智能垃圾桶及其自动开关方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能家居领域，更具体地说，涉及一种应用微波传感器的智能垃圾桶及其自动开关方法。
【背景技术】
[0002]随着家居智能化概念在消费者人群中认同度的日益提高，传统的家用电器，尤其是非接触传感式安防系统在诸多方面都经受着前所未有的变革。相对于新兴的物联网系统，目前市面上常见的有声控、被动红外线热释电传感和光线阻挡开关、主动微波传感以及结合上述多种技术的三鉴探测为基础的安防系统，在不要求超远程遥控或进行复杂指令交互的前提下，在安装的简易性和成本上具有明显的优势。其中，基于主动微波多普勒传感原理的传感器因其耐候性强，有效探测范围内无探测盲区，且软硬件配置要求低等一系列优势而广受使用人群青睐。
[0003]目前市场上有一种智能感应式垃圾桶，其内置了一个传感器，当手伸到附近区域时垃圾桶就会自动打开，而不需要踏板或其他装置，这种智能感应式垃圾桶售价200美元，价格昂贵，不能被大众接受。目前市场上还有一些光线阻挡式，以及红外感应式垃圾桶，当手离桶10-20cm时会触发，垃圾桶盖子自动开启，价格20-30美元，但是开启不是很准确，小动物会误触发，在厨房小的情况下人体走动晃动也会误触发。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述一些智能感应式垃圾桶价格昂贵，而其它一些智能垃圾桶开启不准确，容易发生误触发的缺陷，提供一种结合红外和微波传感器的智能垃圾桶。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种智能垃圾桶，包括桶体、与桶体铰链连接的桶盖，所述智能垃圾桶还包括设置在桶盖上用于探测第一监控区域内是否有人的人体红外传感器，所述第一监控区域为所述人体红外传感器探测的范围，以及设置在桶盖上用于探测第二监控区域并生成中频信号的微波传感器，所述第二监控区域为所述微波传感器探测的范围，所述智能垃圾桶还包括设置在桶盖上用于判断指令动作的微处理器和在微处理器成功判断所述指令动作时自动切换桶盖开关状态的开关模块，所述人体红外传感器、微波传感器和开关模块分别与微处理器电性连接，所述微处理器通过人体红外传感器在第一监控区域探测到人体时启动所述微波传感器，所述微处理器通过微波传感器在第二监控区域内探测到满足第一指令动作的目标时，开关模块控制所述桶盖打开，所述微处理器通过微波传感器在第二监控区域内探测到满足第二指令动作的目标时，开关模块控制所述桶盖关闭。
[0006]在本发明所述的智能垃圾桶中，所述微波传感器包括振荡器、发射天线、接收天线和混频器，其中，
[0007]所述振荡器，用于产生探测被测对象位置移动的微波信号；
[0008]所述发射天线，用于发射所述微波信号；
[0009]所述接收天线，用于接收由所述被测对象反射回来的微波信号；
[0010]所述混频器，用于将所述反射回来的微波信号与发射出去的微波信号混频处理，并输出反映所述被测对象位置移动的中频信号。
[0011]在本发明所述的智能垃圾桶中，所述微波传感器向所述第二监控区域发射探测信号，并接收由所述第二监控区域内的目标反射回来的反馈信号，同时对所述探测信号及所述反馈信号进行差频运算并滤波放大后，生成中频信号，所述微处理器以预定的采样频率对经变频处理的中频信号进行采样，记录所述中频信号的波峰值，并记录大于饱和阈值的波峰值的个数。
[0012]在本发明所述的智能垃圾桶中，所述第一指令动作是所述微波传感器在所述第二监控区域内探测到的的预先设置在所述微处理器中的第一手部运动轨迹和速度所对应的传感数据集合，所述第二指令动作是所述微波传感器在所述第二监控区域内探测到的预先设置在所述微处理器中的第二手部运动轨迹和速度所对应的传感数据集合。
[0013]在本发明所述的智能垃圾桶中，所述微处理器判断所述第二监控区域内是否探测到大于所述饱和阈值的波峰值的个数位于第一手部运动轨迹的波峰值个数区间中，且频率值处于第一手部运动的速度区间中，若是则开关模块控制所述桶盖打开。
[0014]在本发明所述的智能垃圾桶中，所述微处理器判断所述第二监控区域内是否探测到大于所述饱和阈值的波峰值的个数位于第二手部运动轨迹的波峰值个数区间中，且频率值处于第二手部运动的速度区间中，若是则开关模块控制所述桶盖关闭。
[0015]本发明还提供一种智能垃圾桶的自动开关方法，包括以下步骤:
[0016]S1、人体红外传感器探测第一监控区域内是否有人，若是则执行下一步骤，否则人体红外传感器继续探测；
[0017]S2、通过微处理器启动微波传感器，微波传感器探测第二监控区域内是否有满足第一指令动作的目标，若是则执行下一步骤，否则返回步骤Si ；
[0018]S3、开关模块控制所述桶盖打开；
[0019]S4、微波传感器探测第二监控区域内是否有满足第二指令动作的目标，若是则执行下一步骤，否则微波传感器继续探测；
[0020]S5、开关模块控制所述桶盖关闭，同时关闭微波传感器，返回步骤SI。
[0021]在本发明所述的一种智能垃圾桶的自动开关方法中，所述步骤S2包括以下子步骤:
[0022]S21、微波传感器的振荡器产生探测被测对象位置移动的微波信号；
[0023]S22、微波传感器的发射天线向所述第二监控区域发射探测信号；
[0024]S23、微波传感器的接收天线接收由所述被测对象反射回来的微波信号；
[0025]S24、微波传感器的混频器将所述反射回来的微波信号与发射出去的微波信号混频处理，并输出反映所述被测对象位置移动的中频信号；
[0026]S25、微处理器以预定的采样频率对经变频处理的中频信号进行采样，记录所述中频信号的波峰值，并记录大于饱和阈值的波峰值的个数；
[0027]S26、微处理器判断所述饱和阈值的波峰值的个数是否位于第一手部运动轨迹的波峰值个数区间中，且频率值处于第一手部运动的速度区间中，若是则执行步骤S3，否则返回步骤SI。
[0028]在本发明所述的一种智能垃圾桶的自动开关方法中，所述步骤S4包括以下子步骤:
[0029]S41、微波传感器的振荡器产生探测被测对象位置移动的微波信号；
[0030]S42、微波传感器的发射天线向所述第二监控区域发射探测信号；
[0031]S43、微波传感器的接收天线接收由所述被测对象反射回来的微波信号；
[0032]S44、微波传感器的混频器将所述反射回来的微波信号与发射出去的微波信号混频处理，并输出反映所述被测对象位置移动的中频信号；
[0033]S45、微处理器以预定的采样频率对经变频处理的中频信号进行采样，记录所述中频信号的波峰值，并记录大于饱和阈值的波峰值的个数；
[0034]S46、微处理器判断所述饱和阈值的波峰值的个数是否位于第二手部运动轨迹的波峰值个数区间中，且频率值处于第一手部运动的速度区间中，若是则执行步骤S5，否则微波传感器继续探测。
[0035]实施本发明的智能垃圾桶，具有以下有益效果:智能垃圾桶通过微波传感器可以做到根据人的手势来开启和关闭垃圾桶，减少误触发，以及方便人们使用，当人用手以一定的速度去接近垃圾桶桶盖时，微波传感器检测到符合要求的运动轨迹和速度，垃圾桶盖自动开启，完全实现了智能化，并且不会被任何小动物或者人来回走动而误触发开盖。在检测人的特定手势动作时打开垃圾桶，一定时间后检测到无人体和手势动作后关闭垃圾桶，这样在无人靠近垃圾桶时只有人体红外传感器工作，可以省电。
【附图说明】
[0036]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0037]图1是本发明智能垃圾桶的硬件结构框图；
[0038]图2是本发明智能垃圾桶的微波传感器硬件结构框图；
[0039]图3是本发明智能垃圾桶的监控区域示意图；
[0040]图4是本发明智能垃圾桶第一实施例的硬件结构框图；
[0041]图5是本发明智能垃圾桶的自动开关方法的方法流程图；
[0042]图6是本发明智能垃圾桶的自动开关方法中智能垃圾桶自动开的方法流程图；
[0043]图7是本发明智能垃圾桶