[发明专利]基于快速傅里叶变换的微波探测方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及对物体运动模式的探测，更具体而言，涉及基于快速傅里叶变换的微波探测方法和设备。

背景技术

现有技术中，特别是应用于卫浴场所的微波探测技术存在很多的技术问题。因为在例如卫浴场所一般比较小，物体的运动速度比较低，需要对物体的运动情况（例如距离）要求比较高的精度。微波传感器一般设定为隐藏状态，对物体的运动情况（例如距离）的探测精度比较差。而且由于微波传感器自身功率受限，其输出的信号幅值小（幅值反映了物体距传感器的距离），容易受外界干扰。现有的微波探测技术是对微波传感器输出的信号的某一时刻的幅值与预先设定的阈值进行比较判断，没有产生距离值。但是，这样存在以下弊端：对感应距离的判断精度差；对外界的干扰信号（如工频干扰、手机干扰等）没有效滤除。

以上这些弊端都使得微波探测装置发出错误信号，卫浴设施产生误操作。因此，现在亟需一种解决上述问题的微波探测装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于快速傅里叶变换的微波探测方法，包括：

对运动物体发射微波探测信号，接收运动物体的回波信号，并将微波探测信号和回波信号叠加为时域模拟信号；

对所述时域模拟信号以采样频率f进行采样并进行模数转换，得到时域离散数字信号；

每隔一时间间隔Δt，对P个离散时域数字信号进行一次快速傅里叶变换，得到频域信号；

对所述频域信号的第一频率和第二频率之间的特定频段的幅值进行积分求和，得到积分和SumA，其中所述特定频段根据运动物体的运动特征而确定；

对包括当前时刻的前N次积分和SumA进行累加，得到累加和SUM；

将该累加和SUM与预先存储的“累加和SUM-距离标准曲线”相比对，得到运动物体的当前距离。

本发明还提供一种基于傅里叶变换的微波探测设备包括：

微波探测器，其对运动物体发射微波探测信号，接收运动物体的回波信号，将微波探测信号和回波信号叠加为时域模拟信号，并输出该时域模拟信号；

采样及模数转换器，其接收来自微波探测器的时域模拟信号，对所述时域模拟信号以采样频率f进行采样并进行模数转换，得到离散时域数字信号；

快速傅里叶变换装置，其接收来自采样及模数转换器的离散时域数字信号，每隔一时间间隔Δt，对P个离散时域数字信号进行快速傅里叶变换，得到频域信号；

运动状态判断装置，其对所述频域信号的特定频段的幅值进行积分求和，得到积分和SumA，对多个积分和SumA进行累加，得到累加和SUM，将该累加和SUM与预先存储的“累加和SUM-距离标准曲线”相比对，得到运动物体的当前距离。

本发明精度高，可比传统的微波探测技术提高50%以上的精确度。进一步，本发明具有很高的抗干扰性强，特别是针对工频干扰和手机干扰。进一步，本发明可在出厂前进行校准，弥补微波传感器灵敏度不一的缺点。

附图说明

图1为本发明的方法的简要流程图；

图2本发明的方法的标准累加和SUM-距离曲线的一个实施例；

图3为本发明的设备的原理图；

图4为现有技术的感应精度实验数据图；

图5为本发明的感应精度实验数据图。

具体实施方式

图1为本发明的方法的简要流程图。首先，利用微波传感器对运动物体进行探测，微波传感器发射微波探测信号，运动物体返回回波信号。微波传感器对收到的微波信号和发射出的微波探测信号进行叠加得出低频时域模拟信号,再对此时域模拟信号进行连续采样和模数转换，将时域连续模拟信号转换为时域离散数字信号。其中采样频率f根据该运动物体的运动特征（速度、运动方向）而设定。优选地，采样频率f至少要高于所需探测的最高频率2倍。

接下来，针对采样和模数转换后的时域离散数字信号，每隔一时间间隔Δt对连续的P个时域离散数字信号进行一次快速傅里叶变换，即进行P点快速傅里叶变换，得到物体的一次运动频谱曲线，该频谱曲线明了物体的运动特征在频域的分布情况，其中频谱曲线的幅值A表现了该物体距传感器的距离。

然后，对输出的运动频谱特征中的特定频段，即第一频率（其小于或等于所需探测的最低频率）和第二频率（大于第一频率，且大于或等于所需探测的最高频率）之间的幅值A进行积分求和，得到SumA。再将当前时刻之前的前N次（含本次）的积分和SumA累加，即对包括当前时刻的前N次积分和SumA进行累加，得到累加和SUM。将该累加和SUM与“累加和SUM-距离标准曲线”相比对，从而测量出当前距离。