便携式的基于单点TOF测距的人流计数装置的制作方法

便携式的基于单点tof测距的人流计数装置
技术领域
1.本实用新型涉及计算器技术领域，特别涉及一种便携式的基于单点tof测距的人流计数装置。


背景技术：

2.现有的自动人流计数方案有以下三种：
3.1、基于多点tof的人流计数方案，比如中国申请公布号为cn110717408a的专利，通过多点tof相机获取深度图像信息，经过算法多点深度信息处理，进行人流计数。其优点是通过算法优化，可在复杂场景下，对人流进行准确计数。其缺点是由于传感器相对昂贵，采集深度信息多，需使用高性能处理器进行运算后得出结果，因此成本高、功耗高不利于便携、安装需要一定高度和布线。
4.2、使用摄像头的人流计数器方案，比如中国申请公布号为cn110717408a的专利，通过摄像头获取rgb数据，经过算法对图像数据处理，进行人流计数。其优点是通过算法优化，可在复杂场景下，对人流进行准确计数，并能够剔除重复人流。其缺点是由于传感器相对昂贵，采集信息多，需使用高性能处理器进行运算后得出结果，因此成本高、功耗高不利于便携、安装需要一定高度和布线。
5.3、使用红外对管的人流计数方案，比如中国申请公布号为cn105117765a的专利，在需计数的过道左右分别放置红外发射和红外接收装置，行人每次通过过道，都会遮挡一次红外发射的信号，接收装置以此判定人流并计数。其优点是红外对射距离远，可在更宽的过道上安装部署并进行人流计数。其缺点是由于发射和接受装置在安装时需要对齐，因此安装调试复杂，不利于便携。


技术实现要素：

6.根据本实用新型实施例，提供了一种便携式的基于单点tof测距的人流计数装置，包含：
7.外壳；
8.计数模块，计数模块设置在外壳内，用于人流量的计算。
9.进一步，计数模块包含：
10.中心控制单元，中心控制单元设置在外壳内；
11.tof测距单元，tof测距单元与中心控制单元电性连接；
12.数据存储单元，数据存储单元与中心控制单元电性连接；
13.通信单元，通信单元与中心控制单元电性连接；
14.电源单元，电源单元与中心控制单元、tof测距单元、数据存储单元和通信单元电性连接。
15.进一步，中心控制单元包含：主控制器，主控制器设置在外壳内。
16.进一步，tof测距单元包含：测距芯片，测距芯片与中心控制单元电性连接。
17.进一步，数据存储单元包含：数据存储芯片，数据存储芯片与中心控制单元电性连接。
18.进一步，通信单元包含：
19.蓝牙，蓝牙与中心控制单元电性连接；
20.usb转串口芯片，usb转串口芯片与中心控制单元电性连接。
21.进一步，电源单元包含：
22.线性稳压器，线性稳压器与中心控制单元、tof测距单元、数据存储单元和通信单元电性连接；
23.锂电池，锂电池与线性稳压器电性连接；
24.usb接口，usb接口与锂电池和通信单元电性连接。
25.进一步，计数模块还包含：雷达检测单元，雷达检测单元与中心控制单元和电源单元电性连接。
26.进一步，雷达检测单元包含：雷达检测器，雷达检测器与中心控制单元和电源单元电性连接。
27.进一步，还包含：挂钩，挂钩设置在外壳的顶部。
28.根据本实用新型实施例的便携式的基于单点tof测距的人流计数装置，本实用新型具有低功耗的特性，测量部分由雷达唤醒以降低功耗，可以使用电池供电。本实用新型具有便携式的特性，可以移动式的安装在商场、过道、街道的边上，进行人流计数，因而具有更广的应用范围。本实用新型具有便于安装的特性，不需要选择高度，不需要对向再安装一台发射或者接收，无需布线，使用者可以随手放置后即开始计数。本实用新型具有低成本的特性，无需高性能处理器，无需两边一发一收。
29.要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并 且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
30.图1为根据本实用新型实施例便携式的基于单点tof测距的人流计数装置的结构图。
31.图2为根据本实用新型实施例便携式的基于单点tof测距的人流计数装置的主控制器的电路图。
32.图3为根据本实用新型实施例便携式的基于单点tof测距的人流计数装置的锂电池充电的电路图。
33.图4为根据本实用新型实施例便携式的基于单点tof测距的人流计数装置的锂电池的保护电路图。
34.图5为根据本实用新型实施例便携式的基于单点tof测距的人流计数装置的线性稳压器向主控器供电的电路图。
35.图6为根据本实用新型实施例便携式的基于单点tof测距的人流计数装置的线性稳压器向其他部件供电的电路图。
36.图7为根据本实用新型实施例便携式的基于单点tof测距的人流计数装置的usb转串口芯片的电路图。
37.图8为根据本实用新型实施例便携式的基于单点tof测距的人流计数装置的数据存储芯片的电路图。
38.图9为根据本实用新型实施例便携式的基于单点tof测距的人流计数装置的测距芯片的电路图。
39.图10为根据本实用新型实施例便携式的基于单点tof测距的人流计数装置的原理图。
具体实施方式
40.以下将结合附图，详细描述本实用新型的优选实施例，对本实用新型做进一步阐述。
41.首先，将结合图1~10描述根据本实用新型实施例的便携式的基于单点tof测距的人流计数装置，用于人流量的计数，其应用场景很广。
42.如图1、10所示，本实用新型实施例的便携式的基于单点tof测距的人流计数装置，具有外壳1和计数模块。
43.具体地，如图1、10所示，在本实施例中，计数模块设置在外壳1内，用于人流量的计算，外壳1的顶部还设有一个按键4，用于装置的开启和关闭，并且按键4可以由多种按键4或者其他功能组合形成。
44.进一步，如图1、10所示，在本实施例中，计数模块包含：中心控制单元、tof测距单元、数据存储单元、通信单元和电源单元。中心控制单元设置在外壳1内，中心控制单元用于内部数据信号的中心处理；tof测距单元与中心控制单元电性连接，用于与中心控制单元通信，可获取tof测距单元到目标物的距离，根据实用新型到目标物距离的变化，计算出目标物的数量；数据存储单元与中心控制单元电性连接，数据存储单元用于存储人流量的数据；通信单元与中心控制单元电性连接，通信单元用于数据的输送传输；电源单元与中心控制单元、tof测距单元、数据存储单元和通信单元电性连接，电源单元用于稳定电压提供稳定的电能。且计数模块还包含led屏5可显示电源单元的当前电量。
45.进一步，如图2、10所示，在本实施例中，中心控制单元包含：主控制器21，主控制器21设置在外壳1内。主控器采用mcu芯片u5，选用gd32e230c8t6，电路上的c13、c14、c15是电源滤波用的电容，能够向mcu芯片提供更干净的电源。由r14和c9组成复位电路，能够在mcu芯片上电的时候自动复位。由y1、c11、c12组成震荡电路，向mcu提供精准的32.768khz时钟信号。这一单元给mcu提供正常运行的支持。
46.进一步，如图9~10所示，在本实施例中，tof测距单元包含：测距芯片22即为图9中的u6，测距芯片22与中心控制单元电性连接，测距芯片22为tof测距芯片22，tof测距芯片22的激光输出和反射输入口位于外壳1的中间位置，其电路用c5、c6、c7、c8对tof测距芯片22的电源进行滤波和储能，防止干扰其他芯片工作。mcu芯片与tof测距芯片22通信，可以获取tof测距芯片22到目标物的距离信息。tof测距芯片22是直接飞行时间（dtof）传感器，该传感器可对物体进行精确的距离测量而不受物体颜色、反射率和纹理的影响，并且可实现最大4米的精确距离测量，快速测距频率可达90hz，当本实用新型的tof测距芯片22照向行人时，则目标物为行人；当本实用新型的tof测距芯片22照射向墙壁或其他物体时，则目标物为墙壁或其他物体；当本实用新型的tof测距芯片22照射方向超过4m时，则无目标物。
47.进一步，如图8、10所示，在本实施例中，数据存储单元包含：数据存储芯片23，数据存储芯片23与中心控制单元电性连接，数据存储芯片23为外置flash芯片u4，可以存储每个时间段对应的人流量数据，以及一些其他参数信息，且也可以替换使用其他存储芯片替换。
48.进一步，如图7、10所示，在本实施例中，通信单元包含：蓝牙24和usb转串口芯片25。蓝牙24与中心控制单元电性连接；usb转串口芯片25与中心控制单元电性连接。通过蓝牙24和mcu芯片配合使用，可以与手机端进行通信，手机端可取得每个时间段的人流数据，以进行绘图处理和分析，也可以通过手机端，向本实用新型进行时间校准、设置检测距离、获取测量环境评估、设置工作时间段等。usb转串口芯片25为u2，且与usb接口28连接，可以通过usb转串口芯片25让mcu芯片与电脑进行通信，方便在通过电脑软件向本实用新型设置参数，以及读取时间段对应人流数据，以在电脑端绘图和处理。
49.进一步，如图3~6、10所示，电源单元包含：线性稳压器26、锂电池27和usb接口28。线性稳压器26与中心控制单元、tof测距单元、数据存储单元和通信单元电性连接；锂电池27与线性稳压器26电性连接；usb接口28与锂电池27和通信单元电性连接，usb接口28可以连接充电线为锂电池27进行充电，补充电能。线性稳压器26将锂电池27输出电压转成稳定的其他芯片使用的3.3v电压，图5中的u8线性稳压器26的输出是向mcu芯片供电的，在电池有电时，u8线性稳压器26即工作。图6中的u9线性稳压器26是向除mcu芯片以外的其他部件供电，并且u9线性稳压器26可由mcu芯片控制，在本实用新型关机状态下，u9线性稳压器26不工作，其他零部件不消耗电流，降低功耗。图3中的u7为锂电池管理芯片，拥有一个绿色指示灯和一个红色指示灯，若绿色指示灯亮起，表示锂电池27充满，若蓝色指示灯亮起，表示锂电池27正在充电。使用图3中的r20定义充电电流。图4中的p3为电池接口，可以连接锂电池27，图4中的u10为锂电池保护芯片，防止锂电池27短路、过压、欠压。
50.进一步，如图10所示，在本实施例中，计数模块还包含：雷达检测单元，雷达检测单元与中心控制单元和电源单元电性连接，为了实现低功耗，利用雷达单元的宽检测范围特性与低功耗特性，在实用新型的前方一定范围内出现物体移动时，雷达单元会给出高电平信号到休眠的mcu芯片，休眠的mcu芯片再唤醒tof测距芯片22进行周期测距，这整个唤醒过程只需要几毫秒，因此可以对物体进入和退出tof测距芯片22测距范围的过程进行距离测量。
51.优选地，如图10所示，在本实施例中，雷达检测单元包含：雷达检测器29，雷达检测器29与中心控制单元和电源单元电性连接，雷达检测器29的检测范围是正前方8米，左右4米，并且可调。主要起到降低功耗的作用，若无需低功耗，或者需要持续测量，则可以无需雷达检测器29，且雷达检测单元还可以由红外热释电器替换。
52.进一步，如图1所示，在本实施例中，本实用新型实施例的便携式的基于单点tof测距的人流计数装置还包含：挂钩3，挂钩3设置在外壳1的顶部，便于设备安装固，可以随放随计。
53.在使用的时候，将本实用新型放置在商场过道、商场门口、商店门口、过道等需要测量人流数据的一侧，长按按键4开机后，本实用新型会根据使用雷达检测器29探测附近是否有运动物体，而决定是否开启tof测距芯片22。在雷达检测器29探测有运动物体时，启动tof测距芯片22测距，每在实用新型前方经过一个人，则测量距离发生相应变化，本实用新型根据分析距离变化而进行计数，即每经过一个人，则计数值加一。若雷达检测器29探测没
有物体运动，则本实用新型的mcu芯片进入休眠状态，不进行测距，降低功耗。本实用新型每隔5分钟，会将这5分钟的人流数据及对应时间放置进存储芯片中，并且间隔时间可以根据需要进行调节。本实用新型再配合蓝牙24通信，可以与手机端进行通信，手机端可取得每个时间段的人流数据，以进行绘图处理和分析，也可以通过手机端，向本实用新型进行时间校准、设置检测距离、获取测量环境评估、设置工作时间段等。
54.以上，参照图1~10描述了根据本实用新型实施例的便携式的基于单点tof测距的人流计数装置，本实用新型具有低功耗的特性，测量部分由雷达唤醒以降低功耗，可以使用电池供电。本实用新型具有便携式的特性，可以移动式的安装在商场、过道、街道的边上，进行人流计数，因而具有更广的应用范围。本实用新型具有便于安装的特性，不需要选择高度，不需要对向再安装一台发射或者接收，无需布线，使用者可以随手放置后即开始计数。本实用新型具有低成本的特性，无需高性能处理器，无需两边一发一收。
55.需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
56.尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。