一种统计室内人数的装置的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，特别是指一种统计室内人数的装置。

背景技术：

由于在大型楼宇建筑的室内人员数量采集以及人员进出检测方面存在着诸多的问题，大型楼宇建筑的管理者需要一套技术先进、运行可靠、实时性强、精确性高的人员进出数量检测装置。在一般的大型公共楼宇，尤其是大型写字楼或者商场内，楼宇内人流量变化比较频繁，因此需要及时统计楼宇内人数，从而控制楼宇内空调以及新风机的输出温度和风量，进而使得整栋楼宇的能耗降到更低。由于楼宇内人数众多，不可能通过人工力量来统计人数，因此随着科技的发展，出现了利用电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)线性摄像头扫描室内人数的方式来检测室内人数，但这种方式存在着四个主要的问题：

(1)CCD线性摄像头虽然可以直接通过扫描来检测室内人数，但无法对楼宇内的实时进出进行检测；

(2)CCD线性摄像头无法同时扫描整栋楼宇的人数，只能扫描到固定区域范围内，因此存在一定的局限性；

(3)正是因为上述述说的局限性，导致一栋楼宇建筑中需要安装大量设备，而CCD线性摄像头成本很高，这样无形增加了成本；

(4)使用CCD线性摄像头，需要单独布线，增加了改造线路的难度。

综上所述，需要进一步提高楼宇内人数统计的准确性、实时性以及降低硬件成本，并且提高通用性。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种统计室内人数的装置，以解决现有技术所存在的不能实时地统计楼宇内的人数、硬件成本高且线路改造难度大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种统计室内人数的装置，包括：利用低压电力线进行载波通信的载波通信模块、微控制器、红外对射光电传感器模块及电源模块；其中，所述载波通信模块与所述微控制器相连，所述微控制器与所述红外对射光电传感器模块相连；所述电源模块与所述载波通信模块、微控制器及红外对射光电传感器模块相连；所述红外对射光电传感器模块的个数为2；

每个红外对射光电传感器模块，用于检测是否有人经过；

所述微控制器，用于依据2个红外对射光电传感器模块先后检测到的结果顺序，得到室内人数，并将得到的所述室内人数通过所述载波通信模块发送出去；

所述电源模块，用于为所述载波通信模块、微控制器及红外对射光电传感器模块提供电源。

进一步地，所述微控制器包括：存储器及计时器；

所述存储器，用于存储得到的所述室内人数及所述室内人数对应时刻；

所述微控制器，具体用于接收实时获取人数的指令，并依据所述实时获取人数的指令，将所述存储器中存储的距离当前时刻最近一个时刻的室内人数发送出去；还用于通过所述计时器进行计时，当达到设定的时间后，将所述存储器中存储的距离当前时刻最近一个时刻的室内人数发送出去。

进一步地，所述装置还包括：数字隔离保护模块；

所述微控制器通过所述数字隔离保护模块与所述载波通信模块相连。

进一步地，所述数字隔离保护模块，用于将所述载波通信模块的电源与所述微控制器的电源进行隔离。

进一步地，所述电源模块包括：交流—直流电源模块及直流—直流电源模块；

所述交流—直流电源模块与所述直流—直流电源模块及所述载波通信模块相连；

所述直流—直流电源模块与所述载波通信模块、数字隔离保护模块、微控制器及红外对射光电传感器模块相连。

进一步地，所述交流—直流电源模块包括：电压转换单元；

所述电压转换单元，用于将交流电转换为两路直流电，并将所述两路直流电提供给所述直流—直流电源模块，其中，所述两路直流电的电压分别为12V和5V；

所述交流—直流电源模块，用于为所述载波通信模块提供220V的交流电。

进一步地，所述直流—直流电源模块包括：第一电压转换单元；

所述第一电压转换单元，用于将所述交流—直流电源模块输出的5V直流电转化为3.3V，为所述微控制器供电。

进一步地，所述直流—直流电源模块包括：第二电压转换单元；

所述第二电压转换单元，用于将所述交流—直流电源模块输出的12V直流电转化为5V，为所述载波通信模块供电；

所述直流—直流电源模块，用于将所述交流—直流电源模块输出的12V直流电提供给所述载波通信模块，为所述载波通信模块供电。

进一步地，所述直流—直流电源模块包括：第三电压转换单元；

所述第三电压转换单元，用于将所述交流—直流电源模块输出的5V直流电转化为12V，为所述红外对射光电传感器模块供电。

进一步地，每个红外对射光电传感器模块包括：红外对射光电发射端及红外对射光电接收端；

所述红外对射光电发射端，用于发射红外信号；

所述红外对射光电接收端，用于接收所述红外对射光电发射端发射的红外信号，若接收到所述红外对射光电发射端发射的红外信号，则表示无人经过；若接收不到所述红外对射光电发射端发射的红外信号，则表示有人经过。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过红外对射光电传感器模块检测是否有人经过；并通过微控制器依据2个红外对射光电传感器模块先后检测到的结果顺序，得到室内人数，并将得到的所述室内人数通过所述载波通信模块发送出去。这样，利用2个红外对射光电传感器模块实时地进行有无人员进出的检测，得到室内当前的人数，实时性强且准确度高；并利用低压电力线载波通信方式，将得到的室内人数发送出去，以展示给用户，由于电力线分布范围广、传输距离远、不需要重新布线，能够降低人力和物力成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的统计室内人数的装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的人员进出检测、人数统计、传输及显示的系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的统计室内人数的装置的详细结构示意图。

[主要元件符号说明]

11：载波通信模块；

12：微控制器；

13：红外对射光电传感器模块；

14：电源模块；

141：交流—直流电源模块；

142：直流—直流电源模块；

15：数字隔离保护模块。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型针对现有的不能实时地统计楼宇内的人数、硬件成本高且线路改造难度大的问题，提供一种统计室内人数的装置。

如图1所示为本实用新型实施例提供的一种统计室内人数的装置，包括：利用低压电力线进行载波通信的载波通信模块11、微控制器12、红外对射光电传感器模块13及电源模块14；其中，所述载波通信模块11与所述微控制器12相连，所述微控制器12与所述红外对射光电传感器模块13相连；所述电源模块14与所述载波通信模块11、微控制器12及红外对射光电传感器模块13相连；所述红外对射光电传感器模块13的个数为2；

每个红外对射光电传感器模块13，用于检测是否有人经过；

所述微控制器12，用于依据2个红外对射光电传感器模块13先后检测到的结果顺序，得到室内人数，并将得到的所述室内人数通过所述载波通信模块11发送出去；

所述电源模块14，用于为所述载波通信模块11、微控制器12及红外对射光电传感器模块13提供电源。

本实用新型实施例所述的统计室内人数的装置，通过红外对射光电传感器模块检测是否有人经过；并通过微控制器依据2个红外对射光电传感器模块先后检测到的结果顺序，得到室内人数，并将得到的所述室内人数通过所述载波通信模块发送出去。这样，利用2个红外对射光电传感器模块实时地进行有无人员进出的检测，得到室内当前的人数，实时性强且准确度高；并利用低压电力线载波通信方式，将得到的室内人数发送出去，以展示给用户，由于电力线分布范围广、传输距离远、不需要重新布线，能够降低人力和物力成本低。

本实施例中，如图2所示，所述微控制器12可以将得到的室内人数通过所述载波通信模块11上传至上位机，便于用户可以在上位机上查看当前的室内人数，所述微控制器12还可以将得到的室内人数进行存储，例如，可以按照时间点存储对应时刻的室内人数等，从而形成一套室内人员的进出检测、人数统计、传输及显示的系统，从而满足不同应用环境、不同用户的需求，且统计结果精确性高、实时性强、实用性强。

本实施例中，低压是指对地电压在1000V及以下。

本实施例中，存储室内人数的时间间隔可以根据实际情况进行指定，例如，可以为每隔30秒或1分钟对当前时刻的室内人数进行存储，本实施例不作限定。

本实施例中，所述微控制器12可以为高性能的工业级微处理器STM32F103，STM32F103由ST公司研制而成，该微处理器芯片的内核为ARM公司的32位Cortex-M3处理器。所述微处理器主要用于人数统计及人员进出信息的采集以及与上位机进行通信。

本实施例中，可以通过所述微控制器12实时监测所述红外对射光电传感器模块13的接收信号的电平状态，从而确定是否有人员进出，以便统计人员的进出数量，最后得到当前的室内人数，并实时或定时将室内人数通过所述载波通信模块11上报给上位机，实时性强且准确度高。

本实施例中，实时上报室内人数的步骤可以包括：所述微控制器12接收上位机下发的实时获取人数的指令，将所述微控制器12中存储的距离当前时刻最近一个时刻的室内人数信息上传给所述上位机，从而做到实时性。定时上报室内人数的步骤可以包括：按照设定的时间周期，通过计时器进行计时，当达到设定的时间后，所述微控制器12主动地将所述微控制器12中存储的距离当前时刻最近一个时刻的室内人数信息上传给所述上位机，从而做到实时性。

本实施例中，作为一个可选实施例，所述微控制器12包括：存储器及计时器；

所述存储器，用于存储得到的所述室内人数及所述室内人数对应时刻；

所述微控制器12，具体用于接收实时获取人数的指令，并依据所述实时获取人数的指令，将所述存储器中存储的距离当前时刻最近一个时刻的室内人数发送出去；还用于通过所述计时器进行计时，当达到设定的时间后，将所述存储器中存储的距离当前时刻最近一个时刻的室内人数发送出去。

本实施例中，所述电源模块14是整个装置正常工作的关键部分，电源模块14设计的好坏直接影响到装置的稳定性和性能。由于装置的供电电压多并且幅值也不相同，并且装置对电源的性能要求高并且要求体积小、重量轻。因此，如图3所示，所述电源模块14可以包括：交流—直流(AC-DC)电源模块141和直流—直流(DC-DC)电源模块142这2个部分。

本实施例中，作为一可选实施例，所述交流—直流电源模块141与所述直流—直流电源模块142及所述载波通信模块11相连；所述直流—直流电源模块142与所述载波通信模块11、数字隔离保护模块15、微控制器12及红外对射光电传感器模块13相连。

本实施例中，由于所述载波通信模块11需要提供220V的交流电，因此装置中必须引入220V电压，同时，装置里的其他模块需要3.3V-12V的弱电，所以采用高性能开关电源的形式，将交流输入转换成直流低压电，既满足了220V的需求，也满足了提供弱电的需求。根据供电需求以及现场的环境因素，所述交流—直流电源模块141可以选择用金升阳科技有限公司出品的工业级AC-DC隔离电源模块，以提高装置的安全性及可靠度，同时提高电磁兼容(Electro Magnetic Compatibility，EMC)的特性并保护二次侧。

本实施例中，作为一可选实施例，所述交流—直流电源模块141可以包括：电压转换单元；所述电压转换单元，用于将交流电转换为两路直流电，并将所述两路直流电提供给所述直流—直流电源模块142，其中，所述两路直流电的电压分别为12V和5V；所述交流—直流电源模块141，用于为所述载波通信模块11提供220V的交流电。

本实施例中，在整个装置中，微控制器12需要3.3V电源电压，可以将AC-DC电源模块141输出的一路5V直流电，通过所述直流—直流电源模块142中的第一电压转换单元转化为3.3V，从而为微控制器12提供稳定的3.3V直流电压，其中，所述第一电压转换单元可以包括：型号为SPX1117M3-3.3的芯片。

本实施例中，作为一可选实施例，所述直流—直流电源模块142包括：第一电压转换单元；

所述第一电压转换单元，用于将所述交流—直流电源模块141输出的5V直流电转化为3.3V，为所述微控制器12供电。

本实施例中，所述载波通信模块11弱电侧需要5V和12V直流电，可以将所述AC-DC电源模块141输出的一路12V直流电通过所述直流—直流电源模块142直接提供给所述载波通信模块11，同时，可以通过所述直流—直流电源模块142中的第二电压转换单元将所述交流—直流电源模块141输出的12V直流电转化为5V直流电，从而为所述载波通信模块11提供了5V和12V直流电，其中，所述第二电压转换单元可以包括：型号为LM7805的芯片。

本实施例中，作为一可选实施例，所述直流—直流电源模块142包括：第二电压转换单元；

所述第二电压转换单元，用于将所述交流—直流电源模块141输出的12V直流电转化为5V，为所述载波通信模块11供电；

所述直流—直流电源模块142，用于将所述交流—直流电源模块141输出的12V直流电提供给所述载波通信模块11，为所述载波通信模块11供电。

本实施例中，所述红外对射光电传感器模块13需要被提供12V的直流电，考虑到电源的隔离，不将交流—直流电源模块141输出的一路12V电源直接提供给所述红外对射光电传感器模块13，而是通过所述直流—直流电源模块142中的第三电压转换单元将所述交流—直流电源模块141输出的5V直流电转化为12V，为所述红外对射光电传感器模块13供电，其中，所述第三电压转换单元可以包括：型号为B0512M-2W芯片。

本实施例中，作为一可选实施例，所述直流—直流电源模块142包括：第三电压转换单元；

所述第三电压转换单元，用于将所述交流—直流电源模块141输出的5V直流电转化为12V，为所述红外对射光电传感器模块13供电。

本实施例中，与每一个微控制器12连接的所述红外对射光电传感器模块13的个数为2，可以根据这2个红外对射光电传感器模块13先后检测到的顺序来判断是否是有人进入还是有人走出，这样，通过2个红外对射光电传感器模块13能够精确检测出室内的人员进出情况及室内的人数。

本实施例中，每一个红外对射光电传感器模块13包括：红外对射光电发射端及红外对射光电接收端；其中，需要为所述红外对射光电发射端提供12V的稳定直流电源，以便所述红外对射光电发射端能够持续发射红外信号；也需要为所述红外对射光电接收端提供12V的稳定直流电源，同时，所述红外对射光电接收端的一根信号线(用于接收所述红外对射光电发射端发射的红外信号)直接连接到所述微控制器12的GPIO口，以便通过所述微控制器12实时监测所述红外对射光电传感器模块13的接收信号的电平状态，从而确定是否有人员进出，所述红外对射光电传感器模块13的结构简单，应用广泛。

本实施例中，通过所述红外对射光电传感器模块13检测是否有人经过的步骤可以包括：

所述红外对射光电发射端持续发射红外信号，红外对射光电接收端持续接收所述红外对射光电发射端发射的红外信号，若红外对射光电接收端能够接收到所述红外对射光电发射端发射的红外信号，所述红外对射光电接收端的接收信号引脚TTL电平为低，一旦有人经过，挡住了所述红外对射光电发射端发射的红外信号，也就是说，所述红外对射光电接收端无法接收到所述红外对射光电发射端发射的红外信号，则所述红外对射光电接收端立刻将接收信号引脚TTL电平置高。

本实施例中，如图2所示，上位机通过低压电力线载波通信方式与节点群中的微控制器12通信，从而实现下发命令与上传室内人数；每个微控制器12与红外对射光电传感器模块13中的红外对射光电接收端连接，而红外对射光电传感器模块13中的红外对射光电接收端直接接外部的12V直流电源。

本实施例中，作为一可选实施例，每个红外对射光电传感器模块13包括：红外对射光电发射端及红外对射光电接收端；

所述红外对射光电发射端，用于发射红外信号；

所述红外对射光电接收端，用于接收所述红外对射光电发射端发射的红外信号，若接收到所述红外对射光电发射端发射的红外信号，则表示无人经过；若接收不到所述红外对射光电发射端发射的红外信号，则表示有人经过。

本实施例中，所述载波通信模块11与所述微控制器12通过串口进行通信。在本装置的硬件结构中，微控制器12的串口的接收和发送端与所述载波通信模块11的接收和发送端分别对应连接，实现微控制器12与上位机的数据传输。载波发送环境数据信号可以通过所述载波通信模块11耦合到电力线，接收信号通过所述载波通信模块11解耦，整个过程实现数据的收发。所述载波通信模块11内部包含：数据处理主芯片，发送和接收配置线路，通过变压器线圈实现与电力线的耦合，所述数据处理主芯片是载波的收发处理芯片，与微控制器12之间串行通信。

本实施例中，作为一可选实施例，所述装置还包括：数字隔离保护模块15；

所述微控制器12通过所述数字隔离保护模块15与所述载波通信模块11相连。

本实施例中，作为一可选实施例，所述数字隔离保护模块15，用于将所述载波通信模块11的电源与所述微控制器12的电源进行隔离。

本实施例中，由于有220V强电接入到装置中，为了对微控制器12进行保护，在所述微控制器12与所述载波通信模块11之间加入了数字隔离保护模块15，所述数字隔离保护模块15可以采用工业级Si8663BC-B-IS1型号的数字隔离芯片，也就是说，可以通过Si8663BC-B-IS1数字隔离芯片，将载波通信模块11的电源与微控制器12的电源进行隔离。所述Si8663BC-B-IS1数字隔离芯片具有六路通道，其中，三路的传输方向由微控制器12到载波通信模块11，其余三路通道的传输方向是由载波通信模块11到微控制器12；所述Si8663BC-B-IS1数字隔离芯片具有宽范围的工作温度，数据传输速率为150Mbps、抖动性能很低，可保证具有最低的数据传输错误和误码率。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。