一种非接触式控制方法、装置及冰箱与流程

本发明涉及自动控制和智能家电领域，尤其涉及一种非接触式控制方法、装置及冰箱。

背景技术

冰箱是必备的家电产品，开、关门是使用冰箱过程中经常发生的使用动作。

图1示出了现有技术的一种冰箱的结构示意图。如图1所示，该冰箱由两部分组成：

1、滑轨及其支撑结构：位于冰箱间室，平行于地面，用于支撑门体，并提供门体开关的行程；

2、门体：垂直于地面，其下部有凹槽作为拉手，用户通过拉拽凹槽，将门体拉出，放置或存取食材。

目前的冰箱冷藏或冷冻门(以下统称“间室门”)是通过用户用手拉拽间室门体上的凹槽，从而将门打开。这种传统打开方式存在一个问题：当用户手中持有较多物品，无法用手开门时，必须先将物品放下，这给用户的使用造成了不便。其他家电或生产设备也存在类似的问题，比如，有些设备可能需要非接触式的控制以保证人身安全等。因此，手动控制这种方式有很大的局限性、灵活性差、很不方便。

为了解决上述问题，需要提出新的自动控制方案。

技术实现要素：

根据本发明的非接触式控制方法，包括：

使用在同一物体外表面上间隔设置的第一红外发射器和第二红外发射器、按照预定发射模式发射第一红外信号和第二红外信号；

在确定接收到的第一红外信号和第二红外信号的第一反射信号和第二反射信号符合预定发射模式对应的预定接收模式时，输出第一控制信号，

其中，预定发射模式包括：第一发射模式和第二发射模式，第一发射模式和第二发射模式分别对应用户从两个方向先后遮挡第一红外发射器和第二红外发射器。

根据本发明的非接触式控制方法，还包括：

用户预先设定预定发射模式，

其中，第一发射模式具体为：第一红外信号在先发射、在接收到第一反射信号之后的预定时间间隔之内发射第二红外信号；

第二发射模式具体为：第二红外信号在先发射、在接收到第二反射信号之后的预定时间间隔之内发射第一红外信号；

与第一发射模式和第二发射模式分别对应的预定接收模式分别为：先后接收第一反射信号和第二反射信号、先后接收第二反射信号和第一反射信号。

根据本发明的非接触式控制方法，上述物体是冰箱，第一反射信号和第二反射信号由用户分别遮挡第一红外信号和第二红外信号的动作产生，第一控制信号用于控制冰箱门打开，第一红外发射器和第二红外发射器竖直、水平或倾斜地间隔设置在冰箱门的外表面上。

根据本发明的非接触式控制方法，还包括：

在检测到冰箱门打开的持续时间超过第一设定时长时，输出用于控制冰箱门关闭的第二控制信号。

根据本发明的非接触式控制装置，包括：

红外信号发射模块，用于使用在同一物体外表面上间隔设置的第一红外发射器和第二红外发射器、按照预定发射模式发射第一红外信号和第二红外信号；

红外信号检测及控制模块，用于在确定接收到的第一红外信号和第二红外信号的第一反射信号和第二反射信号符合预定发射模式对应的预定接收模式时，输出第一控制信号，

其中，预定发射模式包括：第一发射模式和第二发射模式，第一发射模式和第二发射模式分别对应用户从两个方向先后遮挡第一红外发射器和第二红外发射器。

根据本发明的非接触式控制装置，还包括：

用户设定模块，用于用户预先设定预定发射模式，

其中，第一发射模式具体为：第一红外信号在先发射、在接收到第一反射信号之后的预定时间间隔之内发射第二红外信号；

第二发射模式具体为：第二红外信号在先发射、在接收到第二反射信号之后的预定时间间隔之内发射第一红外信号；

与第一发射模式和第二发射模式分别对应的预定接收模式分别为：先后接收第一反射信号和第二反射信号、先后接收第二反射信号和第一反射信号。

根据本发明的冰箱，包括：

如上文所述的非接触式控制装置；

电机模块；

传动机构；

其中，第一反射信号和第二反射信号由用户分别遮挡第一红外信号和第二红外信号的动作产生，第一控制信号用于控制电机模块和传动机构将冰箱门打开，第一红外发射器和第二红外发射器竖直、水平或倾斜地间隔设置在冰箱门的外表面上。

根据本发明的冰箱，其非接触式控制装置还包括：

开门时长检测及控制模块，用于在检测到冰箱门打开的持续时间超过第一设定时长时，输出用于控制冰箱门关闭的第二控制信号，

其中，第二控制信号用于控制电机模块和传动机构将冰箱门关闭。

根据本发明的冰箱，其用户设定模块包括：

模式设定和显示面板，模式设定和显示面板设置在冰箱门的外表面上，用于用户预先设定和显示预定发射模式；

其中，第一发射模式对应用户自左至右、自上至下或倾斜地自低至高依次分别遮挡第一红外信号和第二红外信号的第一触发动作，第二发射模式对应用户自右至左、自下至上或倾斜地自高至低依次分别遮挡第二红外信号和第一红外信号的第二触发动作。

根据本发明的冰箱，还包括：

报警模块，用于在冰箱门已经处于打开状态超过第二设定时长时、或者在相邻的两个第一控制信号之间的时间间隔小于第三设定时长时，进行报警，告知用户关闭冰箱门或稍后再做触发动作。

根据本发明的上述技术方案，能够实现基于红外感应的非接触式控制。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与相关的文字描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。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，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了现有技术的一种冰箱的结构示意图。

图2示例性地示出了根据本发明的非接触式控制方法的示意流程图。

图3示例性地示出了根据本发明的非接触式控制装置的示意框图。

图4示例性地示出了根据本发明的冰箱的结构示意图。

图5示例性地示出了带有led指示灯的模式设定和显示面板的示意图。

图6示例性地示出了根据本发明的红外信号发射模块和红外信号检测及控制模块的红外信号检测电路的原理图。

图7示例性地示出了与图6所示的电路相关的操作。

图8示例性地示出了根据本发明的红外信号检测及控制模块的控制电路的原理图。

图9示例性地示出了与图8所示的电路相关的操作。

图10示例性地示出了根据本发明的用户设定模块的电路原理图。

图11示例性地示出了根据本发明的电机模块的电路原理图。

图12示例性地示出了根据本发明的报警模块的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图2示例性地示出了根据本发明的非接触式控制方法的示意流程图。

如图2的实线框所示，根据本发明的非接触式控制方法，包括：

步骤s202：使用在同一物体外表面上间隔设置的第一红外发射器和第二红外发射器、按照预定发射模式发射第一红外信号和第二红外信号；

步骤s204：在确定接收到的第一红外信号和第二红外信号的第一反射信号和第二反射信号符合预定发射模式对应的预定接收模式时，输出第一控制信号，

其中，预定发射模式包括：第一发射模式和第二发射模式，第一发射模式和第二发射模式分别对应用户从两个方向先后遮挡第一红外发射器和第二红外发射器。

可选地，如图2的虚线框所示，根据本发明的非接触式控制方法，还包括：

步骤s202’：用户预先设定预定发射模式，

其中，第一发射模式具体为：第一红外信号在先发射、在接收到第一反射信号之后的预定时间间隔之内发射第二红外信号；

第二发射模式具体为：第二红外信号在先发射、在接收到第二反射信号之后的预定时间间隔之内发射第一红外信号；

与第一发射模式和第二发射模式分别对应的预定接收模式分别为：先后接收第一反射信号和第二反射信号、先后接收第二反射信号和第一反射信号。

可选地，根据本发明的非接触式控制方法，其涉及的物体是冰箱，第一反射信号和第二反射信号由用户分别遮挡第一红外信号和第二红外信号的动作产生，第一控制信号用于控制冰箱门打开，第一红外发射器和第二红外发射器竖直、水平或倾斜地间隔设置在冰箱门的外表面上。

可选地，如图2的虚线框所示，根据本发明的非接触式控制方法，还包括：

步骤s206：在检测到冰箱门打开的持续时间超过第一设定时长时，输出用于控制冰箱门关闭的第二控制信号。

图3示例性地示出了根据本发明的非接触式控制装置300的示意框图。

如图3的实线框所示，根据本发明的非接触式控制装置300包括：

红外信号发射模块301，用于使用在同一物体外表面上间隔设置的第一红外发射器和第二红外发射器、按照预定发射模式发射第一红外信号和第二红外信号；

红外信号检测及控制模块303，用于在确定接收到的第一红外信号和第二红外信号的第一反射信号和第二反射信号符合预定发射模式对应的预定接收模式时，输出第一控制信号，

其中，预定发射模式包括：第一发射模式和第二发射模式，第一发射模式和第二发射模式分别对应用户从两个方向先后遮挡第一红外发射器和第二红外发射器。

可选地，如图3的虚线框所示，非接触式控制装置300还包括：

用户设定模块301’，用于用户预先设定预定发射模式，

其中，第一发射模式具体为：第一红外信号在先发射、在接收到第一反射信号之后的预定时间间隔之内发射第二红外信号；

第二发射模式具体为：第二红外信号在先发射、在接收到第二反射信号之后的预定时间间隔之内发射第一红外信号；

与第一发射模式和第二发射模式分别对应的预定接收模式分别为：先后接收第一反射信号和第二反射信号、先后接收第二反射信号和第一反射信号。

结合图3所示的非接触式控制装置300，还提出了一种冰箱。

图4示例性地示出了根据本发明的冰箱的结构示意图。

与图1所示的已有冰箱相比，根据本发明的冰箱还包括：

如上文所述的非接触式控制装置300(图4中所示的“方向控制模块”对应于上文所述的用户设定模块301’，图4中所示的“红外非接触控制模块”对应于上文所述的红外信号发射模块301和红外信号检测及控制模块303)；

(开门)电机模块；

传动机构(包括图4中示出的“内部连杆”)；

其中，第一反射信号和第二反射信号由用户分别遮挡第一红外信号和第二红外信号的动作产生，第一控制信号用于控制电机模块和传动机构将冰箱门打开，第一红外发射器和第二红外发射器竖直、水平或倾斜地间隔设置在冰箱门的外表面上。

尽管图4中将“红外非接触控制模块”示出为用户有可能同时遮挡第一红外发射器和第二红外发射器的位置。然而，优选地，红外非接触控制模块可以被设置在冰箱上用户不可能同时遮挡第一红外发射器和第二红外发射器的位置，比如，冰箱的顶部、不朝向用户的冰箱的侧面位置，冰箱正面右上角或左上角的位置等。

可选地，非接触式控制装置300还包括：

开门时长检测及控制模块，其被设置在冰箱门的外表面上，用于在检测到冰箱门打开的持续时间超过第一设定时长时，输出用于控制冰箱门关闭的第二控制信号，

其中，第二控制信号用于控制电机模块和传动机构将冰箱门关闭。

可选地，用户设定模块包括：

模式设定和显示面板，用于用户预先设定和显示预定发射模式；

其中，第一发射模式对应用户自左至右、自上至下或倾斜地自低至高依次分别遮挡第一红外信号和第二红外信号的第一触发动作，第二发射模式对应用户自右至左、自下至上或倾斜地自高至低依次分别遮挡第二红外信号和第一红外信号的第二触发动作。

第一触发动作和第二触发动作分别对应于上述第一发射模式和第二发射模式。

例如，模式设定和显示面板上可以设置按键模块。对应于第一红外发射器和第二红外发射器竖直地间隔设置在冰箱门的外表面上，用户通过对按键进行上或下(分别对应用户自上至下、自下至上的触发动作)选择，实现触发方向的选择。同理，对应于第一红外发射器和第二红外发射器水平地间隔设置在冰箱门的外表面上，用户通过对按键进行左或右(分别对应用户自左至右、自右至左的触发动作)选择，实现触发方向的选择。

可选地，冰箱还可以包括：

报警模块，用于在冰箱门已经处于打开状态超过第二设定时长时、或者在相邻的两个第一控制信号之间的时间间隔小于第三设定时长时，进行报警，告知用户关闭冰箱门或稍后再做上述触发动作。

第一红外发射器和第二红外发射器可以竖直、水平或倾斜地间隔设置在冰箱门的外表面上的任意位置。

可选地，可以设置第一led指示灯和第二led指示灯来分别指示用户所选取的触发动作方向，便于用户观察。

图5示例性地示出了带有led指示灯的模式设定和显示面板的示意图。

如图5所示，例如，位于上方的第一led指示灯亮，用于指示用户需要通过执行自上至下的触发动作才能触发第一控制信号。位于下方的第二led指示灯亮，用于指示用户需要通过自下至上的触发动作才能触发第一控制信号。

尽管图5中将用户设定模块301’的模式设定和显示面板与红外信号发射模块301、红外信号检测及控制模块303设置在了相邻的位置，然而，用户设定模块301’的模式设定和显示面板也可以设置在与红外信号发射模块301、红外信号检测及控制模块303分离得较远的其他位置。

模式设定和显示面板、红外信号检测及控制模块中的红外信号检测单元可以设置在冰箱门的外表面上的任意位置。优选地，红外信号检测单元(例如，图6所示的红外接收芯片ic1)可以设置在第一红外发射器和第二红外发射器附近。电机模块、报警模块可以设置在冰箱门的门体内、冰箱内的抽屉底部等。

为了使本领域技术人员更清楚地理解本发明的技术方案，下面将结合具体的实例来说明根据本发明的上述技术方案所包含的部分功能模块和相关操作。

图6示例性地示出了根据本发明的红外信号发射模块和红外信号检测及控制模块的红外信号检测电路的原理图。

图7示例性地示出了与图6所示的电路相关的操作。

如图6和图7所示，红外信号发射模块和红外信号检测及控制模块的红外信号检测电路是实现非接触感应的核心传感部分，其由红外二极管(即，一种红外发射器)led1、led2以及红外接收芯片ic1组成。当冰箱系统上电启动时，led1、led2交替向外界发送红外信号(如上文所述，按照预定发射模式，二者不同时工作，以免影响判定触发顺序)，红外二极管的前方是冰箱冷藏间室的玻璃外壳，因此某一红外传感器发出的红外信号经过玻璃外壳后，会有一部分反射回红外接收芯片ic1，这一部分红外信号被芯片处理为背景信号；剩余红外信号穿透玻璃外壳，在外界会再次被反射回来一部分信号，这部分信号透过玻璃外壳，到达红外接收芯片，这部分红外信号(即，上述第一反射信号和第二反射信号)被芯片处理为叠加信号。

如图6所示的电路能够将模拟的红外信号处理为数字信号，实时向主控芯片部分(即，如图8所示的控制模块的电路)传递接收到的红外信号(强度)值。主控芯片则会按照下文结合图8和图9所进行的描述执行后续操作。

图8示例性地示出了根据本发明的红外信号检测及控制模块的控制电路的原理图。

图9示例性地示出了与图8所示的电路相关的操作。

如图8和图9所示，控制电路一方面对led进行控制(例如，通过控制led的驱动部分)，使图6中的两个led(即，led1与led2)按照上述预定发射模式发射第一红外信号和第二红外信号。

另一方面，控制电路接收来自红外感应部分传递的红外感应信号(即，上述第一反射信号和第二反射信号)，并计算两个红外传感器是否被触发、被触发的顺序以及触发时间间隔，从而判定是否满足开门条件，如果满足开门条件(即，上述确定接收到的第一红外信号和第二红外信号的第一反射信号和第二反射信号符合预定发射模式对应的预定接收模式)，则发送控制信号(即，上述输出第一控制信号)给开门电机模块，驱动开门；若门体已经打开，或红外信号检测及控制模块(例如，可以被包含在红外非接触控制模块中)被触发后过短时间(即，上述第三设定时长，例如，2秒)内，再次满足触发条件，则发送控制信号给异常报警模块，进行报警，告知用户先关门或稍后再操作；当发现门体已打开，且超过5分钟未关闭时，其会想开门电机模块发送反转指令，开门电机模块电机反转，带动门体关闭，防止用户食材受损。

例如，控制电路确定检测到上述第一反射信号和第二反射信号的具体步骤为：当背景信号与叠加信号(即，进入红外接收芯片的总红外信号)达到一定的阈值时，则认为(例如，冰箱上的红外信号检测单元或传感器)前方有物体，判定传感器被触发(即，判定接收到了对应的反射信号)。

例如，控制电路输出第一控制信号(即，判定是用户执行了触发(开门)动作)的具体步骤为：控制电路对led1、led2是否被触发、触发顺序、触发时间间隔进行判断，当两个传感器都被触发(例如，检测到了第一反射信号和第二反射信号，且符合上述预定接收模式)时，判定用户在冰箱前进行了触发(开门)动作，输出上述第一控制信号(例如，用于驱动电机模块自动打开冰箱门)。

图10示例性地示出了根据本发明的用户设定模块的电路原理图。

如图10所示，该用户设定模块由一颗触摸控制芯片ic2与sw1、sw2两个按键组成，sw1代表方向上，sw2代表方向下，sw1与sw2分别对应连接到(例如，上述模式设定和显示面板的)电路板上的两个实体按键；scl、sda为该用户设定模块与红外信号发射模块和红外信号检测及控制模块(也可统称为红外非接触控制模块)通讯的端口，即当用户按下sw1/sw2时，ic2会与红外非接触控制模块通讯，告知某个按键被按下，使红外非接触控制模块进行下一步处理。

图11示例性地示出了根据本发明的电机模块的电路原理图。

如图11所示，该电机模块由mcu、1个步进电机及其控制电路、两个拉杆(即，上文所述的传动机构)组成。

当控制模块判定需要开门时，会向电机模块发送信号，电机模块控制m-en使能及m+信号，使电机正转，将门体推出，从而开门；例如，当开门超过5分钟(即，上述第一设定时长)时，控制模块会发送反转关门指令，电机模块控制m-en使能及m-信号，使电机反转，将门体拉回，从而关门。

图12示例性地示出了根据本发明的报警模块的电路原理图。

如图12所示，该报警模块由蜂鸣器buzz1及其外围驱动电路组成。报警模块接收来控制模块的控制信号buzz_en、buzz_pwm，当门体已经打开超过2分钟(即，上述第二设定时长)，或控制模块被触发后过短时间(即，上述第三设定时长，例如，2秒)内，再次满足触发条件，视为异常，响起音乐，提示用户。

根据本发明的上述冰箱，能够通过各模块之间的配合，实现非接触的红外感应式开门，例如，可以采用以下详细控制过程：

1)当用户没有通过方向控制模块选定触发方向时，系统默认从上到下为正常触发方向；否则，以用户设定的方向为准。

2)方向确定后，红外非接触控制模块会存储该方向，红外非接触控制模块内部有2个红外发射二极管(红外二极管1和红外二极管2)，与1个红外接收芯片(即，上述红外信号检测单元)，如图6所示；2个红外发射二极管以固定频率交替向外界发射红外信号，红外接收芯片(即，红外信号检测及控制模块中的红外信号检测电路)实时检测反射到芯片的红外信号，其判定过程为：当没有物体在上述红外信号检测(电路)单元前通过时，红外接收芯片检测到的红外信号较微弱，此时认为不满足触发条件；当有物体从上述红外信号检测(电路)单元前通过时，红外接收芯片检测到的红外信号较强，此时该芯片需要通过内部计算，将红外模拟量信号转化为数字信号，并将此信号传递给主控芯片(即，红外信号检测及控制模块中的控制电路)，主控芯片据此判断2个红外二极管的红外信号到达红外接收芯片的顺序，并与设定顺序进行比较，若二者不一致，则不发送开门指令，判定为无效操作；若二者一致，且触发时间间隔满足要求，则向开门电机模块发送开门指令，开门电机模块通过驱动开门电机工作，将冷冻间室1的门体推开，从而实现开门效果。

用户在实际使用时，可以用手、胳膊、实物等各种可以反射红外信号的物体进行上下滑动，从而完成开门操作。

根据本发明的上述技术方案，通过特定的控制与检测(方法)电路、特定的物理结构设计，构成了非接触(无线)开门系统，即不需要接触间室门体，用户只需通过身体某个部位(如手、胳膊)在间室门体前自上而下(也可换为其它方向，可由用户设定)滑动一下，即可将门打开，而不需要放下手中的物品。用户与冰箱保持一定距离即可触发开门(即，支持自动识别触发动作，自动开门)，不需要离冰箱过近，从而给用户的使用提供了方便。还能够进一步设置门体拉回装置，防止门体长时间打开造成食材损伤(即，支持自动关门)。还能够支持手动开启与非接触开启两种开门方式，灵活性强。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的精神和范围。