智能垃圾桶及其自動開關方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能家居領域，更具體地說，涉及一種應用微波傳感器的智能垃圾桶及其自動開關方法。
【背景技術】
[0002]隨著家居智能化概念在消費者人群中認同度的日益提高，傳統的家用電器，尤其是非接觸傳感式安防系統在諸多方面都經受著前所未有的變革。相對于新興的物聯網系統，目前市面上常見的有聲控、被動紅外線熱釋電傳感和光線阻擋開關、主動微波傳感以及結合上述多種技術的三鑒探測為基礎的安防系統，在不要求超遠程遙控或進行復雜指令交互的前提下，在安裝的簡易性和成本上具有明顯的優勢。其中，基于主動微波多普勒傳感原理的傳感器因其耐候性強，有效探測范圍內無探測盲區，且軟硬件配置要求低等一系列優勢而廣受使用人群青睞。
[0003]目前市場上有一種智能感應式垃圾桶，其內置了一個傳感器，當手伸到附近區域時垃圾桶就會自動打開，而不需要踏板或其他裝置，這種智能感應式垃圾桶售價200美元，價格昂貴，不能被大眾接受。目前市場上還有一些光線阻擋式，以及紅外感應式垃圾桶，當手離桶10-20cm時會觸發，垃圾桶蓋子自動開啟，價格20-30美元，但是開啟不是很準確，小動物會誤觸發，在廚房小的情況下人體走動晃動也會誤觸發。

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述一些智能感應式垃圾桶價格昂貴，而其它一些智能垃圾桶開啟不準確，容易發生誤觸發的缺陷，提供一種結合紅外和微波傳感器的智能垃圾桶。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種智能垃圾桶，包括桶體、與桶體鉸鏈連接的桶蓋，所述智能垃圾桶還包括設置在桶蓋上用于探測第一監控區域內是否有人的人體紅外傳感器，所述第一監控區域為所述人體紅外傳感器探測的范圍，以及設置在桶蓋上用于探測第二監控區域并生成中頻信號的微波傳感器，所述第二監控區域為所述微波傳感器探測的范圍，所述智能垃圾桶還包括設置在桶蓋上用于判斷指令動作的微處理器和在微處理器成功判斷所述指令動作時自動切換桶蓋開關狀態的開關模塊，所述人體紅外傳感器、微波傳感器和開關模塊分別與微處理器電性連接，所述微處理器通過人體紅外傳感器在第一監控區域探測到人體時啟動所述微波傳感器，所述微處理器通過微波傳感器在第二監控區域內探測到滿足第一指令動作的目標時，開關模塊控制所述桶蓋打開，所述微處理器通過微波傳感器在第二監控區域內探測到滿足第二指令動作的目標時，開關模塊控制所述桶蓋關閉。
[0006]在本發明所述的智能垃圾桶中，所述微波傳感器包括振蕩器、發射天線、接收天線和混頻器，其中，
[0007]所述振蕩器，用于產生探測被測對象位置移動的微波信號；
[0008]所述發射天線，用于發射所述微波信號；
[0009]所述接收天線，用于接收由所述被測對象反射回來的微波信號；
[0010]所述混頻器，用于將所述反射回來的微波信號與發射出去的微波信號混頻處理，并輸出反映所述被測對象位置移動的中頻信號。
[0011]在本發明所述的智能垃圾桶中，所述微波傳感器向所述第二監控區域發射探測信號，并接收由所述第二監控區域內的目標反射回來的反饋信號，同時對所述探測信號及所述反饋信號進行差頻運算并濾波放大后，生成中頻信號，所述微處理器以預定的采樣頻率對經變頻處理的中頻信號進行采樣，記錄所述中頻信號的波峰值，并記錄大于飽和閾值的波峰值的個數。
[0012]在本發明所述的智能垃圾桶中，所述第一指令動作是所述微波傳感器在所述第二監控區域內探測到的的預先設置在所述微處理器中的第一手部運動軌跡和速度所對應的傳感數據集合，所述第二指令動作是所述微波傳感器在所述第二監控區域內探測到的預先設置在所述微處理器中的第二手部運動軌跡和速度所對應的傳感數據集合。
[0013]在本發明所述的智能垃圾桶中，所述微處理器判斷所述第二監控區域內是否探測到大于所述飽和閾值的波峰值的個數位于第一手部運動軌跡的波峰值個數區間中，且頻率值處于第一手部運動的速度區間中，若是則開關模塊控制所述桶蓋打開。
[0014]在本發明所述的智能垃圾桶中，所述微處理器判斷所述第二監控區域內是否探測到大于所述飽和閾值的波峰值的個數位于第二手部運動軌跡的波峰值個數區間中，且頻率值處于第二手部運動的速度區間中，若是則開關模塊控制所述桶蓋關閉。
[0015]本發明還提供一種智能垃圾桶的自動開關方法，包括以下步驟:
[0016]S1、人體紅外傳感器探測第一監控區域內是否有人，若是則執行下一步驟，否則人體紅外傳感器繼續探測；
[0017]S2、通過微處理器啟動微波傳感器，微波傳感器探測第二監控區域內是否有滿足第一指令動作的目標，若是則執行下一步驟，否則返回步驟Si ；
[0018]S3、開關模塊控制所述桶蓋打開；
[0019]S4、微波傳感器探測第二監控區域內是否有滿足第二指令動作的目標，若是則執行下一步驟，否則微波傳感器繼續探測；
[0020]S5、開關模塊控制所述桶蓋關閉，同時關閉微波傳感器，返回步驟SI。
[0021]在本發明所述的一種智能垃圾桶的自動開關方法中，所述步驟S2包括以下子步驟:
[0022]S21、微波傳感器的振蕩器產生探測被測對象位置移動的微波信號；
[0023]S22、微波傳感器的發射天線向所述第二監控區域發射探測信號；
[0024]S23、微波傳感器的接收天線接收由所述被測對象反射回來的微波信號；
[0025]S24、微波傳感器的混頻器將所述反射回來的微波信號與發射出去的微波信號混頻處理，并輸出反映所述被測對象位置移動的中頻信號；
[0026]S25、微處理器以預定的采樣頻率對經變頻處理的中頻信號進行采樣，記錄所述中頻信號的波峰值，并記錄大于飽和閾值的波峰值的個數；
[0027]S26、微處理器判斷所述飽和閾值的波峰值的個數是否位于第一手部運動軌跡的波峰值個數區間中，且頻率值處于第一手部運動的速度區間中，若是則執行步驟S3，否則返回步驟SI。
[0028]在本發明所述的一種智能垃圾桶的自動開關方法中，所述步驟S4包括以下子步驟:
[0029]S41、微波傳感器的振蕩器產生探測被測對象位置移動的微波信號；
[0030]S42、微波傳感器的發射天線向所述第二監控區域發射探測信號；
[0031]S43、微波傳感器的接收天線接收由所述被測對象反射回來的微波信號；
[0032]S44、微波傳感器的混頻器將所述反射回來的微波信號與發射出去的微波信號混頻處理，并輸出反映所述被測對象位置移動的中頻信號；
[0033]S45、微處理器以預定的采樣頻率對經變頻處理的中頻信號進行采樣，記錄所述中頻信號的波峰值，并記錄大于飽和閾值的波峰值的個數；
[0034]S46、微處理器判斷所述飽和閾值的波峰值的個數是否位于第二手部運動軌跡的波峰值個數區間中，且頻率值處于第一手部運動的速度區間中，若是則執行步驟S5，否則微波傳感器繼續探測。
[0035]實施本發明的智能垃圾桶，具有以下有益效果:智能垃圾桶通過微波傳感器可以做到根據人的手勢來開啟和關閉垃圾桶，減少誤觸發，以及方便人們使用，當人用手以一定的速度去接近垃圾桶桶蓋時，微波傳感器檢測到符合要求的運動軌跡和速度，垃圾桶蓋自動開啟，完全實現了智能化，并且不會被任何小動物或者人來回走動而誤觸發開蓋。在檢測人的特定手勢動作時打開垃圾桶，一定時間后檢測到無人體和手勢動作后關閉垃圾桶，這樣在無人靠近垃圾桶時只有人體紅外傳感器工作，可以省電。
【附圖說明】
[0036]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0037]圖1是本發明智能垃圾桶的硬件結構框圖；
[0038]圖2是本發明智能垃圾桶的微波傳感器硬件結構框圖；
[0039]圖3是本發明智能垃圾桶的監控區域示意圖；
[0040]圖4是本發明智能垃圾桶第一實施例的硬件結構框圖；
[0041]圖5是本發明智能垃圾桶的自動開關方法的方法流程圖；
[0042]圖6是本發明智能垃圾桶的自動開關方法中智能垃圾桶自動開的方法流程圖；
[0043]圖7是本發明智能垃圾桶