[发明专利]人体接近传感的方法及电路

说明书

本发明涉及一种宽方位的人体接近传感的方法及电路。

现有的人体接近传感检测技术包括电磁波反射或吸收感应技术、人体电容传感技术、人体红外传感技术、可见光检测技术、超声波检测技术、图像处理技术等多种技术方案。上述技术方案中，图像处理技术运用了智能数字处理技术，因而具备高抗干扰性能及高传感灵敏度。但由于采用了摄像头及复杂的计算机处理技术，在实际应用时，成本高昂，装置复杂，不利于普及运用。其余的人体接近传感技术大都涉及到弱信号的放大，即要将人体接近信号转换成幅值较小的模拟电信号，并将此电信号放大比较，甚至需进一步送至触发器才能完成人体感应信号的检测。该过程中每一环节都易于受外来信号干扰，因而此种形式的人体传感器应用于实际时，其稳定度包括抗干扰性能的局限，给使用带来不利。并且这些技术中能较好地得到运用的红外传感技术，即便采用不涉及到弱信号放大的鉴频技术，还要受到传感视角小，易受屏蔽的缺点影响。

本发明的目的在于提供一种高抗干扰、低成本、宽传感方位、无屏蔽效应、易于普及应用的人体接近传感的方法及电路。

本发明的目的是这样实现的：利用电容传感电极及电容调变频率振荡器直接将接近人体所引起的分布电容的变化转化成信号能量较强的频率变化信号，这样外界的干扰信号对传感器辐度的干扰大大地被削弱了。加之电路其余部分几乎全部采用抗干扰的数字电路，电路对信号所进行的运算不但削平干扰脉冲对计数器造成的计数值正、负波动的影响，而且使电路能够自动适应环境的缓慢变化，并且电路还采用干扰脉冲自身抑制法大大削弱干扰影响。因此电路具有强抗干扰性能及自动适应环境变化的稳定性能。另外由于电容传感电极对地的分布电容是无所谓方向的，所以该传感方法亦是宽方位的，同时亦是不能被屏蔽的，因为一旦遭到屏蔽，电容传感电极对地电容就发生突变。整个电路基本达到全数字化，若将电路做成单片处理机，则成本极低廉，又因其性能好，必易于普及运用。因此将整个电路做成单片处理机应是本发明的最佳实施方案。

本发明的传感方法及电路将配合附图作详细说明。

附图1为本发明的原理框图。

附图2为本发明的一种实施电路图。

附图3为实施例中CPU的程序流程图。

图1的方框图中，各方框分别代表如下功能电路：

1.电容传感电极;

2.电容调整频率振荡器;

3.计数信号闸门;

4.多级级联计数器;

5.运算器;

6.存贮电路;

7.程序控制器;

8.输出触发器;

9.干扰信号防护电路;

10.时钟电路;

11.时钟信号选通闸门;

12.电源。

图1中，虚线代表控制线，单直线代表普通信号线，双线代表数据线。

图中的电容传感电极1可以是所需任意形状的导电平板或曲面、导电直线或曲线、导电线网。人体接近感应电极时，引起传感电极1对地电容发生变化，从而直接改变了后级电容调变频率振荡器2的振荡频率。在程序控制器7的控制下，计数器4按固定的时间间隔重复检出该每个时间间隔内的脉冲个数Fi，i表示电路接通后检测的序数是第i次。

存贮电路6负责保存Fi及以前所测值的表征值Bi，如设定：

B₁＝0

Bj＝（Bi+Fi·C）/（1+C），j＝i+1，C为常数，常数C决定了当次所测值Fi对Bi的影响程度，C越小则影响越小。C决定了电路对外界电容变化的响应时间，如外界电容从一个值变化到另一个值并保持不变，则电路响应一段时间后自动停止响应。实际应用中，应根据所需要响应时间，在0.0001至1确定C值。

运算器5将Fi与Bi比较，若Bi-Fi＞K₁，则判断为有人接近，若Fi-Bi＞K₂，则人的接近距离增大或传感器遭破坏，K₁、K₂为设定的正常数。输出触发器8此时则处于相应的状态。常数K₁、K₂决定了该电路传感灵敏度及抗干扰能力。K₁、K₂越大，灵敏度越低，但抗干扰性能越好，反之相反。K₁、K₂的取值应大于振荡器2的频率稳定度与计数器的每周期计数时间的乘积，可根据所需灵敏度及抗干扰性能确定其值。