本发明涉及传感探测领域，更具体地说，涉及一种空间分区探测装置、系统及方法。
背景技术：
传统的单个红外传感器只能检测移动的人体，当人在房间内静止的时候不能检测到，这样就容易造成对房间内的设备的误控制；或者只是使用一个固定的延时来关闭房间内的设备，当有人存在房间内时，若达到延时时间即关闭房间内的设备，不仅带来很大的不便，而且不够智能；又或者是借助于走廊、车库等场景进行辅助控制，使用场所受到限制，适用范围小。另外也不能对房间内的人体的移动轨迹进行追踪。
现有的实现对人体移动轨迹的追踪一般采用延时输出、噪声学习以及数学运算的方法判断是否有静态人体存在以及推算出人体的移动轨迹。这种方法结构、运算处理过程复杂，成本高，而且探测精度差。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种空间分区探测装置、系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种空间分区探测装置，包括主板、设置在所述主板上并具有不同探测范围的多个探测器；
每个所述探测器包括感测单元以及罩设在所述感测单元外围上将感测信号聚集到所述感测单元的感测方向上的聚焦单元，以使每个所述探测器沿其感测方向形成一个独立的感测区域，进而将空间划分为多个独立的探测区域。
优选地，所述多个独立的探测区域包括纵向探测区域和横向探测区域，相邻的所述纵向探测区域、相邻的所述横向探测区域之间为无感应区；所述纵向探测区域和横向探测区域纵横交叉分布。
优选地，所述感测单元为红外热释电传感器，所述聚焦单元为菲涅尔透镜，且每个所述菲涅尔透镜的角度均不同。
优选地，所述感测单元包括基板、设置在所述基板上的感测元件、以及设置在所述基板上并罩设在所述感测元件外的管帽，所述管帽上对应所述感测元件的感测方向设有感测窗口。
优选地，所述主板上设有多个插孔，所述感测单元的插脚固定于所述插孔中，以使由所述感测单元、聚焦单元组成的探测器通过所述插脚固定在所述主板上。
优选地，每个所述探测器的插脚均为三个，包括正极引脚、负极引脚以及信号引脚。
优选地，所述空间分区探测装置还包括安装支架，所述主板固定在所述安装支架上。
本发明还提供一种空间分区探测系统，包括以上所述的空间分区探测装置，以及与所述空间分区探测装置中的多个探测器通信连接的控制装置，所述控制装置用于接收所述多个探测器产生的感测信号，并根据所述感测信号控制空间内相应设备的开关。
本发明还提供一种空间分区探测方法，所述空间分区探测方法前述的空间分区探测系统实现，所述空间分区探测方法包括以下步骤：
获取感测信号；
判断是否接收到两个或两个以上感测信号，若是，则判定空间内有被测物存在。
优选地，所述获取感测信号步骤之后还包括：
根据所述感测信号与探测器位置编号之间的预设对应关系，确定所述感测信号对应的探测器的位置信息；
基于所述位置信息确定被测物的位置或者移动轨迹。
实施本发明的空间分区探测装置，具有以下有益效果：该空间分区探测装置通过在主板上安装多个探测器，且每一个探测器在其感测方向上形成一个独立的感测区域，从而将空间划分为多个独立的探测区域，从而实现了对空间内不同方向、不同区域的识别探测。当被测物进入空间内时，多个探测器中的任意两个或两个以上被触发产生感测信号，准确地判断出有人存在空间内。另外，该空间分区探测系统还可以根据被触发的探测器的位置信息确定被测物在空间内的移动轨迹，探测方式简单、准确度高，成本低。
另外，该多个探测器还可将感测信号发送到控制设备，以实现对空间内有被测物时或无被测物时的各种设备的智能控制，并根据被测物的移动轨迹进行空间内不同位置的智能选择和控制，节能环保，适用范围广，更加智能化。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明空间分区探测装置的探测区域的投影示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
为了解决现有单个红外传感器不能检测静止人体，只能检测移动的人体、不能实现对移动人体轨迹的追踪、智能化程度低、适用范围小、探测精度低的问题，本发明构造了一种空间分区探测装置，该空间分区探测装置可对空间内是否有人存在进行实时、准确探测，也可以对人体的移动轨迹进行追踪。可以实现对空间不同方向、不同区域的识别探测。
本发明还构造了一种空间分区探测系统，该空间分区探测系统可实现根据空间内有人或无人时，对空间内的各种设备的智能控制，并且根据人体移动的轨迹进行空间内不同位置的智能选择和控制，节能环保，探测精度高，不受使用场所的限制，适用范围广，智能化程度高。另外，本发明的分区探测装置、系统不仅可对人体进行识别探测还可以对其他物体进行识别探测，即本发明的被测物包括但不限于人体，还可以是其他的动物，如宠物狗、宠物猫等。
该空间分区探测装置10包括主板、设置在主板上的并具有不同探测范围的多个探测器。该主板可用于安装多个探测器，起到支撑、固定该多个探测器的作用，同时还起到驱动作用。该多个探测器可从不同的角度、不同的区域对空间100进行实时探测，提高了探测精度及准确性。该空间分区探测装置10还包括安装支架，该主板固定在该安装支架上。该安装支架可对该空间分区探测装置10起到支撑、固定安装的作用。
其中，该安装支架可设置在空间100内任意位置，例如，可以设置在空间100的出入口处，也可以设置在空间100顶部并置于中间处。该安装支架可采用塑料、金属等材质制成，其可成圆柱状、半球状等，在其他实施例中，该安装支架的开关不限于圆柱状、半球状。
每个探测器包括感测单元以及罩设在该感测单元外围上将感测信号聚集到感测单元的感测方向上的聚焦单元，以使每个探测器沿其感测方向形成一个独立的线性感测区域，进而将空间100划分为多个独立的探测区域。
具体的，每一个感测单元包括基板、设置在基板上的感测元件、以及设置在基板上并罩设在感测元件外的管帽，管帽上对应感测元件的感测方向设有感测窗口。感测窗口的大小形成该感测元件的感测面，其可朝向空间100内部设置，用于探测空间100内的被测物，如用于探测空间100内是否有人存在。
作为选择，该感测单元可以为红外热释电传感器，在其他一些实施例中，该感测单元不限于红外热释电传感器，可以是其他存在式传感器。其中，采用该红外热释电传感器探测方式简单，当有人体从其感测方向经过时，即可产生感测信号，进而探测到人体的存在。而且采用该红外热释电传感器所需处理的数据很少，数据处理运算简单、价格低，进而可降低整个空间分区探测装置10的物料成本，简化了数据运算处理，提高了效率。
该感测单元设有插脚，插脚伸出基板外，且插脚与主板连接。该插脚包括三个，可为正极引脚、负极引脚以及信号引脚。以人体为例，当人体进入感测单元的感测区域时，感测单元可接收到人体的红外信号，并根据该红外信号产生感测信号，由信号引脚输出该感测信号。进一步地，通过该插脚可将探测器固定在主板上，一般地，可通过焊接的方式将插脚焊接在主板上，以固定探测器于主板。在其他一些实施例中，该感测单元也可以通过贴片的方式固定在主板上。
聚焦单元，罩设在感测单元的外围以将感测信号聚焦到感测单元的感测方向，以使每一个探测器沿其感测方向(即感测单元的感测方向)形成一个独立的感测区域，进而将空间100划分为多个独立的探测区域。作为选择，该聚焦单元可为菲涅尔透镜，该菲涅尔透镜可呈圆柱状、圆台状或者球状等，在其他一些实施例中，该菲涅尔透镜不限于圆柱状、圆台状、球状。
进一步地，本发明的各实施例中，每一个探测器中的菲涅尔透镜均采用不同的角度，即本发明实施例的空间分区探测装置10集成了多个探测器，且每一个探测器采用不同角度的菲涅尔透镜，从而将空间100划分了为多个独立的探测区域。如图1所示，图1中为每一个探测器沿其感测方向所形成的独立的探测区域在平面上的投影视图，其中，图1中的每一个条状对应一个探测器的感测区域，当人体进入空间100内时，若经过任意一个探测器的感测区域，即可被探测器探测到。
主板上设有多个插孔，插脚固定于插孔中，以使由感测单元、聚焦单元组成的探测器通过插脚固定在主板上。可选的，该主板可以为pcb板。
进一步地，每一个探测器沿其感测方向所形成的感测区域是独立的、且为线性的，从图1中可以看出，多个探测器所形成的线性感测区域投影到平面上即形成的纵向探测区域和横向探测区域，相邻的纵向探测区域、相邻的横向探测区域之间为无感应区，且纵向探测区域和横向探测区域纵横交叉分布。进一步地，如图1所示，纵向探测区域和横向探测区域纵横交叉设置形成了多个无感应区，且每一个无感应区的在平面上的面积小于被测物的面积，换言之，所形成的每一个无感应区在空间上均小于被测物的体形。即通过采用多个具有不同探测范围的探测器安装在主板，且每一个探测器均采用不同的角度，以形成多个独立的探测区域，进而由该多个独立的探测区域将空间100划分为多个小分区(如图1中的空白区域)，每一个小分区均为无感应区。由于划分的无感应区足够小(小于被测物的面积，空间上小于被测物的体积，如小于人体的体形)，因此，当人体进入空间100内时，多个探测器中至少会有一个探测器可探测到人体的红外信号。进一步地，当人体处于不同的分区时，由于每一分区均小于人体体形，所以人体所处的相邻两个不同分区的两个探测器被触发而产生感测信号，进而确认有人在空间100内。由于空间100被多个探测器划分为非常小的分区，所以非常容易探测到人体，提高了探测的准确性。
本发明的空间分区探测装置10不仅可以探测移动的人体，当人静止的时候也能被本发明的空间分区探测装置10探测识别。具体为，由于本发明的空间分区探测装置10将空间100划分为多个独立的探测区域，多个独立的探测区域将空间100划分为多个小分区，每一个小分区均小于人体的体形。当有人进入空间100时，人从空间100的入口进入空间100，此时探测区域在空间100的入口处的至少两个探测器可接收到人体的红外信号，进而可以确定有人进入空间100内；当人在空间100内静止不动时，由于在人进入空间100时，空间100入口处任意两个探测器可先后接收到人体的红外信号进而产生感测信号，此时可确定有人在空间100内，同时在人进入空间100后，由于长时间未接收到任意一个探测器被触发产生的感测信号，进而可以确定有人在空间100内且保持静止不动；当人离开空间100时，人体经过的区域均可被探测器探测到，探测区域在空间100内以及在空间100的出口处至少两个探测器可接收到人体的红外信号并产生感测信号，根据探测区域在空间100内、及空间100出处的探测器的感测信号的先后顺序可确认人离开空间100。
另外，本发明的空间分区探测装置10还可以确定人体在空间100内静止的位置。本发明的空间分区探测装置10中，每一个探测器的位置编号与其产生的感测信号存在预设对应关系，即每一个探测器输出的感测信号均与该探测器绑定，并可根据该绑定关系获取探测器的具体位置。其中，每一个探测器的位置编号与其产生的感测信号的预设对应关系可预存在存储器中，当接收到任意一个感测信号时，可根据该感测信号从存储器中存储的预设对应关系中查找对应的探测器及该探测器的位置信息。因此，当人体进入空间100并处于不同分区时，任意两个探测器可探测到人体的红外信号并产生两个感测信号，根据该两个感测信号可以确定有人存在于空间100内，且根据该两个感测信号从预存的预设对应关系中查找与该两个感测信号对应的探测器及该两个探测器的位置信息，并根据该两个探测器的位置信息可以确定人在空间100内的具体位置。
进一步地，本发明的空间分区探测装置10还可以追踪人体在空间100内的移动轨迹。具体的，本发明的空间分区探测装置10中，每一个探测器的位置编号与其产生的感测信号存在预设对应关系，即每一个探测器输出的感测信号均与该探测器绑定，并可根据该绑定关系获取探测器的具体位置。其中，每一个探测器的位置编号与其产生的感测信号的预设对应关系可预存在存储器中，当接收到任意一个感测信号时，可根据该感测信号从存储器中存储的预设对应关系中查找对应的探测器及该探测器的位置信息。因此，当人体在空间100内移动时，可接收不同时刻的感测信号，根据所接收的不同时刻的感测信号在存储器中存储的预设对应关系中查找对应的探测器及该探测器的位置信息，进而根据每一个探测器的位置信息以及时间先后顺序确定人体的具体位置、移动方向以及移动轨迹等。
本发明还构造了一种空间分区探测系统，该空间分区探测系统包括上述空间分区探测装置10，以及与该空间分区探测装置10中的多个探测器通信连接的控制装置，控制装置用于接收多个探测器产生的感测信号，并根据感测信号控制空间100内相应设备的开关。
本发明的空间分区探测系统可以对空间100人是否有人存在进行实时、准确探测及计算，实现了空间100内有人时和无人时对各种设备的智能控制，并根据人体移动的轨迹对空间100内不同位置的设备进行智能选择和控制。
由前述可知，该空间分区探测装置10将空间100划分为多个独立的探测区域，多个独立的探测区域将空间100划分为多个小分区，每一个小分区均小于人体的体形。当有人进入空间100时，人从空间100的入口进入空间100，此时探测区域在空间100的入口处的至少两个探测器可接收到人体的红外信号，进而可以确定有人进入空间100内，进而控制空间100内的设备打开；当人在空间100内静止不动时，由于在人进入空间100时，空间100入口处任意两个探测器可先后接收到人体的红外信号进而产生感测信号，并发送给控制装置，控制装置根据先后接收到的感测信号可以确定人在空间100内，同时在人进入空间100后，由于长时间未接收到任意一个探测器被触发产生的感测信号，进而可以确定人在空间100内且保持静止不动；当人离开空间100时，人体经过的区域均可被探测器探测到，探测区域在空间100内以及在空间100的出口处至少两个探测器可接收到人体的红外信号并产生感测信号，并将所产生的感测信号发送给控制装置，控制装置根据不同探测区域的探测器的感测信号的先后顺序可确认人离开空间100，进而控制空间100内的设备关闭。
本发明的空间分区探测系统还可以确定人体在空间100内静止的位置。具体的，本发明的空间分区探测系统所采用的空间分区探测装置10中，每一个探测器的位置编号与其产生的感测信号存在预设对应关系，即每一个探测器输出的感测信号均与该探测器绑定，并可根据该绑定关系获取探测器的具体位置。其中，每一个探测器的位置编号与其产生的感测信号的预设对应关系可预存在存储器中，当接收到任意一个感测信号时，可根据该感测信号从存储器中存储的预设对应关系中查找对应的探测器及该探测器的位置信息。因此，当人体进入空间100并处于不同分区时，任意两个探测器可探测到人体的红外信号并产生两个感测信号，控制装置接收到该两个感测信号后，根据该两个感测信号可以确定有人存在于空间100内，且根据该两个感测信号从预存在存储器中的预设对应关系中查找与该两个感测信号对应的探测器及该两个探测器的位置信息，并根据该两个探测器的位置信息可以确定人在空间100内的具体位置。
本发明的空间分区探测系统还可以追踪人体在空间100内的移动轨迹。具体的，本发明的空间分区探测系统所采用的空间分区探测装置10中，每一个探测器的位置编号与其产生的感测信号存在预设对应关系，即每一个探测器输出的感测信号均与该探测器绑定，并可根据该绑定关系获取探测器的具体位置。其中，每一个探测器的位置编号与其产生的感测信号的预设对应关系可预存在存储器中，当控制装置接收到任意一个感测信号时，可根据该感测信号从存储器中存储的预设对应关系中查找对应的探测器及该探测器的位置信息。因此，当人体在空间100内移动时，控制装置可接收到不同时刻的感测信号，并根据所接收的不同时刻的感测信号在存储器中存储的预设对应关系中查找对应的探测器及该探测器的位置信息，进而根据每一个探测器的位置信息以及时间先后顺序确定人体的具体位置、移动方向以及移动轨迹等，从而根据人体的具体位置移动方向及移动轨迹对空间100内不同位置的设备进行智能选择及控制。
本发明还构造了一种空间分区探测方法，该空间分区探测方法可应用权前述的空间分区探测系统实现，该空间分区探测方法包括以下步骤：
s1、获取感测信号。
s2、判断是否接收到两个或两个以上感测信号，若是，则判定空间100内有被测物存在。在该步骤中，由于前述的空间分区探测装置10将空间100划分为多个独立的探测区域，多个独立的探测区域将空间100划分为多个小分区，每一个小分区均小于人体的体形。当有人进入空间100时，人从空间100的入口进入空间100，此时探测区域在空间100的入口处的至少两个探测器可接收到人体的红外信号，进而可以确定有人进入空间100内。所以，当控制装置可接收到任意两个或两个以上感测信号时，即可确定有人在空间100内。
进一步地，获取感测信号步骤之后还包括：
s3、根据感测信号与探测器位置编号之间的预设对应关系，确定感测信号对应的探测器的位置信息。
其中，探测器的位置信息包括多个探测器中的任意一个、两个、三个、……n个探测器的位置。
s4、基于位置信息确定被测物的位置或者移动轨迹。
具体的，本发明的空间分区探测方法所应用的本发明的空间分区探测系统所采用的空间分区探测装置10中，每一个探测器的位置编号与其产生的感测信号存在预设对应关系，即每一个探测器输出的感测信号均与该探测器绑定，并可根据该绑定关系获取探测器的具体位置。当接收到任意一个感测信号时，可根据该感测信号从存储器中存储的预设对应关系中查找对应的探测器及该探测器的位置信息。所以在获取到空间100内的探测器发送的感测信号后，可以根据感测信号与探测器位置编号之间的预设对应关系，确定每一个感测信号对应的探测器及探测器的位置信息，并根据每一个探测器的位置信息确定被没物的位置或者移动轨迹。
以图1的示意图为例，其中，a1’、a2’、a3’、a4’、a5’、a6’为安装在主板上的探测器a1、探测器a2、探测器a3、探测器a4、探测器a5、探测器a6的探测区域在平面的投影示意图，b1’、b2’、b3’、b4’、b5’、b6’为在主板上的探测器b1、探测器b2、探测器b3、探测器b4、探测器b5、探测器b6的探测区域在平面的投影示意图。
当人体沿图示路径从1分区移动至17分区时，探测器b1、探测器b2、以及探测器b3、探测器a1、探测器a2以及探测器a3均产生感测信号，控制单元根据探测器b1、探测器b2、以及探测器b3、探测器a1、探测器a2以及探测器a3产生的感测信号获得探测器b1、探测器b2、以及探测器b3、探测器a1、探测器a2以及探测器a3的具体安装位置，进而由探测器b1、探测器b2、以及探测器b3、探测器a1、探测器a2以及探测器a3的具体安装位置确定人体的移动轨迹，实现对移动的人体运动方向及运动轨迹的跟踪。
以下以在主板上沿水平方向设置b1、b2、b3、…、bn个探测器，在主板上沿竖直方向设置a1、a2、a3、…、am个探测器为例，则该空间分区探测装置10可将空间100分为(n+1)*(m+1)个分区，每一个分区小于人体的体形。该空间分区探测系统实现智能探测控制的方法为：
如图1所示，当人体进入空间100时，假设人体从第1分区进入，当人体到达第1分区时，由于人体的体形大于分区，所以，当人体到达第1分区时，探测器b1和探测器a1均可探测到人体存在的红外信号，并将转换的感测信号b1和感测信号b2发送到控制装置，当人体进入空间内并保持静止不动时，由于分区很小，所以当人体在进入第1分区后，人体的体形实际处于第1分区和第2分区，或者处于第1分区和第8分区。以处于第1分区和第8分区为例，此时，探测器置b1和探测器a1均可探测到人体的红外信号，分别向控制装置发送感测信号b1和感测信号a1，控制装置根据感测信号b1和感测信号a1可以确定有人进入空间100内，进而控制打开空间100内相关设备。当人体离开空间100后，由于该空间分区探测装置中的所有探测器均不产生感测信号，因此，可判断空间100内没有人，进而控制装置控制空间100内相应设备关闭；或者，当人体离开空间100时，假设出口设置在第1分区处，当人体离开空间100时，感测区域在第1分区周围的探测器会再次探测到人体的红外信号，其中，探测器置b1和探测器a1最后接收到人体的红外信号，从而根据最后接收到探测器b1和探测器a1发送的感测信号可以确定人体离开空间100。当人体在空间100内移动时，例如，人体从第1分区沿水平方向移动至第3分区，此时，探测器b1先探测到人体的红外信号，接着探测器b2探测到人体的红外信号，最后探测器b3才探测到人体的红外信号，并依次将转换的感测信号b1、感测信号b2和感测信号b3发送给控制装置，控制装置根据接收到的感测信号b1、感测信号b2和感测信号b3的先后顺序，以及探测器b1、探测器b2和探测器b3的位置，确定人体的移动方向及移动轨迹。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。