一種探測房間內是否有人的方法
2023-10-23 17:50:42
一種探測房間內是否有人的方法
【專利摘要】本發明公開了一種探測房間內是否有人的方法，特別是涉及人體靜止不動時仍能判定房間內是否有人的方法，其特徵是採集了房間門開關狀態的信息共同參與邏輯運算。其中，該方法包括：步驟1讀取房間內人體感應信息及房間門狀態信息；步驟2如探測到人體感應信息，則步驟4得出：房間有人，經步驟6更新該房間有無人狀態，返回步驟1繼續下一循環運算；如步驟2結論為否，再如步驟3房間門為開，則步驟5得出：房間無人；否則，直接返回，此前，如果人是在房間內關門，必然曾觸發人體感應裝置從而已將房間有無人狀態更新為有人，此後即便人體感應裝置沒有被觸發，房間內有人的狀態不變。由此，解決了人體靜止時無法判斷房間是否有人的難題。
【專利說明】一種探測房間內是否有人的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種探測房間內是否有人的方法，特別是涉及人體靜止不動時或人處於房間內人體感應範圍之外時仍能準確判定房間內是否有人的方法。
【背景技術】
[0002]在智能建築或智能家居領域，準確獲取一個房間「是否有人」這樣一個信息，對智能控制系統自動改變該房間的控制模式(如舒適或節能模式)以及對室內設備的自動控制起到至關重要的決定作用。例如，房間「無人」後，系統可以自動關閉室內空調、燈光等耗能設備，避免不必要的能源浪費；房間「有人」時，則將房間的控制邏輯轉為預先設定的模式(例如「舒適」模式)，當溫度、溼度、空氣品質或光照度等指標沒有達到設定值時，室內設備可以自動開啟運行；或用於安防報警等系統。
[0003]由此可見，準確獲取房間內是否有人的信息，對於智能建築系統和智能家居系統將其功能覆蓋範圍延伸至房間單元有著至關重要的作用。
[0004]當前普遍用於探測房間內是否有人的方法有:(I)插卡；(2)人體感應。採用這些方法製作的產品已經在日常生活中普遍存在，如:在電器商店能夠買到「人體感應開關」、在賓館房間有時需要插卡取電、在公共建築大門有自動感應門等。方法(I)插卡:多見於賓館房間，但不適用於住宅或辦公等建築內的房間，並且系統無法識別「卡」在房間但人不在房間的「假象」。方法(2)人體感應:從公開文獻及市場銷售產品中可知，人體感應有兩種常用技術:a.紅外線(熱釋)；b.微波都卜勒，這兩種技術本質上都是通過人體的移動從而在靜止的環境背景中區分出移動的人體。其中，人體感應技術a.紅外線(熱釋)的基本原理是:所有物體(如:建築牆體、家具、人、動物等)在絕對溫度零度以上時都會釋放出紅外線，並且有些情況下的靜止物體發出的紅外線與人體紅外線強度相當(如:被陽光照射的牆面或家具，家用電器、熱水瓶等)，因此技術上無法僅通過紅外線的強弱來判斷探測區域內是否「有人」，當前通過紅外線探測人體的產品，都是通過捕獲紅外線的移動變化來推斷探測區域內「有人」，在有人走動或肢體移動的情景下，這類探測裝置的準確度已經很高，「人體紅外感應開關」等產品也已經是市場上的成熟產品。另外，人體感應技術b.微波都卜勒的基本原理類似都卜勒雷達，通過移動物體反射波的變化來推斷探測區域內「有人」。基於以上兩種人體感應技術生產的產品現多用於建築物內的走廊、樓梯間的燈光控制，及移動門開合控制等。
[0005]圖1為現有基於人體感應技術探測某區域是否有人的方法示意圖，其中，步驟I先讀取人體感應信息，步驟2判斷是否感應到人體信息，如是，則通過步驟3輸出結論為:有人；如步驟2判斷為否，則，通過步驟4輸出結論為:無人。由此可以看出，當人體靜止不動時，人體感應信息為否，只能得出該區域無人的結論，顯然，這個結論是錯誤的。
[0006]綜上所述，在房間內有無人探測方法上，上述技術:(I)插卡的「籤到」式做法不適用於住宅或辦公環境，也正在被其它新方法取代，不在此贅述。(2)人體感應裝置只能探測到區域內有人走動或有肢體移動時的情形，因此，這類人體感應裝置無法解決的問題是:如果探測區域內的人靜止不動，或人處於房間內探測區域之外的「死角」內，則將視同房間內無人，如果直接採用這樣的產品，想要讓建築物內的自動控制系統「知道」區域內有人，這個人就需要不斷地走動或晃動，顯然，這是用戶無法接受的，也是此類人體感應裝置無法實際用於房間設備智能控制的根本原因。
【發明內容】
[0007]本發明公開了一種探測房間內是否有人的新方法，目的是要解決當房間內的人體靜止時或人處於房間內人體感應範圍之外時無法判斷房間內是否有人的難題，從而為智能建築系統或智能家居系統針對房間單元設備的自動控制提供準確依據。
[0008]首先，這裡對本說明書中涉及到的主要名詞做如下約定:
[0009](I) 「人體感應信息」是指通過「紅外線人體感應組件」輸出的信息，或通過「微波都卜勒人體感應組件」輸出的信息。「人體感應信息」=0表示此時沒有探測到有人；「人體感應信息」=1表示此刻探測到有人活動。
[0010](2) 「房間門開關狀態信息」是指通過門磁輸出的信息，或是通過電子門鎖輸出的房門開關狀態信息，或是通過門扇旋轉角度傳感裝置輸出的門扇角度信息(此角度信息可以通過一個最小角度閾值轉化為門扇開或關的狀態信息)。「房間門開關狀態信息」=0表示門扇處於關閉狀態；「房間門開關狀態信息」 =I表示門扇處於開啟狀態。
[0011](3) 「房間有無人感應裝置」是指採用本發明方法實現的用於探測房間內是否有人的裝置，它也指本發明一種探測房間內是否有人的方法的實施例。
[0012](4) 「房間有無人狀態」是指「房間有無人感應裝置」內部的一個狀態輸出值，它是按照本發明方法經過循環邏輯運算得出的該房間是否有人的結論(在一個房間有多扇門的情形，則表示該扇門相鄰區域是否有人的結論)，它是一個用於輸出的核心信息，因此也可稱為「房間有無人感應裝置」的輸出；「房間有無人狀態」值=0表示房間內(或區域內)「無人」；「房間有無人狀態」值=1表示房間內(或區域內)「有人」。
[0013]為了實現本發明的目的，本發明所採用的技術方案包括:
[0014]1.本發明所述的一種探測房間內是否有人的方法，其特徵在於創新地引入「人的行為信息」(即:人在進出房間時自然開關門的行為所產生的信息)共同參與房間內是否有人的邏輯運算，在獲取房間內「人體感應信息」的同時，獲取「房間門開關狀態信息」，通過判斷房間門被關閉之後是否探測到「人體感應信息」，則能夠準確得出某一房間內是否「有人」的結論，尤其是此後可不再依賴於是否持續探測到「人體感應信息」。以下通過邏輯運算流程說明本發明技術方案的主體部分:
[0015]圖2為本發明技術方案的主體部分邏輯流程圖，具體闡釋了一種探測房間內是否有人的方法，其特徵是使用了房間門的開關狀態信息共同參與到判斷房間是否有人的邏輯運算中。其中，該方法包括:首先執行步驟I讀取房間內人體感應信息，以及房間門開關狀態信息；通過步驟2判斷是否探測到人體感應信息，如是(即:「人體感應信息」=1)，則步驟4得出結論:房間有人，再經步驟6更新該房間有無人狀態(即:「房間有無人感應裝置」輸出=1，有人)，然後返回步驟I開始下一循環的邏輯運算。如果步驟2的結論為否(即:「人體感應信息」=0)，則需要再通過步驟3判斷房間門是否為開，如是(即:「房間門開關狀態信息」=D則步驟5得出結論:房間無人；否則(即:「房間門開關狀態信息」=0，關閉)，不改變「房間有無人狀態」而直接返回步驟I繼續下一循環的判斷。根據以上邏輯運算可以得出如下重要結論:(I)如果人是在房間內關門，則關門後必然觸發人體感應組件，即經過步驟2、步驟4和步驟6，而將房間有無人狀態更新為有人(即:「房間有無人感應裝置」輸出=1，有人)，此後即便人體靜止不動了(即:「人體感應信息」=0)，房間內有人的結論不會改變(即始終有:「房間有無人感應裝置」輸出=1，有人)；(2)如果人離開了房間並從外面將房門關閉，則在房門關閉前，人已經站在房間外，人體感應信息=0，房間門開關狀態信息=1，則房間有無人狀態更新為無人，此後只要沒有人再次進入房間內，則房間內無人的結論也不會改變(即始終有:「房間有無人感應裝置」輸出=0，無人)。由此，解決了人體靜止時無法判斷房間內是否有人的難題。
[0016]2.本發明所述的一種探測房間內是否有人的方法，其中，涉及到房間門狀態信息可以來自門磁傳感器，也可以來自電動門鎖的輸出信息，也可以來自門扇的旋轉角度傳感器(此角度信息可以通過一個最小角度閾值轉化為門扇開或關的狀態信息)。
[0017]3.本發明所述的一種探測房間內是否有人的方法，其中，涉及到房間內人體感應信息可以來自紅外線人體感應組件，也可以來自微波都卜勒人體感應組件。
[0018]4.本發明所述的一種探測房間內是否有人的方法，其特徵是該方法不僅適用於一個房間有一扇門的情形，還適用於一個房間有多扇門的情形。在一個房間有多扇門的情形下，需要:(1)在每一扇門的旁邊配置一個採用本發明方法實現的「房間有無人感應裝置」；
(2)每一個「房間有無人感應裝置」需要和上位機聯網以便獲取上位機發出的「清零標誌」信號，或者不與上位機聯網，但是同房間的每一個「房間有無人感應裝置」之間進行連線用以傳輸「同房間其它門開門標誌」；⑶當同房間任一扇門開啟時，該房門配置的「房間有無人感應裝置」應該向該房間其它房門配置的「房間有無人感應裝置」發出「開門標誌」(即，其值為I)或通過上位機發出「清零標誌」(即，其值為I)，凡是收到這兩種標誌之一的「房間有無人感應裝置」應該將其內部的「房間有無人狀態」值清零(即:將其置為0)，目的是協同該房間內所有「房間有無人感應裝置」廢棄之前的有無人狀態結論，重新開始新一輪邏輯運算；(4)該房間最終是否有人的結論等於該房間所有「房間有無人感應裝置」輸出的「房間有無人狀態」值的「邏輯或」之和，即，只要有一個「房間有無人感應裝置」的輸出=1，則該房間為有人狀態。關於本發明所述方法適用於一個房間有多扇門的情形的詳細描述可參見圖3，為本發明技術方案的完整邏輯流程圖，以及在【具體實施方式】部分對附圖3的說明。
[0019]綜上所述，本發明創新地引入「人的行為信息」(即:人在進出房間時自然開關門的行為所產生的信息)後，有效解決了人體靜止或處於人體感應裝置的探測範圍之外時無法判斷房間內是否有人的難題。採用本發明方法實現的「房間有無人感應裝置」輸出的信息不再出現誤判，不再要求房間內的人員需要在探測區域內不停走動或晃動以維持人體感應裝置能夠持續輸出有人的信息，如將此裝置與智能建築系統或智能家居系統連接後，則將使得智能建築系統或智能家居系統的智能控制真正能夠實施到房間單元，也可以依據該裝置輸出的信息實現房間燈光、空調等設備的智能化管理；由此，採用本發明方法實現的「房間有無人感應裝置」在提升了用戶舒適體驗的同時，還能極大地提高建築節能控制的精細化程度。
[0020]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案作進一步的詳細描述。【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為現有基於人體感應技術探測某區域是否有人的方法示意圖；
[0022]圖2為本發明技術方案的主體部分邏輯流程圖；
[0023]圖3為本發明技術方案的完整邏輯流程圖；
[0024]圖4為本發明實施例的結構示意圖；
[0025]圖5為本發明實施例的電路原理圖；
[0026]圖6為本發明實施例應用場景一的示意圖；
[0027]圖7為本發明實施例應用場景二的示意圖；
[0028]圖8為本發明實施例應用場景三的示意圖；
[0029]圖9為本發明實施例應用場景四的示意圖；
[0030]圖10為本發明實施例應用場景五的示意圖；
[0031]圖11為本發明實施例應用場景六的示意圖；
[0032]圖12為本發明實施例應用場景七的示意圖；
[0033]圖13為本發明實施例應用場景八的示意圖；
[0034]圖14為本發明實施例應用場景九的示意圖；
[0035]圖15為本發明實施例應用場景十的示意圖；
【具體實施方式】
[0036]以下通過邏輯流程圖說明本發明技術方案的軟體邏輯的實施方式:
[0037]圖3為本發明技術方案的完整邏輯流程圖，說明了本發明技術方案的邏輯運算方法，此方法既適用於一個房間有一扇門的情形，也適用於一個房間有多扇門的情形。其中，該方法包括:首先，採用本發明方法實現的「房間有無人感應裝置」在步驟I通電開始運行；步驟2執行初始化(程序中各個標誌、狀態值均置為O);從步驟3開始進入循環邏輯運算；步驟3先讀取房間內人體感應信息，以及房間門開關狀態信息；通過步驟4判斷所讀取的房間門開關狀態信息與前值相比是否由O變為1(即，是否門狀態從關變為開):如步驟4結論為是，則，執行步驟5將開門標誌置為I (用於一個房間有多扇門時向其它房門配置的「房間有無人感應裝置」輸出開門標誌信號)；如步驟4的結論為否，則跳過步驟5直接執行步驟6 ;步驟6讀取「上位機清零標誌」，當該房間其它門開啟時，上位機將向其它房門配置的「房間有無人感應裝置」發出「清零標誌」(即，其值為1)，如果該房間只有一扇門，則此「清零標誌」永遠為O ;步驟7讀取「同房間其它門開門標誌」，當同房間其它任意一扇門開啟時，應輸出「開門標誌」(即，其值為1，參見步驟5)，此時，本裝置讀取的「同房間其它門開門標誌」即為1，同樣，如果該房間只有一扇門，則此「同房間其他門開門標誌」永遠為O;步驟8判斷「上位機清零標誌」或「同房間其它門開門標誌」是否為1:是1，則執行步驟9將本「房間有無人感應裝置」內的「房間有無人狀態」值改為O (清零)；接著執行步驟10將「上位機清零標誌」或「同房間其它門開門標誌」清零(即，兩個標誌僅限使用I次)；如步驟8判斷為否，則跳過步驟9和步驟10直接執行步驟11 ;通過步驟11判斷是否探測到人體感應信息，如是(即:「人體感應信息」=1)，則步驟12得出結論:房間有人，再經步驟15更新該房間有無人狀態(即:「房間有無人感應裝置」的輸出=1)，然後返回步驟3開始下一循環的邏輯運算；如果步驟11的結論為否(即:「人體感應信息」=0)，則需要再通過步驟13判斷房間門是否為開，如是(即:「房間門開關狀態信息」=1)則步驟14得出結論:房間無人；否則(即:「房間門開關狀態信息」=0關閉)，不改變「房間有無人狀態」而直接返回步驟3繼續下一循環的判斷。以上邏輯運算完成了 「房間有無人感應裝置」內「房間有無人狀態」值的更新計算，當任何一個「房間有無人狀態」值為I時，則該房間為有人狀態，否則(全為O)為無人狀態。根據以上邏輯運算同樣可以得出如下重要結論:不論一個房間有幾扇門，只要是有人在房間內並關門，則關門後必然觸發某一個人體感應組件，該「房間有無人感應裝置」輸出的「房間有無人狀態」值將始終為I時，此後即便人體靜止不動，房間內有人的結論將不會改變，直到該房間任意一扇門打開時。
[0038]圖4為本發明實施例的結構示意圖。用以說明本發明技術方案的硬體的實施方式。如圖4所示,本實施例包括:
[0039]房間有無人感應裝置I是採用本發明方法及【具體實施方式】實現的用於探測房間內是否有人的裝置；
[0040]單片機(MCU) 2可以是任一廠牌型號的常用單片機；
[0041]門狀態傳感組件3向單片機2提供房間門開關狀態信息，其輸出低電平(邏輯值為O)表示房門為關閉狀態，其輸出高電平(邏輯值為I)表示房門為開啟狀態，該組件可以是門磁傳感器，也可以來自電動門鎖的輸出信息，也可以來自門扇的旋轉角度傳感器(此角度信息可以通過一個最小角度閾值轉化為門扇開或關的狀態信息)；
[0042]人體感應組件4向單片機2提供人體感應信息，其輸出低電平(邏輯值為O)表示沒有感應到人體，其輸出高電平(邏輯值為I)表示感應到人體，該組件可以是紅外線人體感應組件，也可以是微波都卜勒人體感應組件，它們都是市場上成熟的產品組件；
[0043]房間有無人狀態輸出信息5來自單片機2的一個標準I/O 口，其輸出低電平(邏輯值為O)表示房間內無人，其輸出高電平(邏輯值為I)表示房間內有人；
[0044]遠程通訊接口 6是單片機的標準串口通訊接口，可以通過通用晶片轉換成RS232或RS485接口協議，用於和上位機7通訊，輸出探測結果等信息；本實施例可以單機運行，也可以和上位機聯網運行；
[0045]上位機7用於實時採集房間有無人感應裝置I的信息，或向其發送指令，上位機7通常是智能建築系統或智能家居系統的中央伺服器，上位機7不是本實施例必須的組成部分；
[0046]開門標誌輸出信息11來自單片機2的一個標準I/O 口，當單片機2探測到門狀態傳感組件3輸出的信息由O變為I時(房門剛開啟的時刻)，開門標誌輸出信息11將輸出高電平(邏輯值為I)用於通知同一房間的其它門扇所配置的房間有無人感應裝置，將其房間有無人狀態信息清零；其餘情形下，開門標誌輸出信息11將輸出低電平(邏輯值為O)；
[0047]同房間其它門開門標誌輸入信息8來自一個標準的「或門」晶片9，該晶片的輸入信號10則來自同房間其它門扇配置的房間有無人感應裝置的開門標誌輸出信息；當同房間其它任一門扇配置的房間有無人感應裝置的開門標誌輸出信息為I時，或門晶片9的輸出也為1，其作用是通知單片機2將內部的房間有無人狀態信息清零，便於開始新一輪房間內是否有人的判斷。
[0048]圖5為本發明實施例的電路原理圖；圖5中所涉及到的元器件僅用以說明本發明的技術方案的實施方式，而非對本發明技術方案的限制；如圖5所示，本實施例包括:[0049]單片機2可以是任一廠牌型號的常用單片機；門開關狀態信息3在此為輸入信號，其低電平(邏輯值為O)表示房門為關閉狀態，其高電平(邏輯值為I)表示房門為開啟狀態；人體感應信息4在此為輸入信號，其低電平(邏輯值為O)表示沒有感應到人體，其高電平(邏輯值為I)表示感應到人體；房間有無人狀態輸出5在此為單片機2的一個標準I/O輸出埠，其輸出低電平(邏輯值為O)表示房間內無人，其輸出高電平(邏輯值為I)表示房間內有人；串口通訊接口 6(包括:RXD、TXD)是單片機的標準串口通訊接口，可以另外通過通用晶片轉換成RS232或RS485接口協議，用於遠程通訊；開門標誌輸出11在此為單片機2的一個標準I/O輸出埠，當單片機2探測到門開關狀態信息3的值由O變為I時(房門剛開啟的時刻)，開門標誌輸出11將輸出高電平(邏輯值為I)用於通知同一房間的其它門扇所配置的房間有無人感應裝置將其房間有無人狀態信息清零；其餘情形下，開門標誌輸出11將輸出低電平(邏輯值為O);同房間其它門開門標誌輸入信息8來自一個標準的「或門」晶片9，該晶片的輸入信號10則來自同房間其它門扇配置的房間有無人感應裝置的開門標誌輸出信息；當同房間其它任一門扇配置的房間有無人感應裝置的開門標誌輸出信息為I時，或門晶片9的輸出也為1，其作用是通知單片機2將內部程序中的房間有無人狀態信息清零，便於開始新一輪房間內是否有人的判斷。
[0050]為了更加清晰地說明本發明的【具體實施方式】，依據圖3(本發明技術方案的完整邏輯流程圖)，以及圖5 (本發明實施例的電路原理圖)，將單片機2內部運行的c語言程序示例如下:
[0051]
【權利要求】
1.一種探測房間內是否有人的方法，其特徵在於組合運用人體感應信息和房間門開關狀態信息進行邏輯運算，它包括: (1)每次進行邏輯運算前首先獲取當前房間內人體感應的信息，及房間門的開關狀態信息； (2)當房間門關閉後人體感應信息至少有一次顯示有人，說明房間門是人從房間裡面關閉的，由此，其後不論人體感應信息是否顯示有人，只要房間門處於關閉狀態，則，該房間始終為有人狀態； (3)當房間門關閉後人體感應信息沒有顯示過有人，表明房間門是人從房間外面關閉的，由此，其後只要房間門處於關閉狀態，則，該房間始終為無人狀態。
2.根據權利要求1所述的一種探測房間內是否有人的方法，其特徵是房間門開或關的狀態信息可以來自門磁傳感器，也可以來自電動門鎖的輸出信息，也可以來自門扇的旋轉角度傳感器。
3.根據權利要求1所述的一種探測房間內是否有人的方法，其特徵是房間內人體感應信息可以來自紅外線人體感應組件，也可以來自微波都卜勒人體感應組件。
4.根據權利要求1所述的一種探測房間內是否有人的方法，其特徵是適用於一個房間有一扇門也適用於一個房間有多扇門。
【文檔編號】G01V8/10GK103837906SQ201410091256
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月13日 優先權日:2014年3月13日
【發明者】韓騏鍵 申請人:三和智控(北京)系統集成有限公司