一种基于红外阵列传感器的设备休眠唤醒方法技术

本发明专利技术公开了一种基于红外阵列传感器的设备休眠唤醒的方法，通过红外阵列传感器监测空间温度的变化，通过空间实时温度获取二维温度矩阵数据，根据人体在温度矩阵投射的方格面积或数量来判断空间中是否有人及人与设备的距离，当在人离开的情况下通知设备进入休眠状态；并在有人的情况下且人与设备的距离达到一定阈值后，将设备唤醒切换到工作状态，实现设备的智能化控制，减少电能的浪费。

A Hibernation Wake-up Method for Equipment Based on Infrared Array Sensor

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外阵列传感器的设备休眠唤醒方法
本专利技术涉及智能家居控制领域，特别是一种基于红外阵列传感器的设备休眠唤醒方法。
技术介绍
随着科技的发展，智能化家电已成为一种趋势，如何实现家电设备和人之间的智能交互是一个首要解决的问题。在传统解决方案中，通常在家电设备上安装开关或是按键来实现人和家电的交互，但这种方式较为初级而且显得不够友好，用户往往需要通过学习才能掌握家电的控制方法。此外，通过开关或是按键来控制家电往往带来一些能耗的问题，比如用户离开设备后，设备不会自动待机，而是持续保持工作状态，而这种无人消费的设备服务往往造成不必要的电能浪费。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于红外阵列传感器的设备休眠唤醒方法，通过红外阵列传感器识别人的存在和人与设备的距离，来实现设备休眠与唤醒，从而实现智能控制家电的目的。本专利技术的技术方案具体包括以下步骤：S1，通过红外阵列传感器的视角范围和规格对平面空间进行分区；S2，通过红外阵列传感器的多次采样获取空间背景温度，并实时监测平面空间温度；S3，通过实时监测的平面空间温度信息获取二维温度矩阵数据；S4，通过二维温度矩阵数据判断空间内是否存在人，并通过红外阵列传感器的视角范围和规格，计算出在不同距离下，每个方格所代表的面积，然后通过评估人体表在温度矩阵上投射的方格面积或数量来推算出人和设备的实际距离；S5，通过设定距离阈值或人体投射矩阵方格数量阈值，当人体与设备的距离大于阈值，或人体投射所占的方格数量大于阈值时，对设备进行唤醒。S6，当人离开设备后，即通过二维温度矩阵数据监测到空间内没有人时，通知设备进入休眠。进一步说，所述步骤S1具体包括：根据红外阵列传感器的规格32×32点阵和视角范围120°×120°将室内平面空间划分成一个32×32矩阵方格，每一个方格均有一个温度数值代表该方格平面的平均温度。进一步说，所述步骤S2具体包括：通过红外阵列传感器多次的采样，获取平面空间的平均温度作为背景温度，记为T0，以此背景温度来设定判定人体体表的温度区间T1-T2，并实时监测平面空间温度Tn。进一步说，所述步骤S3具体包括：将从红外阵列传感器获取的原始二维温度数据值记为第一特征温度二维数据，该数组元素的每一个值均减去背景温度T0,得到第二特征温度二维数组，并设定一个判定阈值TC,将第二特征温度二维数组中的元素和阈值TC比较，大于TC的全部标记为1，小于等于TC的全部标记为0，由此得到第三特征温度二维数组，此时，第三特征温度二维数组中的每一个元素将对应一个矩阵方格，形成一组二维温度矩阵数据。进一步说，所述判断阈值TC为判定人体体表的温度区间最低值T1减去背景温度T0所得。进一步说，所述步骤S4具体包括：当矩阵数据中元素为1时，则代表此空间中有人的存在，当平面空间内存在人体时，32×32的温度矩阵上便有对应的方格投射人体的存在。当人体距离红外阵列传感器较远时，人体在二维温度矩阵上所投射的矩阵方格数量会比较少，当人体靠近红外阵列传感器时，人体在二维温度矩阵上所投射的矩阵方格数量会增多，因此，根据人体在温度矩阵上投射的方格面积或数量，即能判断人距离设备的距离。进一步说，所述判断空间内人和设备之间的距离的具体算法是：根据红外阵列传感器的视角范围120°×120°和规格32×32，投射出去的矩阵总高度为D，每个小方格所代表的边长d与总高度D的关系为D＝32×d，根据正切函数通过计算推导出，每个小方格所代表的边长d与人和设备之间的距离L之间的关系为：d≈0.10825×L；同时，建立人体表面积的模型，该模型可根据用户需求调整，在此将人体表面积模型简化为：长度1.6米，宽度0.5米的一个类似矩形方块，因此，简化的人体模型表面积为0.8平方米，而投射的二维温度矩阵中每个小方格的面积s＝d2＝3×L2/256，可以得到，二维温度矩阵中人体投射的方块个数N和人与设备之间的距离L的关系为：N＝0.8/s＝0.8×256/(3×L2)≈68.3/L2。进一步说，当人体与设备的距离大于阈值时，开始计时，且在此设定时间阈值，当时间达到用户设定的时间阈值时，对设备进行唤醒。进一步说，所述人体在温度矩阵投射的方格数量允许容差20％。进一步说，设备休眠唤醒的方法是通过红外阵列传感器模组的硬件接口来实现，唤醒方式包括GPIO中断、I2C或UART串口中的一种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种基于红外阵列传感器的设备休眠唤醒的方法，通过红外阵列传感器监测空间温度的变化，根据人体在温度矩阵投射的方格面积或数量来判断空间中是否有人及人与设备的距离，当在人离开的情况下通知设备进入休眠状态；并在有人的情况下且人与设备的距离达到一定阈值后，将设备唤醒切换到工作状态，实现设备的智能化控制，减少电能的浪费。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的设备休眠唤醒方法的流程图；图2为本专利技术实施例人体距离设备较远时人体在温度矩阵上投射方格图；图3为本专利技术实施例人体靠近设备时人体在温度矩阵上投射方格图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：一种基于红外阵列传感器的设备休眠唤醒的方法，参阅附图1所示，包括以下步骤：S1，通过红外阵列传感器的视角范围和规格对平面空间进行分区；S2，通过红外阵列传感器的多次采样获取空间背景温度，并实时监测平面空间温度；S3，通过实时监测的平面空间温度信息获取二维温度矩阵数据；S4，通过二维温度矩阵数据判断空间内是否存在人，并通过红外阵列传感器的视角范围和规格，计算出在不同距离下，每个方格所代表的面积，然后通过评估人体表在温度矩阵上投射的方格面积或数量来推算出人和设备的实际距离；S5，通过设定距离阈值或人体投射矩阵方格数量阈值，当人体与设备的距离大于阈值，或人体投射所占的方格数量大于阈值时，对设备进行唤醒。S6，当人离开设备后，即通过二维温度矩阵数据监测到空间内没有人时，通知设备进入休眠。在本实施例中，所述步骤S1具体包括：根据红外阵列传感器的规格32×32点阵和视角范围120°×120°将室内平面空间划分成一个32×32矩阵方格，每一个方格均有一个温度数值代表该方格平面的平均温度。进一步说，所述步骤S2具体包括：通过红外阵列传感器多次的采样，获取平面空间的平均温度作为背景温度，记为T0，以此背景温度来设定判定人体体表的温度区间T1-T2，并实时监测平面空间温度Tn。因为不同季节环境温度有所不同，比如冬天寒冷，环境温度低，当背景温度为10℃时，监测人体表温度区间可设定为18℃～32℃；夏天环境温度高，当背景温度为25℃时，监测人体表温度区间可设定为28℃～37℃。进一步说，所述步骤S3具体包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于红外阵列传感器的设备休眠唤醒方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，通过红外阵列传感器的视角范围和规格对平面空间进行分区；S2，通过红外阵列传感器的多次采样获取空间背景温度，并实时监测平面空间温度；S3，通过实时监测的平面空间温度信息获取二维温度矩阵数据；S4，通过二维温度矩阵数据判断空间内是否存在人，并通过红外阵列传感器的视角范围和规格，计算出在不同距离下，每个方格所代表的面积，然后通过评估人体表在温度矩阵上投射的方格面积或数量来推算出人和设备的实际距离；S5，通过设定距离阈值或人体投射矩阵方格数量阈值，当人体与设备的距离大于阈值，或人体投射所占的方格数量大于阈值时，对设备进行唤醒；S6，当人离开设备后，即通过二维温度矩阵数据监测到空间内没有人时，通知设备进入休眠。

【技术特征摘要】
1.一种基于红外阵列传感器的设备休眠唤醒方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，通过红外阵列传感器的视角范围和规格对平面空间进行分区；S2，通过红外阵列传感器的多次采样获取空间背景温度，并实时监测平面空间温度；S3，通过实时监测的平面空间温度信息获取二维温度矩阵数据；S4，通过二维温度矩阵数据判断空间内是否存在人，并通过红外阵列传感器的视角范围和规格，计算出在不同距离下，每个方格所代表的面积，然后通过评估人体表在温度矩阵上投射的方格面积或数量来推算出人和设备的实际距离；S5，通过设定距离阈值或人体投射矩阵方格数量阈值，当人体与设备的距离大于阈值，或人体投射所占的方格数量大于阈值时，对设备进行唤醒；S6，当人离开设备后，即通过二维温度矩阵数据监测到空间内没有人时，通知设备进入休眠。2.根据权利要求1所述的一种基于红外阵列传感器的设备休眠唤醒方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：根据红外阵列传感器的规格32×32点阵和视角范围120°×120°将室内平面空间划分成一个32×32矩阵方格，每一个方格均有一个温度数值代表该方格平面的平均温度。3.根据权利要求1所述的一种基于红外阵列传感器的设备休眠唤醒方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：通过红外阵列传感器多次的采样，获取平面空间的平均温度作为背景温度，记为T0，以此背景温度来设定判定人体体表的温度区间T1-T2，并实时监测平面空间温度Tn。4.根据权利要求1所述的一种基于红外阵列传感器的设备休眠唤醒方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：将从红外阵列传...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹伟，顾志强，
申请(专利权)人：深圳市鑫宇鹏电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44