采用称重传感器检测朗读亭内人数量的方法与流程

1.本发明涉及称量检测技术领域，具体为一种采用称重传感器检测朗读亭内人数量的方法。


背景技术：

2.现在朗读亭小空间内检测人数的方法主要有：红外线人客流计数器和摄像头视觉人数检测等，能否准确检测亭内人数，对于亭内封闭而且狭小空间(一般长宽都在1.5米内，并且内部电子设备总功率高，发热量大)的通风量控制至关重要，若通风量不够会导致供氧量不够和室温快速增加(在夏天情况)，通风量过大，会导致室内噪声很大(通风控制都是通过风扇控制)，影响声音录音质量和用户亭内舒适性；
3.而上述检测方法分别有以下缺点：红外发送接收检测：应人体不像类似包装盒规则，有较高概率检测出错，特别一个人在检测区域来回走动或逗留，则无法正确检测，并且因无法判断无人，会出现计数发散或偏移；摄像检测：受光线和环境布置影响大，检测算法技术门槛高，设备昂贵，并且摄像数据处理量大，导致功耗较大，不够节能，并且目前最优的ai检测算法也无法保证一定检测出人数量。鉴于此，我们提出了一种采用称重传感器检测朗读亭内人数量的方法。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用称重传感器检测朗读亭内人数量的方法，解决了上述背景技术提到的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种采用称重传感器检测朗读亭内人数量的方法，包括以下步骤：
8.s1、称重传感器布置，将称重传感器安装在朗读亭的四个直角的位置上，所述称重传感器均与电路板上的mcu处理器u6电信连接。
9.s2、mcu处理器数据处理，通过mcu处理器u6的adc功能，实现对称重传感器数据的采集，用户在亭内移动或进出亭子过程中，会产生传感器测量数据波动，并且传感器有本底噪声，处理器采集到数据后，会采用一阶rc低通滤波处理。
10.s3、合成运算，mcu处理器u6对四路称重传感器的数据进行采集，根据力的合成原理，进行称重数据相加处理，得到总重量，总重量值再减去内部地板的重量，计算得到人重量。
11.s4、人数判断，对进入人员的体重和时间关系进行计算，并制得时间/重量数据曲线图。
12.s5、风扇转速的调整，mcu处理器根据s4中进入的人数对风扇的转速进行调整。
13.s6、报警功能，s4中进入人员的人数为3时，警示灯为工作状态，且显示屏上显示有
警示文字。
14.优选的，所述电路板采用外部12v供电，且电路板内设置有5v和3.3v的供电转换电路。
15.优选的，所述一阶rc低通滤波处理如下：
[0016][0017][0018][0019]
其中x为传感器采样值，y为最终滤波结果值，y'为修正滤波值，也为y的历史值，
△
为运算丢失值。
[0020]
优选的，所述时间/重量数据曲线图中，x轴为时间轴，y轴为重量值轴。
[0021]
优选的，所述s4中进入的人员数量为1时，mcu通过pin52脚输出pwm信号，占空比控制为最低档，pwm＝off时，mcu处理器u6首先输出低电平到pin54，通过电阻r110使网络uv_en为低电平。
[0022]
优选的，所述s4中进入的人员数量为2时，占空比值控制为中档。
[0023]
优选的，所述s4中进入的人员数量为3时，占空比值控制为最高档。
[0024]
优选的，所述s6中警示灯为工作状态下，此时的mcu处理器u6输出高电平到pin52。
[0025]
优选的，当mcu处理器u6输出高电平到pin52时，mcu处理器u6向串口接口j13发送警示文字，通过显示屏进行显示。
[0026]
(三)有益效果
[0027]
本发明提供了一种采用称重传感器检测朗读亭内人数量的方法。具备以下有益效果：
[0028]
(1)、该采用称重传感器检测朗读亭内人数量的方法，使用称重传感器,安装在朗读亭内地板的底部，根据传感器检测重量值的阶梯变化，可以准确检测出亭子内部人数，来智能调节亭内舒适度。
[0029]
(2)、该采用称重传感器检测朗读亭内人数量的方法，对朗读亭内的人数进行读取，在保证朗读亭内空气流通的情况下，能够合理的对风扇的转速进行相应的调整，达到节能的效果，并通过警示灯起到警示的作用，能够合理的分配资源。
附图说明
[0030]
图1为本发明电源电路结构示意图；
[0031]
图2为本发明mcu电路结构示意图；
[0032]
图3为本发明传感器电路结构示意图；
[0033]
图4为本发明外设控制电路结构示意图；
[0034]
图5为本发明警示控制电路结构示意图；
[0035]
图6为本发明时间/重量数据曲线图结构示意图；
[0036]
图7为本发明流程结构示意图。
具体实施方式
[0037]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038]
请参阅图1
‑
图7，本发明提供一种技术方案：一种采用称重传感器检测朗读亭内人数量的方法，包括以下步骤：
[0039]
s1、称重传感器布置，将称重传感器安装在朗读亭的四个直角的位置上，所述称重传感器均与电路板上的mcu处理器u6电信连接。
[0040]
s2、mcu处理器数据处理，通过mcu处理器u6的adc功能，实现对称重传感器数据的采集，用户在亭内移动或进出亭子过程中，会产生传感器测量数据波动，并且传感器有本底噪声，处理器采集到数据后，会采用一阶rc低通滤波处理。
[0041]
s3、合成运算，mcu处理器u6对四路称重传感器的数据进行采集，根据力的合成原理，进行称重数据相加处理，得到总重量，总重量值再减去内部地板的重量，计算得到人重量。
[0042]
s4、人数判断，对进入人员的体重和时间关系进行计算，并制得时间/重量数据曲线图。
[0043]
s5、风扇转速的调整，mcu处理器根据s4中进入的人数对风扇的转速进行调整。
[0044]
s6、报警功能，s4中进入人员的人数为3时，警示灯为工作状态，且显示屏上显示有警示文字。
[0045]
本实施例中，如图1所示，电路主板采用外部12v供电，内部的5v和3.3v供电转换电路。
[0046]
如图2和图3所示，四个称重传感器分别连接到j8、j9、j10、j11上，4路后级电路原理都一样，以称重传感器
‑
1为例，输出称重模拟信号到j8引脚2，再经过2倍放大运放电路，对微弱信号进行放大，放大倍数可以根据r72和r73进行调节；放大信号输出到网络weight
‑
1，再通过r102隔离电阻，输出到mcu处理器u6的pin6脚，通过处理器内部的adc功能实现对称重传感器数据的采集。用户在亭内移动或进出亭子过程中，会产生传感器测量数据波动，并且传感器有本底噪声，处理器采集到数据后，会采用一阶rc低通滤波算法，增加数据平稳性，具体滤波原理和参考代码如下：
[0047]
以下的方程式为滤波原理，其中x为传感器采样值，y为最终滤波结果值，y'为修正滤波值，也为y的历史值，(t为滤波常数，t'为每次运算间隔时间)，
△
为运算丢失值，(因考虑运算速度，数据类型采用非浮点型，为防止数值丢失，通过可以得到的小数部分，也就是运算后丢失的数据)。
[0048]
其中：
[0049]
[0050][0051]
参考代码如下，acce_y_u为最终滤波结果值：
[0052]
acce_i＝aoce_y_n
‑
acce_y_u；
[0053]
acce_y_u+＝(int32s)acce_i/1025；
[0054]
aoce_y_a+＝(int32s)acce_i％1025；
[0055]
if((int32s)acce_y_a>1024){
[0056]
acce_y_u++；
[0057]
acce_y_a
‑
＝1025；
[0058]
}
[0059]
else if((int32s)acce_y_a<
‑
1024){
[0060]
acce_y_u
‑‑
；
[0061]
acce_y_a+＝1025；
[0062]
}
[0063]
同样，mcu采集完4路传感器数据后，根据力的合成原理，进行称重数据相加处理，就可以得到总重量，总重量值再减去内部地板的重量，就可以计算得到人重量。以下分析如何判断人数，以体重分别为60kg、50kg、20kg的3人依次进入亭子为例，x轴为时间轴，y轴为重量值轴，如图6所示，得到3人进入的时间/重量数据曲线图，从图中可以明显看出，若人数为零，总重量值稳定在0kg，很容易判断无人，并且不会出现发散累加错误，只要检测为0kg，人数计数清零；当有人进入亭内，无论增加的是60kg还是20kg，数据从相对平缓波形，阶梯跳跃到下一个重量等级，可以通过波形斜率的突然变大，检测出人进入，以第二人50kg用户进入为例，计算斜率k＝(g2
‑
g1)(t3
‑
t2)，并以斜率10千克秒作为判断阈值，即斜率值k>10，则判断有人进入，人数值加1(相反，k<
‑
10，判断有人走出，人数值减1)。
[0064]
如图4和图5所示，以下根据人数调节风扇转速，人数为1或者0时，mcu通过pin52脚输出pwm信号，占空比控制为最低档，例如20％，pwm＝off时mcu处理器u6首先输出低电平到pin54，通过电阻r110使网络uv_en为低电平，使得q6发射基和集电极为高阻态，从而u7的pin4通过r99连接12v，最终场效应管u7的s级与d级断开，切断通风风扇接口p3的pin1脚12v供电，同理分析pwm＝on，mcu输出高电平到pin54，可以打开通风风扇供电。2人数为2时，占空比值控制为中档，例如50％；人数为3时，占空比值控制为最高档，例如90％，同时打开警示灯，通过mcu处理器u6输出高电平到pin52，最终打开p4警示灯接口的电源，因电路控制原理一致，逻辑可以参考通风风扇控制；当mcu处理器u6输出高电平到pin52时，mcu处理器u6向串口接口j13发送警示文字，通过显示屏进行显示。
[0065]
若检测只有1个人或者没有人,通风风扇可以自动调节到最低档,这样在既可以满足供氧量或亭内热量排出，又可以让风扇噪声控制在最低水平，让用户进入亭子立刻就能感受更安静环境，并让用户录制的音频文件中风扇噪音降到最低，也更加节能。若检测到有2个人,通风风扇提高调到中档，这样能满足供氧或排热，也能控制风扇噪音在适中水平。若检测到有3个人的极限情况，通风风扇调到最高，以优先满足供氧或排热，同时控制警示灯打开，可以提醒用户当前非最佳使用条件，或在显示屏幕上显示“人数过多会降低设备体验,建议2人使用”等等的提示。
[0066]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。