一种基于FMCW微波感应器的马桶座圈控制方法及系统与流程

一种基于fmcw微波感应器的马桶座圈控制方法及系统
技术领域
1.本发明属于马桶控制技术领域，尤其涉及一种基于fmcw微波感应器的马桶座圈控制方法及系统。


背景技术：

2.马桶，是日常生活当中不可或缺的用品，后为了满足人们日益提升的健康及消费需求，智能马桶应运而生。智能马桶最先起源于美国，后发展改良于日韩，其主要功能设计为根据不同地区的需求不同而不同。
3.目前，智能马桶在进行智能控制时，大多采用传统的传感信号检测方式进行控制，如一发一收类型的传感器，此种传感器存在控制不精准的问题，又或者采用精密型传感器，如tof传感器，但此种类型传感器进行智能马桶进行控制时存在至少三个问题，一为成本高昂导致生产成本高的问题，二为易因光源的误触发导致控制不精准问题，三为在进行姿态检测时存在影响用户隐私导致用户存在使用顾虑的问题，进而影响使用。
4.因此，明显可以看出市面上的智能马桶存在因控制部分设计的不合理性导致控制不精准，进而影响用户使用，满足不了用户的使用需求的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于fmcw微波感应器的马桶座圈控制方法及系统，旨在解决现有技术中智能马桶存在因控制部分设计的不合理性导致控制不精准，进而影响用户使用，满足不了用户的使用需求的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明实施例提供一种基于fmcw微波感应器的马桶座圈控制方法，所述方法应用于智能马桶，所述fmcw微波感应器安装于智能马桶后侧的墙上，所述方法具体包括以下步骤：
7.步骤s100：实时获取基于所述fmcw微波感应器对预设检测区域内检测后生成的环境频谱信号；
8.步骤s200：根据所述环境频谱信号获取预设检测区域内的用户实际距离信息，其中，所述用户实际距离信息为预设参考点与用户之间的距离信息，所述预设参考点为预先设置，所述预设参考点为所述fmcw微波感应器的所在位置；
9.步骤s300：根据所述用户实际距离信息判断用户与预设参考点之间的距离是否小于等于预设的第一标准使用距离；
10.步骤s400：当判断用户与预设参考点之间的距离小于等于预设的第一标准使用距离时，则生成马桶开盖指令，并将所述马桶开盖指令发送至智能马桶，同时根据所述环境频谱信号获取用户的当前身体姿态信号，其中，所述马桶开盖指令用于控制智能马桶打开上盖；
11.步骤s500：将所述当前身体姿态信号与预存的标准使用马桶姿势信号比对，并判断所述当前身体姿态信号与所述标准使用马桶姿势信号是否匹配，当判断为是时，生成马
桶座圈驱动指令，并将所述马桶座圈驱动指令发送至智能马桶，所述马桶座圈驱动指令用于控制智能马桶落下或掀起座圈。
12.可选地，所述标准使用马桶姿势信号包括需使用座圈预备姿势信号和无需使用座圈预备姿势信号；
13.所述马桶座圈驱动指令包括座圈落下指令和座圈掀起指令；
14.步骤s500：将所述当前身体姿态信号与预存的标准使用马桶姿势信号比对，并判断所述当前身体姿态信号与所述标准使用马桶姿势信号是否匹配，当判断为是时，生成马桶座圈驱动指令，并将所述马桶座圈驱动指令发送至智能马桶，所述马桶座圈驱动指令用于控制智能马桶落下或掀起座圈，具体包括：
15.步骤s510：将所述当前身体姿态信号与所述需使用座圈预备姿势信号和无需使用座圈预备姿势信号比对，并判断所述当前身体姿态信号是否与所述需使用座圈预备姿势信号匹配，或是否与所述无需使用座圈预备姿势信号匹配；
16.步骤s520：若判断所述当前身体姿态信号是与所述需使用座圈预备姿势信号，则生成座圈落下指令，并将所述座圈落下指令发送至智能马桶，所述座圈落下指令用于控制智能马桶落下座圈，其中，智能马桶落下座圈为控制座圈转换为水平状态；
17.步骤s530：判断所述当前身体姿态信号是与所述无需使用座圈预备姿势信号匹配，则生成座圈掀起指令，并将所述座圈掀起指令发送至智能马桶，所述座圈掀起指令用于控制智能马桶掀起座圈，其中，智能马桶掀起座圈为控制座圈转换为非水平状态。
18.可选地，所述需使用座圈预备姿势信号包括转身动作信号、弯腰动作信号和下蹲动作信号；
19.步骤s100：实时获取基于所述fmcw微波感应器对预设检测区域内检测后生成的环境频谱信号，之前还包括：
20.步骤s001：在用户需要使用座圈时，基于所述fmcw微波感应器提前标定用户使用座圈时转身的动作对应的信号作为转身动作信号；
21.步骤s002：在用户需要使用座圈时，基于所述fmcw微波感应器提前标定用户使用座圈时弯腰的动作对应的信号作为弯腰动作信号；
22.步骤s003：在用户需要使用座圈时，基于所述fmcw微波感应器提前标定用户使用座圈时下蹲的动作对应的信号作为下蹲动作信号。
23.可选地，所述fmcw微波感应器包括一个天线组，所述天线组均包括至少一个发射天线和至少三个接收天线，其中，第一接收天线与所述第二接收天线平行设置，所述发射天线设置于所述第一接收天线的正上方，所述第三接收天线与所述发射天线平行设置且位于所述第二接收天线的正上方；
24.所述环境频谱信号包括第一天线频谱信号、第二天线频谱信号和第三天线频谱信号，所述第一天线频谱信号经所述第一接收天线后获取，所述第二天线频谱信号经所述第二接收天线后获取，所述第三天线频谱信号经所述第三接收天线后获取；
25.所述第一天线频谱信号、第二天线频谱信号和第三天线频谱信号均包括n个频点，各频点分别对应有频点幅值信息和频点距离信息；
26.步骤s200：根据所述环境频谱信号获取预设检测区域内的用户实际距离信息，具体包括：
27.步骤s210：分别提取所述第一天线频谱信号、所述第二天线频谱信号和所述第三天线频谱信号中相同序号频点的频点幅值信息；
28.步骤s220：判断各所述频谱信息中相同序号频点的频点幅值信息是否发生变化；
29.步骤s230：若判断为是，则提取发生变化的频点幅值信息对应的频点距离信息，并记为预设检测区域内的用户实际距离信息。
30.可选地，步骤s400中，根据所述环境频谱信号获取用户的当前身体姿态信号的步骤，具体包括：
31.步骤s410：根据所述第一天线频谱信号和所述第二天线频谱信号获取用户与所述fmcw微波感应器之间的水平面角度；
32.步骤s420：根据所述第二天线频谱信号和所述第三天线频谱信号获取用户与所述fmcw微波感应器之间的垂直面角度；
33.步骤s430：根据所述用户实际距离信息、所述水平面角度和所述垂直面角度生成当前身体姿态信号。
34.可选地，步骤s100：实时获取基于所述fmcw微波感应器对预设检测区域内检测后生成的环境频谱信号，具体包括：
35.步骤s110：获取所述fmcw微波感应器对预设检测区域内检测的当前环境检测信号；
36.步骤s120：根据所述当前环境检测信号生成环境频谱信号。
37.可选地，步骤s120：根据所述当前环境检测信号生成环境频谱信号，具体包括：
38.步骤s121：将所述当前环境检测信号转换为环境检测数字信号；
39.步骤s122：将所述环境检测数字信号通过傅里叶变换转换为频域环境信号；
40.步骤s123：根据所述频域环境信号生成所述环境频谱信号。
41.可选地，步骤s121：将所述当前环境检测信号转换为环境检测数字信号，具体包括：
42.步骤s1211：将所述当前环境检测信号作滤波及放大处理得到幅值放大后的放大环境信号；
43.步骤s1212：将所述放大环境信号作模数转换处理得到所述环境检测数字信号。
44.可选地，一种基于fmcw微波感应器的马桶座圈控制系统，所述系统包括智能马桶和fmcw微波感应器，所述fmcw微波感应器与所述智能马桶通信连接，所述fmcw微波感应器安装于智能马桶后侧的墙上；其中，
45.所述fmcw微波感应器用于实时对预设检测区域内检测并在检测后生成环境频谱信号；
46.所述fmcw微波感应器用于根据所述环境频谱信号获取预设检测区域内的用户实际距离信息，其中，所述用户实际距离信息为预设参考点与用户之间的距离信息，所述预设参考点为预先设置，所述预设参考点为所述fmcw微波感应器的所在位置；
47.所述fmcw微波感应器用于根据所述用户实际距离信息判断用户与预设参考点之间的距离是否小于等于预设的第一标准使用距离；
48.所述fmcw微波感应器用于当判断用户与预设参考点之间的距离小于等于预设的第一标准使用距离时，则生成马桶开盖指令，并将所述马桶开盖指令发送至智能马桶，同时
根据所述环境频谱信号获取用户的当前身体姿态信号，其中，所述马桶开盖指令用于控制智能马桶打开上盖；
49.所述fmcw微波感应器用于将所述当前身体姿态信号与预存的标准使用马桶姿势信号比对，并判断所述当前身体姿态信号与所述标准使用马桶姿势信号是否匹配，当判断为是时，生成马桶座圈驱动指令，并将所述马桶座圈驱动指令发送至智能马桶，所述马桶座圈驱动指令用于控制智能马桶落下或掀起座圈。
50.可选地，所述智能马桶包括马桶主控板、座圈驱动机构和上盖驱动机构，所述马桶主控板与所述fmcw微波感应器通信连接，所述座圈驱动机构与和所述上盖驱动机构均与所述马桶主控板连接。
51.本发明实施例提供的基于fmcw微波感应器的马桶座圈控制方法及系统中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：
52.本发明首先将所述fmcw微波感应器安装于智能马桶后侧的墙上，也即通过安装位置的限定排除了马桶本体的陶瓷件或塑料件对fmcw微波感应器的衰减或干扰导致的检测不精准的情况，提高了检测精准度，且无需设置微波感应器与马桶之间的匹配结构，极大降低感应器与马桶之间的调试和匹配难度，提升安装效率，另外通过获取环境频谱信号，再获取预设检测区域内的用户实际距离信息，当判断用户与预设参考点之间的距离小于等于预设的第一标准使用距离时，判定此时有人需要使用马桶，故生成马桶开盖指令，接着，当判断所述当前身体姿态信号与所述标准使用马桶姿势信号是否匹配，当判断为是时，生成马桶座圈驱动指令，以驱动座圈落下或掀起，通过距离结合姿态进行综合判断，进而实现生产成本的降低、避免了光源误触发以及实现了精准控制，进一步地满足了用户的使用需求。
附图说明
53.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
54.图1为本发明实施例提供的基于fmcw微波感应器的马桶座圈控制方法的流程示意图；
55.图2为本发明实施例提供的生成马桶座圈驱动指令的判断过程的流程示意图；
56.图3为本发明实施例提供的需使用座圈预备姿势信号标定的流程示意图；
57.图4为本发明实施例提供的获取生成的环境频谱信号的流程示意图；
58.图5为本发明实施例提供的天线组的结构和fmcw微波感应器检测被测物后的投影组合示意图；
59.图6为本发明实施例提供的获取预设检测区域内的用户实际距离信息的流程示意图；
60.图7为本发明实施例提供的获取用户的当前身体姿态信号的流程示意图；
61.图8为本发明实施例提供的反射电磁波反射至接收天线时的结构示意图；
62.图9为本发明实施例提供的生成环境频谱信号的流程示意图；
63.图10为本发明实施例提供的转换环境检测数字信号的流程示意图。
具体实施方式
64.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明的实施例，而不能理解为对本发明的限制。
65.在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
66.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
67.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
68.在本发明的一个实施例中，如图1-图2所示，提供一种基于fmcw微波感应器的马桶座圈控制方法，所述方法应用于智能马桶。
69.所述fmcw微波感应器安装于智能马桶后侧的墙上。
70.本发明通过将所述fmcw微波感应器安装于智能马桶后侧的墙上，较之现有技术中的用于检测的传感器安装于马桶本体上，本发明通过安装位置的改变排除了马桶本体的陶瓷件或塑料件对fmcw微波感应器的衰减或干扰导致的检测不精准的情况，提高了检测精准度，且无需设置微波感应器与马桶之间的匹配结构，极大降低感应器与马桶之间的调试和匹配难度，提升安装效率。
71.具体地，如图1所示，所述方法具体包括以下步骤：
72.步骤s100：实时获取基于所述fmcw微波感应器对预设检测区域内检测后生成的环境频谱信号；
73.本步骤中，所述预设检测区域为所述fmcw微波感应器的固有检测区域，所述预设检测区域为预先设置，在设置所述预设检测区域时，根据实际需求，设定，以使fmcw微波感应器具备不同检测范围的固有检测区域，如以fmcw微波感应器所在的墙面为启示平面，向前方辐散2米后所形成的范围。
74.步骤s200：根据所述环境频谱信号获取预设检测区域内的用户实际距离信息，其中，所述用户实际距离信息为预设参考点与用户之间的距离信息，所述预设参考点为预先设置，所述预设参考点为所述fmcw微波感应器的所在位置；
75.本步骤中，所述预设参考点的设置，方便在计算过程中提供一个计算参考点。本实施例中，所述预设参考点为所述fmcw微波感应器的所在位置。
76.在本发明另一个实施例中，在所述步骤s200之前，还包括：
77.预先设置预设参考点，如将所述fmcw微波感应器的所在位置设置为预设参考点的位置，具体为所述fmcw微波感应器的所在位置。
78.或者，将所述预设参考点设置为智能马桶所在的位置。考虑到智能马桶的位置恒定，而在fmcw微波感应器存在安装不牢固导致偏移的情况时，以fmcw微波感应器为预设参考点则会产生控制不精准的问题，而以所述智能马桶为预设参考点，可以精准获取所述用户实际距离信息，避免控制不精准问题。
79.步骤s300：根据所述用户实际距离信息判断用户与预设参考点之间的距离是否小于等于预设的第一标准使用距离；
80.本步骤中，所述第一标准使用距离为预先设置。进一步地，所述第一标准使用距离处于所述预设检测区域内。应理解，所述预设检测区域内为一个大的检测范围，在该检测范围内，所述fmcw微波感应器能够进行检测，而所述第一标准使用距离为一个小的检测范围，当用户进入到大的检测范围内，具有使用所述预设检测区域内所有物品的可能，如洗漱、沐浴等。而进入小的检测范围内，则可判定为是需要使用智能马桶。
81.步骤s400：当判断用户与预设参考点之间的距离小于等于预设的第一标准使用距离时，则生成马桶开盖指令，并将所述马桶开盖指令发送至智能马桶，同时根据所述环境频谱信号获取用户的当前身体姿态信号，其中，所述马桶开盖指令用于控制智能马桶打开上盖；
82.本步骤中，当判断用户与预设参考点之间的距离小于等于预设的第一标准使用距离时，可判定用户需要使用智能马桶，也即通过所述第一标准使用距离的设定，滤除了用户可能使用所述预设检测区域内其他物品或进行其他操作的情况，进一步准确判断用户是需要进行智能马桶的使用，较之现有技术中检测到信号即判断的方式，本步骤中实现了更精准判断。
83.步骤s500：将所述当前身体姿态信号与预存的标准使用马桶姿势信号比对，并判断所述当前身体姿态信号与所述标准使用马桶姿势信号是否匹配，当判断为是时，生成马桶座圈驱动指令，并将所述马桶座圈驱动指令发送至智能马桶，所述马桶座圈驱动指令用于控制智能马桶落下或掀起座圈。
84.本步骤中，所述标准使用马桶姿势信号为进一步需要使用马桶时会产生的一些动作所对应的姿势信号，该姿势信号预先基于fmcw微波感应器进行标定。
85.当判断所述当前身体姿态信号与所述标准使用马桶姿势信号是匹配时，可进一步地判定为需要使用智能马桶，进而根据是否需要使用座圈生成马桶座圈驱动指令，并将所述马桶座圈驱动指令发送至智能马桶，所述马桶座圈驱动指令用于控制智能马桶落下或掀起座圈。
86.本发明首先另外通过获取环境频谱信号，再获取预设检测区域内的用户实际距离信息，当判断用户与预设参考点之间的距离小于等于预设的第一标准使用距离时，判定此时有人需要使用马桶，故生成马桶开盖指令，接着，当判断所述当前身体姿态信号与所述标准使用马桶姿势信号是否匹配，当判断为是时，生成马桶座圈驱动指令，以驱动座圈落下或掀起，通过距离结合姿态进行综合判断，进而实现生产成本的降低、避免了光源误触发以及实现了精准控制，进一步地满足了用户的使用需求。
87.在本发明的另一个实施例中，如图2所示，所述标准使用马桶姿势信号包括需使用座圈预备姿势信号和无需使用座圈预备姿势信号；其中，所述需使用座圈预备姿势信号为女性使用智能马桶以及男性大便时会做的动作所对应的姿势信号。所述无需使用座圈预备姿势信号为男性小便时会做的动作所对应的姿势信号。
88.所述马桶座圈驱动指令包括座圈落下指令和座圈掀起指令；
89.步骤s500：将所述当前身体姿态信号与预存的标准使用马桶姿势信号比对，并判断所述当前身体姿态信号与所述标准使用马桶姿势信号是否匹配，当判断为是时，生成马桶座圈驱动指令，并将所述马桶座圈驱动指令发送至智能马桶，所述马桶座圈驱动指令用于控制智能马桶落下或掀起座圈，具体包括：
90.步骤s510：将所述当前身体姿态信号与所述需使用座圈预备姿势信号和无需使用座圈预备姿势信号比对，并判断所述当前身体姿态信号是否与所述需使用座圈预备姿势信号匹配，或是否与所述无需使用座圈预备姿势信号匹配；
91.本步骤为，判定所述当前身体姿态信号是与所述需使用座圈预备姿势信号匹配，还是与所述无需使用座圈预备姿势信号匹配。
92.步骤s520：若判断所述当前身体姿态信号是与所述需使用座圈预备姿势信号，则生成座圈落下指令，并将所述座圈落下指令发送至智能马桶，所述座圈落下指令用于控制智能马桶落下座圈，其中，智能马桶落下座圈为控制座圈转换为水平状态；
93.具体地，当判定所述当前身体姿态信号是与所述需使用座圈预备姿势信号匹配时，则为需要使用座圈，故生成座圈落下指令。
94.步骤s530：判断所述当前身体姿态信号是与所述无需使用座圈预备姿势信号匹配，则生成座圈掀起指令，并将所述座圈掀起指令发送至智能马桶，所述座圈掀起指令用于控制智能马桶掀起座圈，其中，智能马桶掀起座圈为控制座圈转换为非水平状态。
95.进一步地，当判断所述当前身体姿态信号是与所述无需使用座圈预备姿势信号匹配，则生成座圈掀起指令。
96.在本发明的另一个实施例中，所述智能马桶还包括一检测装置，所述检测装置用于检测用户施加于座圈的压力，其中，用户施加于座圈的压力特指为用户用手抬起或下压座圈时，用户施加于座圈的压力。
97.进一步地，所述基于fmcw微波感应器的马桶座圈控制方法还包括：
98.基于所述检测装置获取用户用手抬起时或下压座圈时施加于座圈的压力，并记为当前压力，并判断所述当前压力是否大于等与预设的标准压力，则生成座圈加速启动指令，所述座圈加速启动指令用于控制所述智能马桶以第一速度快速落下或掀起智能座圈。
99.进一步地，为了考虑到急切需要使用智能马桶的情形，如急切时，需要座圈放下，用户会用手施加外力下压或抬起座圈，进而此时产生所述当前压力，而当前压力会大于预设的标准压力，故此时生成座圈加速指令，以高于正常落下和掀起的第一速度快速启动，进而满足需求，避免现有技术中智能马桶因固有设置导致灵活性不足，进而导致影响使用的问题。
100.在本发明的另一个实施例中，如图3所示，所述需使用座圈预备姿势信号包括转身动作信号、弯腰动作信号和下蹲动作信号；
101.步骤s100：实时获取基于所述fmcw微波感应器对预设检测区域内检测后生成的环
境频谱信号，之前还包括：
102.步骤s001：在用户需要使用座圈时，基于所述fmcw微波感应器提前标定用户使用座圈时转身的动作对应的信号作为转身动作信号；
103.步骤s002：在用户需要使用座圈时，基于所述fmcw微波感应器提前标定用户使用座圈时弯腰的动作对应的信号作为弯腰动作信号；
104.步骤s003：在用户需要使用座圈时，基于所述fmcw微波感应器提前标定用户使用座圈时下蹲的动作对应的信号作为下蹲动作信号。
105.进一步地，通过步骤s001-步骤s003，实现了对所述转身动作信号、所述弯腰动作信号和所述下蹲动作信号的预先标定，为后续数据比对提供稳定数据基础。
106.在本发明的另一个实施例中，如图4所示，步骤s100：实时获取基于所述fmcw微波感应器对预设检测区域内检测后生成的环境频谱信号，具体包括：
107.步骤s110：获取所述fmcw微波感应器对预设检测区域内检测的当前环境检测信号；
108.进一步地，所述当前环境监测信号的获取过程如下：
109.首先，本实施例中，首先获取预设的基于fmcw原理发射的调频连续波的周期和带宽；其中，所述调频连续波为按照固定频率范围进行调频产生的具有周期性变化的调制波形。
110.接着，持续获取经发射天线发射的发射电磁波在遇到预设检测区域内的被测物后反射至接收天线的反射电磁波，以及接收天线接收反射电磁波时的调频连续波并将其记为混频调频波，其中，被测物在本实施例中即为用户。
111.然后，将各所述混频调频波与对应的各所述反射电磁波进行混频后得到中频信号，该中频信号即为所述当前环境检测信号。
112.本步骤中，预先设置调频连续波的周期和带宽后，使发射波以固定频率范围调频，从而以扫频方式向预设检测区域内发射电磁波。
113.具体地，如在t1时刻发射波为f1，下一时刻，按照预设的固定频率范围对发射波进行调频，故在t2时刻发射波则为f2。发射波f1和发射波f2的频率不同。
114.进一步地，所述调频连续波可以为三角波、锯齿波或者其他具有预设周期和带宽的连续波。调频连续波的产生可先由一振荡器产生一个固定频率，由一调频器通过上述固定频率进行连续调频，从而产生所述调频连续波。
115.在t1时刻，通过一发射天线向预设检测区域内持续发射一频率为f1的发射电磁波，该发射波为发射电磁波。发射电磁波发出后，遇到智能马桶的检测区域内的被测物后会发生反射，在t2时刻，反射电磁波由一接收天线接收。反射电磁波的频率也为f1。此时，因发射波持续调频，故经t1至t2时刻的扫频，此时发射波的频率已经被调制为f2。
116.具体地，自发出一发射电磁波至反射电磁波被接收天线接收时，同时获取接收到反射电磁波时的混频调频波，为一个循环。在所述fmcw微波感应器工作时，随着时间的推移，具有多个上述循环。每个循环中，均获取一个发射电磁波、反射电磁波和混频调频波。若一个循环周期中的发射电磁波、反射电磁波和混频调频波为一组数据，则在所述fmcw微波感应器的持续工作中，将持续获取多组上述数据。即为：持续获取发射电磁波、反射电磁波以及混频调频波。
117.当混频调频波的频率为f2，反射电磁波的频率为f1时，混频后，所述中频信号的频率δf为当前混频调频波的频率与反射电磁波的频率的差值，也即δf＝|f
1-f2|。
118.也即，所述当前环境检测信号为所述fmcw微波感应器在预设检测范围内检测到的所有的模拟信号的集合。
119.步骤s120：根据所述当前环境检测信号生成环境频谱信号。
120.在本发明的另一个实施例中，如图5-图6所示，所述fmcw微波感应器包括一个天线组，所述天线组均包括至少一个发射天线和至少三个接收天线，其中，第一接收天线与所述第二接收天线平行设置，所述发射天线设置于所述第一接收天线的正上方，所述第三接收天线与所述发射天线平行设置且位于所述第二接收天线的正上方；
121.接收天线和发送天线相对位置设置如图5中左侧所示，图5中右侧为fmcw微波感应器检测被测物在投影平面的投影信息。本实施例中，发射天线的图示为发射天线1，第一接收天线的图示为接收天线1，第二接收天线的图示为接收天线2，第三接收天线的图示为接收天线3。
122.所述环境频谱信号包括第一天线频谱信号、第二天线频谱信号和第三天线频谱信号，所述第一天线频谱信号经所述第一接收天线后获取，所述第二天线频谱信号经所述第二接收天线后获取，所述第三天线频谱信号经所述第三接收天线后获取；
123.所述第一天线频谱信号、第二天线频谱信号和第三天线频谱信号均包括n个频点，各频点分别对应有频点幅值信息和频点距离信息；
124.步骤s200：根据所述环境频谱信号获取预设检测区域内的用户实际距离信息，具体包括：
125.步骤s210：分别提取所述第一天线频谱信号、所述第二天线频谱信号和所述第三天线频谱信号中相同序号频点的频点幅值信息；
126.本步骤中，通过获取频谱信号获取各频点对应的频点幅值信息和频点距离信息，从而建立起相同频点的幅值与距离之间的一一对应关系。也即，频谱中的一个频点对应的一个幅值信息对应一个距离信息。较之现有技术中，一个幅值对应多个距离的情况，本发明通过基于获取的频谱信息，从而实现一个幅值对应一个距离，解决现有技术中存在的技术的问题的同时，又提升了智能马桶的可控制精度，极大提升用户体验，具有极高的实用性和商业价值。
127.步骤s220：判断各所述频谱信息中相同序号频点的频点幅值信息是否发生变化；
128.本步骤中，判断各所述频谱信息中相同序号频点的频点幅值信息是否发生变化，即为判断在不同时间点，相同距离点处是否有动态被测物。
129.步骤s230：若判断为是，则提取发生变化的频点幅值信息对应的频点距离信息，并记为预设检测区域内的用户实际距离信息。
130.本步骤中，当判断为是时，即为判断各所述频谱信息中相同序号频点的频点幅值信息发生变化。
131.具体地，如在t3时刻，序号为1的频点的幅值为x。在t4时刻，序号为1的频点的幅值为y，此时序号为1的频点对应的幅值信息发生变化，则意味着此时该幅值信息对应的距离点处出现动态被测物。
132.接着，提取发生变化的频点幅值信息对应的频点距离信息，即为获取动态被测物
的距离信息。
133.在本发明的另一个实施例中，如图7-图8所示，步骤s400中，根据所述环境频谱信号获取用户的当前身体姿态信号的步骤，具体包括：
134.步骤s410：根据所述第一天线频谱信号和所述第二天线频谱信号获取用户与所述fmcw微波感应器之间的水平面角度；
135.如图8所示，水平面角度获取过程如下：
136.首先，两接收天线之间的距离为r，被测物的角度为θ。
137.进一步地，所述第一天线频谱信号中，频点为p
an
，其相位为α
an
＝arctan(y
an
/x
an
)；变式后可得：
138.同理，所述第二天线频谱信号中，频点p
bn
，其相位α
bn
＝arctan(y
bn
/x
bn
)；变式后可得：
139.故对于序号n的频点，所述第一天线频谱信号和所述第二天线频谱信号之间的相位差的计算公式为：δαn＝α
an-α
bn
；
140.根据三角公式故可知：
141.故可以求得：δαn＝arctan((y
an
x
bn-x
anybn
)/(x
an
x
bn
+y
anybn
))；
142.如此，通过所述第一天线频谱信号和所述第二天线频谱信号即可求得二者之间的频谱相位差。
143.接着，获取两个接收天线之间的天线直线距离；
144.具体地，两所述接收天线之间的距离为本领域技术人员作硬件设置时设定，即为图8中标示r，即两个接收天线之间的天线直线距离r为已知量。
145.具体地，根据所述频谱相位差和所述天线直线距离通过以下公式获取被测物与fmcw微波感应器的平面角度信息：
[0146][0147]
其中，θ为被测物与fmcw微波感应器的平面角度信息，f0为fmcw微波感应器发射的中心频率的频率，c为光速，δαn为所述频谱相位差，r为所述天线直线距离。
[0148]
具体地，如图8和图8所示，可知fmcw微波感应器检测被测物在xz平面上的投影的角度的计算公式为：θ＝arcsin(l/r)，其中，l为两接收天线距离被测物之间的距离之差。
[0149]
具体地，l通过如下方式计算得到：
[0150]
设定fmcw微波感应器发射的中心频率的频率为f0，那么那么其波长：其中c为光速；在一个完整的周期为2π内，具有一个完整的波长为λ，而反射电磁波1与反射电磁波2之间的相位差为δαn，所以其距离差
[0151]
接着，将代入θ＝arcsin(l/r)，可得：
[0152]
即为：
[0153]
如此，可以求得被测物与fmcw微波感应器的平面角度信息。
[0154]
在本发明的另一个实施例中，还提供一种计算被测物与fmcw微波感应器的平面角度信息的方法，如图8所示，根据接收天线1接收到的反射电磁波1和接收天线2所接收到的反射电磁波2可以分别计算出两接收天线与动态被测物之间的距离da和db，其中，da为接收天线1与被测物之间的距离；db为接收天线2与被测物之间的距离；
[0155]
根据图5和图8所示，由于接收天线1和接收天线2之间的距离r非常小，所以被测物反射到接收天线1的反射电磁波1和被测物反射到接收天线2的反射电磁波2可认定为平行电磁波，故可得：l＝d
a-db；如此，可以获取l的值。
[0156]
又因为r的值已知，故将l以及r的值代入公式θ＝arcsin(l/r)中，即可求得fmcw微波感应器检测被测物在xz平面上的投影的角度。
[0157]
步骤s420：根据所述第二天线频谱信号和所述第三天线频谱信号获取用户与所述fmcw微波感应器之间的垂直面角度；
[0158]
同理，垂直面角度可以由接收天线2和接收天线3来获取，具体获取方法与上述获取水平面角度的方法一致，本技术不再阐述。
[0159]
步骤s430：根据所述用户实际距离信息、所述水平面角度和所述垂直面角度生成当前身体姿态信号。
[0160]
本实施例中，以用户的一个下蹲动作为例，下蹲的过程中，产生的动作变化则对应有各所述距离数据，接着，通过综合所述水平面角度和所述垂直面角度即可获取在图5中右侧所展示的坐标轴中的三维坐标，进而实现所述当前身体姿态信号的获取。
[0161]
因此，通过所述fmcw微波感应器实现了基于所述fmcw微波感应器建立的三维立体坐标系中使用马桶座圈前的姿态动作的三维坐标的获取，进而方便后续与预存的标准动作对比，以达到精准控制马桶的座圈的功能。
[0162]
在本发明的另一个实施例中，如图9所示，步骤s120：根据所述当前环境检测信号生成环境频谱信号，具体包括：
[0163]
步骤s121：将所述当前环境检测信号转换为环境检测数字信号；
[0164]
步骤s122：将所述环境检测数字信号通过傅里叶变换转换为频域环境信号；
[0165]
步骤s123：根据所述频域环境信号生成所述环境频谱信号。
[0166]
具体地，本步骤中，所述当前环境检测信号为模拟信号，通过转换为所述环境检测数字信号，进而方便后续数据处理，进一步地，通过依次转换，实现环境频谱信号的转换。
[0167]
在本发明的另一个实施例中，如图10所示，步骤s121：将所述当前环境检测信号转换为环境检测数字信号，具体包括：
[0168]
步骤s1211：将所述当前环境检测信号作滤波及放大处理得到幅值放大后的放大环境信号；
[0169]
具体地，本步骤中，通过作滤波及放大处理，方便后续信号处理。
[0170]
步骤s1212：将所述放大环境信号作模数转换处理得到所述环境检测数字信号。
[0171]
在本发明的另一个实施例中，还提供一种基于fmcw微波感应器的马桶座圈控制系统，所述系统包括智能马桶和fmcw微波感应器，所述fmcw微波感应器与所述智能马桶通信连接，所述fmcw微波感应器安装于智能马桶后侧的墙上；其中，
[0172]
所述fmcw微波感应器用于实时对预设检测区域内检测并在检测后生成环境频谱信号；
[0173]
所述fmcw微波感应器用于根据所述环境频谱信号获取预设检测区域内的用户实际距离信息，其中，所述用户实际距离信息为预设参考点与用户之间的距离信息，所述预设参考点为预先设置，所述预设参考点为所述fmcw微波感应器的所在位置；
[0174]
所述fmcw微波感应器用于根据所述用户实际距离信息判断用户与预设参考点之间的距离是否小于等于预设的第一标准使用距离；
[0175]
所述fmcw微波感应器用于当判断用户与预设参考点之间的距离小于等于预设的第一标准使用距离时，则生成马桶开盖指令，并将所述马桶开盖指令发送至智能马桶，同时根据所述环境频谱信号获取用户的当前身体姿态信号，其中，所述马桶开盖指令用于控制智能马桶打开上盖；
[0176]
所述fmcw微波感应器用于将所述当前身体姿态信号与预存的标准使用马桶姿势信号比对，并判断所述当前身体姿态信号与所述标准使用马桶姿势信号是否匹配，当判断为是时，生成马桶座圈驱动指令，并将所述马桶座圈驱动指令发送至智能马桶，所述马桶座圈驱动指令用于控制智能马桶落下或掀起座圈。
[0177]
在本发明的另一个实施例中，所述智能马桶包括马桶主控板、座圈驱动机构和上盖驱动机构，所述马桶主控板与所述fmcw微波感应器通信连接，所述座圈驱动机构与和所述上盖驱动机构均与所述马桶主控板连接。
[0178]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。