制。
本发明智能开关可采用有线或无线两种方式与家居设备进行连接，采用有线方式将智能开关与家居设备连接，产品结构简单，安装方便；采用无线方式，则在智能开关中增加无线通信模块，用于与家居设备的无线连接与控制，操作简单，还可以采用手机等智能移动终端对手势对应的控制命令进行个性化设置，更加人性化。
本发明产品解决了普通机械开关体积庞大，占用墙面面积较大、影响墙体美观的缺陷，同时相比普通感应开关增加了更多的控制功能，丰富了操作乐趣，使用简单方便，智能化程度高。
附图说明
图1为本发明的原理图；
图2为红外接收模块上四个方向的红外光线强度值示意图；
图3为缓存部分存储的红外光线强度值示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种基于红外阵列感应的智能开关，如图1所示，包括数据处理模块、存储模块和电源模块，电源模块向整个智能开关进行供电，存储模块包括缓存部分和普存部分，还包括红外发射模块和红外接收模块；
红外发射模块持续发出红外光线，红外光线在有效感应距离内遇到人手并反射回到红外接收模块，红外接收模块将采集到的红外光线在各方向上的强度值存入缓存部分，红外接收模块从上下左右四个方向进行红外光线强度值的数据采集，如图2所示，采集到红外光线强度值Y1、Y1′、X1′、X1为一组；
如图3所示，通过红外接收模块不断采集红外光线强度值，并顺序存储在缓存部分中，表示为（Y1、Y1′、X1′、X1）、（Y2、Y2′、X2′、X2）、（Y3、Y3′、X3′、X3）、（Y4、Y4′、X4′、X4）……，待存满缓存部分，新数据补充进来，旧数据被覆盖，数据处理模块对缓存部分中不断更新的红外光线的强度值进行计算，得出人手的运动趋势，数据处理模块根据运动趋势判断出用户意图，并通过有线/无线的方式向开关所对应的家居设备发出控制命令。
前述红外接收模块包括光敏二极管阵列；红外接收模块的有效感应距离可根据红外发射模块发出的红外光线的强度进行控制，有效感应距离为0-50cm；运动趋势包括向上、向下、向左、向右、顺时针旋转、逆时针旋转、靠近及远离；普存部分中预存储有不同运动趋势所对应的控制命令。
以智能灯为例，手势向上为开灯，手势向下为关灯，向左为降低亮度，向右为提高亮度，顺时针旋转灯光调为黄色，逆时针旋转灯光调为白色。
以智能空调为例，手势向上为开机，手势向下为关机，向左为降低温度，向右为升高温度，顺时针旋转为制冷，逆时针旋转为制热，靠近减小风速，远离增大风速。
数据处理模块若通过无线的方式向开关所对应的智能设备发出控制命令，则无线方式为无线通信模式，包括采用ZigBee、蓝牙、Z-Wave或WiFi无线通信协议进行数据传输；可通过智能移动终端与智能开关进行无线连接，并对不同运动趋势所对应的控制命令进行用户个性化设置。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于红外阵列感应的智能开关，包括数据处理模块、存储模块和电源模块，所述电源模块向整个智能开关进行供电，所述存储模块包括缓存部分和普存部分，其特征在于，还包括红外发射模块和红外接收模块；
所述红外发射模块持续发出红外光线，所述红外光线在有效感应距离内遇到人手并反射回到红外接收模块，所述红外接收模块将采集到的红外光线在各方向上的强度值存入所述缓存部分，所述红外接收模块从上下左右四个方向进行红外光线强度值的数据采集，采集到红外光线强度值Y1、Y1′、X1′、X1为一组；
所述数据处理模块对缓存部分中不断更新的红外光线的强度值进行计算，得出人手的运动趋势，数据处理模块根据运动趋势判断出用户意图，并通过有线/无线的方式向开关所对应的家居设备发出控制命令。
2.根据权利要求1所述的基于红外阵列感应的智能开关，其特征在于，所述红外接收模块包括光敏二极管阵列。
3.根据权利要求1所述的基于红外阵列感应的智能开关，其特征在于，所述红外接收模块的有效感应距离可根据红外发射模块发出的红外光线的强度进行控制，有效感应距离为0-50cm。
4.根据权利要求1所述的基于红外阵列感应的智能开关，其特征在于，所述运动趋势包括向上、向下、向左、向右、顺时针旋转、逆时针旋转、靠近及远离。
5.根据权利要求1或4所述的基于红外阵列感应的智能开关，其特征在于，所述普存部分中预存储有不同运动趋势所对应的控制命令。
6.根据权利要求1所述的基于红外阵列感应的智能开关，其特征在于，所述数据处理模块若通过无线的方式向开关所对应的智能设备发出控制命令，则无线方式为无线通信模式，包括采用ZigBee、蓝牙、Z-Wave或WiFi无线通信协议进行数据传输。
7.根据权利要求6所述的基于红外阵列感应的智能开关，其特征在于，可通过智能移动终端与智能开关进行无线连接，并对不同运动趋势所对应的控制命令进行用户个性化设置。
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