一种电容式座椅传感器及工作方法与流程

本发明涉及移动传感器技术领域，尤其涉及一种电容式座椅传感器及工作方法。

背景技术：

目前现有技术中的座位传感器，只要有一定的压力就判断有人入座，判断方式单一，在座位上放有一定重量的物体，就会产生误判，对于需要精准判断是否有人入座及入座率，用于现在座椅的应用是缺乏相应精确检测技术。

随着国家法规的不断完善，对汽车安全性能的要求在不断提高，座椅传感器会越来越多地应用在不同的车型上，只有更加可靠的座椅传感器，才能保证与座椅的安装配合，使传感器发挥其最优性能。

因此，有必要开发出一种电容式座椅传感器及工作方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种电容式座椅传感器及工作方法，提高了检测识别座椅人入座的准确性，为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明电容式座椅传感器及工作方法，主要包括MCU、电容、导电薄片和接插件，所述的MCU通过接插件与导电薄片和电容电路控制连接，所述的电容包括动极板、定极板和电容介质；

所述的MCU作为数据处理的微控制单元，工作流程如下：

a.电容式座椅传感器上电后，MCU处于定时自动唤醒低功耗模式；

b.MCU自动唤醒后，对定极板发送脉冲信号；

c.同时MCU计算出给定极板脉冲充电所需要的时间，和定极板放电的时间；

d.MCU通过计算出充电时间加放电时间之和作为充放电时间，从而与没人就座时的充放电时间对比，当此时充放电时间大于没人就座时的充放电时间，判断为有人入座，否则判断为无人入座；

e.有人入座MCU就向外输出一个高电平信号，否则向外输出一个低电平信号；

f.判断完成重新进入低功耗模式，等到定时时间到，MCU自动唤醒再重新进入工作状态；

g.工作步骤b到步骤f循环。

进一步方案为：所述的动极板、定极板和电容介质的极距和极板面积，改变其中任意一个量，均可使电容量C改变。

进一步方案为：所述的动极板为感应的人体，作为电容的负极，所述的定极板为导电薄片，作为电容的正极。

进一步方案为：所述的电容介质为动极板与定极板之间的衣物、坐垫或空气。

进一步方案为：所述的导电薄片为铜皮薄片、碳胶薄片或银胶薄片。

进一步方案为：所述的导电薄片上表面和下表面紧贴设有透明PET膜和底胶构成。

本发明与现有技术相比的有益效果是：座椅传感器是使用电容式传感器的原理，电容式传感器是将被测物理量的变化转换为电容量的变化，当有一定接触面积的导体靠近，可触发电容式传感器，输出对应的电平信号。由于人体组织属于导电体，只需把座椅传感器放在座椅正下方，当有人入座时可被识别。

当座椅上必须满足一定接触面积的导体靠近，在座位上出现一定接触面积的导体比受到挤压误判的概率小很多，从而提高了识别是人入座的准确性。

附图说明

图1为本发明电容式座椅传感器及工作方法的工作流程示意图；

图2为本发明实施例的电容式座椅传感器及工作方法的工作原理图；

图3为本发明实施例的结构示意图；

图4为本发明实施例的波形示意图。

附图标记

1、定极板；2、动极板。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1-4所示，本发明电容式座椅传感器及工作方法，主要包括MCU、电容、导电薄片和接插件，MCU通过接插件与导电薄片和电容电路控制连接，电容包括动极板、定极板和电容介质；

MCU作为数据处理的微控制单元，工作流程如下：

a.电容式座椅传感器上电后，MCU处于定时自动唤醒低功耗模式；

b.MCU自动唤醒后，对定极板发送脉冲信号；

c.同时MCU计算出给定极板脉冲充电所需要的时间，和定极板放电的时间；

d.MCU通过计算出充电时间加放电时间之和作为充放电时间，从而与没人就座时的充放电时间对比，当此时充放电时间大于没人就座时的充放电时间，判断为有人入座，否则判断为无人入座；

e.有人入座MCU就向外输出一个高电平信号，否则向外输出一个低电平信号；

f.判断完成重新进入低功耗模式，等到定时时间到，MCU自动唤醒再重新进入工作状态；

g.工作步骤b到步骤f循环。

如图2所示，其中电容主要包括动极板2、定极板1、电容介质，所述的动极板与定板板之间距离为极距，所述的动极板与定板板之间平面面积为极板面积，所述的电容介质、极距与极板面积，改变其中任意一个量，均可使电容量C改变。也就是说，如果被检测参数的极距(当极板面积、介质固定时)变化会引起电容量C发生变化，就可利用相应的电容量的改变实现参数测量。

动极板为感应的人体，作为电容的负极，定极板为导电薄片，作为电容的正极，电容介质为动极板与定极板之间的衣物、坐垫或空气。

又由电容充电时间计算公式：

充电时间＝R*C*ln((E-V)/E)

R--欧姆；

C--法拉；

E--RC串联电路的外加电压伏特；

V--电容上要达到的电压；

ln是自然对数。

电容达到充满的充电时间，与电容的大小有关，电容越大，充电时间越长，成正比；与电阻大小有关，电阻越大，充电电流越小，所以充电时间延长，成正比；与外加电压大小有关，电压越大，时间越短。

如图4所示，方形波形为MCU发射出来的脉冲波形，曲线波形为经过定极板充放电的波形，T1为充电时间，T2为放电时间。

导电薄片上表面和下表面紧贴设有透明PET膜和底胶构成，保护导电薄片并且与接插件和MCU连接。

上结论可知，使用一定面积的薄片导电材质作为定极板，导电薄片为铜皮薄片、碳胶薄片或银胶薄片等，电阻、电流、外加电压固定不变，把感应的人体组织看作为动极板，当动极板靠近定极板的过程中，此时在定极板上形成的电容C会增大，当电容大小发生变化，充电的时间会随着变化，通过此关系，只要计算出电容的充放电时间，就可以得到电容的变化量，从而就可以判断是否有人入座。

当座椅上必须满足一定接触面积的导体靠近，在座位上出现一定接触面积的导体比受到挤压误判的概率小很多，从而提高了识别是人入座的准确性。可运用于汽车座椅乘员感知系统，如安全带报警传感器，出租车自动计费器，气囊感应和驾驶员离座。有了这个装置，便可以更准确的感知座位上有没有人。

本发明与现有技术相比的有益效果是：电容式传感器使用电容式传感器的原理，是将被测物理量的变化转换为电容量的变化，当有一定接触面积的导体靠近，可触发电容式传感器，输出对应的电平信号，由于人体组织属于导电体，只需把座椅传感器放在座椅正下方，当有人入座时可被识别。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。