智能化速热式热水器的制作方法

本发明涉及速热式热水器领域，尤其涉及一种智能化速热式热水器。

背景技术：

速热式热水器是区别于储水式和即热式的一种独立品类的电热水器产品。采用速热引擎发热技术，使低功率加热/快速出热水成为可能。防腐除垢技术，优化水质，保护内胆长期不受腐蚀，无须更换，一劳永逸。

三防式阻电隔离墙、速热引擎发热技术、多重漏电保护装置，三大保障，确保使用真正安全。低耗电技术，微电脑水温监测，保护最佳内外温度平衡，避免不必要的保温电耗，节能省电，省钱省心。

技术实现要素：

为了解决现有技术中速热式热水器智能化水平有限的技术问题，本发明提供了一种智能化速热式热水器。

为此，本发明需要具备以下三处关键的发明点：(1)基于图像的冗余度将所述图像划分为n个大小相等的区域，将涉及到对象的区域作为待检测区域；(2)将所述多个待检测区域中的冗余度最小的待检测区域作为参考区域输出；(3)基于速热式热水器的外壳下方的人体面积估算结果，切换速热式热水器配置花洒的单位时间的排水容量。

根据本发明的一方面，提供了一种智能化速热式热水器，所述热水器包括：

速热式热水器，包括左端盖、右端盖、外壳、挂架、速热电热管、阳极离子炮、安装盖、供电端子和储热电热管；所述阳极离子炮设置在所述储热电热管的上方，所述右端盖设置在所述外壳的右侧，所述左端盖设置在所述外壳的左侧；所述供电端子分别与所述速热电热管和所述储热电热管连接，用于分别为所述速热电热管和所述储热电热管提供电力供应，所述安装盖用于封装所述右端盖，所述挂架用于将所述外壳挂到墙壁上；环境摄影机构，被嵌入在所述外壳的下表面中，用于对所述外壳的下表面下方进行环境摄影操作，以获得多帧环境采集图像；区域筛选设备，与所述环境摄影机构连接，用于接收所述多帧环境采集图像，对每一帧环境采集图像执行以下处理，基于所述环境采集图像的冗余度将所述环境采集图像划分为n个大小相等的区域，将涉及到对象的区域作为待检测区域输出；数据识别设备，与所述区域筛选设备连接，用于对每一帧环境采集图像执行以下处理，接收所述区域筛选设备输出的多个待检测区域，确定每一个待检测区域的冗余度，将所述多个待检测区域中的冗余度最小的待检测区域作为参考区域输出；形态学处理设备，与所述数据识别设备连接，用于对每一帧环境采集图像执行以下处理，接收所述参考区域，对所述参考区域执行形态学处理，以获得对应的形态学处理区域；图像提取设备，与所述形态学处理设备连接，用于在所述多帧环境采集图像分别对应的多个形态学处理区域，将所述多个形态学处理区域中冗余度最小的形态学处理区域所对应的环境采集图像作为有效参考图像；体积鉴别设备，与所述图像提取设备连接，用于接收所述有效参考图像，针对所述有效参考图像的每一个像素点执行以下动作：将亮度值落在预设人体亮度范围之间的像素点作为人体像素点；所述体积鉴别设备还用于确定所述有效参考图像中各个人体像素点总数相对于所述有效参考图像的所有像素点总数的比例以作为目标比例，并基于所述目标比例和所述环境摄影机构的安装高度估算所述有效参考图像中人体对象的估算面积；花洒控制设备，与所述体积鉴别设备连接，用于基于所述估算面积确定为所述速热式热水器配置的花洒设备的单位时间的排水容量，所述估算面积越大，确定的花洒设备的单位时间的排水容量越多。

更具体地，在所述智能化速热式热水器中：所述图像提取设备为一dsp处理芯片，所述dsp处理芯片内置有rom单元和ram单元；其中，所述图像提取设备包括数据接收单元、冗余度提取单元和数据输出单元，所述冗余度提取单元分别与所述数据接收单元和所述数据输出单元连接。

更具体地，在所述智能化速热式热水器中：在所述区域筛选设备中，基于所述环境采集图像的冗余度将所述环境采集图像划分为n个大小相等的区域包括：所述环境采集图像的冗余度越大，n的取值越大；其中，所述区域筛选设备包括区域分割子设备、对象检测子设备和区域输出子设备。

更具体地，在所述智能化速热式热水器中：所述对象检测子设备分别与所述区域分割子设备和所述区域输出子设备连接，所述对象检测子设备用于检测所述环境采集图像中的各个对象，并确定每一个对象在所述环境采集图像中的分布位置。

更具体地，在所述智能化速热式热水器中，还包括：

第一捕获设备、第二捕获设备和数据调整设备，位于环境摄影机构和区域筛选设备之间，用于对多帧环境采集图像任一进行相同处理以获得对应的数据调整图像，并将获得的多帧数据调整图像分别替换多帧环境采集图像发送给区域筛选设备。

更具体地，在所述智能化速热式热水器中：所述第一捕获设备用于接收环境采集图像，获取所述环境采集图像的亮度成分和所述环境采集图像的非亮度成分；其中，所述第二捕获设备用于接收环境采集图像，获取所述环境采集图像的亮度平均值，并基于当前时刻获取图像亮度预测值，通过所述环境采集图像的亮度平均值对所述图像亮度预测值进行修正以获得所述环境采集图像的基准亮度值。

更具体地，在所述智能化速热式热水器中：所述数据调整设备分别与所述第一捕获设备和所述第二捕获设备连接，用于基于所述环境采集图像的基准亮度值对所述环境采集图像的亮度成分进行校正以获得校正亮度成分，并将所述校正亮度成分与所述非亮度成分叠加以获得数据调整图像。

更具体地，在所述智能化速热式热水器中：所述第一捕获设备、所述第二捕获设备和所述数据调整设备分别采用不同型号的可编程逻辑器件来实现；其中，所述第一捕获设备、所述第二捕获设备和所述数据调整设备都采用vhdl语言来设计，且所述第一捕获设备、所述第二捕获设备和所述数据调整设备分别采用被集成在同一块印刷电路板上。

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智能化速热式热水器的内部结构图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的智能化速热式热水器的实施方案进行详细说明。

由于速热式热水器不是采用电热元件直接加热，故相对电热水器而言，杜绝了漏电的安全隐患；相对燃气热水器来讲，没有燃气泄露，或一氧化碳中毒之类的安全隐患，因而具有更卓越的安全性能。

空气源热泵热水器是蓄热式的，加热功能根据水箱内的温度自动启动，保证热水24小时充足供应，因此不会出现像燃气热水器那样无法同时满足多个水龙头用热水的问题，也不会出现电热水器容量小，多人洗澡需要等待的问题。即开即用热水，出水量大，出水温度稳定，满足你所有对热水的期望。

由于其耗电量只有等量电热水器的四分之一，即相当于使用同样多的热水，使用空气源热泵热水器，电费只需电加热的四分之一。以一个4口之家来计算，正常热水使用量在200l/天左右，用电热水器加热，电费大约需要4元/天，而空气源热泵热水器则只需要约1元/天，一年可以节约1000元左右的电费。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种智能化速热式热水器，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的智能化速热式热水器的内部结构图，所述热水器包括：

速热式热水器，包括左端盖、右端盖、外壳、挂架、速热电热管、阳极离子炮、安装盖、供电端子和储热电热管；

所述阳极离子炮设置在所述储热电热管的上方，所述右端盖设置在所述外壳的右侧，所述左端盖设置在所述外壳的左侧；

所述供电端子分别与所述速热电热管和所述储热电热管连接，用于分别为所述速热电热管和所述储热电热管提供电力供应，所述安装盖用于封装所述右端盖，所述挂架用于将所述外壳挂到墙壁上；

环境摄影机构，被嵌入在所述外壳的下表面中，用于对所述外壳的下表面下方进行环境摄影操作，以获得多帧环境采集图像；

区域筛选设备，与所述环境摄影机构连接，用于接收所述多帧环境采集图像，对每一帧环境采集图像执行以下处理，基于所述环境采集图像的冗余度将所述环境采集图像划分为n个大小相等的区域，将涉及到对象的区域作为待检测区域输出；

数据识别设备，与所述区域筛选设备连接，用于对每一帧环境采集图像执行以下处理，接收所述区域筛选设备输出的多个待检测区域，确定每一个待检测区域的冗余度，将所述多个待检测区域中的冗余度最小的待检测区域作为参考区域输出；

形态学处理设备，与所述数据识别设备连接，用于对每一帧环境采集图像执行以下处理，接收所述参考区域，对所述参考区域执行形态学处理，以获得对应的形态学处理区域；

图像提取设备，与所述形态学处理设备连接，用于在所述多帧环境采集图像分别对应的多个形态学处理区域，将所述多个形态学处理区域中冗余度最小的形态学处理区域所对应的环境采集图像作为有效参考图像；

体积鉴别设备，与所述图像提取设备连接，用于接收所述有效参考图像，针对所述有效参考图像的每一个像素点执行以下动作：将亮度值落在预设人体亮度范围之间的像素点作为人体像素点；

所述体积鉴别设备还用于确定所述有效参考图像中各个人体像素点总数相对于所述有效参考图像的所有像素点总数的比例以作为目标比例，并基于所述目标比例和所述环境摄影机构的安装高度估算所述有效参考图像中人体对象的估算面积；

花洒控制设备，与所述体积鉴别设备连接，用于基于所述估算面积确定为所述速热式热水器配置的花洒设备的单位时间的排水容量，所述估算面积越大，确定的花洒设备的单位时间的排水容量越多。

接着，继续对本发明的智能化速热式热水器的具体结构进行进一步的说明。

在所述智能化速热式热水器中：所述图像提取设备为一dsp处理芯片，所述dsp处理芯片内置有rom单元和ram单元；其中，所述图像提取设备包括数据接收单元、冗余度提取单元和数据输出单元，所述冗余度提取单元分别与所述数据接收单元和所述数据输出单元连接。

在所述智能化速热式热水器中：在所述区域筛选设备中，基于所述环境采集图像的冗余度将所述环境采集图像划分为n个大小相等的区域包括：所述环境采集图像的冗余度越大，n的取值越大；其中，所述区域筛选设备包括区域分割子设备、对象检测子设备和区域输出子设备。

在所述智能化速热式热水器中：所述对象检测子设备分别与所述区域分割子设备和所述区域输出子设备连接，所述对象检测子设备用于检测所述环境采集图像中的各个对象，并确定每一个对象在所述环境采集图像中的分布位置。在所述智能化速热式热水器中：

在所述智能化速热式热水器中：第一捕获设备、第二捕获设备和数据调整设备，位于环境摄影机构和区域筛选设备之间，用于对多帧环境采集图像任一进行相同处理以获得对应的数据调整图像，并将获得的多帧数据调整图像分别替换多帧环境采集图像发送给区域筛选设备。

在所述智能化速热式热水器中：所述第一捕获设备用于接收环境采集图像，获取所述环境采集图像的亮度成分和所述环境采集图像的非亮度成分；

其中，所述第二捕获设备用于接收环境采集图像，获取所述环境采集图像的亮度平均值，并基于当前时刻获取图像亮度预测值，通过所述环境采集图像的亮度平均值对所述图像亮度预测值进行修正以获得所述环境采集图像的基准亮度值。

在所述智能化速热式热水器中：所述第一捕获设备、所述第二捕获设备和所述数据调整设备分别采用不同型号的可编程逻辑器件来实现；

其中，所述第一捕获设备、所述第二捕获设备和所述数据调整设备都采用vhdl语言来设计，且所述第一捕获设备、所述第二捕获设备和所述数据调整设备分别采用被集成在同一块印刷电路板上。

另外，vhdl主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，vhdl的语言形式、描述风格以及语法是十分类似于一般的计算机高级语言。vhdl的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体(可以是一个元件，一个电路模块或一个系统)分成外部(或称可视部分,及端口)和内部(或称不可视部分)，既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是vhdl系统设计的基本点。

vhdl具有功能强大的语言结构，可以用简洁明确的源代码来描述复杂的逻辑控制。它具有多层次的设计描述功能，层层细化，最后可直接生成电路级描述。vhdl支持同步电路、异步电路和随机电路的设计，这是其他硬件描述语言所不能比拟的。vhdl还支持各种设计方法，既支持自底向上的设计，又支持自顶向下的设计；既支持模块化设计，又支持层次化设计。

采用本发明的智能化速热式热水器，针对现有技术中速热式热水器智能化水平有限的技术问题，通过基于图像的冗余度将所述图像划分为n个大小相等的区域，将涉及到对象的区域作为待检测区域；将所述多个待检测区域中的冗余度最小的待检测区域作为参考区域输出；尤为关键的是，还基于速热式热水器的外壳下方的人体面积估算结果，切换速热式热水器配置花洒的单位时间的排水容量；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。