一种基于六轴检测的开门状态检测系统及方法技术方案

本发明专利技术为一种基于六轴检测的开门状态检测系统及方法，包括陀螺仪、加速度计、六轴融合算法模块、逻辑判断模块和状态上报模块。基于该系统的开门状态检测方法包括获取门开关时的转动的角度和加速度，利用六轴融合角度算法获取门每一次的实际开关角度，利用开关门判断逻辑算法判断门的状态和上报门的开关状态。本发明专利技术的优点是：采用加速度计和陀螺仪获取门实际转动角度，能够准确的获取角度并消除温漂和零漂产生的影响，利用开关门判断逻辑算法检测门的状态，能够防止误判的情况产生，而且可以进一步的消除由于六轴传感器位置移动造成零漂的影响。

A detection system and method of door opening state based on six axis detection

【技术实现步骤摘要】
一种基于六轴检测的开门状态检测系统及方法
本专利技术涉及物联网领域，尤其涉及一种基于六轴检测的开门状态检测系统及方法。
技术介绍
随着社会的进步，在日常生活中物联网技术的应用越来越广泛，如利用物联网技术检测门的开关状态，常用的门开关检测方式包括陀螺仪检测、磁力计检测和门磁检测。上述三中方式均存有不足之处：当使用陀螺仪单独测量角度时，由于没有加速度计进行补偿，陀螺仪采样角速度数据时会受到外部作用力的影响。当用力开关门时，门扇会有一个很大的加速度，若陀螺仪的采样频率太小，会导致积分得到的角度与实际角度相差太大。如果提高陀螺仪的采样频率，又会导致功耗偏高。而且陀螺仪存在温漂和零漂的问题，会导致角度失真。当使用磁力计测量角度时，虽然能较为准确地反应出开门角度，从而判断出开关门状态。但是磁力计受外界磁性物质干扰较大，当磁性物质的磁场较大时，可能会出现误判的情况。并且磁力计也会存在零漂的问题，导致角度失真。门磁检测虽然能较为准确地判断出开关门的状态，但是安装和布线复杂，需要打孔安装引线。而且门磁检测对门安装要求较高，如果门体与门框之间的空隙较大，会导致门体在关门的情况下也会晃动，从而出现误判开门的情况。
技术实现思路
本专利技术主要解决了上述问题，提供了一种能够准确获取门开关角度和门开关状态的基于六轴检测的开门状态检测系统及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是,一种基于六轴检测的开门状态检测系统，包括：陀螺仪，检测门开关的角度；加速度计，检测门在开关时的加速度；六轴融合算法模块，利用检测到的门开关角度和加速度计算门实际开关角度；逻辑判断模块，获取门每一次实际开关角度确定门的开关状态；状态上报模块，根据逻辑判断模块的判断信息上报门的开关状态。陀螺仪和加速度计组成六轴传感器，获取门的角度信息和加速度信息，六轴融合算法模块计算门的实际转动角度，再通过逻辑判断模块确定门当前状态，状态上报模块通过无线网络上报门的实时状态。本专利技术还提供一种基于六轴检测的开门状态检测方法，采用上述一种基于六轴检测的开门状态检测系统进行检测，包括以下步骤：S1：获取门开关时的转动的角度和加速度；S2：利用六轴融合角度算法获取门每一次的实际开关角度；S3：利用开关门判断逻辑算法判断门的状态；S4：上报门的开关状态。作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S2中获取门的实际开关角度，包括以下步骤：S21：以加速度计为原点建立三维坐标系；S22：定时采样加速度计在坐标系x轴、y轴和z轴的加速度ax、ay和az；S23:计算在坐标系x轴、y轴和z轴的力Fx、Fy和Fz；S24：计算加速度计所受的力S25:计算当前采样得到的力与上次采样得到的力的差值ΔF，将已ΔF和陀螺仪累加得到的角度为已知条件利用卡尔曼计算出门实际开关角度。考虑加速度对门实际角度的影响，消除温漂和零漂产生的影响，能够准确的获取门转动的实际角度。作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S3中开门的状态判断包括关门到开门检测和开门到关门检测，所述关门到开门检测包括以下步骤：S301:获取单次角度；S302：计算累计角度并判断累计角度是否大于第一开门角度，若是则进入步骤S303；若否则回退至步骤S301；S303：若是则判断单次角度是否大于防干扰角度，若是，则上报开门；若否则回退至步骤S301。防干扰角度的设置用于避免敲门或者门体松动等情况下对检测结果产生干扰，第一开门角度为判断门是否有开门转动的判断依据。作为上述方案的一种优选方案，所述开门到关门检测包括以下步骤：S311：进行门静止检测,若门处于静止状态则进入步骤S312；否则继续进行门静止检测；S312：判断累计角度是否小于第一开门角度，若是，则上报关门，若否则不进行上报。作为上述方案的一种优选方案，所述开门到开门检测包括以下步骤：S321：获取单次角度；S322：判断单次角度是否大于第二开门角度，若是则上报开门；否则不上报。作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S311中门静止检测包括以下步骤：S61：连续多次检测门的角度差；S62：若每一次检测到的门的角度差均小于预设的静止角度，则上报门为静止状态，否则，则回退至步骤S61。作为上述方案的一种优选方案，所述单次角度为从门从静止状态到活动状态再到静止状态期间门所转动的角度。作为上述方案的一种优选方案，所述累计角度为所有单次角度的累加和。作为上述方案的一种优选方案，所述第一开门角度、第二开门角度和防干扰角度为预设值。本专利技术的优点是：采用加速度计和陀螺仪获取门实际转动角度，能够准确的获取角度并消除温漂和零漂产生的影响，利用开关门判断逻辑算法检测门的状态，能够防止误判的情况产生，而且可以进一步的消除由于六轴传感器位置移动造成零漂的影响。附图说明图1为基于六轴检测的开门状态检测方法的一种流程示意图。图2为本专利技术中六轴融合角度算法的一种流程示意图。图3为本专利技术中关门到开门检测的一种流程示意图。图4为本专利技术中开门到关门检测的一种流程示意图。图5为本专利技术中门静止检测的一种流程示意图。图6为本专利技术中开门到开门检测的一种流程示意图具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的说明。实施例：本实施例一种基于六轴检测的开门状态检测系统，包括：用于检测门开关的角度陀螺仪，用于检测门在开关时的加速度加速度计，利用检测到的门开关角度和加速度计算门实际开关角度的六轴融合算法模块，获取门每一次实际开关角度确定门的开关状态的逻辑判断模块及根据逻辑判断模块的判断信息上报门的开关状态的状态上报模块，角度陀螺仪和加速度计均组成六轴传感器，六轴传感器设置在门上，六轴传感器、角度融合算法模块、逻辑判断模块和状态上报模块依次相连。对应的本实施例还提出一种基于六轴检测的开门状态检测方法，采用本实施中的基于六轴检测的开门状态检测系统，如图1所示，包括以下步骤：S1：获取门开关时的转动的角度和加速度；S2：利用六轴融合角度算法获取门每一次的实际开关角度，如图2所示，包括：S21：以加速度计为原点建立三维坐标系；S22：定时采样加速度计在坐标系x轴、y轴和z轴的加速度ax、ay和az；S23:计算在坐标系x轴、y轴和z轴的力Fx、Fy和Fz；S24：计算加速度计所受的力S25:计算当前采样得到的力与上次采样得到的力的差值ΔF，将已ΔF和陀螺仪累加得到的角度为已知条件利用卡尔曼计算出门实际开关角度；S3：利用开关门判断逻辑算法判断门的状态，开关门判断逻辑算法包括关门到开门检测、开门到关门检测和开门到开门检测；S4：上报门的开关状态。如图3所示，关门到开门检测包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于六轴检测的开门状态检测系统，其特征是：包括：/n陀螺仪，检测门开关的角度；/n加速度计，检测门在开关时的加速度；/n六轴融合算法模块，利用检测到的门开关角度和加速度计算门实际开关角度；/n逻辑判断模块，获取门每一次实际开关角度确定门的开关状态；/n状态上报模块，根据逻辑判断模块的判断信息上报门的开关状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于六轴检测的开门状态检测系统，其特征是：包括：
陀螺仪，检测门开关的角度；
加速度计，检测门在开关时的加速度；
六轴融合算法模块，利用检测到的门开关角度和加速度计算门实际开关角度；
逻辑判断模块，获取门每一次实际开关角度确定门的开关状态；
状态上报模块，根据逻辑判断模块的判断信息上报门的开关状态。


2.一种基于六轴检测的开门状态检测方法，采用权利要求1所述的系统，其特征是，包括以下步骤：
S1：获取门开关时的转动的角度和加速度；
S2：利用六轴融合角度算法获取门每一次的实际开关角度；
S3：利用开关门判断逻辑算法判断门的状态；
S4：上报门的开关状态。


3.根据权利要求2所述的一种基于六轴检测的开门状态检测方法，其特征是：所述步骤S2中六轴融合角度算法，包括以下步骤：
S21：以加速度计为原点建立三维坐标系；
S22：定时采样加速度计在坐标系x轴、y轴和z轴的加速度ax、ay和az；
S23:计算在坐标系x轴、y轴和z轴的力Fx、Fy和Fz；
S24：计算加速度计所受的力
S25:计算当前采样得到的力与上次采样得到的力的差值ΔF，将已ΔF和陀螺仪累加得到的角度为已知条件利用卡尔曼计算出门实际开关角度。


4.根据权利要求2所述的一种基于六轴检测的开门状态检测方法，其特征是：所述步骤S3中开关门判断逻辑算法包括关门到开门检测、开门到关门检测和开门到开门检测，所述关门到开门检测包括以下步骤：
S301:获取单次角度；
S302：计算累计角度并判断累计角度是否大于第一开...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵成杰，周震宇，单剑龙，姚纪元，周奕勤，赵逸凡，汪升，卢超，
申请(专利权)人：浙江利尔达客思智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33