非接触式墙壁灯光开关装置及其手势控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关装置，具体为一种非接触式墙壁灯光开关装置及其手势控制方法。
【背景技术】
[0002]近几年来，数字开关已经被广泛应用于制造、建筑、金融、酒店、餐饮等公共场所领域。现有技术中数字开关的用户交互方式包括机械按钮或者触屏，均需操作者通过用手按压的接触式操作才能实现开关控制，开关容易损坏，人机交互体验感相对较差，并且在一些特定场合采用机械开关、接触式开关按钮操作不便。
【发明内容】
[0003]本发明针对以上问题的提出，而研制一种非接触式墙壁灯光开关装置。
[0004]本发明的技术手段如下:
[0005]—种非接触式墙壁灯光开关装置，包括:
[0006]多个相互分离的红外光源；
[0007]红外探测模块；所述红外光源发射的红外光信号能够经外部障碍物反射至红外探测模块，并被所述红外探测模块接收；至少两个红外光源所对应的光传输时间存在时差，所述光传输时间指的是所述红外光源发射红外光信号并经外部障碍物反射至所述红外探测模块的所需时间；
[0008]用于驱动所述红外光源的光源驱动模块；多个红外光源在所述光源驱动模块的驱动下，按照一定顺序分时段发射红外光信号；
[0009]布设在所述红外探测模块周围的遮光部件；所述遮光部件用于阻挡所述红外光源发射的红外光信号直接入射到所述红外探测模块；
[0010]覆盖在各所述红外光源上、红外探测模块上和遮光部件上，用于滤除可见光的滤光部件；
[0011]可控开关；
[0012]开关驱动电路；
[0013]微控制器；所述微控制器与所述红外探测模块相连接，并通过开关驱动电路与所述可控开关相连接；当接收到红外光信号后，所述红外探测模块对该红外光信号进行光电转换和AD转换后，输出与所述红外光信号相对应的数字电信号至所述微控制器；所述微控制器在不同红外光源发射红外光信号的各时段实时获取红外探测模块所接收到的红外光信号的光强度值，并判断光强度值是否高于光强度预设阈值Λ X ;所述微控制器根据某一光强度值高于光强度预设阈值Λ X的判断结果，来确定外部障碍物当前经过的是多个红外光源中的哪一个；所述微控制器获得外部障碍物前后经过两个红外光源之间的时间间隔，并判断所述时间间隔是否在(Τ1，Τ2)之间，然后根据所述时间间隔处在(Τ1，Τ2)之间的判断结果确定出手势姿态，并结合手势姿态与可控开关的开关状态之间的对应关系，控制所述可控开关的开关状态，Tl为时间间隔阈值下限、T2为时间间隔阈值上限；
[0014]进一步地，当所述红外光源的数量为2个时，2个红外光源不能均布设在外部障碍物移动方向的垂直线上；
[0015]进一步地，当所述红外光源的数量为大于2个时，多个红外光源的至少3个不处于同一直线上；
[0016]进一步地，当所述红外光源的数量为3个时，3个红外光源呈T型分布，且各红外光源与所述红外探测模块的距离相等；
[0017]进一步地，所述非接触式墙壁灯光开关装置还包括用于预先存储手势姿态与可控开关的开关状态之间的对应关系的存储器。
[0018]—种如上所述非接触式墙壁灯光开关装置的手势控制方法，包括如下步骤:
[0019]步骤1:光源驱动模块驱动各红外光源按照一定顺序分时段发射红外光；
[0020]步骤2:在不同红外光源分别发射红外光信号的各时段，微控制器实时获取红外探测模块接收到的红外光的光强度值；
[0021]步骤3:微控制器判断红外探测模块当前接收到的红外光的光强度值是否高于光强度预设阈值Λ X，是则执行步骤4，否则返回步骤2 ;
[0022]步骤4:微控制器确定外部障碍物首先经过的红外光源是多个红光光源中的哪一个；
[0023]步骤5:微控制器实时获取红外探测模块接收到的红外光的光强度值，并判断光强度值是否高于光强度预设阈值Λ X，是则执行步骤6，否则返回步骤5 ;
[0024]步骤6:微控制器确定外部障碍物之后经过的红外光源是多个红光光源中的哪一个；
[0025]步骤7:微控制器获知外部障碍物前后经过两个红外光源之间的时间间隔；
[0026]步骤8:微控制器判断所述时间间隔是否在(Τ1，Τ2)之间，是则执行步骤9，否则返回步骤2，Tl为时间间隔阈值下限、Τ2为时间间隔阈值上限；
[0027]步骤9:微控制器确定出手势姿态，并结合手势姿态与可控开关的开关状态之间的对应关系，来控制所述可控开关的开关状态；
[0028]进一步地，当3个红外光源呈T型分布，且各红外光源与所述红外探测模块的距离相等时，所述手势姿态至少包括手由左至右水平移动、手由右至左水平移动、手由上至下竖直移动和手由右至左竖直移动；
[0029]进一步地，当所述时间间隔处在(Tl，Τ2)之间时，能够确定所述外部障碍物为从所述非接触式墙壁灯光开关装置上方移动或划过的手。
[0030]由于采用了上述技术方案，本发明提供的非接触式墙壁灯光开关装置及其手势控制方法，无需直接接触，结构简单，识别准确，仅仅通过手势操作便能轻松实现开关控制，开关控制过程十分便捷智能，解决了现有技术中采用用手按压的接触式操作才能实现开关控制，开关容易损坏，人机交互体验感相对较差的问题。
【附图说明】
[0031]图1是本发明所述非接触式墙壁灯光开关装置的结构框图；
[0032]图2是本发明遮光部件和滤光部件的结构示意图；
[0033]图3是本发明所述手势控制方法的流程图。
[0034]图中:1、遮光部件，2、滤光部件，3、红外光源，4、红外探测模块，5、印刷电路板。
【具体实施方式】
[0035]如图1和图2所示的一种非接触式墙壁灯光开关装置，包括:多个相互分离的红外光源3 ;红外探测模块4 ;所述红外光源3发射的红外光信号能够经外部障碍物反射至红外探测模块4，并被所述红外探测模块4接收；至少两个红外光源3所对应的光传输时间存在时差，所述光传输时间指的是所述红外光源3发射红外光信号并经外部障碍物反射至所述红外探测模块4的所需时间；用于驱动所述红外光源3的光源驱动模块；多个红外光源3在所述光源驱动模块的驱动下，按照一定顺序分时段发射红外光信号；布设在所述红外探测模块4周围的遮光部件I ;所述遮光部件I用于阻挡所述红外光源3发射的红外光信号直接入射到所述红外探测模块4 ;覆盖在各所述红外光源3上、红外探测模块4上和遮光部件I上，用于滤除可见光的滤光部件2 ;可控开关；开关驱动电路；微控制器；所述微控制器与所述红外探测模块4相连接，并通过开关驱动电路与所述可控开关相连接；当接收到红外光信号后，所述红外探测模块4对该红外光信号进行光电转换和AD转换后，输出与所述红外光信号相对应的数字电信号至所述微控制器；所述微控制器在不同红外光源3发射红外光信号的各时段实时获取红外探测模块4所接收到的红外光信号的光强度值，并判断光强度值是否高于光强度预设阈值Λ X ;所述微控制器根据某一光强度值高于光强度预设阈值Λ X的判断结果，来确定外部障碍物当前经过的是多个红外光源3中的哪一个；所述微控制器获得外部障碍物前后经过两个红外光源3之间的时间间隔，并判断所述时间间隔是否在(Τ1，Τ2)之间，然后根据所述时间间隔处在(Τ1，Τ2)之间的判断结果确定出手势姿态，并结合手势姿态与可控开关的开关状态之间的对应关系，控制所述可控开关的开关状态，Tl为时间间隔阈值下限、Τ2为时间间隔阈值上限；进一步地，当所述红外光源3的数量为2个时，2个红外光源3不能均布设在外部障碍物移动方向的垂直线上；进一步地，当所述红外光源3的数量为大于2个时，多个红外光源3的至少3个不处于同一直线上；进一步地，当所述红外光源3的数量为3个时，3个红外光源3呈T型分布，且各红外光源3与所述红外探测模块4的距离相等；进一步地，所述非接触式墙壁灯光开关装置还包括用于预先存储手势姿态与可控开关的开关状态之间的对应关系的存储器；所述红外光源3可以采用红外发光二极管。
[0036]如图3所示的一种如上所述非接触式墙壁灯光开关装置的手势控制方法，包括如下步骤:
[0037]步骤1:光源驱动模块驱动各红外光源3按照一定顺序分时段发射红外光；
[0038]步骤2:在不同红外光源3分别发射红外光信号的各时段，微控制器实时获取红外探测模块4接收到的红外光的光强度值；
[0039]步骤3:微控制器判断红外探测模块4当前接收到的红外光的光强度值是否高于光强度预设阈值Λ X，是则执行步骤4，否则返回步骤2 ;
[0040]步骤4:微控制器确定外部障碍物首先经过的红外光源3是多个红光光源中的哪一个;
[0041 ] 步骤5:微控制器实时获取红外探测模块4接收到的红外光的光强度值，并判断光强度值是否高于光强度预设阈值Λ X，是则执行步骤6，否则返回步骤5 ;
[0042]步骤6:微控制器确定外部障碍物之后经过的红外光源3是多个红光光源中的哪一个;
[0043]步骤7:微控制器获知外部障碍物前后经过两个红外光源3之间的时间间隔；
[0044]步骤8:微控制器判断所述时间间隔是否在(Τ1，Τ2)之间，是则执行步骤9，否则返回步骤2，Tl为时间间隔阈值下限、Τ2为时间间隔阈值上限；
[0045]步骤9:微控制器确定出手势姿态，并结合手势姿态与可控开关的开关状态之间的对应关系，来控制所述可控开关的开关状态；
[0046]进一步地，当3个红外光源3呈T型分布，且各红外光源3与所述红外探测模块4的距离相等时，所述手势姿态至少包括手由左至右水平移动、手由右至左水平移动、手由上至下竖直移动和手由右至左竖直移动；进一步地，当所述时间间隔处在(Τ1，Τ2)之间时，能够确定所述外部障碍物为从所述非接触式墙壁灯光开关装置上方移动或划过的手。
[0