以非接触方式控制卫生设施的方法和电子控制设备 【技术领域】
本发明涉及一种以非接触方式控制卫生设施的方法和电子控制设备，所述方法和电子控制设备使用用于监测卫生设施的区域并控制卫生设施的至少一个致动器的发送器、接收器、评价单元和控制单元来以非接触方式控制卫生设施。
背景技术
这种方法和这种控制设备已由申请人在EP-B-0670504中作为现有技术公开。在这种情况下，特别地，卫生设施是小便器。为了通过三角测量法测量距离，装置具有被布置为与发送器相距不同距离的两个接收器。这种控制装置能够用于检测用户和触发冲洗(flushing)。来自背景的反射能够被屏蔽。
具有安装在水配件(water fitting)中的红外光传感器的非接触式控制装置也是已知的。当将手置于该光传感器的检测区中时，该光传感器作出响应并打开出口阀。使用这样的雷达探测器(radarprobe)也是已知的，所述雷达探测器检测方向并对接近和随后的移动作出响应。
具有与图像分析结合、且能够检测例如卫生间系统(toiletsystem)中的污染程度的照相机的控制设备也是已知的。
提到的这些方法和装置均是为特定卫生设施而具体设计的，并且比较复杂。
【发明内容】
本发明基于这样的目的：提供还适合于非常不同的卫生设施的所提到的类型的方法和电子控制装置。
在一般类型的方法的情况下，该目的是借助于使用飞行时间(time-of-flight)距离测量监测区域的事实来实现的。使用飞行时间距离测量的监测使得能够对正被监测的区域进行三维测量。在这个区域中，例如，可以确定对象(例如，用户)的位置、移动的方向和速度。因此，根据本发明的方法和控制设备基本上适合于其中必须控制致动器(例如，配件的冲洗阀、出口阀等)的各种类型的卫生设施。特别地，致动器是配件。根据本发明的控制设备还具有这样的优点：它能够以非常小、成本有效且通用的电子模块的形式实施。例如，这种模块能够被集成于按钮等中。
根据本发明的方法的一方面，基于监测，人一进到正被监测的区域就接通夜灯。
根据本发明的一方面，卫生设施在同一区域中具有多个卫生系统。这些卫生系统的控制输出以逻辑的方式彼此组合。这种组合用于监测对象存在的区域，并且在必要的情况下用于控制上级系统(superordinate system)，例如建筑物控制系统。例如，它能够用于控制例如在一个区域中具有多个小便器的设施。由于能够使用对区域的三维测量如此检测到人，所以能够在很大程度上排除干扰。例如，能够在很大程度上避免由于动物或干扰红外源而引起的触发。这在相对较大的设施中尤其重要。
根据本发明的一方面，检测对象(例如，手)的预定的移动和/或移动序列。例如，这使得可以检测手的接近以触发冲洗。由于还能够检测移动的方向，所以在这种情况下能够排除通过不具有预定的移动或预定的移动序列的手移动而导致地冲洗。在这种情况下还提高了抗干扰性，从而能够节约水。
根据本发明的一方面，在正被监测的区域中监测人的姿势。例如，在这种情况下可以区分卫生间中站着的人和坐着的人。因此，能够以自动的方式触发少量水的冲洗或大量水的冲洗。在这种情况下，基本上也能够节约冲洗水。
根据本发明的一方面，在安装了卫生设施之后，控制装置使用静止对象、它们在正被监测的区域中的位置和/或它们的形状，作为用于自动检测使用该控制装置的卫生设施的类型和用于相应地参数化通用硬件和软件的基础。然后，同一控制设备能够用于不同的卫生设施。所述控制设备自身检测卫生设施的类型并自动执行相应的参数化。例如，控制装置能够检测在它附近的是尿盆(urinal bowl)、马桶(toilet bowl)还是洗涤槽(sink)。控制设备由此使它的参数适合于小便器的冲洗阀、马桶的冲洗阀或出口阀的控制。由于同一控制设备基本上能够用于非常不同的卫生设施，所以这导致了显著的成本优势，并且还能够显著地简化安装。
根据本发明的一方面，基于发送的信号脉冲和接收的信号脉冲之间的时间差确定距离。另外，根据本发明的一方面，调制的信号不是连续地被发送，而是以具有固定数量的调制期(modulation period)的持续时间的脉冲包的形式被发送。
根据本发明的一方面，检测已知轮廓的丢失信号(missingsignal)，并且，基于这种丢失信号触发动作(action)。另外，优选地，当信号来自正被监测的区域中的预定地点并满足诸如轮廓或停留时间的预定标准时，检测信号。
根据本发明的一方面，根据本发明的控制设备的特征在于，发送器、接收器、评价单元和控制单元被布置在电子模块上。特别地，根据本发明的一方面，除了有源发送元件以外，所述单元被集成在芯片上。控制设备由此能够在非常小的区域中被实施并且能够以简单的方式安装或设置。
根据本发明的从属权利要求和下面的描述显示其它的有利特征。
【附图说明】
下面使用一个图更详细地解释本发明的示例性实施例。该图以图解的方式示出根据本发明的具有卫生设施的区域的布局。
附图标记说明
1 卫生设施
2 区域
3 卫生主体
4 控制设备
5 配件
6 信号线
7 对象
8 箭头
9 门
10 建筑物
【具体实施方式】
这一个附图示出具有区域2的建筑物10，在区域2中布置有卫生设施1。卫生设施1具有卫生主体3，例如，卫生主体3是洗涤槽。布置在该卫生主体3上的是配件5，特别地，配件5是具有出口阀的非接触式洗涤配件。配件5经由信号线6连接到控制设备4。可替代的是，例如，卫生设施1也可以是具有尿盆的小便设施。在这种情况下，配件5将是冲洗阀。另外，例如，卫生设施1还可以是马桶。而且，在这种情况下，配件5也将是阀，特别是出口配件。在所有的情况下，控制设备4基本上都可以是一样的。如果配件5具有水龙头(tap)的形式，则控制设备4可以直接被布置在配件5中。在马桶的情况下，例如，控制设备4可以被布置在按钮中。多个卫生设施1(例如，多个小便设施和洗涤槽)也可以被布置在区域2中。
控制设备4具有电子模块(这里，未示出)，电子模块上布置有发送器、接收器、评价单元和控制单元。除了有源发送元件以外，特别地，所述元件可以被集成在芯片中。这里未示出的这些元件对于本领域技术人员而言是已知的，因此不需要在这里进行解释。特别地，发送器是红外发送器。发送器被用来发射用于有源照明(activeillumination)的光信号。如果光脉冲入射在例如区域2中的对象7上，则所述脉冲在这里被反射并最终由接收器检测。控制设备4被设计用于飞行时间距离测量。脉冲的发射同时启动接收器中的高分辨率时钟。能够使用脉冲的距离相关信号传播时间来确定控制设备4和对象7之间的距离。脉冲的发射同时启动接收器中的高分辨率时钟。例如，通过测量相移来测量时间。优选地，以这样的方式执行测量：可以实现所谓的3D距离测量。为此，例如，可以使用调制的定向波束扫描对象7。在这种情况下，可以连续地逐点测量对象7。
根据本发明的一方面，相移的测量用于测量时间。为此，对发送的红外光的振幅进行调制。从发送的光和接收的光之间的相移能够推断离反射对象的距离。该距离测量方法用于接收器中的每个传感器元件。把该区域映射到传感器元件的二维布置以及与每个元件关联的距离一起提供了三维信息。
然而，这里也可以想到用于空间距离测量的其它装置和方法。除了对象7在该区域中的位置、速度和形状之外，还可以确定例如根据箭头8的移动的方向。
例如，控制设备4能够检测对象7以特定速度接近卫生设施1。由此，例如，控制设备4能够区分运动对象和静止对象。在一种情况下，例如，对象7是正在接近卫生设施1的人，在另一情况下，例如，对象是固定安装的镜子。然而，例如，控制设备4还可以区分进入的对象和离开的对象。基于形状检测，例如，控制设备4还能够区分人和动物。然而，例如，控制设备4还可以如此检测门9，并且还可以确定该门是打开还是关闭。
当具有已知轮廓并且不反射任何光的对象在背景前面经过时，控制设备也能够进行检测。从背景中丢失的光使得可以推断该对象，例如，该对象可能是全身穿着黑色衣服的人。
如果卫生设施1是洗涤槽，则控制设备4能够检测接近的手，并且，随后能够在手与配件5相距特定距离时打开配件5的阀。如果控制设备4检测到手从卫生主体3移开，则经由信号线6关闭出口阀。控制设备4的动作可以根据应用而不同。例如，如果洗涤槽中的控制设备4把对象视为污垢或视为已知轮廓(例如，器皿)，则它能够在确定量的时间期间供给水。
如果卫生设施1是小便器，则当用户离开卫生设施1时触发冲洗。除了冲洗以外，例如，还可以基于对区域2的监测来控制区域照明。例如，可以人一进入正被监测的区域2就接通夜灯。然而，也可以的是，控制设备4一确定在区域2中没有人就切断照明。例如，如果多个小便器被布置在区域2中，则这些小便器的控制输出可以以逻辑的方式彼此组合。例如，这种组合使得可以监测人存在的整个区域。基于这种监测，能够控制上级系统，例如建筑物控制系统。例如，可以接通或切断通风。
例如，如果卫生设施1是马桶设施，则使用控制设备4以非接触方式冲洗该马桶设施。在这种情况下，特别地，控制设备4能够区分该设施正在以站的方式还是以坐的方式被使用。因此，由控制设备4触发少量水的冲洗或大量水的冲洗。例如，借助于接近控制设备4的手，能够以非接触方式实现触发。在这种情况下，再次变得重要的是：控制设备4能够检测移动的方向，并且，还能够检测例如接近的对象7是手还是其它物品。
控制设备4可以被集成在按钮中。结果，按钮的操作还使得能够通过移动按钮来进行机械触发。例如，控制设备4还能够检测门9是否正被打开。如果检测到门9的打开，则能够使用控制设备4接通区域照明。然后，当门9关闭时就相应地切断区域照明。监测区域2由此使得能够进行各种不同的动作。例如，这些动作是：接通和切断照明、接通和切断卫生设施1的通风和冲洗。例如，另一动作是触发警报。例如，如果在特定的封锁期间内在区域2中确定对象7的移动，则触发这种警报。
控制设备4以这种方式被设计：在安装了控制设备4之后，它检测使用该控制设备的卫生设施1的类型。例如，它检测卫生主体3是洗涤槽、小便器还是马桶。基于这些卫生主体3的不同形状进行区分。如果控制设备4检测出卫生设施，则以自动的方式对通用硬件和软件进行相应的参数化。在小便器的情况下，例如，这些参数是冲洗时间、冲洗持续时间、冲洗量和电气值(electrical value)(诸如，致动器控制的电压和持续时间)。因此，能够用通用硬件和软件将控制设备4用于任何期望的卫生设施1。然后，自动执行相应的参数化。一方面，可以对于多个不同的卫生设施1使用同一控制设备4(例如，相应的电子模块)，另一方面，无需安装者进行比较复杂的参数化。此外，还可以避免错误的控制设备4用于卫生设施1中。