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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(jí)產(chǎn)物，融合了先進(jìn)的智能科技，通過(guò)微電腦實(shí)現(xiàn)精確控制。其起源于美國(guó)，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(shí)間的推移，這一創(chuàng)新產(chǎn)品逐漸在韓國(guó)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(yàn)。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(chǎng)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(dòng)清凈、坐圈保溫、自動(dòng)除臭等，為用戶帶來(lái)了更加舒適、便捷和衛(wèi)生的使用體驗(yàn)。
雷達(dá)感應(yīng)技術(shù)原理
雷達(dá)是一種利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的先進(jìn)電子設(shè)備。其工作原理基于電磁波的發(fā)射與接收，雷達(dá)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(huì)發(fā)生反射，雷達(dá)接收到反射回來(lái)的回波。通過(guò)對(duì)回波的精確分析，雷達(dá)能夠獲取目標(biāo)物體至電磁波發(fā)射點(diǎn)的多項(xiàng)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(dá)感應(yīng)技術(shù)中，通常采用 24GHz 雷達(dá)傳感器。這種傳感器運(yùn)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(shì)。其工作模式主要有 CW 多普勒雷達(dá)傳感器模式和 FMCW 雷達(dá)傳感器模式。在 CW 多普勒雷達(dá)傳感器模式下，傳感器將 24GHz 設(shè)定為發(fā)射頻率，通過(guò)計(jì)算發(fā)送信號(hào)與接收信號(hào)之間的頻率差，并依據(jù)特定公式來(lái)精確計(jì)算出物體的運(yùn)動(dòng)速度。經(jīng)過(guò)參考信號(hào)與回波信號(hào)的混頻處理，雙通道傳感器會(huì)輸出兩個(gè)頻率幅度相同、相位差為 90° 的中頻信號(hào) IF1 和 IF2，系統(tǒng)依據(jù)這 90° 相位差所引導(dǎo)的信號(hào)類型，能夠準(zhǔn)確識(shí)別物體的運(yùn)動(dòng)方向，判斷其是遠(yuǎn)離還是靠近。而 FMCW 雷達(dá)傳感器模式則適用于測(cè)量物體距離，例如檢測(cè)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(shí)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(guò)延遲效應(yīng)的計(jì)算公式，即可得出物體的距離信息。
雷達(dá)感應(yīng)在智能馬桶中的功能實(shí)現(xiàn)
自動(dòng)開(kāi)關(guān)蓋
在智能馬桶中，雷達(dá)感應(yīng)技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用就是自動(dòng)開(kāi)關(guān)蓋功能。當(dāng)用戶靠近馬桶時(shí)，安裝在馬桶蓋上的雷達(dá)傳感器會(huì)迅速檢測(cè)到人體的靠近。以海凌科推出的專為智能馬桶應(yīng)用場(chǎng)景研發(fā)的 hlk - ld2411 雷達(dá)模塊為例，該模塊支持感應(yīng) 2 米內(nèi)的人體接近遠(yuǎn)離識(shí)別。當(dāng)用戶走進(jìn)智能馬桶的 2 米范圍內(nèi)，hlk - ld2411 雷達(dá)模塊能夠敏銳地檢測(cè)到用戶的動(dòng)作，并通過(guò)輸出 gpio 信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)接收到信號(hào)后控制電機(jī)以合適的速度正轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)馬桶蓋自動(dòng)打開(kāi)，為用戶提供便捷的使用體驗(yàn)，無(wú)需用戶手動(dòng)操作。當(dāng)用戶使用完畢離開(kāi)馬桶時(shí)，雷達(dá)傳感器同樣能夠檢測(cè)到人體的遠(yuǎn)離，此時(shí)單片機(jī)控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，馬桶蓋自動(dòng)關(guān)閉，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，有效避免了因用戶忘記關(guān)閉馬桶蓋而帶來(lái)的不便和衛(wèi)生問(wèn)題。
自動(dòng)沖洗
雷達(dá)感應(yīng)技術(shù)在智能馬桶自動(dòng)沖洗功能的實(shí)現(xiàn)中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。當(dāng)用戶使用馬桶的過(guò)程中，雷達(dá)傳感器持續(xù)監(jiān)測(cè)人體的狀態(tài)。一旦檢測(cè)到人體已遠(yuǎn)離馬桶，并且達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間和距離條件后，馬桶便會(huì)自動(dòng)執(zhí)行沖洗任務(wù)。例如，在一些智能馬桶設(shè)計(jì)中，當(dāng)人遠(yuǎn)離多普勒傳感器向遠(yuǎn)處移動(dòng)的過(guò)程中，微波檢測(cè)裝置會(huì)持續(xù)檢測(cè)距離信息，當(dāng)檢測(cè)到距離有效位置最長(zhǎng)的時(shí)候，智能馬桶根據(jù)預(yù)設(shè)的響應(yīng)命令執(zhí)行沖刷動(dòng)作。這一功能不僅實(shí)現(xiàn)了沖洗的自動(dòng)化，還能根據(jù)實(shí)際使用情況精準(zhǔn)控制沖水時(shí)機(jī)，避免了水資源的浪費(fèi)，同時(shí)也讓用戶在使用后無(wú)需手動(dòng)操作沖水按鈕，進(jìn)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(guò)雷達(dá)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(kāi)，馬桶即刻啟動(dòng)小水量沖水，而女性或其他使用場(chǎng)景則根據(jù)相應(yīng)的設(shè)置執(zhí)行不同的沖水模式，實(shí)現(xiàn)更加個(gè)性化和智能化的沖洗功能。
防誤觸功能
毫米波雷達(dá)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(dá) TRMK345 通過(guò)發(fā)射和接收 24GHz 毫米波來(lái)感應(yīng)目標(biāo)距離，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確輸出探測(cè)目標(biāo)的距離、角度、速度、能量等信息數(shù)據(jù)。該雷達(dá)最大的亮點(diǎn)在于可基于移動(dòng)目標(biāo)軌跡定位技術(shù)，通過(guò)雷達(dá)方位自識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)分區(qū)感應(yīng)，并能靈活進(jìn)行開(kāi) / 關(guān)配置，從而達(dá)到出色的防誤觸效果。在實(shí)際使用場(chǎng)景中，毫米波雷達(dá)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)衛(wèi)生間內(nèi)的人員活動(dòng)情況，包括人體位置、動(dòng)作和姿態(tài)等信息。一旦檢測(cè)到有人接近馬桶，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)防誤觸模式，通過(guò)智能算法對(duì)人員行為進(jìn)行識(shí)別和分析。例如，當(dāng)寵物靠近馬桶時(shí)，雷達(dá)能夠通過(guò)對(duì)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(dòng)作，如誤開(kāi)蓋或誤沖洗等情況的發(fā)生。同時(shí)，由于毫米波雷達(dá)具有非接觸式檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，能夠在不需要接觸馬桶的情況下實(shí)現(xiàn)人體感知，這不僅避免了因接觸而引起的衛(wèi)生問(wèn)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(dá)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(cè)量，準(zhǔn)確判斷人員與馬桶之間的距離和移動(dòng)速度，確保在各種復(fù)雜環(huán)境下都能精準(zhǔn)識(shí)別用戶行為。而且，由于其功耗較低，也延長(zhǎng)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(dá)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(guò)雷達(dá)感應(yīng)模塊實(shí)現(xiàn)了指示燈的自動(dòng)亮起或關(guān)閉。當(dāng)用戶靠近馬桶時(shí)，雷達(dá)檢測(cè)到人體靠近信號(hào)，控制指示燈自動(dòng)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(kāi)后，指示燈自動(dòng)熄滅，節(jié)約能源。另外，一些高端智能馬桶還利用雷達(dá)感應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了座圈的手勢(shì)感應(yīng)控制。用戶通過(guò)簡(jiǎn)單的手勢(shì)操作，如揮手等，即可控制座圈的翻起或放下，實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸操作，進(jìn)一步提升了用戶體驗(yàn)的便捷性和衛(wèi)生性。這種基于雷達(dá)感應(yīng)的手勢(shì)識(shí)別功能，為行動(dòng)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。