[发明专利]基于电容传感器的智能地毯

说明书

一种基于电容传感器的智能地毯，它由地毯本体、辅助地垫和地上感知系统组成，其特征是，(1)地上感知系统，由基于电容传感器的传感节点阵列、路由节点和一个上位机组成，(2)地上感知系统的基于电容传感器的传感节点阵列，附着分布于辅助地垫上，置于地毯本体之下，(3)基于电容传感器的传感节点阵列的各传感节点以及一个路由节点，它们之间通过485总线连接，(4)路由节点通过有线或无线方式连接至上位机，(5)路由节点接市电或通过5v插座间接接市电，并为传感节点阵列的各传感节点供电，(6)各传感节点，通过路由节点，将监测的对应地上不同状况的电容值，传给上位机，上位机据此判断是否有人跌倒或入室抢劫。

技术领域

本申请涉及一种基于电容传感器的智能地毯。

居家和休养院逐步向智能化的方向发展，由于视频实时自动监控的方法需要依赖提前积累的大量数据和机器学习，因此，地毯的智能化也是一个重要方法。智能地毯相对于传统地毯而言，融合了多种传感器，以感知地面上发生的事情，如老人跌倒、入室盗窃等。

背景技术

一种智能地毯的实现方式基于电磁层析成像技术。电磁层析成像(Electromagnetic Tomography，EMT)是一种基于电磁感应原理的过程层析成像技术，研究具有电磁特性的物质在空间的分布。典型的EMT系统可分为四个部分：传感器阵列(即检测和激励线圈)，系统控制电路，数据采集与处理电路，图像重建与特征参数提取单元。这种方法用于智能地毯，需要检测和激励线圈，分辨率与线圈数量有关，技术复杂，对应用现场的适应性和鲁棒性不高。

一种智能地毯的实现方式是在传统地毯下使用智能压感地板。智能压感地板，顾名思义，使用的是压力传感器，通过检测来自地面的压力来评判地面上的情况，如老人是否跌倒了、地面上有无人员等。此方法的缺点是需要特制的压感地板，地板要有一定的刚度，地板下要预埋好传感器，可应用性也受到局限。

一种智能地毯的实现方式是在传统地毯下安置静电传感器阵列来感知地面上的状况，其原理是人在地毯上的活动会产生静电、离静电越近的传感器感知的静电信号越强。此方式的优点是对人在地毯上的动作比较敏感(动作产生静电)，缺点是，对地面上的静态情况没有感知能力，另外，它受外界其他静电干扰的影响也比较大。

因此，需要一种适应性、鲁棒性或者说应用性更好的智能地毯技术方案。

发明内容

发明目的。

提出一种新的智能地毯方案，它基于电容传感器，易于应用和实现。

技术方案。

一种基于电容传感器的智能地毯，其特征在于，它由地毯本体(7)、辅助地垫(2)和地上感知系统组成；地上感知系统，由基于电容传感器的传感节点阵列(3)、路由节点(5)和一个上位机(6)组成；地上感知系统的基于电容传感器的传感节点阵列(3)，附着分布于辅助地垫(2)上，置于地毯本体(7)之下；基于电容传感器的传感节点阵列的各传感节点(3)以及一个路由节点(5)，它们之间通过485总线(4)连接；路由节点(5)通过有线或无线方式连接至上位机(6)；路由节点(5)接市电或通过5v插座间接接市电，并为传感节点阵列的各传感节点供电；各传感节点(3)，通过路由节点(5)，将监测的对应地上不同状况的电容值，传给上位机(6)，上位机据此判断是否有人跌倒或入室抢劫；传感节点阵列中的一个传感节点(3)，包括电容极板对、电容值监测芯片、单片机及外围电路和电源模块，电容极板对中的一个极板(1)布置于辅助地垫(2)上，电容极板对中的另一个极板集成于电容值监测芯片中，电容值监测芯片可采用FDC2214；传感节点阵列中的一个传感节点(3)，在电容值监测芯片支持的情况下，用多个电容极板对共用一个电容值监测芯片，也共用一套单片机及外围电路和电源模块，这样一个传感节点可对应多块辅助地垫上的极板(1)，也对应监测多块地面上的单元区域。