基于摄像头的空调系统及空调控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于摄像头的空调系统及空调控制方法。本发明中，空调系统包括：用于对空调室进行数据帧采集的摄像头、用于基于嵌入式系统设置空调控制策略；将接收的当前数据帧与上一数据帧进行比较，如果确定当前数据帧的像素点变化数超过像素点变化数阈值，进行计数，在计数时间到时，计算进行计数得到的计数值与接收的数据帧数之比，得到反应率；查询空调控制策略，找到像素点变化数阈值对应的模式空调控制策略；根据得到的反应率查询找到的模式空调控制策略，找到反应率对应的级别空调控制策略，按照找到的级别空调控制策略调节空调机的微控制器以及空调机。应用本发明，可以降低空调系统成本、扩展空调系统功能。
【专利说明】基于摄像头的空调系统及空调控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空调控制技术，尤其涉及一种基于摄像头的空调系统及空调控制方法。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的不断提高，通过在休闲和工作环境下安装空调系统，用以提升休闲和工作环境的舒适性，成为人们提高舒适性需求的一个重要选择。其中，多联机空调技术由于具有控制自由、高效节能、便于安装维护等优点，是空调发展的一个重要方向。
[0003]对于多联机空调系统，节能是首选的需求。但通过频繁开关空调系统而实现节能，例如，如果用户需要短时间内离开空调房间，通过在离开时关断空调系统中的空调机，在返回后再启动空调机实现空调系统的节能。这样，不仅会增加关断以及启动空调机时电压波动的耗电量，也容易造成空调系统的损坏，从而降低空调系统的可靠性以及使用寿命。
[0004]目前，为了降低空调系统的耗电量以及空调系统的损坏率，一般在空调系统中采用智慧眼功能，即在空调室内设置阵列式红外传感器，红外传感器通过红外线感知空调室内的用户(目标物体)，当感知到空调室内没有用户时，在经过预先设置的时间后，自动将空调系统切换到节能运转模式。例如，当启动空调系统的智慧眼功能时，如果红外传感器感知到空调室内没有用户，在计时到5分钟后，自动切换至节能运转模式。举例来说，在节能运转模式下，制热时，控制室内温度比空调系统正常运行温度低2°C，制冷时，控制室内温度比空调系统最低运行温度高2V ;当红外传感器再次感知到空调室内存在用户时，从当前的节能运转模式自动切换至正常运转模式。实际应用中，还可以将智慧眼对应的红外传感器安装位置实现调纵向转动角度40°，横向转动角度为50°。这样，在距离5米内，可以通过调节红外传感器的角度来改变感知区域，扩展空调室内可感知的红外范围，可以保持室内温度的舒适与稳定，从而避免频繁的启断导致的空调系统耗电量增加以及损坏。
[0005]具体来说,现有的空调系统,通过采用微控制器(MCU, Micro Control Unit)以及高精度红外线阵列传感器，并将高精度红外线阵列传感器的工作区域划分为对应用户(目标物体)的格子区域，利用高精度红外线阵列传感器发出红外线，红外线在碰到格子区域内的用户后进行反射，在没有用户移动时，由于红外线阵列内部的正负电信号趋于零，高精度红外线阵列传感器检测不到信号，在格子区域内存在用户时，红外线阵列内部的正负电信号处于不平衡状态，产生正信号或者是负信号，传输至MCU，MCU根据接收的正信号或者负信号在I秒钟内变化的次数以及预先设置的空调系统控制策略，相应调整空调房内的温度以及送风方向，保证用户的舒适程度，并对空调系统的运转模式进行相应切换。
[0006]但现有采用MCU及高精度红外线阵列传感器的空调系统，由于使用了具有智慧眼功能或聪明眼功能的高精度红外线阵列传感器，价格比较昂贵，使得空调系统成本较高；同时，该空调系统的控制策略只包含节能运转模式以及正常运转模式，并将包含预定节能运转模式以及正常运转模式功能的控制策略执行的主控制程序写入MCU，经调试测定后固化在MCU中，因而，在空调系统出厂后，不能按照用户的个性化需求进行优化及扩展，也不能对软硬件进行灵活裁剪或增加，如果需要优化及扩展空调系统功能，则需要重新更换MCU，不仅使得空调系统适应性较差，也增加了空调系统成本；进一步地，空调系统通过检测用户的温度场信息进行控制，控制策略相对比较简单，没有考虑用户在空调室内的活动量，而活动量的多少可以改变空调室内的温度，使得用户的舒适感较差。
【发明内容】
[0007]本发明的实施例提供一种基于摄像头的空调系统，降低空调系统成本、扩展空调系统功能。
[0008]本发明的实施例还提供一种基于摄像头的空调控制方法，降低空调系统成本、扩展空调系统功能。
[0009]为达到上述目的，本发明实施例提供的一种基于摄像头的空调系统，该空调系统包括:摄像头、微控制器以及空调机，其中，
[0010]摄像头，用于对空调室进行数据帧采集；
[0011]微控制器，用于接收来自摄像头的数据帧，将接收的当前数据帧与存储的上一数据帧进行比较，以确定当前数据帧相对上一数据帧的像素点变化数；当确定的所述像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值时，微控制器对超过预先设置的像素点变化数阈值的所述像素点变化数对应的数据帧进行计数，并在预先设置的计数时间到时，微控制器计算进行计数得到的计数值与接收的数据帧数之比来得到反应率；
[0012]微控制器查询预先设置的像素点变化数阈值与模式空调控制策略的映射关系表，找到与所述像素点变化数阈值对应的模式空调控制策略，其中，所述模式空调控制策略为反应率与级别空调控制策略的映射关系表；
[0013]微控制器查询反应率与模式级别空调控制策略的映射关系表，找到与模式空调控制策略相应的反应率对应的级别空调控制策略，并按照找到的级别空调控制策略调节所述空调机。
[0014]较佳地，所述微控制器包括:摄像头驱动程序单元、检测程序单元以及主控制程序单元，其中，
[0015]摄像头驱动程序单元，用于驱动摄像头按照预先设置的采集参数采集数据帧；
[0016]检测程序单元，用于接收来自摄像头的数据帧，将接收的当前数据帧与存储的上一数据帧进行比较以确定当前数据帧相对上一数据帧的像素点变化数；当确定的所述像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值时，检测程序单元对超过预先设置的像素点变化数阈值的所述像素点变化数对应的数据帧进行计数，并在预先设置的计数时间到时，检测程序单元向主控制程序单元输出控制指令；
[0017]主控制程序单元，用于根据控制指令计算计数时间内检测程序单元进行计数得到的计数值与接收的数据帧数之比来得到反应率；
[0018]主控制程序单元查询预先设置的像素点变化数阈值与模式空调控制策略的映射关系表，找到与所述像素点变化数阈值对应的模式空调控制策略，其中，所述模式空调控制策略为反应率与级别空调控制策略的映射关系表；
[0019]主控制程序单元查询反应率与模式级别空调控制策略的映射关系表，找到与模式空调控制策略相应的反应率对应的级别空调控制策略，并按照找到的级别空调控制策略调节空调机。
[0020]较佳地，所述检测程序单元进一步用于在确定所述像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值后，将当前数据帧中像素点变化对应的目标物体用矩形框进行框示。
[0021]较佳地，所述检测程序单元进一步用于在确定所述像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值后，通知摄像头采用视频记录。
[0022]较佳地，所述微控制器进一步包括:音频播放器以及声卡驱动程序单元，其中，
[0023]音频播放器，用于在声卡驱动程序单元的驱动下，将主控制程序单元根据控制指令计算计数时间内检测程序单元进行计数得到的计数值进行音频播放。
[0024]较佳地，所述微控制器进一步包括:
[0025]音响设备，通过音频接口与声卡驱动程序单元相连,用于对音频播放器播放的计数值音频响度进行调节。
[0026]较佳地，所述反应率计算公式为:
[0027]
【权利要求】
1.一种基于摄像头的空调系统，其特征在于，该空调系统包括:摄像头、微控制器以及空调机，其中， 摄像头，用于对空调室进行数据帧采集； 微控制器，用于接收来自摄像头的数据帧，将接收的当前数据帧与存储的上一数据帧进行比较，以确定当前数据帧相对上一数据帧的像素点变化数；当确定的所述像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值时，微控制器对超过预先设置的像素点变化数阈值的所述像素点变化数对应的数据帧进行计数，并在预先设置的计数时间到时，微控制器计算进行计数得到的计数值与接收的数据帧数之比来得到反应率； 微控制器查询预先设置的像素点变化数阈值与模式空调控制策略的映射关系表，找到与所述像素点变化数阈值对应的模式空调控制策略，其中，所述模式空调控制策略为反应率与级别空调控制策略的映射关系表； 微控制器查询反应率与模式级别空调控制策略的映射关系表，找到与模式空调控制策略相应的反应率对应的级别空调控制策略，并按照找到的级别空调控制策略调节所述空调机。
2.根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述微控制器包括:摄像头驱动程序单元、检测程序单元以及主控制程序单元，其中， 摄像头驱动程序单元，用于驱动摄像头按照预先设置的采集参数采集数据帧； 检测程序单元，用于接收来自摄像头的数据帧，将接收的当前数据帧与存储的上一数据帧进行比较以确定当前数据帧相对上一数据帧的像素点变化数；当确定的所述像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值时，检测程序单元对超过预先设置的像素点变化数阈值的所述像素点变化数对应的数据帧进行计数，并在预先设置的计数时间到时，检测程序单元向主控制程序单元输出控制指令；` 主控制程序单元，用于根据控制指令计算计数时间内检测程序单元进行计数得到的计数值与接收的数据帧数之比来得到反应率； 主控制程序单元查询预先设置的像素点变化数阈值与模式空调控制策略的映射关系表，找到与所述像素点变化数阈值对应的模式空调控制策略，其中，所述模式空调控制策略为反应率与级别空调控制策略的映射关系表； 主控制程序单元查询反应率与模式级别空调控制策略的映射关系表，找到与模式空调控制策略相应的反应率对应的级别空调控制策略，并按照找到的级别空调控制策略调节空调机。
3.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述检测程序单元进一步用于在确定所述像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值后，将当前数据帧中像素点变化对应的目标物体用矩形框进行框示。
4.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述检测程序单元进一步用于在确定所述像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值后，通知摄像头采用视频记录。
5.根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于，所述微控制器进一步包括:音频播放器以及声卡驱动程序单元，其中， 音频播放器，用于在声卡驱动程序单元的驱动下，将主控制程序单元根据控制指令计算计数时间内检测程序单元进行计数得到的计数值进行音频播放。
6.根据权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述微控制器进一步包括: 音响设备，通过音频接口与声卡驱动程序单元相连，用于对音频播放器播放的计数值音频响度进行调节。
7.根据权利要求1至6任一项所述的空调系统，其特征在于，所述反应率计算公式为:
ξ=φs/φt*100% 式中， I为反应率； Ψ,为单位时间内检测的数据帧中，像素点变化数超过像素点变化数阈值的数据帧数； 約为单位时间内检测的数据帧数。
8.根据权利要求1至6任一项所述的空调系统，其特征在于，所述空调控制策略包括多个模式空调控制策略，具体为:低像素点变化数阈值对应的高感度模式空调控制策略、中像素点变化数阈值对应的标准模式空调控制策略以及高像素点变化数阈值对应的低感度模式空调控制策略。
9.一种基于摄像头的空调控制方法，该方法包括: 摄像头按照预先设置的采集参数对空调室进行数据帧采集； 微控制器接收来自摄像头的数据帧，将接收的当前数据帧与存储的上一数据帧进行比较，以确定当前数据帧相对上一数据帧的像素点变化数；当确定的所述像素点变化数超过预先设置的像素点变化数阈值时，微控制器对超过预先设置的像素点变化数阈值的所述像素点变化数对应的数据帧进行计数，并在预先设置的计数时间到时，微控制器计算进行计数得到的计数值与接收的数据帧数之比来得到反应率； 微控制器查询预先设置的像素点变化数阈值与模式空调控制策略的映射关系表，找到与所述像素点变化数阈值对应的模式空调控制策略，其中，所述模式空调控制策略为反应率与级别空调控制策略的映射关系表； 微控制器查询反应率与模式级别空调控制策略的映射关系表，找到与模式空调控制策略相应的反应率对应的级别空调控制策略，并按照找到的级别空调控制策略调节空调机。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述获取当前数据帧相对上一数据帧的像素点变化数之后，所述方法进一步包括: 在预先设置目录中设置表征数据帧是否发生变化的图像文件； 判断当前数据帧相对上一数据帧的像素点变化数是否超过预先设置的像素点变化数阈值，如果是，通过执行文件对所述图像文件中对应的当前数据帧进行写I操作；如果否，通过执行文件对所述图像文件中对应的当前数据帧进行写O操作。
【文档编号】F24F11/00GK103557577SQ201310526871
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】王瑞佳, 姜志成, 张献林 申请人:青岛海信日立空调系统有限公司