用于电梯管理的火表的制作方法与工艺

文档序号:13108539
本发明是申请号为2016101847512、申请日为2016年3月28日、发明名称为“用于电梯管理的火表”的专利的分案申请。技术领域本发明涉及图像检测领域,尤其涉及一种用于电梯管理的火表。

背景技术:
当前,电梯闲暇停靠的楼层一般由电梯管理部门根据电梯服务的楼层总数来进行计算,这种确定方式过于固定,无法基于每一层楼层内的居民数量、出行习惯进行准确判断,容易导致电梯闲暇时停靠在某一楼层,而往往很多人频繁出现在其他楼层选择乘坐电梯的情况发生,使得电梯的利用率相对降低。另外,如果需要基于每一层楼层内的居民数量、出行习惯对电梯闲暇停靠的楼层进行计算,一般要求设计一套楼层行人数量统计设备,而且这样的楼层行人数量统计设备需要放置在每一个楼层的电梯间内,即放置在每一个楼层的等待电梯的公共场所内,这样,将占据大量的电梯间的公共空间。同时,火表是电梯间的常见电子设备,但现有技术中的火表结构过于单一,功能不够齐全,检测效率低下。因此,需要一种用于电梯管理的火表,改造现有的电梯间的火表,提高其工作性能,同时,设计一套楼层行人数量统计设备对乘坐电梯的人数进行准确统计,并将每一个楼层的楼层行人数量统计设备放置在对应楼层内的电梯间的火表内,从而节省了电梯间的公共设备空间。

技术实现要素:
为了解决上述问题,本发明提供了一种用于电梯管理的火表,能够提高火表的测量性能,同时,能够容纳楼层行人数量统计设备,测量前一天经过的人物数量并和当前电梯间所在楼层的电梯停靠权重值一起发送给电梯控制中心,以便于电梯控制中心基于所有楼层的电梯间前一天经过的人物数量和所有楼层的电梯停靠权重值确定当天的电梯闲暇时的停靠楼层的层数。根据本发明的一方面,提供了一种用于电梯管理的火表,包括CMOS视觉传感器、图像处理设备、交流线路参数提取设备和DSP处理芯片,交流线路参数提取设备用于提取交流线路的电压参数和电流参数,CMOS视觉传感器和图像处理设备用于检测所述火表所在的当前电梯间内经过人数,DSP处理芯片分别与CMOS视觉传感器、图像处理设备和交流线路参数提取设备连接。更具体地,在所述用于电梯管理的火表中,包括:CMOS视觉传感器,设置在火表的外框上,用于对火表所在的当前电梯间进行拍摄以获得高清电梯间图像,CMOS视觉传感器的拍摄频率为每5秒钟一次;复杂度检测设备,与CMOS视觉传感器连接,用于接收高清电梯间图像,并基于高清电梯间图像计算并输出图像复杂度;灰度转化设备,与CMOS视觉传感器连接,用于接收高清电梯间图像,针对高清电梯间图像中的每一个像素点,提取其R、G、B三颜色通道分量,对R、G、B三颜色通道分量赋予不同的权重值以进行加权平均,以获得对应的灰度值,所有像素点的灰度值组成灰度化图像,其中R、G、B三颜色通道分量的权重值分别为0.3、0.59和0.11;图像滤波设备,分别与复杂度检测设备和灰度转化设备连接,用于基于图像复杂度确定选择的滤波策略,当图像复杂度在预设复杂度范围下限以下时,选择高斯滤波策略对灰度化图像进行滤波,当图像复杂度在预设复杂度范围上限以上时,选择均值滤波策略对灰度化图像进行滤波,当图像复杂度在预设复杂度范围以内时,选择中值滤波策略对灰度化图像进行滤波;全局二值化设备,分别与复杂度检测设备和图像滤波设备连接,用于基于图像复杂度确定全局二值化阈值的确定策略,在确定全局二值化阈值之后,使用全局二值化阈值将灰度化图像进行二值化处理,使得处理后的二值化图像的像素值只有0或255这二种选择,其中基于图像复杂度确定全局二值化阈值的确定策略具体包括:当图像复杂度在预设复杂度范围下限以下时,采用双峰法确定全局二值化阈值,当图像复杂度在预设复杂度范围上限以上时,采用最大类间方差法确定全局二值化阈值,当图像复杂度在预设复杂度范围以内时,采用平均值法确定全局二值化阈值;图像校正设备,与全局二值化设备连接以接收二值化图像,用于对二值化图像依次进行旋转校正处理、冗余裁剪处理和图像归一化处理,以获得校正图像;人物识别设备,分别与CMOS视觉传感器和图像校正设备连接以接收高清电梯间图像和二值化图像,用于基于预设的基准人物轮廓识别出二值化图像的一个或多个人物目标,确定二值化图像的人物目标数量;人数统计设备,内置计时器和统计单元,统计单元与人物识别设备和计时器分别连接,用于统计当前电梯间每一天经过的人物数量;电流互感器及取样电路,与交流线路中的A相线路、B相线路和C相线路连接,用于对A相线路、B相线路和C相线路中的电流信号分别进行取样;电压取样电路,与交流线路中的A相线路、B相线路和C相线路连接,用于对A相线路、B相线路和C相线路中的电压信号分别进行取样;电流信号调理电路,与电流互感器及取样电路连接,用于对取样电流进行信号调理;电压信号调理电路,与电压取样电路连接,用于对取样电压进行信号调理;AD73360芯片,分别与电流信号调理电路和电压信号调理电路连接,对调理后的取样电流和调理后的取样电压分别执行16位A/D转换,获得数字电流信号和数字电压信号,还通过串行外设接口SPI与DSP处理芯片进行数据通信;EEPROM存储芯片,通过串行外设接口SPI与DSP处理芯片进行双向数据交换;系统供电电源模块,与交流线路中的A相线路、B相线路和C相线路连接,用于执行交流电到直流电的转换,为各个电子器件提供直流电力供应;GPRS通信接口,与DSP处理芯片连接,用于接收并输出交流线路的有功功率和无功功率;显示接口,与DSP处理芯片连接,用于接收并显示交流线路的有功功率和无功功率;电力线载波通讯设备,与DSP处理芯片连接,包括载波接收电路和载波发送电路,载波接收电路由耦合电路、带通滤波器和模拟前端组成,载波发送电路由信号耦合电路、谐振功率放大器和扩频调制信号输入接口组成;DSP处理芯片,分别与AD73360芯片、EEPROM存储芯片、GPRS通信接口和显示接口连接,用于接收AD73360芯片通过串行外设接口SPI输出的数字电流信号和数字电压信号,基于数字电流信号和数字电压信号确定数字电流信号的有效值、数字电压信号的有效值以及交流线路的有功功率和无功功率;其中,DSP处理芯片还与人数统计设备连接,用于在每天零时获取当前电梯间前一天经过的人物数量,基于当前电梯间所在楼层的层数确定当前电梯间所在楼层的电梯停靠权重值,将当前电梯间前一天经过的人物数量和当前电梯间所在楼层的电梯停靠权重值发送给远端的电梯控制中心,以便于电梯控制中心基于所有楼层的电梯间前一天经过的人物数量和所有楼层的电梯停靠权重值确定当天的电梯闲暇时的停靠楼层的层数;其中,每一个楼层具有一个电梯间,用于为对应楼层居民等待电梯时提供停留空间;其中,EEPROM存储芯片还用于存储权重值对照表,权重值对照表保存了每一个楼层的层数与每一个楼层的电梯停靠权重值之间的对应关系;其中,GPRS通信接口还用于将当前电梯间前一天经过的人物数量和当前电梯间所在楼层的电梯停靠权重值发送给远端的电梯控制中心。更具体地,在所述用于电梯管理的火表中:DSP处理芯片与EEPROM存储芯片集成在一块集成电路板上。更具体地,在所述用于电梯管理的火表中:替换地,DSP处理芯片采用电力线载波通讯设备将当前电梯间前一天经过的人物数量和当前电梯间所在楼层的电梯停靠权重值发送给远端的电梯控制中心。更具体地,在所述用于电梯管理的火表中:电力线载波通讯设备设置在火表的外框上。更具体地,在所述用于电梯管理的火表中:GPRS通信接口设置在火表的外框上。附图说明以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述,其中:图1为根据本发明实施方案示出的用于电梯管理的火表的结构方框图。附图标记:1CMOS视觉传感器;2图像处理设备;3交流线路参数提取设备;4DSP处理芯片具体实施方式下面将参照附图对本发明的用于电梯管理的火表的实施方案进行详细说明。一座电梯要服务多个楼层,每一个楼层对电梯的使用频率是不一样的,即每一个楼层对电梯的需求程度不同,这取决于每一个楼层内居民的人数、出行习惯等,如果能够将每一个楼层内居民的人数、出行习惯固定量化,就能够确定每一个楼层对电梯的使用频率,相应地,能够确定电梯在闲暇时优先停靠的楼层,从而为居民提供最优化的电梯服务。然而每一个楼层内居民的人数是随机的,其出行习惯也难以具体量化,只能通过统计的方式来确定每一个楼层的每天来往的行人数量,并基于统计的行人数量和每一个楼层的具体位置,确定电梯在闲暇时停靠在哪一个楼层能够最大程度地方便更多居民使用,从而相对地避免过多人等待电梯的情况出现。现有技术中并没有这样的楼层行人数量统计设备,而且这样的楼层行人数量统计设备需要放置在每一个楼层的电梯间内,即放置在每一个楼层的等待电梯的公共场所内,而每一个楼层的电梯间内所能提供的设备空间有限,同时楼宇的一些必要的电子设备已经占据了电梯间的一些空间,如果楼层行人数量统计设备以单独设备的形式设计和放置,将占据大量的公共空间,使得原本有限的电梯间空间更加捉襟见肘,给居民的出行和使用带来了不便。同时,每一个楼层的电梯间内,火表是居民必要的电子设备,但是现有技术中的火表其测量结构冗余度过高,对交流供电线路的各个参数的测量不够准确,仍有优化和进步的空间。为了克服上述不足,本发明搭建了一种用于电梯管理的火表,对火表进行改造,提高其对交流供电线路参数的检测性能,更关键的是,能够在其内部空间内容纳楼层行人数量统计设备对所在楼层的每天过往行人的数量进行统计,从而能够基于行人数量和所在楼层层数确定对应的电梯的闲暇停靠楼层。图1为根据本发明实施方案示出的用于电梯管理的火表的结构方框图,包括CMOS视觉传感器、图像处理设备、交流线路参数提取设备和DSP处理芯片,交流线路参数提取设备用于提取交流线路的电压参数和电流参数,CMOS视觉传感器和图像处理设备用于检测所述火表所在的当前电梯间内经过人数,DSP处理芯片分别与CMOS视觉传感器、图像处理设备和交流线路参数提取设备连接。接着,继续对本发明的用于电梯管理的火表的具体结构进行进一步的说明。所述火表包括:CMOS视觉传感器,设置在火表的外框上,用于对火表所在的当前电梯间进行拍摄以获得高清电梯间图像,CMOS视觉传感器的拍摄频率为每5秒钟一次;复杂度检测设备,与CMOS视觉传感器连接,用于接收高清电梯间图像,并基于高清电梯间图像计算并输出图像复杂度;灰度转化设备,与CMOS视觉传感器连接,用于接收高清电梯间图像,针对高清电梯间图像中的每一个像素点,提取其R、G、B三颜色通道分量,对R、G、B三颜色通道分量赋予不同的权重值以进行加权平均,以获得对应的灰度值,所有像素点的灰度值组成灰度化图像,其中R、G、B三颜色通道分量的权重值分别为0.3、0.59和0.11。所述火表包括:图像滤波设备,分别与复杂度检测设备和灰度转化设备连接,用于基于图像复杂度确定选择的滤波策略,当图像复杂度在预设复杂度范围下限以下时,选择高斯滤波策略对灰度化图像进行滤波,当图像复杂度在预设复杂度范围上限以上时,选择均值滤波策略对灰度化图像进行滤波,当图像复杂度在预设复杂度范围以内时,选择中值滤波策略对灰度化图像进行滤波。所述火表包括:全局二值化设备,分别与复杂度检测设备和图像滤波设备连接,用于基于图像复杂度确定全局二值化阈值的确定策略,在确定全局二值化阈值之后,使用全局二值化阈值将灰度化图像进行二值化处理,使得处理后的二值化图像的像素值只有0或255这二种选择,其中基于图像复杂度确定全局二值化阈值的确定策略具体包括:当图像复杂度在预设复杂度范围下限以下时,采用双峰法确定全局二值化阈值,当图像复杂度在预设复杂度范围上限以上时,采用最大类间方差法确定全局二值化阈值,当图像复杂度在预设复杂度范围以内时,采用平均值法确定全局二值化阈值。所述火表包括:图像校正设备,与全局二值化设备连接以接收二值化图像,用于对二值化图像依次进行旋转校正处理、冗余裁剪处理和图像归一化处理,以获得校正图像;人物识别设备,分别与CMOS视觉传感器和图像校正设备连接以接收高清电梯间图像和二值化图像,用于基于预设的基准人物轮廓识别出二值化图像的一个或多个人物目标,确定二值化图像的人物目标数量。所述火表包括:人数统计设备,内置计时器和统计单元,统计单元与人物识别设备和计时器分别连接,用于统计当前电梯间每一天经过的人物数量;电流互感器及取样电路,与交流线路中的A相线路、B相线路和C相线路连接,用于对A相线路、B相线路和C相线路中的电流信号分别进行取样;电压取样电路,与交流线路中的A相线路、B相线路和C相线路连接,用于对A相线路、B相线路和C相线路中的电压信号分别进行取样;电流信号调理电路,与电流互感器及取样电路连接,用于对取样电流进行信号调理;电压信号调理电路,与电压取样电路连接,用于对取样电压进行信号调理。所述火表包括:AD73360芯片,分别与电流信号调理电路和电压信号调理电路连接,对调理后的取样电流和调理后的取样电压分别执行16位A/D转换,获得数字电流信号和数字电压信号,还通过串行外设接口SPI与DSP处理芯片进行数据通信;EEPROM存储芯片,通过串行外设接口SPI与DSP处理芯片进行双向数据交换;系统供电电源模块,与交流线路中的A相线路、B相线路和C相线路连接,用于执行交流电到直流电的转换,为各个电子器件提供直流电力供应。所述火表包括:GPRS通信接口,与DSP处理芯片连接,用于接收并输出交流线路的有功功率和无功功率;显示接口,与DSP处理芯片连接,用于接收并显示交流线路的有功功率和无功功率;电力线载波通讯设备,与DSP处理芯片连接,包括载波接收电路和载波发送电路,载波接收电路由耦合电路、带通滤波器和模拟前端组成,载波发送电路由信号耦合电路、谐振功率放大器和扩频调制信号输入接口组成。所述火表包括:DSP处理芯片,分别与AD73360芯片、EEPROM存储芯片、GPRS通信接口和显示接口连接,用于接收AD73360芯片通过串行外设接口SPI输出的数字电流信号和数字电压信号,基于数字电流信号和数字电压信号确定数字电流信号的有效值、数字电压信号的有效值以及交流线路的有功功率和无功功率。其中,DSP处理芯片还与人数统计设备连接,用于在每天零时获取当前电梯间前一天经过的人物数量,基于当前电梯间所在楼层的层数确定当前电梯间所在楼层的电梯停靠权重值,将当前电梯间前一天经过的人物数量和当前电梯间所在楼层的电梯停靠权重值发送给远端的电梯控制中心,以便于电梯控制中心基于所有楼层的电梯间前一天经过的人物数量和所有楼层的电梯停靠权重值确定当天的电梯闲暇时的停靠楼层的层数;其中,每一个楼层具有一个电梯间,用于为对应楼层居民等待电梯时提供停留空间。其中,EEPROM存储芯片还用于存储权重值对照表,权重值对照表保存了每一个楼层的层数与每一个楼层的电梯停靠权重值之间的对应关系;其中,GPRS通信接口还用于将当前电梯间前一天经过的人物数量和当前电梯间所在楼层的电梯停靠权重值发送给远端的电梯控制中心。可选地,在所述用于电梯管理的火表中:DSP处理芯片与EEPROM存储芯片集成在一块集成电路板上;替换地,DSP处理芯片采用电力线载波通讯设备将当前电梯间前一天经过的人物数量和当前电梯间所在楼层的电梯停靠权重值发送给远端的电梯控制中心;电力线载波通讯设备设置在火表的外框上;以及可以将GPRS通信接口设置在火表的外框上。另外,CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor),中文学名为互补金属氧化物半导体,他本是计算机系统内一种重要的芯片,保存了系统引导最基本的资料。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别,主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体,使其在CMOS上共存着带N(带-电)和P(带+电)级的半导体,这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。后来发现CMOS经过加工也可以作为数码摄影中的图像传感器。对于独立于电网的便携式应用而言,以低功耗特性而著称的CMOS技术具有一个明显的优势:CMOS图像传感器是针对5V和3.3V电源电压而设计的。而CCD芯片则需要大约12V的电源电压,因此不得不采用一个电压转换器,从而导致功耗增加。在总功耗方面,把控制和系统功能集成到CMOS传感器中将带来另一个好处:他去除了与其他半导体元件的所有外部连接线。其高功耗的驱动器如今已遭弃用,这是因为在芯片内部进行通信所消耗的能量要比通过PCB或衬底的外部实现方式低得多。CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(PassivePixelSensorCMOS)与主动式像素传感器(ActivePixelSensorCMOS)。被动式像素传感器(PassivePixelSensor,简称PPS),又叫无源式像素传感器,他由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结,他可等效为一个反向偏置的二极管和一个MOS电容并联。当开关管开启时,光敏二极管与垂直的列线(Columnbus)连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路(Chargeintegratingamplifier)保持列线电压为一常数,当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时,其电压被复位到列线电压水平,与此同时,与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。主动式像素传感器(ActivePixelSensor,简称APS),又叫有源式像素传感器。几乎在CMOSPPS像素结构发明的同时,人们很快认识到在像素内引入缓冲器或放大器可以改善像素的性能,在CMOSAPS中每一像素内都有自己的放大器。集成在表面的放大晶体管减少了像素元件的有效表面积,降低了“封装密度”,使40%~50%的入射光被反射。这种传感器的另一个问题是,如何使传感器的多通道放大器之间有较好的匹配,这可以通过降低残余水平的固定图形噪声较好地实现。由于CMOSAPS像素内的每个放大器仅在此读出期间被激发,所以CMOSAPS的功耗比CCD图像传感器的还小。采用本发明的用于电梯管理的火表,针对现有技术无法在不占据额外设备空间的同时实现对电梯闲暇停靠楼层准确计算的技术问题,通过搭建能够集中在电梯间火表内的用于电梯管理的火表,对每一楼层每天乘坐电梯的人数进行统计,以统计的数据作为电梯闲暇停靠楼层准确计算的基础,更为关键的是,改善了原有火表的测量机制,提高了其对交流线路参数的检测效率。可以理解的是,虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
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