供暖器进水阀门开度控制平台的制作方法

本发明涉及阀门控制领域，尤其涉及一种供暖器进水阀门开度控制平台。

背景技术：

在水轮机的过水系统中，根据水电站运行和检修的需要，在不同的位置上装设有相应的闸门或阀门，通常将装置在水轮机蜗壳前的阀门称为进水阀。

进水阀还用于供暖器等家用设备中，用于对供暖器内的回水速度进行控制，从而间接控制了供暖器的供暖效率。

技术实现要素：

为了解决供暖器进水阀门开度需要人工操作的技术问题，本发明提供了一种供暖器进水阀门开度控制平台，通过对图像内容的边缘分析结果，实施自适应的边缘增强处理；对对比度增强后的图像进行高精度的图像简化处理，以获得待分析图像，便于后续的图像识别和图像检测；采用定制的灰尘测量仪以基于检测常识的平行单色光的相对衰减率从物理上检测灰尘颗粒的存在，在此基础上，采用图像分析的模式对灰尘颗粒进行确认，并采用超音波除尘模式进行灰尘颗粒的定向去除；采用自动控制开关以基于当地气温和现场人员情况对供暖器的进水阀门进行相应的开度控制。

根据本发明的一方面，提供了一种供暖器进水阀门开度控制平台，所述平台包括：

频分双工通信接口，用于接收气象部门无线发送的当地气温，并输出所述当地气温；自动控制开关，与所述频分双工通信接口连接，用于接收所述当地气温，并基于所述当地气温实现对供暖器的进水阀门的自动开关控制；灰尘测量仪，包括发射控制开关、平行光发射器、光强检测器和灰尘估算器，所述发射控制开关用于所述灰尘测量仪在工作模式时打开所述平行光发射器，还用于所述灰尘测量仪在省电模式时关闭所述平行光发射器，所述平行光发射器设置在图像传感器的正上方，用于向所述图像传感器的表面发送一束平行单色光，所述光强检测器设置在所述图像传感器的表面，用于测量将所述平行单色光转换为电信号而获得的电压数值以作为实际电压，将所述实际电压除以预设基准电压以获得相对衰减率，并在所述相对衰减率超过限量时，发出灰尘超标信号；图像采集设备，设置在供暖器进水阀门的上方，用于对供暖器进水阀门邻近环境进行图像数据采集，以获得并输出相应的邻近环境图像；图像解析设备，分别与所述灰尘测量仪和所述图像采集设备连接，用于在接收到所述灰尘超标信号时，从省电模式进入工作模式，并在工作模式下，对所述邻近环境图像执行以下操作：将亮度值在预设灰尘亮度值范围内的像素点作为待处理像素点，并将所述邻近环境图像中的各个待处理像素点拟合成多个待处理区域；灰尘确认设备，与所述图像解析设备连接，用于接收所述多个待处理区域，将面积与预设灰尘面积匹配的待处理区域作为灰尘区域，并在所述邻近环境图像中的灰尘区域的数量超限时，发出处理触发信号；超音波除尘设备，与所述灰尘确认设备连接，用于在接收到所述处理触发信号时，接收来自所述灰尘确认设备的所述邻近环境图像中的灰尘区域的数量，并基于所述邻近环境图像中的灰尘区域的数量采用对应强度的超音波除尘模式；对比度增强设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述邻近环境图像，对所述邻近环境图像执行对比度增强处理，以获得对比度增强图像，并输出所述对比度增强图像；第一噪声处理设备，与所述对比度增强设备连接，用于接收所述对比度增强图像，对所述对比度增强图像进行噪声类型分析，以获得所述对比度增强图像中各种噪声类型以及每一种噪声类型对应的最大幅值；第二噪声处理设备，与所述第一噪声处理设备连接，用于接收所述对比度增强图像中各种噪声类型以及每一种噪声类型对应的最大幅值，基于最大幅值的从大到小的顺序对所述各种噪声类型进行排序，将序号前三的三种噪声类型作为三种待处理噪声类型输出；权重分析设备，与所述第二噪声处理设备连接，用于接收所述三种待处理噪声类型，基于所述类型权重对照表确定所述三种待处理噪声类型分别对应的三个影响权重，并采用所述三个影响权重对所述初始化二值化阈值进行按顺序的修正处理，以获得修正处理完毕后的修正化阈值，并输出所述修正化阈值；图像简化设备，与所述权重分析设备连接，用于接收所述修正化阈值，采用所述修正化阈值对所述对比度增强图像执行二值化处理，以获得待分析图像，并输出所述待分析图像；非线性滤波设备，与所述图像简化设备连接，用于接收所述待分析图像，对所述待分析图像执行非线性滤波图像，以获得并输出对应的非线性滤波图像；静态存储设备，与第一辨识设备连接，用于预先存储所述预设清晰度等级；第一辨识设备，与所述非线性滤波设备连接，用于接收所述非线性滤波图像，确定所述非线性滤波图像的每一个像素点在各个方向的各个梯度，将所述各个梯度的最大值作为所述像素点的参考梯度值，并基于所述非线性滤波图像的各个像素点的各个参考梯度值确定所述非线性滤波图像的边缘清晰度，并在所述边缘清晰度大于等于预设清晰度等级时，发出第二控制信号，以及在所述边缘清晰度小于所述预设清晰度等级时，发出第一控制信号；第一启动设备，与所述第一辨识设备连接，用于在接收到所述第一控制信号，对所述非线性滤波图像实施与所述边缘清晰度对应的边缘增强处理；梯度分析设备，与所述第一启动设备连接，用于接收边缘增强图像，对边缘增强图像执行灰度化处理以获得相应的灰度化图像，判断所述灰度化图像中每一个像素的像素值到周围像素的像素值的各个梯度，当各个梯度中存在大于等于预设梯度阈值时，将该像素判断为边缘像素，当各个梯度都小于预设梯度阈值时，将该像素判断为非边缘像素；曲线匹配设备，与所述梯度分析设备连接，用于将所有边缘像素进行连接以获得若干个封闭曲线，基于若干个封闭曲线分别从灰度化图像处分割出对应的若干个图案，当存在与预设人员标准图像的匹配度超限的图案时，发出人员存在信号，否则，发出人员不存在信号；其中，所述自动控制开关还与所述曲线匹配设备连接，用于在所述当地气温低于等于预设气温阈值且所述曲线匹配设备输出所述人员存在信号时，完全打开供暖器的进水阀门；其中，所述自动控制开关还用于在所述当地气温低于等于预设气温阈值且所述曲线匹配设备输出所述人员不存在信号时，将供暖器的进水阀门打开为其完全开度的一半。

更具体地，在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：所述自动控制开关还用于在所述当地气温高于等于预设气温阈值时，关闭供暖器的进水阀门。

更具体地，在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：在所述超音波除尘设备中，基于所述邻近环境图像中的灰尘区域的数量采用对应强度的超音波除尘模式包括：所述邻近环境图像中的灰尘区域的数量越多，采用的超音波除尘模式的对应强度越高。

更具体地，在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：所述灰尘测量仪还用于在所述相对衰减率未超过限量时，发出灰尘正常信号。

更具体地，在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：所述平行光发射器发射平行单色光的发射功率恒定。

更具体地，在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：所述预设基准电压为所述图像传感器上不存在一颗灰度时，将所述平行单色光转换为电信号而获得的电压数值。

更具体地，在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：所述权重分析设备还预先存储所述类型权重对照表，所述类型权重对照表保存了每一个种噪声类型对二值化阈值的影响权重，还用于预先存储初始化二值化阈值。

更具体地，在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：在所述第一启动设备中，所述边缘清晰度越大，对所述非线性滤波图像实施与所述边缘清晰度对应的边缘增强处理的强度越小，输出对所述非线性滤波图像实施与所述边缘清晰度对应的边缘增强处理后而获取的边缘增强图像，所述第一启动设备还用于在接收到所述第二控制信号时，停止对所述非线性滤波图像实施的与所述边缘清晰度对应的边缘增强处理。

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供暖器进水阀门开度控制平台所用于的供暖器的结构剖面图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的供暖器进水阀门开度控制平台的实施方案进行详细说明。

进水阀型式有：蝴蝶阀、闸阀和球阀。

(1)闸阀常用于管径小于1m，而工作水头又较高的小型电站。

闸阀具有结构简单，维护方便，造价较低，全开时水力损失小，全关时密封性好等优点，且不会由于水流冲击而自行开启或关闭，因此，不需设锁锭装置。但体积和自重大，启闭时所需操作力大，时间长，动水关闭振动强烈。

闸阀由阀体、阀盖、阀杆和闸板等部件组成。按阀座的型式，闸阀有楔形阀座式和平行阀座式。楔形阀座式的闸板又分为单闸板和双闸板，双闸板又分为明杆和暗杆两种结构。

(2)蝴蝶阀简称蝶阀，为水头在200m以下的电站广泛采用。

蝶阀主要由圆筒形的阀体和可在阀体内绕轴转动的铁饼形活门及其他附属部件组成。

蝶阀关闭时，活门的周围与阀体接触，封闭水流通路。开启时，活门与水流方向平行，水流绕活门的两侧流过。蝶阀具有外形尺寸较小，重量较轻，结构简单，造价较低，操作方便，动水下快速关闭的优点。但活门有影响水流流态，引起水力损失，漏水量较大的缺点。

(3)球阀用于水头大于250m的大中型电站。

具有关闭严密，漏水极少，密封装置不易磨损。全开时几乎没有水力损失。启闭时所需操作力矩很小，可用于动水紧急关闭，振幅比蝶阀小，但球阀体积大，结构复杂，重量大，造价高昂。球阀一般用水力操作或油压操作。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种供暖器进水阀门开度控制平台，从而解决了相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的供暖器进水阀门开度控制平台所用于的供暖器的结构剖面图。其中，1为进水阀门，2为出水阀门，3为供暖管，4为散热介质，5为封装外壳。

根据本发明实施方案示出的供暖器进水阀门开度控制平台包括：

频分双工通信接口，用于接收气象部门无线发送的当地气温，并输出所述当地气温；

自动控制开关，与所述频分双工通信接口连接，用于接收所述当地气温，并基于所述当地气温实现对供暖器的进水阀门的自动开关控制；

灰尘测量仪，包括发射控制开关、平行光发射器、光强检测器和灰尘估算器，所述发射控制开关用于所述灰尘测量仪在工作模式时打开所述平行光发射器，还用于所述灰尘测量仪在省电模式时关闭所述平行光发射器，所述平行光发射器设置在图像传感器的正上方，用于向所述图像传感器的表面发送一束平行单色光，所述光强检测器设置在所述图像传感器的表面，用于测量将所述平行单色光转换为电信号而获得的电压数值以作为实际电压，将所述实际电压除以预设基准电压以获得相对衰减率，并在所述相对衰减率超过限量时，发出灰尘超标信号；

图像采集设备，设置在供暖器进水阀门的上方，用于对供暖器进水阀门邻近环境进行图像数据采集，以获得并输出相应的邻近环境图像；

图像解析设备，分别与所述灰尘测量仪和所述图像采集设备连接，用于在接收到所述灰尘超标信号时，从省电模式进入工作模式，并在工作模式下，对所述邻近环境图像执行以下操作：将亮度值在预设灰尘亮度值范围内的像素点作为待处理像素点，并将所述邻近环境图像中的各个待处理像素点拟合成多个待处理区域；

灰尘确认设备，与所述图像解析设备连接，用于接收所述多个待处理区域，将面积与预设灰尘面积匹配的待处理区域作为灰尘区域，并在所述邻近环境图像中的灰尘区域的数量超限时，发出处理触发信号；

超音波除尘设备，与所述灰尘确认设备连接，用于在接收到所述处理触发信号时，接收来自所述灰尘确认设备的所述邻近环境图像中的灰尘区域的数量，并基于所述邻近环境图像中的灰尘区域的数量采用对应强度的超音波除尘模式；

对比度增强设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述邻近环境图像，对所述邻近环境图像执行对比度增强处理，以获得对比度增强图像，并输出所述对比度增强图像；

第一噪声处理设备，与所述对比度增强设备连接，用于接收所述对比度增强图像，对所述对比度增强图像进行噪声类型分析，以获得所述对比度增强图像中各种噪声类型以及每一种噪声类型对应的最大幅值；

第二噪声处理设备，与所述第一噪声处理设备连接，用于接收所述对比度增强图像中各种噪声类型以及每一种噪声类型对应的最大幅值，基于最大幅值的从大到小的顺序对所述各种噪声类型进行排序，将序号前三的三种噪声类型作为三种待处理噪声类型输出；

权重分析设备，与所述第二噪声处理设备连接，用于接收所述三种待处理噪声类型，基于所述类型权重对照表确定所述三种待处理噪声类型分别对应的三个影响权重，并采用所述三个影响权重对所述初始化二值化阈值进行按顺序的修正处理，以获得修正处理完毕后的修正化阈值，并输出所述修正化阈值；

图像简化设备，与所述权重分析设备连接，用于接收所述修正化阈值，采用所述修正化阈值对所述对比度增强图像执行二值化处理，以获得待分析图像，并输出所述待分析图像；

非线性滤波设备，与所述图像简化设备连接，用于接收所述待分析图像，对所述待分析图像执行非线性滤波图像，以获得并输出对应的非线性滤波图像；

静态存储设备，与第一辨识设备连接，用于预先存储所述预设清晰度等级；

第一辨识设备，与所述非线性滤波设备连接，用于接收所述非线性滤波图像，确定所述非线性滤波图像的每一个像素点在各个方向的各个梯度，将所述各个梯度的最大值作为所述像素点的参考梯度值，并基于所述非线性滤波图像的各个像素点的各个参考梯度值确定所述非线性滤波图像的边缘清晰度，并在所述边缘清晰度大于等于预设清晰度等级时，发出第二控制信号，以及在所述边缘清晰度小于所述预设清晰度等级时，发出第一控制信号；

第一启动设备，与所述第一辨识设备连接，用于在接收到所述第一控制信号，对所述非线性滤波图像实施与所述边缘清晰度对应的边缘增强处理；

梯度分析设备，与所述第一启动设备连接，用于接收边缘增强图像，对边缘增强图像执行灰度化处理以获得相应的灰度化图像，判断所述灰度化图像中每一个像素的像素值到周围像素的像素值的各个梯度，当各个梯度中存在大于等于预设梯度阈值时，将该像素判断为边缘像素，当各个梯度都小于预设梯度阈值时，将该像素判断为非边缘像素；

曲线匹配设备，与所述梯度分析设备连接，用于将所有边缘像素进行连接以获得若干个封闭曲线，基于若干个封闭曲线分别从灰度化图像处分割出对应的若干个图案，当存在与预设人员标准图像的匹配度超限的图案时，发出人员存在信号，否则，发出人员不存在信号；

其中，所述自动控制开关还与所述曲线匹配设备连接，用于在所述当地气温低于等于预设气温阈值且所述曲线匹配设备输出所述人员存在信号时，完全打开供暖器的进水阀门；

其中，所述自动控制开关还用于在所述当地气温低于等于预设气温阈值且所述曲线匹配设备输出所述人员不存在信号时，将供暖器的进水阀门打开为其完全开度的一半。

接着，继续对本发明的供暖器进水阀门开度控制平台的具体结构进行进一步的说明。

在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：所述自动控制开关还用于在所述当地气温高于等于预设气温阈值时，关闭供暖器的进水阀门。

在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：在所述超音波除尘设备中，基于所述邻近环境图像中的灰尘区域的数量采用对应强度的超音波除尘模式包括：所述邻近环境图像中的灰尘区域的数量越多，采用的超音波除尘模式的对应强度越高。

在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：所述灰尘测量仪还用于在所述相对衰减率未超过限量时，发出灰尘正常信号。

在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：所述平行光发射器发射平行单色光的发射功率恒定。

在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：所述预设基准电压为所述图像传感器上不存在一颗灰度时，将所述平行单色光转换为电信号而获得的电压数值。

在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：所述权重分析设备还预先存储所述类型权重对照表，所述类型权重对照表保存了每一个种噪声类型对二值化阈值的影响权重，还用于预先存储初始化二值化阈值。

以及在所述供暖器进水阀门开度控制平台中：在所述第一启动设备中，所述边缘清晰度越大，对所述非线性滤波图像实施与所述边缘清晰度对应的边缘增强处理的强度越小，输出对所述非线性滤波图像实施与所述边缘清晰度对应的边缘增强处理后而获取的边缘增强图像，所述第一启动设备还用于在接收到所述第二控制信号时，停止对所述非线性滤波图像实施的与所述边缘清晰度对应的边缘增强处理。

另外，在频分双工模式中，上行链路和下行链路的传输分别在不同的频率上进行。

在第一、二代蜂窝系统中，基本都是采用fdd技术来实现双工传输的。特别是在第一代蜂窝系统中，由于传输的是连续的基带信号，必须用不同的频率来提供双工的上下行链路信道。在第一代蜂窝系统中传输连续信息采用fdd技术时，收发两端都必须有产生不同载波频率的频率合成器，在接收端还必须有一个防止发射信号泄漏到接收机的双工滤波器。另外，为了便于双工器的制作，收发载波频率之间要有一定的频率间隔。在第二代的gsm、is-136和is-95等系统中，也采用了fdd技术。在这些系统中，由于信息是以时隙方式进行传输的，收发可以在不同的时隙中进行，移动台或基站的发射信号不会对本接收机产生干扰。所以，尽管采用的fdd技术，也不需要昂贵的双工滤波器。

fdd模式的特点是在分离(上下行频率间隔190mhz)的两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保护频段来分离接收和传送信道。

采用包交换等技术，可突破二代发展的瓶颈，实现高速数据业务，并可提高频谱利用率，增加系统容量。但fdd必须采用成对的频率，即在每2x5mhz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在非对称的分组交换(互联网)工作时，频谱利用率则大大降低(由于低上行负载，造成频谱利用率降低约40％)，在这点上，tdd模式有着fdd无法比拟的优势。

采用本发明的供暖器进水阀门开度控制平台，针对现有技术中进水阀门开度无法自动控制的技术问题，通过对图像内容的边缘分析结果，实施自适应的边缘增强处理；对对比度增强后的图像进行高精度的图像简化处理，以获得待分析图像，便于后续的图像识别和图像检测；采用定制的灰尘测量仪以基于检测常识的平行单色光的相对衰减率从物理上检测灰尘颗粒的存在，在此基础上，采用图像分析的模式对灰尘颗粒进行确认，并采用超音波除尘模式进行灰尘颗粒的定向去除；采用自动控制开关以基于当地气温和现场人员情况对供暖器的进水阀门进行相应的开度控制，从而解决了上述技术问题。

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。