多参数并行实时检测平台的制作方法

文档序号:12783599阅读:161来源:国知局

本发明涉及参数检测领域,尤其涉及一种多参数并行实时检测平台。



背景技术:

现有技术中,对包括百叶窗的窗体的控制方案仍偏于人工方式,即人们根据自身的体感去自己动身对窗体的开启模式进行控制,例如,当人们感觉到闷时就开窗通风,当人们感觉到室内环境亮度远远低于室外环境亮度时就手动开窗,当人们感觉到室外温度高时就手动关窗,这种手控方式效率太低且精度不高。

同时,现有的窗体开启控制方案缺乏与其他电子设备的有效联动机制,无法最大程度地满足人们对环境的要求,另外,现有的窗体开启控制方案缺乏一些必要的参数检测设备,导致人们的一些需求难以通过窗体的控制而得到满足。

因此,需要一种新的窗体开启控制方案,能够对现有的窗体结构进行优化,增加必要的参数检测设备,丰富并改善现有的窗体控制机制,从而提高窗体控制的精度和效率。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明提供了一种多参数并行实时检测平台,在窗体内部增加部件以便于窗体受控,增加多个室外环境检测设备以检测出更多的室外环境参数,增加多个室内环境检测设备以检测出更多的室内环境参数,更关键的是,还对窗体的控制策略进行优化。

根据本发明的一方面,提供了一种多参数并行实时检测平台,所述平台包括实时汗水含量检测设备、实时温度检测设备和实时PM2.5浓度检测设备,实时汗水含量检测设备、实时温度检测设备和实时PM2.5浓度检测设备分别用于对实时汗水含量、实时温度和实时PM2.5浓度进行检测。

更具体地,在所述多参数并行实时检测平台中,包括:PM2.5浓度检测设备,用于检测并输出空气中的实时PM2.5浓度;温度检测设备,包括双金属片、曲率检测器和信号转换器,双金属由两片膨胀系数不同的金属贴在一起而组成,曲率检测器与双金属片连接,用于检测双金属片的弯曲程度以作为实时曲率输出,信号转换器与曲率检测器连接,用于基于实时曲率确定并输出实时温度;MSP430单片机,分别与PM2.5浓度检测设备、驱动电机、汗水等级检测设备和温度检测设备连接,用于接收实时汗水含量、实时温度和实时PM2.5浓度,当实时PM2.5浓度小于等于预设PM2.5浓度阈值时,进入开窗模式,根据实时PM2.5浓度调整外窗控制信号中的外窗开启角度,实时PM2.5浓度越小,外窗开启角度越大,当实时PM2.5浓度大于预设PM2.5浓度阈值时,进入关窗模式,设置外窗控制信号中的外窗开启角度为零;MSP430单片机在开窗模式内执行以下操作:当实时汗水含量小于百分比阈值且实时温度小于温度阈值时,发送包括向上倾斜角度的向上倾斜控制信号,实时汗水含量越小,向上倾斜角度越大;当实时汗水含量大于等于百分比阈值且实时温度小于温度阈值时,发送包括向下倾斜角度的向下倾斜控制信号,实时汗水含量越小,向下倾斜角度越大;当实时汗水含量小于等于百分比阈值且实时温度大于等于温度阈值时,发送水平放置控制信号;窗体架构,包括窗体、固定连杆、活动连杆、驱动电机、升降链条、推动拉杆、扇叶集合和框架,窗体设置在扇叶集合的外部并与驱动电机连接,框架由不锈钢材料铸造而成,扇叶集合内每一个扇叶都由铝板制作而成,驱动电机接收到包括向上倾斜角度的向上倾斜控制信号时,通过升降链条带动推动拉杆将扇叶集合内各个扇叶按照向上倾斜角度同步倾斜,驱动电机接收到包括向下倾斜角度的向下倾斜控制信号时,通过升降链条带动推动拉杆将扇叶集合内各个扇叶按照向下倾斜角度同步倾斜,驱动电机接收到水平放置控制信号时,通过升降链条带动推动拉杆将扇叶集合内各个扇叶同步水平放置,扇叶集合通过铰接的固定连杆和活动连杆构建成使得各个扇叶同步联动的可倾斜结构,窗体根据发往驱动电机的窗体控制信号调整窗体的开启模式,窗体控制信号中包括窗体开启角度;红外补光设备,位于红外摄像设备上,包括1个500瓦的卤灯和2个60瓦的远红外辐射灯,用来提高红外摄像设备周围的远红外光线强度,在每一个卤灯前插入有中心波长为1.6μm、带宽为0.5μm的光学滤波片以降低卤灯的发散热量;红外摄像设备,包括摄像镜头、可控云台、镜头底座、非制冷焦平面红外探测器和带通滤波片,镜头底座用于固定摄像镜头,可控云台用于控制红外摄像设备的摄像角度,非制冷焦平面红外探测器采用多晶硅材料制备的单片式电阻型微测辐射热计器件,像元中心距为45μm,噪声等效温差为100Mk,对人体拍摄而获得的红外图像的画面精度为500万像素,带通滤波片的滤波带宽为300nm,中心波长为1.43μm;图像特征检测设备,用于与红外摄像设备连接以接收红外图像,对红外图像进行图像特征检测以获取其中对象的形状并作为对象形状输出,对象形状包括边缘角点、对角线、水平细线、垂直细线和剧烈变化形状;滤波选择设备,与图像特征检测设备连接,用于在接收到的对象形状为边缘角点时,启动方形中值滤波设备,关闭十字形中值滤波设备、斜十字形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备,在接收到的对象形状为对角线时,启动十字形中值滤波设备,关闭斜十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备,在接收到的对象形状为水平细线或垂直细线时,启动斜十字形中值滤波设备,关闭十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备,在接收到的对象形状为剧烈变化形状时,启动距离模板中值滤波设备,关闭十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和斜十字形中值滤波设备;方形中值滤波设备,与滤波选择设备连接,用于使用方形滤波窗口对红外图像进行中值滤波以获得去噪图像,中值滤波具体操作包括:将方形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列,取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值;十字形中值滤波设备,与滤波选择设备连接,用于使用十字形滤波窗口对红外图像进行中值滤波以获得去噪图像,中值滤波具体操作包括:将十字形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列,取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值;斜十字形中值滤波设备,与滤波选择设备连接,用于使用斜十字形滤波窗口对红外图像进行中值滤波以获得去噪图像,中值滤波具体操作包括:将斜十字形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列,取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值;距离模板中值滤波设备,与滤波选择设备连接,用于使用距离模板滤波窗口对红外图像进行中值滤波以获得去噪图像,中值滤波具体操作包括:将距离模板滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列,取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值;其中,距离模板滤波窗口的确定方式如下:将红外图像中距离被滤波像素等同距离的像素作为滤波参考像素,所有的滤波参考像素组成距离模板滤波窗口,等同距离的选择值为2,4或6,基于红外图像的信噪比大小确定等同距离的大小;伽马校正设备,用于接收去噪图像,对去噪图像进行伽马校正以获得并输出校正图像;灰度化设备,与伽马校正设备连接,用于接收校正图像,对校正图像进行灰度化处理以获得并输出灰度化图像;灰度统计设备,与灰度化设备连接,用于接收灰度化图像,从灰度化图像处提取各个像素的灰度值,基于各个像素的灰度值确定灰度化图像的平均灰度值以作为图像灰度值输出;汗水等级检测设备,与灰度统计设备连接,用于接收图像灰度值,确定图像灰度值归属的灰度等级,基于图像灰度值归属的灰度等级确定对应的汗水含量并作为实时汗水含量输出,图像灰度值归属的灰度等级越低,汗水含量越高,其中,基于图像灰度值归属的灰度等级确定对应的汗水含量包括按照灰度等级汗水含量对照表以基于图像灰度值归属的灰度等级确定对应的汗水含量并作为实时汗水含量输出,灰度等级汗水含量对照表保存了每一个灰度等级对应的汗水含量;移动硬盘,与汗水等级检测设备连接,用于存储灰度等级汗水含量对照表;其中,基于红外图像的信噪比大小确定等同距离的大小包括:红外图像的信噪比越大,确定的等同距离越小,红外图像的信噪比越小,确定的等同距离越大。

更具体地,在所述多参数并行实时检测平台中,还包括:显示设备,与MSP430单片机连接,用于显示实时汗水含量、实时温度和实时PM2.5浓度。

更具体地,在所述多参数并行实时检测平台中:显示设备为液晶显示屏。

更具体地,在所述多参数并行实时检测平台中:显示设备为LED显示屏。

更具体地,在所述多参数并行实时检测平台中,还包括:触摸屏,用于根据用户的操作,接收用户的输入信息。

更具体地,在所述多参数并行实时检测平台中:触摸屏被集成在显示设备上。

更具体地,在所述多参数并行实时检测平台中:将显示设备、凌阳MSP430单片机和触摸屏都集成在一块集成电路板上。

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多参数并行实时检测平台的结构方框图。

附图标记:1实时汗水含量检测设备;2实时温度检测设备;3实时PM2.5浓度检测设备

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的多参数并行实时检测平台的实施方案进行详细说明。

现有技术中通常是人工方式进行窗体开启控制,自动化程度低。同时,现有技术中的窗体都是独立的设备,无法根据具体情况与附近的空调、外窗、灯光等设备进行联动,从而对其封闭的空间环境改善效果有限,无法满足人们的细化需求。

另外,现有技术中的窗体缺乏针对人体出汗情况进行检测的电子检测设备,例如缺乏对人体汗滴数量的电子检测设备以及缺乏对人体汗水分布情况的电子检测设备,这样,将无法根据人体的具体出汗情况进行窗体控制模式的设计,相应地,无法满足人们的去汗要求。

为了克服上述不足,本发明搭建了一种多参数并行实时检测平台,能够对窗体的结构进行优化,对窗体的控制模式进行改良,增加更多的参数检测设备以准确提供窗体开启控制的参考参数,从而制定出适宜人们需求的控制方式,提高人体的舒适程度。

图1为根据本发明实施方案示出的多参数并行实时检测平台的结构方框图,所述平台包括实时汗水含量检测设备、实时温度检测设备和实时PM2.5浓度检测设备,实时汗水含量检测设备、实时温度检测设备和实时PM2.5浓度检测设备分别用于对实时汗水含量、实时温度和实时PM2.5浓度进行检测。

接着,继续对本发明的多参数并行实时检测平台的具体结构进行进一步的说明。

所述平台包括:PM2.5浓度检测设备,用于检测并输出空气中的实时PM2.5浓度;温度检测设备,包括双金属片、曲率检测器和信号转换器,双金属由两片膨胀系数不同的金属贴在一起而组成,曲率检测器与双金属片连接,用于检测双金属片的弯曲程度以作为实时曲率输出,信号转换器与曲率检测器连接,用于基于实时曲率确定并输出实时温度。

所述平台包括:MSP430单片机,分别与PM2.5浓度检测设备、驱动电机、汗水等级检测设备和温度检测设备连接,用于接收实时汗水含量、实时温度和实时PM2.5浓度,当实时PM2.5浓度小于等于预设PM2.5浓度阈值时,进入开窗模式,根据实时PM2.5浓度调整外窗控制信号中的外窗开启角度,实时PM2.5浓度越小,外窗开启角度越大,当实时PM2.5浓度大于预设PM2.5浓度阈值时,进入关窗模式,设置外窗控制信号中的外窗开启角度为零。

所述平台包括:MSP430单片机在开窗模式内执行以下操作:当实时汗水含量小于百分比阈值且实时温度小于温度阈值时,发送包括向上倾斜角度的向上倾斜控制信号,实时汗水含量越小,向上倾斜角度越大;当实时汗水含量大于等于百分比阈值且实时温度小于温度阈值时,发送包括向下倾斜角度的向下倾斜控制信号,实时汗水含量越小,向下倾斜角度越大;当实时汗水含量小于等于百分比阈值且实时温度大于等于温度阈值时,发送水平放置控制信号。

所述平台包括:窗体架构,包括窗体、固定连杆、活动连杆、驱动电机、升降链条、推动拉杆、扇叶集合和框架,窗体设置在扇叶集合的外部并与驱动电机连接,框架由不锈钢材料铸造而成,扇叶集合内每一个扇叶都由铝板制作而成,驱动电机接收到包括向上倾斜角度的向上倾斜控制信号时,通过升降链条带动推动拉杆将扇叶集合内各个扇叶按照向上倾斜角度同步倾斜,驱动电机接收到包括向下倾斜角度的向下倾斜控制信号时,通过升降链条带动推动拉杆将扇叶集合内各个扇叶按照向下倾斜角度同步倾斜,驱动电机接收到水平放置控制信号时,通过升降链条带动推动拉杆将扇叶集合内各个扇叶同步水平放置,扇叶集合通过铰接的固定连杆和活动连杆构建成使得各个扇叶同步联动的可倾斜结构,窗体根据发往驱动电机的窗体控制信号调整窗体的开启模式,窗体控制信号中包括窗体开启角度。

所述平台包括:红外补光设备,位于红外摄像设备上,包括1个500瓦的卤灯和2个60瓦的远红外辐射灯,用来提高红外摄像设备周围的远红外光线强度,在每一个卤灯前插入有中心波长为1.6μm、带宽为0.5μm的光学滤波片以降低卤灯的发散热量。

所述平台包括:红外摄像设备,包括摄像镜头、可控云台、镜头底座、非制冷焦平面红外探测器和带通滤波片,镜头底座用于固定摄像镜头,可控云台用于控制红外摄像设备的摄像角度,非制冷焦平面红外探测器采用多晶硅材料制备的单片式电阻型微测辐射热计器件,像元中心距为45μm,噪声等效温差为100Mk,对人体拍摄而获得的红外图像的画面精度为500万像素,带通滤波片的滤波带宽为300nm,中心波长为1.43μm。

所述平台包括:图像特征检测设备,用于与红外摄像设备连接以接收红外图像,对红外图像进行图像特征检测以获取其中对象的形状并作为对象形状输出,对象形状包括边缘角点、对角线、水平细线、垂直细线和剧烈变化形状。

所述平台包括:滤波选择设备,与图像特征检测设备连接,用于在接收到的对象形状为边缘角点时,启动方形中值滤波设备,关闭十字形中值滤波设备、斜十字形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备,在接收到的对象形状为对角线时,启动十字形中值滤波设备,关闭斜十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备,在接收到的对象形状为水平细线或垂直细线时,启动斜十字形中值滤波设备,关闭十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备,在接收到的对象形状为剧烈变化形状时,启动距离模板中值滤波设备,关闭十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和斜十字形中值滤波设备。

所述平台包括:方形中值滤波设备,与滤波选择设备连接,用于使用方形滤波窗口对红外图像进行中值滤波以获得去噪图像,中值滤波具体操作包括:将方形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列,取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值。

所述平台包括:十字形中值滤波设备,与滤波选择设备连接,用于使用十字形滤波窗口对红外图像进行中值滤波以获得去噪图像,中值滤波具体操作包括:将十字形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列,取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值。

所述平台包括:斜十字形中值滤波设备,与滤波选择设备连接,用于使用斜十字形滤波窗口对红外图像进行中值滤波以获得去噪图像,中值滤波具体操作包括:将斜十字形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列,取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值。

所述平台包括:距离模板中值滤波设备,与滤波选择设备连接,用于使用距离模板滤波窗口对红外图像进行中值滤波以获得去噪图像,中值滤波具体操作包括:将距离模板滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列,取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值;其中,距离模板滤波窗口的确定方式如下:将红外图像中距离被滤波像素等同距离的像素作为滤波参考像素,所有的滤波参考像素组成距离模板滤波窗口,等同距离的选择值为2,4或6,基于红外图像的信噪比大小确定等同距离的大小。

所述平台包括:伽马校正设备,用于接收去噪图像,对去噪图像进行伽马校正以获得并输出校正图像;灰度化设备,与伽马校正设备连接,用于接收校正图像,对校正图像进行灰度化处理以获得并输出灰度化图像。

所述平台包括:灰度统计设备,与灰度化设备连接,用于接收灰度化图像,从灰度化图像处提取各个像素的灰度值,基于各个像素的灰度值确定灰度化图像的平均灰度值以作为图像灰度值输出。

所述平台包括:汗水等级检测设备,与灰度统计设备连接,用于接收图像灰度值,确定图像灰度值归属的灰度等级,基于图像灰度值归属的灰度等级确定对应的汗水含量并作为实时汗水含量输出,图像灰度值归属的灰度等级越低,汗水含量越高,其中,基于图像灰度值归属的灰度等级确定对应的汗水含量包括按照灰度等级汗水含量对照表以基于图像灰度值归属的灰度等级确定对应的汗水含量并作为实时汗水含量输出,灰度等级汗水含量对照表保存了每一个灰度等级对应的汗水含量;移动硬盘,与汗水等级检测设备连接,用于存储灰度等级汗水含量对照表。

其中,基于红外图像的信噪比大小确定等同距离的大小包括:红外图像的信噪比越大,确定的等同距离越小,红外图像的信噪比越小,确定的等同距离越大。

可选地,在所述控制平台中:显示设备,与MSP430单片机连接,用于显示实时汗水含量、实时温度和实时PM2.5浓度;显示设备为液晶显示屏;显示设备为LED显示屏;触摸屏,用于根据用户的操作,接收用户的输入信息;触摸屏被集成在显示设备上;以及将显示设备、凌阳MSP430单片机和触摸屏都集成在一块集成电路板上。

另外,从技术上来看,人脸识别系统主要包括四个组成部分,分别为:人脸图像采集及检测、人脸图像预处理、人脸图像特征提取以及匹配与识别。

人脸图像采集:不同的人脸图像都能通过摄像镜头采集下来,比如静态图像、动态图像、不同的位置、不同表情等方面都可以得到很好的采集。当用户在采集设备的拍摄范围内时,采集设备会自动搜索并拍摄用户的人脸图像。

人脸检测:人脸检测在实际中主要用于人脸识别的预处理,即在图像中准确标定出人脸的位置和大小。人脸图像中包含的模式特征十分丰富,如直方图特征、颜色特征、模板特征、结构特征及Haar特征等。人脸检测就是把这其中有用的信息挑出来,并利用这些特征实现人脸检测。

主流的人脸检测方法基于以上特征采用Adaboost学习算法,Adaboost算法是一种用来分类的方法,它把一些比较弱的分类方法合在一起,组合出新的很强的分类方法。

人脸检测过程中使用Adaboost算法挑选出一些最能代表人脸的矩形特征(弱分类器),按照加权投票的方式将弱分类器构造为一个强分类器,再将训练得到的若干强分类器串联组成一个级联结构的层叠分类器,有效地提高分类器的检测速度。

采用本发明的多参数并行实时检测平台,针对现有技术无法满足人们对环境参数细化要求的技术问题,通过对现有的窗体进行内部结构改造,增加一些受控部件以便于窗体受控,通过对现有的参数检测设备进行丰富,相应地,对现有的窗体控制模式进行改良以提高窗体控制的自动化程度和多功能性,还增加了一些联动机制以与其他电子设备进行联动,从而,完善了窗体自动控制方案,在减少了人工操作的同时改善了窗体封闭的空间的舒适程度。

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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