智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?01510303955.9、申請(qǐng)日為2015年6月6日、發(fā)明名稱為“智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)”的專利的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]如今，因?yàn)槿丝诘脑黾雍蜋C(jī)動(dòng)車數(shù)量的迅速發(fā)展，城市霧霾問題日益突出，尤其是在發(fā)展中國家的大中型城市中。在霧霾嚴(yán)重時(shí)，城市居民不得不關(guān)閉門窗以避免外部霧霾顆粒流入屋內(nèi)，以保證自家屋內(nèi)的霧霾濃度降低在一定程度下，或者，關(guān)閉門窗的同時(shí)使用空氣凈化器，降低自己屋內(nèi)的霧霾濃度。
[0004]然而，封閉門窗雖然逃離了霧霾困擾，卻容易造成屋內(nèi)氧氣供應(yīng)不足的情況下，例如，對(duì)于存在多個(gè)房間的房屋，某些房間存在過多的睡眠人員，其他房屋沒有人員，這時(shí)，氧氣濃度是不均勻的，需要一些手段保證每一個(gè)存在人員的房間內(nèi)的氧氣供給?，F(xiàn)有技術(shù)中并不存在這樣的技術(shù)方案。
[0005]為此，本發(fā)明提出了一種智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)的技術(shù)方案，能夠在霧霾天氣封閉門窗的情況下，根據(jù)房屋內(nèi)每一個(gè)有人房間的內(nèi)部情況，自適應(yīng)確定互動(dòng)方案，從而在有限的條件下維持有人房間的氧氣濃度，保障屋內(nèi)居民的身心健康。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)，基于房間的氧氣濃度檢測(cè)結(jié)果和房間內(nèi)人員的嘴部開合度，以預(yù)先設(shè)置的合理權(quán)重值進(jìn)行空氣互動(dòng)的參考值的計(jì)算，基于計(jì)算結(jié)果確定是否啟動(dòng)房屋內(nèi)的各個(gè)房間之間的空氣互動(dòng)，從而避免出現(xiàn)房間之間氧氣不均衡的狀況，保證有人房間的必要供氧。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)，所述互動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在具有多個(gè)房間的房屋內(nèi)，包括嵌入式處理設(shè)備和多個(gè)房間氧氣濃度檢測(cè)設(shè)備，每一個(gè)房間氧氣濃度檢測(cè)設(shè)備設(shè)置在一個(gè)房間內(nèi)，用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)房間內(nèi)的氧氣濃度，所述嵌入式處理設(shè)備和所述多個(gè)房間氧氣濃度檢測(cè)設(shè)備分別連接，基于接收到的多個(gè)房間內(nèi)的氧氣濃度確定對(duì)所述多個(gè)房間之間的空氣自適應(yīng)互動(dòng)策略。
[0008]更具體地，在所述智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)中，還包括:互動(dòng)通風(fēng)設(shè)備，包括一個(gè)通風(fēng)電機(jī)和多個(gè)通風(fēng)管道出口，在每一個(gè)房間內(nèi)設(shè)置一個(gè)通風(fēng)管道出口，所述通風(fēng)電機(jī)在所述嵌入式處理設(shè)備的控制下通過所述多個(gè)通風(fēng)管道出口對(duì)多個(gè)房間之間執(zhí)行空氣互動(dòng)，以平衡多個(gè)房間之間的氧氣濃度；多個(gè)紅外攝像設(shè)備，每一個(gè)紅外攝像設(shè)備設(shè)置在一個(gè)房間內(nèi)，用于對(duì)對(duì)應(yīng)房間進(jìn)行拍攝，以獲得紅外房間圖像；多個(gè)紅外線檢測(cè)設(shè)備，每一個(gè)紅外線檢測(cè)設(shè)備設(shè)置在一個(gè)房間內(nèi)，用于檢測(cè)對(duì)應(yīng)房間內(nèi)是否存在人員，在檢測(cè)到人員時(shí)發(fā)出人員存在信號(hào)，在未檢測(cè)到人員時(shí)發(fā)出人員不存在信號(hào)；USB輸入接口，用于容納外部U盤，以接收外部U盤內(nèi)存儲(chǔ)的預(yù)設(shè)灰度閾值、預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值、通風(fēng)評(píng)定閾值、氧氣濃度權(quán)重、紅外圖像權(quán)重、唇部上限灰度閾值和唇部下限灰度閾值，所述唇部上限灰度閾值和所述唇部下限灰度閾值用于將圖像中的人員唇部與背景分離；移動(dòng)硬盤，與所述USB輸入接口連接，用于接收并存儲(chǔ)所述預(yù)設(shè)灰度閾值、所述預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值、所述通風(fēng)評(píng)定閾值、所述氧氣濃度權(quán)重、所述紅外圖像權(quán)重、所述唇部上限灰度閾值和所述唇部下限灰度閾值；紅外圖像處理設(shè)備，與所述移動(dòng)硬盤和所述多個(gè)紅外攝像設(shè)備分別連接，包括多個(gè)圖像處理子設(shè)備，每一個(gè)圖像處理子設(shè)備與一個(gè)紅外攝像設(shè)備連接以接收對(duì)應(yīng)的紅外房間圖像，多個(gè)圖像處理子設(shè)備用于分別并行處理多個(gè)房間的紅外房間圖像；每一個(gè)圖像處理子設(shè)備包括對(duì)比度增強(qiáng)器、灰度化處理器、二值圖像濾波器、唇部識(shí)別器和嘴部開合度識(shí)別器，所述對(duì)比度增強(qiáng)器與對(duì)應(yīng)的紅外攝像設(shè)備連接以接收對(duì)應(yīng)的紅外房間圖像并對(duì)對(duì)應(yīng)的紅外房間圖像進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)處理，獲得紅外增強(qiáng)圖像，所述灰度化處理器與所述對(duì)比度增強(qiáng)器連接以對(duì)所述紅外增強(qiáng)圖像執(zhí)行灰度化處理，獲得紅外灰度圖像，所述二值圖像濾波器與所述灰度化處理器和所述移動(dòng)硬盤分別連接以對(duì)所述紅外灰度圖像執(zhí)行基于區(qū)域連通的二值圖像濾波，獲得紅外濾波圖像，所述唇部識(shí)別器與所述二值圖像濾波器和所述移動(dòng)硬盤分別連接，將所述紅外濾波圖像中灰度值在所述唇部上限灰度閾值和所述唇部下限灰度閾值之間的像素組合以獲得紅外唇部子圖案，所述嘴部開合度識(shí)別器與所述唇部識(shí)別器連接，基于所述紅外唇部子圖案確定對(duì)應(yīng)的嘴部開合度并輸出，其中，如果所述唇部識(shí)別器輸出的紅外唇部子圖案為多個(gè)，則所述嘴部開合度識(shí)別器輸出的嘴部開合度為多個(gè)紅外唇部子圖案對(duì)應(yīng)的多個(gè)嘴部開合度的平均值；所述嵌入式處理設(shè)備與所述互動(dòng)通風(fēng)設(shè)備、所述移動(dòng)硬盤、所述紅外圖像處理設(shè)備、所述多個(gè)房間氧氣濃度檢測(cè)設(shè)備、所述多個(gè)紅外攝像設(shè)備和所述多個(gè)紅外線檢測(cè)設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到一個(gè)紅外線檢測(cè)設(shè)備發(fā)出的人員存在信號(hào)時(shí)，啟動(dòng)發(fā)出人員存在信號(hào)的紅外線檢測(cè)設(shè)備對(duì)應(yīng)房間內(nèi)的紅外攝像設(shè)備和房間氧氣濃度檢測(cè)設(shè)備，以接收對(duì)應(yīng)房間內(nèi)氧氣濃度和嘴部開合度，將氧氣濃度權(quán)重與接收到的氧氣濃度相乘，將紅外圖像權(quán)重與接收到的嘴部開合度的倒數(shù)相乘，將得到的兩個(gè)乘積相加以獲得決定是否啟動(dòng)互動(dòng)通風(fēng)的通風(fēng)評(píng)定數(shù)值，當(dāng)所述通風(fēng)評(píng)定數(shù)值小于等于通風(fēng)評(píng)定閾值時(shí)，所述嵌入式處理設(shè)備控制所述通風(fēng)電機(jī)通過所述多個(gè)通風(fēng)管道出口對(duì)多個(gè)房間之間執(zhí)行空氣互動(dòng)，以平衡多個(gè)房間之間的氧氣濃度；其中，所述對(duì)所述紅外灰度圖像執(zhí)行基于區(qū)域連通的二值圖像濾波具體包括:將所述紅外灰度圖像中每一個(gè)像素作為被檢測(cè)像素，采用5X5像素濾波窗口建立以所述被檢測(cè)像素為中心的連通區(qū)域，計(jì)算所述連通區(qū)域中灰度值大于預(yù)設(shè)灰度閾值的像素個(gè)數(shù)，如果計(jì)算的像素個(gè)數(shù)大于等于預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值，則所述被檢測(cè)像素為非噪聲點(diǎn)，保留所述被檢測(cè)像素，如果計(jì)算的像素個(gè)數(shù)小于預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值，則所述被檢測(cè)像素為噪聲點(diǎn)，對(duì)所述被檢測(cè)像素進(jìn)行濾除；所述對(duì)比度增強(qiáng)器、所述灰度化處理器、所述二值圖像濾波器、所述唇部識(shí)別器和所述嘴部開合度識(shí)別器分別采用不同的FPGA芯片來實(shí)現(xiàn)；所述嵌入式處理設(shè)備當(dāng)接收到一個(gè)紅外線檢測(cè)設(shè)備發(fā)出的人員不存在信號(hào)時(shí)，關(guān)閉發(fā)出人員不存在信號(hào)的紅外線檢測(cè)設(shè)備對(duì)應(yīng)房間內(nèi)的紅外攝像設(shè)備和房間氧氣濃度檢測(cè)設(shè)備。
[0009]更具體地，在所述智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)中:所述嵌入式處理設(shè)備為ARMll處理器。
[0010]更具體地，在所述智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)中，還包括:顯示設(shè)備，與所述嵌入式處理設(shè)備連接，用于顯示每一個(gè)房間內(nèi)的氧氣濃度和嘴部開合度。
[0011]更具體地，在所述智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)中，還包括:供電設(shè)備，包括太陽能供電器件、鋰電池、切換開關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述切換開關(guān)與所述太陽能供電器件和所述鋰電池分別連接，根據(jù)鋰電池的剩余電量決定是否切換到所述太陽能供電器件以由所述太陽能供電器件供電，所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開關(guān)連接，以將通過切換開關(guān)輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓。
[0012]更具體地，在所述智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)中，還包括:霧霾濃度檢測(cè)設(shè)備，設(shè)置在所述房屋外，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)房屋外部空氣的霧霾濃度。
[0013]更具體地，在所述智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)中:所述霧霾濃度檢測(cè)設(shè)備與所述嵌入式處理設(shè)備連接，以在檢測(cè)的霧霾濃度小于等于預(yù)設(shè)霧霾濃度閾值時(shí)，向所述嵌入式處理設(shè)備發(fā)出戶外通風(fēng)互動(dòng)信號(hào)。
[0014]更具體地，在所述智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)中:所述互動(dòng)通風(fēng)設(shè)備還包括設(shè)置在房屋外的戶外通風(fēng)管道出口 ；所述嵌入式處理設(shè)備還在接收到所述戶外通風(fēng)互動(dòng)信號(hào)時(shí)，控制所述互動(dòng)通風(fēng)設(shè)備執(zhí)行房屋內(nèi)外的空氣互動(dòng)。
【附圖說明】
[0015]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述，其中:
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的智能家居空氣自適應(yīng)互動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]對(duì)于霧霾天氣，人們往往關(guān)注于關(guān)閉房屋門窗，