本發(fā)明涉及智能傳感器
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種雨量檢測(cè)系統(tǒng)及雨量狀態(tài)檢測(cè)方法和裝置。
背景技術(shù)：
：智能傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)的感知層，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心。無論是從智能手機(jī)到智能家居，還是從可穿戴設(shè)備和應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的汽車到工業(yè)自動(dòng)化以及所有涉及物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備都離不開傳感器。目前，雨量檢測(cè)系統(tǒng)(例如智能雨刮模塊)作為一種高端智能傳感器，只在部分高檔汽車上有應(yīng)用，但因其成本高、體積較大等原因，沒有得到更加廣泛的應(yīng)用。在實(shí)現(xiàn)過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)技術(shù)中至少存在如下問題：傳統(tǒng)采用分立元器件搭建傳感器(即使用晶體管、電阻、電容等基本電子元器件搭建電路)的雨量檢測(cè)系統(tǒng)，成本高、體積大；且傳統(tǒng)的雨量檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)雨量的檢測(cè)過程易受干擾，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確、可靠性低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：基于此，有必要針對(duì)上述問題，提供一種雨量檢測(cè)系統(tǒng)及雨量狀態(tài)檢測(cè)方法和裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例為：一方面，提供了一種雨量檢測(cè)系統(tǒng)，包括雨量檢測(cè)模塊、單片機(jī)和光學(xué)系統(tǒng)；光學(xué)系統(tǒng)包括紅外發(fā)射管和光電二極管；紅外發(fā)射管的數(shù)量為2個(gè)，光電二極管的數(shù)量為1個(gè)，紅外發(fā)射管與光電二極管以等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)的位置布局形式構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)；光電二極管接收擋雨玻璃反射的光強(qiáng)信號(hào)，并根據(jù)光強(qiáng)信號(hào)向雨量檢測(cè)模塊輸出電信號(hào)；光強(qiáng)信號(hào)為擋雨玻璃反射紅外發(fā)射管發(fā)出的光線產(chǎn)生的光信號(hào)；雨量檢測(cè)模塊根據(jù)接收到的電信號(hào)，生成原始雨量數(shù)據(jù)；單片機(jī)讀取原始雨量數(shù)據(jù)，并根據(jù)原始雨量數(shù)據(jù)獲取雨量狀態(tài)數(shù)據(jù)；雨量狀態(tài)數(shù)據(jù)包括無雨或有雨的判斷結(jié)果以及雨量大小數(shù)據(jù)。一方面，提供了一種基于上述雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法，單片機(jī)被配置為基于以下步驟來進(jìn)行雨量狀態(tài)檢測(cè)：讀取雨量檢測(cè)模塊根據(jù)預(yù)設(shè)頻率采集生成的原始雨量數(shù)據(jù)；根據(jù)無水雨量值，獲取原始雨量數(shù)據(jù)的方差數(shù)據(jù)和累加和數(shù)據(jù)；無水雨量值為玻璃表面沒有水滴保持干燥時(shí)的原始雨量數(shù)據(jù)；根據(jù)方差數(shù)據(jù)和累加和數(shù)據(jù)，獲取雨量狀態(tài)數(shù)據(jù)。另一方面，還提供了一種雨量狀態(tài)檢測(cè)裝置，包括：讀取單元，用于讀取雨量檢測(cè)模塊根據(jù)預(yù)設(shè)頻率采集生成的原始雨量數(shù)據(jù)；處理單元，用于根據(jù)無水雨量值，獲取原始雨量數(shù)據(jù)的方差數(shù)據(jù)和累加和數(shù)據(jù)；無水雨量值為玻璃表面沒有水滴保持干燥時(shí)的原始雨量數(shù)據(jù)；狀態(tài)數(shù)據(jù)單元，用于根據(jù)方差數(shù)據(jù)和累加和數(shù)據(jù)，獲取雨量狀態(tài)數(shù)據(jù)。上述技術(shù)方案具有如下有益效果：本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)及雨量狀態(tài)檢測(cè)方法和裝置，其中，雨量檢測(cè)系統(tǒng)采用基于光學(xué)原理的雨量檢測(cè)模塊來設(shè)計(jì)雨量檢測(cè)系統(tǒng)，可以有效降低成本、減小體積、增強(qiáng)抗干擾能力并增加可靠性；進(jìn)一步采用兩個(gè)紅外發(fā)射管、一個(gè)光電二極管，三者分布在等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)的簡化光學(xué)系統(tǒng)，可以有效降低成本，大大減小雨量檢測(cè)系統(tǒng)的體積。而基于上述雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法采用“累加和”與“方差”的處理方式，可以精準(zhǔn)判斷雨量狀態(tài)，減少因太陽光等環(huán)境干擾造成的誤判，可靠性強(qiáng)。附圖說明圖1為本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為E527.05內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量原理示意圖；圖4為本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)中光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的外部設(shè)備的安裝示意圖；圖7為應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法實(shí)施例1的流程示意圖；圖8為應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法的軟件實(shí)現(xiàn)整體流程示意圖；圖9為應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法中無水雨量值曲線示意圖；圖10為應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法中玻璃表面有流動(dòng)雨滴的原始雨量數(shù)據(jù)曲線示意圖；圖11為應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法中玻璃表面有靜止雨滴的原始雨量數(shù)據(jù)曲線示意圖；圖12為本發(fā)明雨量狀態(tài)檢測(cè)裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的首選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例1：為了解決傳統(tǒng)采用非光學(xué)原理雨量傳感器設(shè)計(jì)出來的雨量檢測(cè)系統(tǒng)易受干擾、檢測(cè)不準(zhǔn)確且成本高、體積大的問題，本發(fā)明提供了一種雨量檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例1；圖1為本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖1所示：可以包括雨量檢測(cè)模塊、單片機(jī)和光學(xué)系統(tǒng)；光學(xué)系統(tǒng)包括紅外發(fā)射管和光電二極管；紅外發(fā)射管的數(shù)量為2個(gè)，光電二極管的數(shù)量為1個(gè)，紅外發(fā)射管與光電二極管以等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)的位置布局形式構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)；光電二極管接收擋雨玻璃反射的光強(qiáng)信號(hào)，并根據(jù)光強(qiáng)信號(hào)向雨量檢測(cè)模塊輸出電信號(hào)；光強(qiáng)信號(hào)為擋雨玻璃反射紅外發(fā)射管發(fā)出的光線產(chǎn)生的光信號(hào)；雨量檢測(cè)模塊根據(jù)接收到的電信號(hào)，生成原始雨量數(shù)據(jù)；單片機(jī)讀取原始雨量數(shù)據(jù)，并根據(jù)原始雨量數(shù)據(jù)獲取雨量狀態(tài)數(shù)據(jù)；雨量狀態(tài)數(shù)據(jù)包括無雨或有雨的判斷結(jié)果以及雨量大小數(shù)據(jù)。具體而言，雨量檢測(cè)系統(tǒng)可以包括雨量檢測(cè)模塊、單片機(jī)和光學(xué)系統(tǒng)(光學(xué)系統(tǒng)包括紅外發(fā)射管、光電二極管、柔性光學(xué)材料)。雨量檢測(cè)模塊對(duì)光電二極管輸出的電信號(hào)進(jìn)行處理，得出原始雨量數(shù)據(jù)；單片機(jī)從雨量檢測(cè)模塊中讀取原始雨量數(shù)據(jù)，經(jīng)過算法處理得出雨量狀態(tài)；最終單片機(jī)將雨量狀態(tài)傳輸給需要使用雨量狀態(tài)信息的設(shè)備。雨量檢測(cè)系統(tǒng)采用基于光學(xué)原理的雨量檢測(cè)模塊來設(shè)計(jì)雨量檢測(cè)系統(tǒng)，可以有效降低成本、減小體積、增強(qiáng)抗干擾能力并增加可靠性；進(jìn)一步采用兩個(gè)紅外發(fā)射管、一個(gè)光電二極管，三者分布在等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)的簡化光學(xué)系統(tǒng)，可以有效降低成本，大大減小雨量檢測(cè)系統(tǒng)的體積。其中需要說明的是，本發(fā)明各實(shí)施例中提到的擋雨玻璃可以是外部設(shè)備的玻璃(此時(shí)可以將本發(fā)明的雨量監(jiān)測(cè)裝置安裝在外部設(shè)備的擋雨玻璃內(nèi)部)，也可以是本發(fā)明各實(shí)施例中光學(xué)系統(tǒng)的玻璃，即為光學(xué)系統(tǒng)配置相應(yīng)的用來發(fā)射紅外發(fā)射管發(fā)射的光線的玻璃，然后將本發(fā)明安裝在外部設(shè)備合適的位置區(qū)域上。圖4為本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)中光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；如圖4所示：在一個(gè)具體的實(shí)施例中，紅外發(fā)射管的數(shù)量為2個(gè)；光電二極管的數(shù)量為1個(gè)；紅外發(fā)射管與光電二極管以等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)的位置布局形式構(gòu)成光學(xué)系統(tǒng)。具體而言，傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)一般需要6個(gè)或8個(gè)紅外發(fā)射管和一個(gè)光電二極管，會(huì)增加雨量檢測(cè)系統(tǒng)的成本與體積。而本發(fā)明可以采用兩個(gè)紅外發(fā)射管、一個(gè)光電二極管，三者分布在等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)的簡化光學(xué)系統(tǒng)，可以有效降低成本，大大減小雨量檢測(cè)系統(tǒng)的體積。進(jìn)一步的，本發(fā)明各實(shí)施例中，只需要使用兩個(gè)紅外發(fā)射管和一個(gè)光電二極管。三者分布在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。本發(fā)明采用的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，降低了物料成本，且可以進(jìn)一步縮小雨量檢測(cè)系統(tǒng)的體積，最終尺寸可以為直徑15mm的圓形PCB。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，雨量檢測(cè)模塊包括集成電路式雨量傳感器芯片。具體而言，傳統(tǒng)技術(shù)中的雨量傳感器一般采用電壓振子傳感器或電容傳感器；其中電壓振子傳感器的感雨部分暴露在外部設(shè)備的外面，容易被污染；而電容傳感器的雨量變化引起電容容量改變范圍有限，且電容量本身很小，測(cè)量困難，電容傳感器的分布電容難以處理，易受外界環(huán)境干擾影響。本發(fā)明采用了與傳統(tǒng)技術(shù)相比較有明顯優(yōu)勢(shì)的基于光強(qiáng)變化的集成電路式傳感器芯片來實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能，一方面雨量引起光強(qiáng)變化效果明顯，不容易受到外界環(huán)境干擾，且可以安裝在設(shè)備內(nèi)部，不與雨水直接接觸，工作穩(wěn)定；使用集成芯片不僅能降低成本，也能提高整個(gè)模塊的精度、可靠性與抗干擾性。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，集成電路式雨量傳感器芯片為E527.05型雨量傳感器芯片。具體的可以利用類似于E527.05芯片(芯片直徑僅為15mm)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明雨量檢測(cè)模塊的相關(guān)功能，圖2為E527.05內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；本發(fā)明雨量檢測(cè)模塊屬于典型的光電子系統(tǒng)。圖3為本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量原理示意圖，如圖3所示，雨量檢測(cè)模塊可以利用光線的全反射原理測(cè)量雨量。當(dāng)玻璃表面無水時(shí)，玻璃內(nèi)部光線產(chǎn)生全反射；當(dāng)玻璃表面有水時(shí)，產(chǎn)生部分反射和折射。所以，無水時(shí)光電管接收到的光強(qiáng)比有水時(shí)大。通過將LEDA與LEDB分別發(fā)射光線時(shí)，光電管接收到的光強(qiáng)進(jìn)行對(duì)比，即可得出雨量狀態(tài)。圖中LEDA、LEDB為紅外發(fā)射管，PhotoDiode為光電二極管，可以將反射回來的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。反射回來的光線越多，則轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)越強(qiáng)。雨量檢測(cè)模塊可以將光電二極管產(chǎn)生的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為表達(dá)雨量狀態(tài)的數(shù)字量，供單片機(jī)使用。單片機(jī)通過對(duì)雨量檢測(cè)模塊提供的原始雨量數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理，得出最終的雨量狀態(tài)(無雨、小雨、中雨、大雨等)。圖5為本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)示意圖；如圖5所示，在一個(gè)具體的實(shí)施例中，單片機(jī)通過串行外設(shè)接口從雨量檢測(cè)模塊中讀取原始雨量數(shù)據(jù)；單片機(jī)通過異步收發(fā)器將雨量狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給外部設(shè)備。具體而言，單片機(jī)可以通過串行外設(shè)接口SPI(SerialPeripheralInterface)從E527.05中讀取原始雨量數(shù)據(jù)；最終單片機(jī)將雨量狀態(tài)通過通用異步接收/發(fā)送器UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)傳輸給需要使用雨量狀態(tài)信息的設(shè)備。在一個(gè)具體示例中，本發(fā)明單片機(jī)可以為KL0232-bitARMCortex-M0+MCU型號(hào)的單片機(jī)。應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的外部設(shè)備實(shí)施例1：基于以上雨量檢測(cè)系統(tǒng)各實(shí)施例的技術(shù)方案，本發(fā)明還提供了一種設(shè)置有本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的外部設(shè)備實(shí)施例1；圖6為應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的外部設(shè)備的安裝示意圖；如圖6所示，可以將雨量檢測(cè)系統(tǒng)、柔性透明硅膠、玻璃層疊起來安裝到外部設(shè)備中；其中，本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)可應(yīng)用在安防攝像頭雨刮、智能家居中的自動(dòng)門窗和自動(dòng)晾衣桿等需要檢測(cè)雨量狀態(tài)但對(duì)成本和體積比較敏感的雨量監(jiān)測(cè)設(shè)備上。在一個(gè)具體示例中，外部設(shè)備還可以包括連接所述單片機(jī)的環(huán)境光傳感器；具體而言，雨量檢測(cè)區(qū)域的陰影快速變化對(duì)原始雨量數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生一定的影響，例如：在玻璃表面無雨時(shí)，原始雨量數(shù)據(jù)應(yīng)該是一個(gè)恒定值255，但雨量檢測(cè)區(qū)域的陰影快速變化會(huì)使原始雨量數(shù)據(jù)在255上下小幅度波動(dòng)，造成的現(xiàn)象與玻璃表面有小雨滴的現(xiàn)象類似，所以會(huì)將無雨誤判為小雨。因此僅通過“累加和”與“方差”來判斷雨量狀態(tài)容易受陽光影響造成誤判(其中關(guān)于原始雨量數(shù)據(jù)以及雨量狀態(tài)檢測(cè)的內(nèi)容可以在本說明書以下關(guān)于雨量狀態(tài)檢測(cè)方法中得以說明)。本發(fā)明中的外部設(shè)備可以先使用環(huán)境光傳感器檢測(cè)車輛外部環(huán)境光光強(qiáng)，然后使用環(huán)境光光強(qiáng)輔助判斷雨量狀態(tài)。例如：當(dāng)環(huán)境光傳感器檢測(cè)到外部環(huán)境光強(qiáng)度快速變化時(shí)，則會(huì)增大判斷為小雨的“累加和”與“方差”閾值，避免雨量狀態(tài)誤判。應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法實(shí)施例1：基于以上雨量檢測(cè)系統(tǒng)各實(shí)施例的技術(shù)方案，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)即使采用基于光學(xué)測(cè)量原理的集成電路雨量檢測(cè)模塊，若算法不夠合理的，雨量檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)雨量狀態(tài)的判斷不夠精準(zhǔn)，容易受雨量檢測(cè)區(qū)域快速變化的陰影干擾，產(chǎn)生誤判。因此為了解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法實(shí)施例1；圖7為應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法實(shí)施例1的流程示意圖；如圖7所示，單片機(jī)被配置為可以基于以下步驟來進(jìn)行雨量狀態(tài)檢測(cè)：步驟S710：讀取雨量檢測(cè)模塊根據(jù)預(yù)設(shè)頻率采集生成的原始雨量數(shù)據(jù)；步驟S720：根據(jù)無水雨量值，獲取原始雨量數(shù)據(jù)的方差數(shù)據(jù)和累加和數(shù)據(jù)；無水雨量值為玻璃表面沒有水滴保持干燥時(shí)的原始雨量數(shù)據(jù)；步驟S730：根據(jù)方差數(shù)據(jù)和累加和數(shù)據(jù)，獲取雨量狀態(tài)數(shù)據(jù)。具體而言，雨量檢測(cè)模塊提供的原始雨量數(shù)據(jù)需要通過單片機(jī)進(jìn)行軟件算法處理，才能得出最終的雨量狀態(tài)，而處理算法是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，根據(jù)不同雨量狀態(tài)對(duì)應(yīng)的雨量原始數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出合理高效的算法，才能提高雨量狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性。進(jìn)一步的，本發(fā)明可以通過Elmos(德國艾爾默斯半導(dǎo)體)雨量傳感器芯片E527.05來獲取原始雨量數(shù)據(jù)，從而配合單片機(jī)實(shí)現(xiàn)低成本、超小體積、自帶多元軟件算法，直接精準(zhǔn)輸出當(dāng)前環(huán)境雨量狀態(tài)(無雨或有雨以及雨的大小)。發(fā)明人根據(jù)玻璃表面雨滴情況得出的原始雨量數(shù)據(jù)有下面的規(guī)律：當(dāng)玻璃表面沒有水滴保持干燥時(shí)，原始雨量數(shù)據(jù)一直為255，且保持不變，數(shù)據(jù)波形為一條直線，圖9為應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法中無水雨量值曲線示意圖(即玻璃表面沒有水滴保持干燥時(shí)的原始雨量數(shù)據(jù)曲線)；如圖9所示。本發(fā)明各實(shí)施例中定義255為“無水雨量值”。在一個(gè)具體實(shí)施例中，步驟S720根據(jù)無水雨量值，獲取原始雨量數(shù)據(jù)的方差數(shù)據(jù)和累加和數(shù)據(jù)的步驟可以包括：根據(jù)原始雨量數(shù)據(jù)中各數(shù)據(jù)，通過計(jì)算獲取方差數(shù)據(jù)；分別獲取原始雨量數(shù)據(jù)中各數(shù)據(jù)與無水雨量值的差值的絕對(duì)值，將各絕對(duì)值的和確定為累加和數(shù)據(jù)。具體而言，當(dāng)玻璃表面有不斷流動(dòng)的雨滴時(shí)，原始雨量數(shù)據(jù)在255上下波動(dòng)，波形數(shù)據(jù)為一條無規(guī)則的曲線，且玻璃表面雨滴流動(dòng)越快，曲線上下波動(dòng)的幅度與不規(guī)則性越大，圖10為應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法中玻璃表面有流動(dòng)雨滴的原始雨量數(shù)據(jù)曲線示意圖(即玻璃表面有不斷流動(dòng)的雨滴時(shí)的原始雨量數(shù)據(jù)曲線)；如圖10所示。概率論中“方差”刻畫了隨機(jī)變量的取值對(duì)于其數(shù)學(xué)期望的離散程度。(標(biāo)準(zhǔn)差、方差越大，離散程度越大。反之亦然)。設(shè)X是一個(gè)隨機(jī)變量，若E{∑[X-E(X)]2}存在，則稱E{∑[X-E(X)]2}為X的方差，記為D(X),Var(X)或DX，其中E(X)指的是對(duì)X的預(yù)期值，而X是實(shí)際值。本發(fā)明的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法將使用一組雨量數(shù)據(jù)的方差來衡量雨量狀態(tài)，方差越大，說明雨越大。當(dāng)玻璃表面有靜止的雨滴時(shí)，原始雨量數(shù)據(jù)一直為305，且保持不變，波形數(shù)據(jù)為一條直線，圖11為應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法中玻璃表面有靜止雨滴的原始雨量數(shù)據(jù)曲線示意圖(玻璃表面有靜止的雨滴時(shí)的原始雨量數(shù)據(jù)曲線)；如圖11所示。雨量數(shù)據(jù)是一個(gè)與玻璃表面靜止雨滴均勻度相關(guān)的數(shù)據(jù)，玻璃表面的靜止雨滴分布越不均勻，原始雨量數(shù)據(jù)值與255的差值的絕對(duì)值越大。所以軟件算法用一組雨量數(shù)據(jù)中每個(gè)數(shù)據(jù)與無水雨量值255的差值的絕對(duì)值來衡量靜止雨滴分布的均勻度。在一個(gè)具體實(shí)施例中，步驟S730根據(jù)方差數(shù)據(jù)和累加和數(shù)據(jù)，獲取雨量狀態(tài)數(shù)據(jù)的步驟可以包括：根據(jù)方差數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)方差閾值的比較結(jié)果，獲取雨量大小數(shù)據(jù)；根據(jù)累加和數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)累加和閾值的比較結(jié)果，獲取無雨或有雨的判斷結(jié)果。具體而言，根據(jù)以上分析，應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方是基于以上的數(shù)據(jù)規(guī)律設(shè)計(jì)出來的。雨量檢測(cè)系統(tǒng)的軟件算法整體流程圖如圖8所示；圖8為應(yīng)用本發(fā)明雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法的軟件實(shí)現(xiàn)整體流程示意圖。由圖8可知，雨量狀態(tài)檢測(cè)方法的主要實(shí)現(xiàn)流程為：雨量檢測(cè)模塊每秒產(chǎn)生約400次有效數(shù)據(jù)(即預(yù)設(shè)的采集頻率)，每產(chǎn)生一次有效數(shù)據(jù)，雨量檢測(cè)模塊的WS引腳(有效檢測(cè)引腳)會(huì)輸出一個(gè)高電平脈沖。用單片機(jī)引腳檢測(cè)這個(gè)脈沖，在單片機(jī)引腳中斷處理函數(shù)里面讀取雨量數(shù)據(jù)并記錄。當(dāng)采集夠一組40個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算這組數(shù)據(jù)中每一個(gè)數(shù)據(jù)與“無水雨量值——255”差值的絕對(duì)值，再將這40個(gè)絕對(duì)值相加，即為累加和。再計(jì)算這40個(gè)數(shù)據(jù)的方差，雨量狀態(tài)的判斷可以從以下條件著手：具體而言，累加和對(duì)落在雨量測(cè)量區(qū)域的少量靜止雨滴非常敏感。用累加和閾值判斷玻璃表面靜態(tài)雨滴。累加和閾值，是通過將雨量檢測(cè)系統(tǒng)放置到不同的環(huán)境中(無雨或有雨以及雨的大小)測(cè)量并標(biāo)定的。例如，無雨時(shí)，測(cè)得累加和的值為0，有小雨時(shí)，測(cè)得累加和的值在50左右，則區(qū)分無雨與小雨的累加和閾值可以定義為10。其他閾值的確定原理與之類似。進(jìn)一步的，方差對(duì)雨量測(cè)量區(qū)域的動(dòng)態(tài)變化的雨滴非常敏感。用方差閾值判斷玻璃表面動(dòng)態(tài)雨滴。方差閾值，是通過將雨量檢測(cè)系統(tǒng)放置到不同的環(huán)境中(無雨或有雨以及雨的大小)測(cè)量并標(biāo)定的。例如，小雨時(shí)，測(cè)得方差的值在30左右；中雨時(shí)測(cè)得的方差值在80左右，則區(qū)分小雨與中雨的方差閾值定義為50。其他閾值的確定原理與之類似。而雨量檢測(cè)區(qū)域的陰影快速變化對(duì)原始雨量數(shù)據(jù)都有影響，例如：在玻璃表面無雨時(shí)，原始雨量數(shù)據(jù)應(yīng)該是一個(gè)恒定值255，但雨量檢測(cè)區(qū)域的陰影快速變化會(huì)使原始雨量數(shù)據(jù)在255上下小幅度波動(dòng)，造成的現(xiàn)象與玻璃表面有小雨滴的現(xiàn)象類似，所以會(huì)將無雨誤判為小雨。所以只通過“累加和”與“方差”來判斷雨量狀態(tài)容易受陽光影響造成誤判。本設(shè)計(jì)先使用環(huán)境光傳感器檢測(cè)車輛外部環(huán)境光光強(qiáng)，使用環(huán)境光光強(qiáng)輔助判斷雨量狀態(tài)。例如：當(dāng)環(huán)境光傳感器檢測(cè)到外部環(huán)境光強(qiáng)度快速變化時(shí)，則會(huì)增大判斷為小雨的“累加和”與“方差”閾值，避免雨量狀態(tài)誤判。雨量檢測(cè)系統(tǒng)(在下面內(nèi)容中簡稱從機(jī))通過軟件算法得出的雨量狀態(tài)最終通用異步接收/發(fā)送器UART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)報(bào)告給需要使用雨量狀態(tài)信息的設(shè)備(在下面內(nèi)容中簡稱主機(jī))。主機(jī)還可以通過UART對(duì)從機(jī)進(jìn)行參數(shù)配置。UART通信配置參數(shù)如表1。所有功能的使用依賴UART收發(fā)指令。表1UART配置參數(shù)表波特率115200數(shù)據(jù)位8bit停止位1bit校驗(yàn)位NONE每一幀數(shù)據(jù)的格式見表2。幀頭固定為0x3A，見表3；幀標(biāo)識(shí)和幀數(shù)據(jù)共同代表了一幀數(shù)據(jù)的意義，見表4。幀校驗(yàn)為幀標(biāo)識(shí)和幀數(shù)據(jù)的CRC-8校驗(yàn)值，見表5。表2串口數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)圖幀頭幀標(biāo)識(shí)幀數(shù)據(jù)幀校驗(yàn)CRC-81Byte1Byte2Byte1Byte表3幀頭定義表4幀標(biāo)識(shí)與幀數(shù)據(jù)定義表5幀校驗(yàn)定義從機(jī)和主機(jī)在發(fā)送或接收一幀數(shù)據(jù)的時(shí)候都要通過CRC-8校驗(yàn)(循環(huán)冗余校驗(yàn))。以保證數(shù)據(jù)收發(fā)的可靠性。忽略元器件一致性、生產(chǎn)一致性的因素，“無水雨量值”理論上為255。若不為255，當(dāng)日光信號(hào)比雨量信號(hào)強(qiáng)很多時(shí)，微弱的日光信號(hào)足以湮沒雨量的模擬信號(hào)，例如：在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下無水雨量值為245，放在日光下，無水雨量值趨近于255，這樣就會(huì)干擾雨量測(cè)量。但是由于各種一致性，不可能保證所有產(chǎn)品無水雨量值都能達(dá)到255理論值，所以就需要對(duì)雨量檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行程序自動(dòng)校準(zhǔn)。校準(zhǔn)需在雨量檢測(cè)系統(tǒng)安裝到玻璃上之后才能執(zhí)行，安裝示意圖如圖6所示，將雨量檢測(cè)系統(tǒng)、柔性透明硅膠、玻璃層疊起來安裝。安裝完整前的校準(zhǔn)無意義。校準(zhǔn)過程應(yīng)保持玻璃表面沒有雨滴和異物。雨量初始值的校準(zhǔn)可以采用窮舉的方法，在允許的電流強(qiáng)度范圍(流過LEDA或LEDB的電流在20mA～40mA的范圍內(nèi)以2.5mA的大小步進(jìn)，例如：流過LEDA或LEDB的電流可以為20mA、22.5mA、25mA……37.5mA、40mA)之內(nèi)，單片機(jī)從雨量檢測(cè)模塊中讀取出每一種LEDA/LEDB通道電流組合(一共有81中組合方式)對(duì)應(yīng)的原始雨量數(shù)據(jù)。使用排序的方法找出這81種組合方式對(duì)應(yīng)的原始雨量數(shù)據(jù)與255偏差最小時(shí)的組合。若不同LEDA/LEDB通道電流組合對(duì)應(yīng)的原始雨量數(shù)據(jù)與255的差值相等，則取較大電流值組合。若通過排序找出來的電流組合對(duì)應(yīng)的原始雨量值與255差值仍大于10(差值過大，則強(qiáng)烈太陽光會(huì)干擾雨量狀態(tài)的判斷)，則可以得出“光學(xué)系統(tǒng)校準(zhǔn)不理想”的系統(tǒng)狀態(tài)。校準(zhǔn)完成后，可以將“LEDA/LEDB通道電流組合”和“對(duì)應(yīng)的無水雨量值”信息存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)部Flash(FlashEEPROM：閃存)中，保證掉電后校準(zhǔn)信息不丟失。每次上電單片機(jī)會(huì)從其內(nèi)部Flash中讀取校準(zhǔn)信息。基于上述雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法各實(shí)施例采用“累加和”與“方差”的處理方式，可以精準(zhǔn)判斷雨量狀態(tài)，使用環(huán)境光傳感器輔助雨量判斷，減少因太陽光造成的誤判。本發(fā)明的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法通過采用多元化軟件算法，精準(zhǔn)判斷雨量狀態(tài)。本發(fā)明雨量狀態(tài)檢測(cè)裝置實(shí)施例1：基于以上基于上述雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法各實(shí)施例的技術(shù)方案，本發(fā)明還提供了一種雨量狀態(tài)檢測(cè)裝置實(shí)施例1；圖12為本發(fā)明雨量狀態(tài)檢測(cè)裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖12所示，可以包括：讀取單元110，用于讀取雨量檢測(cè)模塊根據(jù)預(yù)設(shè)頻率采集生成的原始雨量數(shù)據(jù)；處理單元120，用于根據(jù)無水雨量值，獲取原始雨量數(shù)據(jù)的方差數(shù)據(jù)和累加和數(shù)據(jù)；無水雨量值為玻璃表面沒有水滴保持干燥時(shí)的原始雨量數(shù)據(jù)；狀態(tài)數(shù)據(jù)單元130，用于根據(jù)方差數(shù)據(jù)和累加和數(shù)據(jù)，獲取雨量狀態(tài)數(shù)據(jù)。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，處理單元120包括：獲取方差數(shù)據(jù)模塊124，用于根據(jù)原始雨量數(shù)據(jù)中各數(shù)據(jù)，通過計(jì)算獲取方差數(shù)據(jù)；獲取累加和數(shù)據(jù)模塊126，用于分別獲取原始雨量數(shù)據(jù)中各數(shù)據(jù)與無水雨量值的差值的絕對(duì)值，將各絕對(duì)值的和確定為累加和數(shù)據(jù)。需要說明的是，本發(fā)明雨量狀態(tài)檢測(cè)裝置實(shí)施例1中的各模塊單元可以對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)上述雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)方法各實(shí)施例中的方法步驟，此處不再贅述。本發(fā)明基于雨量檢測(cè)系統(tǒng)的雨量狀態(tài)檢測(cè)裝置，可以采用“累加和”與“方差”的處理方式，可以精準(zhǔn)判斷雨量狀態(tài)，使用環(huán)境光傳感器輔助雨量判斷，減少因太陽光造成的誤判。本發(fā)明的雨量狀態(tài)檢測(cè)裝置可以通過采用多元化軟件算法，精準(zhǔn)判斷雨量狀態(tài)。以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3