占位警报系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种占位警报系统，用于对教室中的座位暂时无人使用但被占座的情况进行警示，其特征在于，包括：传感部，安装在座位上，包含用于采集桌子或椅子位置的压力值的压力传感单元以及用于采集桌子或椅子位置处的红外值的红外传感单元；控制部，包含：设定第一阈值和第二阈值的设定单元、对压力值和第一阈值进行比较并且将红外值和前一个红外值的差值与第二阈值进行比较的判断单元、用于定时的定时单元、及用于控制发出报警信号的控制单元；以及警示部，根据报警信号发出报警信息，其中，当判断单元比较得到压力值小于第一阈值，且进一步比较得到差值小于第二阈值以及定时单元溢出时，控制单元发出报警信号。
【专利说明】占位警报系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种占位警报系统。
【背景技术】
[0002]在学校教室自习室或者图书馆中，每当考试季到来，同学们都会蜂拥到自习室或图书馆中，所以这些适合自习的地方的座位往往是供不应求。所以，有部分同学可能因为自身原因没法提前去找到座位，所以就委托其它同学帮忙占位，这样就导致很多座位虽然上面放了东西，但是长时间没有同学在那使用，使得另外一批同学没有位置坐。如果贸然将占座用的东西拿开，这样会导致同学之间的矛盾冲突，从而破坏学习环境，如果询问旁边的同学该座位是否有人使用，会打扰同学的学习，并且不能保持图书馆的安静环境。
【发明内容】
[0003]本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种能够对教室中的座位暂时无人使用但被占座的情况进行警示，从而防止占座的占位警报系统。
[0004]本发明提供了一种占位警报系统，用于对教室中的座位暂时无人使用但被占座的情况进行警示，其特征在于，包括:传感部，安装在座位上，包含用于采集桌子或椅子位置的压力值的压力传感单元以及用于采集桌子或椅子位置处的红外值的红外传感单元；控制部，包含:设定第一阈值和第二阈值的设定单元、对压力值和第一阈值进行比较并且将红外值和前一个红外值的差值与第二阈值进行比较的判断单元、用于定时的定时单元、及用于控制发出报警信号的控制单元；以及警示部，根据报警信号发出报警信息，其中，当判断单元比较得到压力值小于第一阈值，且进一步比较得到差值小于第二阈值以及定时单元溢出时，控制单元发出报警信号。
[0005]在本发明所提供的占位警报系统，还可以具有这样的特征:其中，压力传感单元包含安装在桌子下的第一压力传感器和安装在椅子下的第二压力传感器，红外传感单元包含安装在桌子下的第一红外传感器和安装在椅子下的第二红外传感器。
[0006]在本发明所提供的占位警报系统，可以具有这样的特征:其中，第一压力传感器采集到桌子位置处的第一压力值，第二压力传感器采集到椅子位置处的第二压力值，压力值是五个第一压力值和第二压力值的平均值的平均值，设定单元还用于设定第三阈值，当判断单元比较压力值大于第一阈值且小于第三阈值，且比较差值大于第二阈值，控制单元发出报警信号。
[0007]在本发明所提供的占位警报系统，可以具有这样的特征:其中，第一压力传感器和第二压力传感器是压阻式压力传感器。
[0008]在本发明所提供的占位警报系统，可以具有这样的特征:其中，警示部是LED警示灯，报警信息是LED警示灯根据报警信号进行闪烁。
[0009]发明的作用与效果
[0010]根据本发明所涉及到的占位警报系统，因为传感部的压力传感单元对桌子和椅子上的压力值进行采集，通过控制部的判断单元根据压力值得出座位上可能没人，又因为红外传感单元对桌子和椅子处的红外值进行采集，通过判断单元根据红外值得出座位上没有人，此时通过控制单元发出报警信号从而控制警示部发出报警信息，这样其他同学根据警示部的报警信息得知该座位是被人占位的，说明可以使用该座位，所以，本发明的占位警报系统能够对教室中的座位暂时无人使用但被占座的情况进行警示，从而有效防止占座。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的实施例中占位警报系统的结构框图；
[0012]图2是本发明的实施例中红外传感器的内部电路图；
[0013]图3是本发明的实施例中人体红外采集电路图；
[0014]图4是本发明的实施例中占位警报系统的工作流程图。
[0015]具体实施案例
[0016]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的占位警报系统作具体阐述。
[0017]图1是本发明的实施例中占位警报系统的结构框图。
[0018]如图1所示，在本实施例中，占位警报系统100安装在大学的自习室中或者图书馆中，用于防止同学人不在座位上但还进行占座的情况。
[0019]占位警报系统100包含:传感部10、控制部20以及警示部30。
[0020]传感部10设置在自习室或者图书馆的座位上，用于感应座位和人之间的信息，传感部10包含:压力传感单元11和红外传感单元12。
[0021]压力传感单元11用于检测一套座位的桌子和椅子的压力，包含:第一压力传感器Ila和第二压力传感器lib。第一压力传感器Ila安装在桌子下方用于采集桌面的第一压力值，第二压力传感器Ilb安装在椅子下方用于采集椅子的第二压力值。本实施例中，因为本系统对精度要求并不高，所以第一压力传感器Ila和第二压力传感器Ilb采用压阻式压力传感器，压阻式压力传感器价格低于其它诸如机械传感器，压阻式压力传感器将压力变化转换为对应的电阻值变化，通过双臂桥式压力检测电路将对应的电阻转换成电压信号，当双臂桥式压力检测电路输出的电压为正向压差时，压阻式压力传感器处于压缩状态，当双臂桥式压力检测电路输出的电压为反向压差时压阻式压力传感器处于拉伸状态。双臂桥式压力检测电路输出端的低电压信号通过差分放大器进行放大。通过三运算放大电路实现放大，三运算放大电路由两个跨导放大器和一个高增益放大器组成，使得放大器具有极高的直流和交流共模抑制比(CMRR)。
[0022]红外传感单元12用于检测座位处是否有人，包含:第一红外传感器12a和第二红外传感器12b。第一红外传感器12a用于采集桌子位置处的红外值，第二红外传感器12b用于采集椅子位置处的红外值。
[0023]图2是本发明的实施例中红外传感器的内部电路图。
[0024]如图2所示，第一红外传感器12a和第二红外传感器12b的芯片是BISS0001芯片。OPl为一级放大器，0P2为二级放大器，20UT为二级放大器的模拟输出，VO为数字输出信号，VRF为参考电压，本系统中直接与工作电压VDD相连，本系统利用利用运算放大器OPl组成传感信号预处理电路，将信号放大。然后耦合给运算放大器0P2，再进行第二级放大，系统将模拟信号送入单片机处理，所以在这里选择20UT作为模拟输出端。
[0025]图3是本发明的实施例中人体红外采集电路图。
[0026]如图3所示，14脚为一级放大器OPl的同相输入端，红外热释信号由此采集得到，16脚为OPl放大器输出端，输出经C3耦合后与13脚-0P2放大器的输入端相连，经放大后通过12脚-0P2的输出端输出，10脚为运算放大器的偏置电流，9脚与VDD相连，禁止BISS0001数字端部分产生输出信号。在本实施例中，第一红外传感器12a和第二红外传感器12b只要求检测本桌椅处的红外信号，测量的距离要尽量小，固采用市面上现卖的不加光学透镜的红外传感模块。
[0027]控制部20与传感部10相连接，用于根据传感部10采集的压力值和红外值控制警示部30。在本实施例中，控制部20选用stcl2c5A60系列单片机，其工作电压5V，与传感器相匹配，带8个ADC 口。
[0028]控制部20包含:设定单元21、判断单元22、定时单元23和控制单元24。
[0029]设定单元21设定第一阈值、第二阈值和大于第一阈值的第三阈值。
[0030]判断单元22用于将压力值与第一阈值和第三阈值进行比较，并且将红外值与前一个红外值的差值与第二阈值进行比较。控制单元24计算得到第一压力传感器Ila采集的第一压力值和第二压力传感器Ilb采集的第二压力值取平均值，然后取连续5个平均值的平均值作为当前压力值(即压力值)与第一阈值和第三阈值进行比较，这样能够平均压力的波动使得压力值更加稳定可靠。另外，控制单元24分别对第一红外传感器12a和第二红外传感器12b最新采集到的10个红外值先做平均得到平均值AlO (作为前一个红外值)，控制单元24分别对第一红外传感器12a和第二红外传感器12b最新采集到的5个红外值先做平均得到平均值A05 (作为红外值)。判断单元22将平均值AlO与平均值A05之间的差(即差值)与第二阈值进行比较。
[0031]定时单元23用于进行定时，包含第一定时器和第二定时器。
[0032]控制单元24与警示部30相连接，控制单元24根据判断单元22比较结果发出报警信号从而控制警示部30是否进行报警。
[0033]警示部30安装在桌子的右上方，根据控制单元24发出的报警信号发出报警信息。本实施例中，警示部30是LED警示灯，当LED警示灯接收到报警信号时，LED警示灯进行闪烁，使得同学们能够清晰看到各个座位上是否被占座的，从而使用该座位。
[0034]图4是本发明的实施例中占位警报系统的工作流程图。
[0035]如图4所示，在本实施例中，占位警报系统100的具体工作流程如下:
[0036]步骤SI，第一压力传感器Ila和第二压力传感器IIb采集第一压力值和第二压力值，第一红外传感器12a和第二红外传感器12b分别采集红外值，然后进入步骤S2。
[0037]步骤S2，控制单元24计算得到当前压力值，然后进入步骤S3。
[0038]步骤S3，控制单元24控制第一定时器启动，然后进入步骤S4。
[0039]步骤S4，判断单元22对当前压力值与第一阈值进行比较，比较当前压力值是否大于第一阈值，从而判定是否可能有人在座位上，当比较为否时，进入步骤S5a，当判断为是时，进入步骤S5b。
[0040]步骤S5a，判断单元22判断第一定时器是否溢出，当判断为是时，进入步骤S6a，当判断为否时，进入步骤S6b。[0041 ] 步骤S5b，判断单元22对当前压力值和第三阈值进行判断，判断当前压力值是否小于第三阈值，从而判断在该座位上的人是否长时间离开座位，当判断为是时，进入步骤S6b，当判断为否时，进入结束状态。
[0042]步骤S6a，控制单元24计算红外值与前一个红外值的差值，然后进入步骤S7a。
[0043]步骤S6b，控制单元24计算红外值与前一个红外值的差值，然后进入步骤S7b。
[0044]步骤S7a，控制单元24启动第二定时器，然后进入步骤S8a。
[0045]步骤S7b，控制单元24启动第二定时器，然后进入步骤S8b。
[0046]步骤S8a，判断单元22判断差值是否大于第二阈值，从而判断座位处是否有人，当判断为是时，进入结束状态，当判断为否时，进入步骤S9a。
[0047]步骤S8b，判断单元22判断差值是否大于第二阈值，从而判断座位处人是否离开，当判断为否时，进入结束状态，当判断为是时，进入步骤S9b。
[0048]步骤S9a，判断单元22判断第二定时器是否溢出，当判断为是时，进入步骤S10，当判断为否时，重新进入步骤S8a。
[0049]步骤S9b，判断单元22判断第二定时器是否溢出，当判断为是时，进入步骤S10，当判断为否时，重新进入步骤S8b。
[0050]步骤S10，控制单元24发出报警信号，然后进入步骤SI I。
[0051]步骤S11，警示部30根据接收到的报警信号发出报警信息，然后进入结束。
[0052]实施例的作用与效果
[0053]根据本实施例所涉及到的占位警报系统，因为传感部的压力传感单元对桌子和椅子上的压力值进行采集，通过控制部的判断单元根据压力值得出座位上可能没人，又因为红外传感单元对桌子和椅子处的红外值进行采集，通过判断单元根据红外值得出座位上没有人，此时通过控制单元发出报警信号从而控制警示部发出报警信息，这样其他同学根据警示部的报警信息得知该座位是被人占位的，说明可以使用该座位，所以，本实施例的占位警报系统能够对教室中的座位暂时无人使用但被占座的情况进行警示，从而有效防止占座。
[0054]在本实施例中，由于压力传感单元的第一压力传感器和第二压力传感器是采用压阻式压力传感器，因此，本实施例具有成本低的优点。
[0055]在本实施例中，由于红外传感单元的红外传感器需要测量距离小，并且通过采用最新采集的10个红外数据作为前一个红外值，最新采集的5个红外数据座位红外值，因此，本实施例能够减少短时数据的波动。
[0056]在本实施例中，由于警示部是LED警示灯，因此本实施例能够使报警信息被清楚的看到，并且不产生任何噪音。
[0057]上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种占位警报系统，用于对教室中的座位暂时无人使用但被占座的情况进行警示，其特征在于，包括: 传感部，安装在所述座位上，包含用于采集所述桌子或所述椅子位置的压力值的压力传感单元以及用于采集所述桌子或所述椅子位置处的红外值的红外传感单元； 控制部，包含:设定第一阈值和第二阈值的设定单元、对所述压力值和所述第一阈值进行比较并且将所述红外值和前一个所述红外值的差值与所述第二阈值进行比较的判断单元、用于定时的定时单元、及用于控制发出报警信号的控制单元；以及 警示部，根据所述报警信号发出报警信息， 其中，当所述判断单元比较得到所述压力值小于所述第一阈值，且进一步比较得到所述差值小于所述第二阈值以及定时单元溢出时，所述控制单元发出所述报警信号。
2.根据权利要求1所述的占位警报系统，其特征在于: 其中，所述压力传感单元包含安装在所述桌子下的第一压力传感器和安装在所述椅子下的第二压力传感器， 所述红外传感单元包含安装在所述桌子下的第一红外传感器和安装在所述椅子下的第二红外传感器。
3.根据权利要求2所述的占位警报系统，其特征在于: 其中，第一压力传感器采集到桌子位置处的第一压力值，第二压力传感器采集到椅子位置处的第二压力值， 所述压力值是五个所述第一压力值和第二压力值的平均值的平均值， 所述设定单元还用于设定第三阈值， 当所述判断单元比较所述压力值大于所述第一阈值且小于所述第三阈值，且比较所述差值大于所述第二阈值，所述控制单元发出所述报警信号。
4.根据权利要求2所述的占位警报系统，其特征在于: 其中，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器是压阻式压力传感器。
5.根据权利要求1所述的占位警报系统，其特征在于: 其中，所述警示部是LED警示灯， 所述报警信息是LED警示灯根据报警信号进行闪烁。
【文档编号】G08B21/00GK104464176SQ201410857141
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月30日 优先权日:2014年12月30日
【发明者】苏乾, 侯俊, 邓维 申请人:上海理工大学