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智能馬桶的發(fā)展歷程
智能馬桶作為傳統(tǒng)馬桶的升級產(chǎn)物，融合了先進的智能科技，通過微電腦實現(xiàn)精確控制。其起源于美國，最初主要應(yīng)用于醫(yī)療和老年保健領(lǐng)域，僅具備基本的溫水洗凈功能。隨著時間的推移，這一創(chuàng)新產(chǎn)品逐漸在韓國和日本得到發(fā)展與完善，制造商不斷加入新的功能，如座便蓋加熱、暖風(fēng)干燥、殺菌等，極大地提升了用戶體驗。如今，智能馬桶已成為現(xiàn)代家居中備受青睞的衛(wèi)浴設(shè)施，市場上的產(chǎn)品種類繁多，功能愈發(fā)豐富，包括臀部清凈、下身清凈、移動清凈、坐圈保溫、自動除臭等，為用戶帶來了更加舒適、便捷和衛(wèi)生的使用體驗。
雷達感應(yīng)技術(shù)原理
雷達是一種利用電磁波探測目標(biāo)的先進電子設(shè)備。其工作原理基于電磁波的發(fā)射與接收，雷達向目標(biāo)區(qū)域發(fā)射電磁波，當(dāng)這些電磁波遇到目標(biāo)物體后會發(fā)生反射，雷達接收到反射回來的回波。通過對回波的精確分析，雷達能夠獲取目標(biāo)物體至電磁波發(fā)射點的多項關(guān)鍵信息，包括距離、距離變化率（即徑向速度）、方位以及角度等。在智能馬桶所應(yīng)用的雷達感應(yīng)技術(shù)中，通常采用 24GHz 雷達傳感器。這種傳感器運用平面微帶天線技術(shù)，具備體積小巧、集成化程度高以及感應(yīng)靈敏等顯著優(yōu)勢。其工作模式主要有 CW 多普勒雷達傳感器模式和 FMCW 雷達傳感器模式。在 CW 多普勒雷達傳感器模式下，傳感器將 24GHz 設(shè)定為發(fā)射頻率，通過計算發(fā)送信號與接收信號之間的頻率差，并依據(jù)特定公式來精確計算出物體的運動速度。經(jīng)過參考信號與回波信號的混頻處理，雙通道傳感器會輸出兩個頻率幅度相同、相位差為 90° 的中頻信號 IF1 和 IF2，系統(tǒng)依據(jù)這 90° 相位差所引導(dǎo)的信號類型，能夠準(zhǔn)確識別物體的運動方向，判斷其是遠離還是靠近。而 FMCW 雷達傳感器模式則適用于測量物體距離，例如檢測靜態(tài)物體到傳感器的距離。在此模式下，選用線性升坡或降坡作為發(fā)射頻率隨時間變化的相關(guān)函數(shù)，并定期重復(fù)這些坡，以便獲取可靠的平均值。通過延遲效應(yīng)的計算公式，即可得出物體的距離信息。
雷達感應(yīng)在智能馬桶中的功能實現(xiàn)
自動開關(guān)蓋
在智能馬桶中，雷達感應(yīng)技術(shù)的一個重要應(yīng)用就是自動開關(guān)蓋功能。當(dāng)用戶靠近馬桶時，安裝在馬桶蓋上的雷達傳感器會迅速檢測到人體的靠近。以海凌科推出的專為智能馬桶應(yīng)用場景研發(fā)的 hlk - ld2411 雷達模塊為例，該模塊支持感應(yīng) 2 米內(nèi)的人體接近遠離識別。當(dāng)用戶走進智能馬桶的 2 米范圍內(nèi)，hlk - ld2411 雷達模塊能夠敏銳地檢測到用戶的動作，并通過輸出 gpio 信號給單片機，單片機接收到信號后控制電機以合適的速度正轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)馬桶蓋自動打開，為用戶提供便捷的使用體驗，無需用戶手動操作。當(dāng)用戶使用完畢離開馬桶時，雷達傳感器同樣能夠檢測到人體的遠離，此時單片機控制電機反轉(zhuǎn)，馬桶蓋自動關(guān)閉，系統(tǒng)進入待機狀態(tài)，有效避免了因用戶忘記關(guān)閉馬桶蓋而帶來的不便和衛(wèi)生問題。
自動沖洗
雷達感應(yīng)技術(shù)在智能馬桶自動沖洗功能的實現(xiàn)中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。當(dāng)用戶使用馬桶的過程中，雷達傳感器持續(xù)監(jiān)測人體的狀態(tài)。一旦檢測到人體已遠離馬桶，并且達到預(yù)設(shè)的時間和距離條件后，馬桶便會自動執(zhí)行沖洗任務(wù)。例如，在一些智能馬桶設(shè)計中，當(dāng)人遠離多普勒傳感器向遠處移動的過程中，微波檢測裝置會持續(xù)檢測距離信息，當(dāng)檢測到距離有效位置最長的時候，智能馬桶根據(jù)預(yù)設(shè)的響應(yīng)命令執(zhí)行沖刷動作。這一功能不僅實現(xiàn)了沖洗的自動化，還能根據(jù)實際使用情況精準(zhǔn)控制沖水時機，避免了水資源的浪費，同時也讓用戶在使用后無需手動操作沖水按鈕，進一步提升了使用的便捷性和衛(wèi)生程度。此外，部分智能馬桶還能通過雷達感應(yīng)技術(shù)區(qū)分不同用戶的使用習(xí)慣，如男性站立小便后離開，馬桶即刻啟動小水量沖水，而女性或其他使用場景則根據(jù)相應(yīng)的設(shè)置執(zhí)行不同的沖水模式，實現(xiàn)更加個性化和智能化的沖洗功能。
防誤觸功能
毫米波雷達技術(shù)在智能馬桶防誤觸系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，有效提升了智能馬桶使用的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。全耀 TTCSensor 毫米波雷達 TRMK345 通過發(fā)射和接收 24GHz 毫米波來感應(yīng)目標(biāo)距離，能夠?qū)崟r準(zhǔn)確輸出探測目標(biāo)的距離、角度、速度、能量等信息數(shù)據(jù)。該雷達最大的亮點在于可基于移動目標(biāo)軌跡定位技術(shù)，通過雷達方位自識別技術(shù)實現(xiàn)分區(qū)感應(yīng)，并能靈活進行開 / 關(guān)配置，從而達到出色的防誤觸效果。在實際使用場景中，毫米波雷達能夠?qū)崟r監(jiān)測衛(wèi)生間內(nèi)的人員活動情況，包括人體位置、動作和姿態(tài)等信息。一旦檢測到有人接近馬桶，系統(tǒng)就會自動啟動防誤觸模式，通過智能算法對人員行為進行識別和分析。例如，當(dāng)寵物靠近馬桶時，雷達能夠通過對目標(biāo)物體的特征分析，準(zhǔn)確判斷其并非人類用戶，從而避免馬桶誤動作，如誤開蓋或誤沖洗等情況的發(fā)生。同時，由于毫米波雷達具有非接觸式檢測的優(yōu)點，能夠在不需要接觸馬桶的情況下實現(xiàn)人體感知，這不僅避免了因接觸而引起的衛(wèi)生問題，還大大提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。此外，毫米波雷達技術(shù)還具有高精度和低功耗的特性，它能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的距離和速度測量，準(zhǔn)確判斷人員與馬桶之間的距離和移動速度，確保在各種復(fù)雜環(huán)境下都能精準(zhǔn)識別用戶行為。而且，由于其功耗較低，也延長了智能馬桶防誤觸系統(tǒng)的使用壽命，降低了能源消耗。
其他功能拓展
除了上述主要功能外，雷達感應(yīng)技術(shù)在智能馬桶中還有一些其他的功能拓展。例如，部分智能馬桶通過雷達感應(yīng)模塊實現(xiàn)了指示燈的自動亮起或關(guān)閉。當(dāng)用戶靠近馬桶時，雷達檢測到人體靠近信號，控制指示燈自動亮起，為用戶在光線較暗的環(huán)境下提供照明，方便使用；當(dāng)用戶離開后，指示燈自動熄滅，節(jié)約能源。另外，一些高端智能馬桶還利用雷達感應(yīng)技術(shù)實現(xiàn)了座圈的手勢感應(yīng)控制。用戶通過簡單的手勢操作，如揮手等，即可控制座圈的翻起或放下，實現(xiàn)無接觸操作，進一步提升了用戶體驗的便捷性和衛(wèi)生性。這種基于雷達感應(yīng)的手勢識別功能，為行動不便或手上持有物品的用戶提供了極大的便利，使智能馬桶的使用更加人性化。
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