無線低功耗紅外傳感器的製作方法

2024-04-10 11:38:05

本實用新型涉及酒店智能控制領域，更具體地，涉及無線低功耗紅外傳感器。

背景技術：

酒店客房智能化建設時，需要安裝人體紅外感應器實現人體移動探測功能，目前市場上人體紅外感應器都以外部供電有線通信為主，外部供電失電時，人體紅外移動感應器就失去功能，在酒店客房中，受控電源由主機統一控制，當主機不取電時，受控電源斷開，客房內的用電設備均無電源供應，傳統的紅外感應器是無法正常工作，且客房內存在布線困難，電源線路加通訊線路複雜程度高、酒店改造成本高，現有技術中也存在單獨給紅外傳感器提供一條不斷開的電源線，保持時刻檢測和發送狀態信息，但這樣做成本高且大大提高了能耗，不利於節能。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型要解決的技術問題是提供一種智能休眠喚醒的無線低功耗紅外傳感器。

為解決上述技術問題，本實用新型提供的技術方案是：一種無線低功耗紅外傳感器，包括依次連接的紅外探測器、紅外信號處理晶片和紅外無線通訊模塊，所述紅外探測器、紅外信號處理晶片和紅外無線通訊模塊的輸入端通過電源轉換電路連接受控電源，同時連接充電電池，所述充電電池通過充電管理模塊連接電源轉換電路，所述充電管理模塊還連接並受控於紅外無線通訊模塊。

所述紅外信號處理器還連接靈敏度及感應時間設置開關。

所述紅外無線通訊模塊還連接一鍵智聯開關。

所述紅外無線通訊模塊和充電管理模塊之間還連接有電池電壓檢測模塊。

一種無線低功耗紅外傳感器的控制方法，當無外部供電時，啟動充電電池自我供電，進入休眠模式，當探測到人體時，自動喚醒紅外無線通訊模塊，對紅外信號進行處理並向上級模塊發送當前檢測的狀態信息，收到上級模塊的確認幀後進入休眠模式。

當無外部供電時，啟動充電電池自我供電，進入休眠模式，當紅外探測器探測到人體時，自動喚醒紅外無線通訊模塊，紅外信號處理晶片對紅外信號進行處理並向上級模塊發送當前檢測的狀態信息，收到上級模塊的確認幀後進入休眠模式。本設計採用無線通信，免布線安裝方便； 常態休眠模式的設計，有效控制了能耗，保證在無外部供電時，自帶充電電池能長時間供電，採用探測到人體時觸發喚醒紅外無線通訊模塊的模式，發送完狀態信息後又恢復休眠模式，高效節能，增長電池使用時間。

包括雙通道供電模式，當外部受控電源接通時，受控電壓直接對紅外傳感器供電。本設計採用外部供電和內部電池供電雙電源方案，當外部供電時，人體紅外移動感應器自動切換至外部供電，當外部失電時，內部電池供電，保證人體紅外移動感應器正常工作。

當外部受控電源接通時，檢測模塊檢測充電電池是否欠壓，是則對充電電池進行充電，否則不做處理；當對充電電池進行充電時，同時對充電狀態進行檢測，當電池電壓達到上限時停止充電。

當外部受控電源接通時，電池電壓檢測模塊檢測充電電池是否欠壓，是則發送充電信息給充電管理模塊對充電電池進行充電，否則不做處理；當對充電電池進行充電時，電池電壓檢測模塊還對充電狀態進行檢測，充電完成時及時通過發送停止充電信息控制充電管理模塊斷開對充電電池的充電。

在發送狀態信息的同時還對充電電池的電壓進行檢測並發送至上級模塊。

若紅外信號處理晶片沒收到上級模塊的確認幀，則補發狀態信息後延時設定時間後進入休眠模式。

一種無線低功耗紅外傳感器在酒店管理中的應用，包括上述的無線低功耗紅外傳感器或上述的無線低功耗紅外傳感器的控制方法，為酒店管理平臺不間斷地提供人員信息監測數據。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

本實用新型提供一種無線低功耗紅外傳感器，採用無線通訊設計，人體紅外移動感應器不僅免布線，安裝方便，同時自帶可充電電池，在外部供電停止時可以正常工作，確信客房的信息採集正常運行；常態休眠模式的設計，當紅外感應到人體移動時，喚醒MCU並無線發出紅外檢測信息後進入休眠，實現節約用能，增長電池使用時間。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例紅外傳感器在酒店智能系統中的應用的結構框圖。

圖2為本實用新型實施例RCU主機的結構框圖。

圖3為本實用新型實施例紅外傳感器的結構框圖。

圖4為本實用新型實施例門磁模塊的結構框圖。

圖5為本實用新型實施例RCU主機一鍵智聯程序流程圖。

圖6為本實用新型實施例紅外傳感器和門磁模塊一鍵智聯程序流程圖。

圖7為本實用新型實施例系統節能模式控制程序流程圖。

圖8為本實用新型實施例正常取電模式下節能控制程序流程圖。

圖9為本實用新型實施例防飛單控制程序流程圖。

具體實施方式

為了便於本領域技術人員理解，下面將結合附圖以及實施例對本實用新型進行進一步詳細描述。

如圖1所示，本實施例提供本實用新型所述的無線低功耗紅外傳感器及其控制方法在無線控制的酒店智能系統中的應用，在一個客房單元內，只需設置RCU主機、紅外傳感器和門磁模塊。其中，如圖3所示，紅外傳感器包括依次連接的紅外探測器、紅外信號處理晶片和紅外無線通訊模塊，受控電源通過電源轉換電路連接紅外探測器、紅外信號處理晶片和紅外無線通訊模塊並為其供電，電源轉換電路將來自受控電源的AC220V市電轉換為紅外傳感器所需電源，紅外探測器、紅外信號處理晶片和紅外無線通訊模塊同時連接充電電池，所述充電電池通過充電管理模塊連接電源轉換電路，所述充電管理模塊還連接並受控於紅外無線通訊模塊。在受控電源斷電時，由充電電池為紅外傳感器中的各個組件供電，同時，紅外無線通訊模塊連接充電管理模塊，發送充電信息對充電電池進行充電管理，其中，紅外信號處理晶片還連接靈敏度及感應時間設置開關，用於設置紅外感應的靈敏度和感應延時時間；紅外無線通訊模塊還連接一鍵智聯開關，用於紅外模塊與上級模塊如RCU主機建立通訊聯接。

當AC220V 市電開關打開，模塊整體由AC220V經過電源轉換模塊供電，電池不對模塊供電，此時若電池電壓檢測模塊檢測到電池電量較低時，紅外無線通訊模塊會控制充電管理模塊對充電電池進行充電；

當AC220V市 電開關關閉時，模塊整體由充電電池供電。

當紅外探測器偵測到移動的人體時，經過紅外信號處理晶片處理紅外信號後，喚醒無線通訊模塊，無線通訊模塊被喚醒後，把紅外偵測信息通過無線傳輸，上傳至上級模塊，即本實施例的RCU主機。

RCU主機包括插卡式主機和非插卡式主機，如圖2所示，本實施例RCU主機採用插卡式主機，包括微處理器，內置連接微處理器的WIFI通信模塊和Zigbee通信模塊，通過WIFI通信模塊與連接酒店管理平臺的AP接口通訊連接，通過Zigbee通信模塊與紅外傳感器和門磁模塊通訊連接，通過門磁模塊採集當前房門的開/關狀態、通過紅外傳感器探測客房有/無人存在，為取電、節能提供基礎的信息；還包括射頻解碼插卡模塊，讀取插卡信息進行身份識別；微處理器輸入端連接按鍵電路，在出租房、客人卡時，按下按鍵可以開/關受控電源，其它條件按下按鍵可以關受控電源；同時長按該按鍵5秒鐘，可以進行RCU主機與門磁模塊、紅外傳感器進行Zigbee的一鍵智聯。微處理器輸出端連接繼電器控制模塊，控制客房的受控電源，根據房態信息、身份信息、房門狀態、人員信息等信息實現節能合理用電；微處理器還連結電能計量模塊，控制電能計量模塊對客房用電進行實時監測，電能計量模塊將採集的電量信息發送至微處理器，微處理器再通過WIFI將電量信息發送至酒店管理平臺，為酒店管理提供實時、時段用能信息，幫助酒店合理計劃用電，降低客房能源消耗，提高經濟效益；所述微處理器、按鍵電路、電能計量模塊、繼電器控制模塊、WIFI通信模塊、Zigbee通信模塊及射頻解碼插卡模塊均通過電源處理模塊連接房間電源輸出端，電源處理模塊將房間電源輸出端AC220V供電轉換為各模塊的工作電壓並保持供電狀態，其中房間電源輸出端連接繼電器控制模塊後輸出受控電源，連接客房的其它用電設備，如燈具、電視、空調、插座等。

其中，RCU主機與AP接口採用WIFI連接實現與酒店管理平臺通信；WIFI出廠默認為AP模式，無線RCU主機常按WIFI通信模塊的WIFI按鍵5秒可以使WIFI模塊恢復到出廠模式，可以通手PC、Ipad、手機用網頁方式訪問WIFI模塊，在網頁中設置WIFI參數，設置WIFI模塊為STA模式，並設置連接AP的用戶名及密碼，設置酒店管理平臺的IP位址及埠號。

當受控電源開關打開時，紅外傳感器整體由AC220V經過電源轉換電路供電，充電電池不對模塊供電，此時電池電壓檢測模塊檢測充電電池是否欠壓，若充電電池電量較低時，紅外無線通訊模塊會控制充電管理模塊對電池進行充電，否則不做處理，當對充電電池進行充電時，同時對充電狀態進行檢測，當電池電壓達到上限時停止充電； 當受控電源開關關閉時，模塊整體由充電電池供電。紅外傳感器進入休眠模式， 當紅外探測器偵測到移動的人體時，經過紅外信號處理晶片處理紅外信號後，喚醒紅外無線通訊模塊，紅外無線通訊模塊被喚醒後，把紅外偵測信息通過無線傳輸，上傳至RCU主機，RCU主機的確認幀後繼續進入休眠模式，若紅外信號處理晶片沒收到上級模塊的確認幀，則補發狀態信息後延時設定時間後進入休眠模式。

本實施例公開的可充電的無線紅外感應器，具備市電AC220V轉DC5V的電源轉換電路，具有外部供電以及內部電池兩種電源工作方式，同時帶可充電電路，當有外部供電時而且電池欠壓時對電池進行充電。

當無外部電源供電時，紅外感應器處於休眠模式，當紅外探測器感應到人存在時，自動喚醒紅外無線通信通模塊，對紅外信號進行處理並向RCU主機發送當前檢測的狀態信息，同時檢測當前的電池電壓，把當前的電池電壓值信息發送給RCU主機。收到RCU主機確認幀後進入休眠模式，如果沒收到主機確認幀補發當前狀態信息後延時3秒進入休眠模式，確保模塊在低功耗下工作，延長電池使用時間。當有外部電源供電時，模塊正常工作，並檢測當前是否電池欠壓充電，並檢測充電狀態是否已經完成充電，確保電池充電安全可靠運行。同時實時檢測當前紅外感應信號。

如圖4所示，門磁模塊包括永磁鐵、磁簧開關、門磁無線通訊模塊、供電電池和一鍵智聯按鍵，供電電池直接為整個門磁模塊供電，通過磁簧開關對永磁鐵的靠近和離開作檢測(開關門時)，形成開閉信號後，由門磁無線通訊模塊通過無線傳輸，通知RCU主機房門的開閉狀態。 所述一鍵智聯開關，用於門磁模塊與上級模塊如RCU主機建立通訊聯接；

本實施例所述的無線控制的酒店智能系統通過對客房進行實時監測並管理控制，具體信息的採集有：

房態信息：從酒店管理平臺PMS獲取；

身份識別：由RCU主機插卡或門鎖模塊感應房卡信息獲取；

人員信息：從紅外傳感器探測客房有/無人存在；

房門狀態：從門磁模塊獲取門開/關狀態；

用電信息：由RCU主機的電能計量模塊獲取；

電池電壓：門磁模塊供電電池的採集，在欠壓時提醒用戶更新電池。

如圖5、6所示，所述RCU主機與紅外傳感器和門磁模塊之間的一鍵智聯方式為：通過Zigbee的設置參數（信道號、網絡ID）在RCU主機的8位拔碼開關實現，分別由用按鍵實現RCU主機對門磁模塊、紅外傳感器的Zigbee的參數設置。具體步驟為:將RCU主機按鍵電路的按鍵長按5秒以上，RCU主機Zigbee通信模塊切換到出廠的默認通道號及網絡ID組建網絡，進入等待節點請求參數程序，此時設置默認等待60秒，如果60秒內沒有收到請求指令，則自動切回原設置參數組網；若是進行組網操作，長按RCU主機按鍵5秒以上後，將門磁模塊的一鍵智聯按鍵和紅外傳感器的一鍵智聯開關分別長按3秒切換到出廠默認的通道號及網絡ID入網，入網後向RCU主機請求獲取Zigbee參數，RCU主機接收到門磁模塊和紅外傳感器的請求參數信息後，RCU主機把當前參數返回配置到門磁模塊、紅外傳感器，門磁模塊和紅外傳感器收到當前要設置的Zigbee參數後保存並按該參數重新組網，組網後進入節能休眠模式，從而實現一鍵智聯；如果沒收到主機返回當前參數，間隔3秒補發2次請求指令，默認等待20秒如果沒收到當前參數，進入休眠，節約電池，在下次觸發時再重新請求參數。

為了實現低成本實現客房信息化管理，本產品採用無線方案。主機與酒店管理平臺採用WIFI聯網，無線RCU主機與門磁模塊和紅外感應器採用Zigbee無線通信，現場施工方便；同時Zigbee組網採用自主研發的一鍵智聯方案調試方便，大大減少了現場的調試工作；傳統的Zigbee組網需有專業知識的工作人員對Zigbee進行信道、網絡ID等參數的配置，才能實現Zigbee模塊間的數據通信；本系統採用一鍵組網簡單又便潔，方便用戶調試，無需專業工作人員就能實現組網。

本實施例具有強制節能的功能：根據採集的房態信息、身份信息、人員信息、用電信息等綜合分析正常取電模式、異常取電、臨時取電模式等，如圖7所示，首先從酒店管理平臺獲取房態信息，然後依次判斷房態是否為出租房、判斷該房間RCU主機是插卡式主機還是非插卡式主機、判斷插卡動作、判斷身份信息為客人卡還是非客人卡如員工卡，並設置如下情況：當房態為出租房時，且所使用的是插卡式主機，監測到插卡動作已發生並且身份信息為客人卡時則進入正常取電模式，若身份信息為非客人卡時，則進入臨時取電模式，若上一步驟沒探測到插卡動作，則不做相應動作，繼續監測；當使用的是非插卡式主機時，則判斷房門狀態，門磁模塊是否動作，門鎖模塊獲取身份信息，門磁模塊動作且身份信息為客人卡時，進入正常取電模式，否則不做相應動作，繼續監測；當房態信息為非出租房時，經過插卡式主機和非插卡式主機的識別後判斷插卡動作是否發生或門磁是否動作，是則進入臨時取電模式，系統延時強制斷電。如圖8所示，在正常取電模式時，如果房間無人時，進入節能模式延時節能斷電，本實施例延時30分鐘，可通過系統設置延時時間，實現節約用能。

如圖9所示，本申請同時具有防飛單的功能：本系統對當前房態信息及用電信息實時監測，對非出租房如果用電時間過長、用電量大於正常的服務員打掃衛生的用電量，則系統產生飛單告警信息，同時本系統支持對非出租房異常用電進行強制斷電；從而實現防飛單功能。

本實用新型還具有實現遠程的在線能耗監測與能耗統計分析的功能；可以監測酒店每個客房的實時用電功率，對長期使用大功率的客房可以提前掌握信息實現安全用電；實時監測能耗信息可以對異常用電進行實時監測，實現節能用電；實時用能監測也是為防飛單提供可靠的判斷依據；能耗的統計與分析可以計算客房的單位能耗，時段能耗數據等，幫助酒店合理計劃用電，降低客房能源消耗，提高經濟效益；也幫助酒店更好的穩健發展。

客房的電器用電受RCU主機繼電器控制，在插卡取電或門鎖信息取電時繼電器閉合供電，通過對房態信息、身份信息、人員信息綜合判斷正常取電還是異常取電，當異常取電時，延時強制斷電實現節約用電。

本系統支持網際網路接口，可以實現遠程的監測與控制；本系統對房態信息、身份信息、房門信息、人員信息、用電信息採用多重邏輯判斷，判定客房是否異常用房（飛單），對異常用電可以進行強制斷電，實現酒店客房節約用電。

本系統採用無線通信，免布線，大大減少施工成本，特別適用於快捷酒店及舊酒店智能化建設；無線RCU主機具備實時的電能計量，可以實時在線監測客房的能耗數據，對客房的用能信息進行統計分析，幫助酒店合理計劃用電，降低客房能源消耗，提高經濟效益。實現酒店的信息化、智能化科學管理。

以上為本實用新型的其中具體實現方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些顯而易見的替換形式均屬於本實用新型的保護範圍。