一种基于计算机视觉的教室节能装置的制作方法

本实用新型公开了一种基于计算机视觉的教室节能装置，具体为节能环保技术领域。

背景技术：

当今社会资源短缺，在高校等公共场所，电能的浪费非常严重，甚至许多学生在白天天气状况良好的情况下，将教室内的灯打开，而离开教室时却不关闭，造成了很大程度上的电能浪费。不仅限于此，在其他地方，诸如很多公共场所也都会存在电能浪费的情况，其原因是目前大多数的照明设备和网络，主要都是依赖于人工控制，无法根据环境进行及时、快速地反应。为此，我们提出了一种基于计算机视觉的教室节能装置投入使用，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于计算机视觉的教室节能装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于计算机视觉的教室节能装置，包括中央处理器、红外发射模块、红外接收模块、光敏电阻、A/D转换模块、摄像头组件、时钟芯片、语音芯片、语音提示模块、驱动模块、显示模块、继电器以及输入模块；

所述红外发射模块发出红外光线，人体经过遮挡红外线并为所述红外接收模块接收，通过红外光线的遮挡次数判断出教室内的人数，并利用RS-232 串口与所述中央处理器进行通信；

所述光敏电阻感知外部光线强度，并将光线的强度变化转换为电阻值的变化，利用所述A/D转换模块将电阻值的模拟信号变换为数字信号，并输送至所述中央处理器中；

所述时钟芯片用于为所述中央处理器提供计时功能，并通过三线接口与所述中央处理器进行同步通信；

所述摄像头组件用于实时监控教室内的学生动态，由所述中央处理器通过IIC总线调用所述摄像头组件内部存储的数据；

所述语音芯片通过话筒输入语音并存储，所述语音提示模块从所述语音芯片中的FlashRam调用语音数据，经过一个低通滤波器送到功率放大器中，直接推动所述语音提示模块中的喇叭放音；

所述驱动模块接收所述中央处理器的控制指令，并驱动所述显示模块显示教室内的光照强度以及人数；

所述继电器负责控制光源电路的通断，实现教室内光源的开启与闭合；

所述输入模块用于手动输入教室内光源的控制指令。

优选的，所述红外发射模块和所述红外接收模块分别安装在教室门框的两侧。

优选的，所述时钟芯片为DS1302时钟模块，其工作电压为2.5V--5.5V，能够一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。

优选的，所述摄像头组件由高清摄像头以及图形处理器组成，且高清摄像头和图形处理器均安装在旋转云台上并通过旋转云台固定在教室内的墙壁上。

优选的，所述光敏电阻均匀安装在距离教室窗口最远的教室内顶墙上，且两个相邻的光敏电阻的探测范围有重叠区域，以确保学生在两个探测区域中间学习时能够得到足够的光强。

优选的，所述中央处理器为89C51单片机，具有4K字节可编程闪烁存储器以及32位可编程I/O线。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本装置通过光敏电阻感知外界光线强度，当光线较弱时开启室内电源照明，同时利用红外发射和接收装置检测室内人数，利用摄像头组件实时监控室内环境，本装置无需布线，光源的控制根据外部光线进行自动调节，极大的节省了电源，符合当今社会环保的需要。

附图说明

图1为本实用新型系统原理框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种基于计算机视觉的教室节能装置，包括中央处理器、红外发射模块、红外接收模块、光敏电阻、A/D 转换模块、摄像头组件、时钟芯片、语音芯片、语音提示模块、驱动模块、显示模块、继电器以及输入模块；

所述红外发射模块发出红外光线，人体经过遮挡红外线并为所述红外接收模块接收，通过红外光线的遮挡次数判断出教室内的人数，并利用RS-232 串口与所述中央处理器进行通信；

所述光敏电阻感知外部光线强度，并将光线的强度变化转换为电阻值的变化，利用所述A/D转换模块将电阻值的模拟信号变换为数字信号，并输送至所述中央处理器中；

所述时钟芯片用于为所述中央处理器提供计时功能，并通过三线接口与所述中央处理器进行同步通信；

所述摄像头组件用于实时监控教室内的学生动态，由所述中央处理器通过IIC总线调用所述摄像头组件内部存储的数据；

所述语音芯片通过话筒输入语音并存储，所述语音提示模块从所述语音芯片中的FlashRam调用语音数据，经过一个低通滤波器送到功率放大器中，直接推动所述语音提示模块中的喇叭放音；

所述驱动模块接收所述中央处理器的控制指令，并驱动所述显示模块显示教室内的光照强度以及人数；

所述继电器负责控制光源电路的通断，实现教室内光源的开启与闭合；

所述输入模块用于手动输入教室内光源的控制指令。

其中，所述红外发射模块和所述红外接收模块分别安装在教室门框的两侧，所述时钟芯片为DS1302时钟模块，其工作电压为2.5V--5.5V，能够一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据，所述摄像头组件由高清摄像头以及图形处理器组成，且高清摄像头和图形处理器均安装在旋转云台上并通过旋转云台固定在教室内的墙壁上，所述光敏电阻均匀安装在距离教室窗口最远的教室内顶墙上，且两个相邻的光敏电阻的探测范围有重叠区域，以确保学生在两个探测区域中间学习时能够得到足够的光强，所述中央处理器为89C51 单片机，具有4K字节可编程闪烁存储器以及32位可编程I/O线。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。