智能照明開(kāi)關(guān)控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及控制器，特別是一種智能照明開(kāi)關(guān)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前智能燈控開(kāi)關(guān)主要以聲控和光控為主，聲控就是根據(jù)當(dāng)前環(huán)境的聲音大小來(lái)判斷是否有人，而光控則是根據(jù)光照強(qiáng)度來(lái)判斷是否需要照明。這兩種方案雖然在一定程度上能解決問(wèn)題，但是都有瑕疵，比如聲控容易受噪聲干擾，而光控在白天需要照明的條件往往效果不是那么好。
[0003]本實(shí)用新型是光控和攝像頭的一個(gè)結(jié)合，通過(guò)相關(guān)的圖像處理算法，能夠彌補(bǔ)光控的不足，而且更智能，準(zhǔn)確度更高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是:提供一種智能照明開(kāi)關(guān)控制器，該控制器可以根據(jù)公共室內(nèi)光照環(huán)境實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)、關(guān)燈。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:主要由微處理器和與該微處理器相連的串口、攝像頭圖像傳感器、光照度傳感器、MicroSD卡文件系統(tǒng)FATFS、時(shí)鐘模塊、繼電器和電源組成。
[0006]所述微處理器采用STM32 Cortex M3 (STM32F103VET6)微處理器，其通過(guò)串口與裝在智能照明開(kāi)關(guān)控制器的主板上的WIFI模塊相連。WIFI模塊用于對(duì)控制器的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置和工作狀態(tài)的了解。
[0007]所述攝像頭圖像傳感器采用CMOS攝像頭圖像傳感器，該攝像頭圖像傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連。
[0008]所述光照度傳感器采用BH1750傳感器，其通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連，該傳感器裝在智能照明開(kāi)關(guān)控制器的面板上。
[0009]所述串口采用RS-232串口，其通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連。
[0010]所時(shí)鐘模塊采用RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，其通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連。
[0011]所述繼電器采用SRD-05VDC-SL-C繼電器，其裝在智能照明開(kāi)關(guān)控制器的主板上，并且通過(guò)控制線與微處理器相連。用作控制器的執(zhí)行元件。
[0012]所述微處理器通過(guò)串口與網(wǎng)口相連，該網(wǎng)口采用W5500。
[0013]本實(shí)用新型與以往技術(shù)相比，具有單個(gè)控制器多參數(shù)測(cè)控、測(cè)控范圍大、抗干擾能力強(qiáng)、成本低、安裝施工便捷等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試有效檢測(cè)角度為左右各45度，有效檢測(cè)距離為0-12米，其中當(dāng)檢測(cè)距離為0-5米時(shí)，檢測(cè)靈敏度高，人只要有輕微的晃動(dòng)即可檢測(cè)至IJ，當(dāng)距離為5-8米時(shí)，單人搖頭或擺手能檢測(cè)到，當(dāng)距離增大到8-12米時(shí)，此時(shí)還能檢測(cè)，只不過(guò)需要目標(biāo)比較大的動(dòng)作，如站起等。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型電路原理方框示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型是一種智能照明開(kāi)關(guān)控制器，其主要由微處理器和與該微處理器相連的串口、攝像頭圖像傳感器、光照度傳感器、MicroSD卡文件系統(tǒng)FATFS、時(shí)鐘模塊、繼電器和電源組成。本實(shí)用新型通過(guò)實(shí)時(shí)時(shí)鐘判斷開(kāi)關(guān)燈的時(shí)間范圍，采用光照度傳感器對(duì)環(huán)境光照強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，并且利用攝像頭圖像傳感器判斷當(dāng)前環(huán)境是否有人活動(dòng)，系統(tǒng)綜合時(shí)間判斷、光照度檢測(cè)、移動(dòng)偵測(cè)這三方面檢測(cè)情況作出決策，對(duì)照明進(jìn)行更精準(zhǔn)的控制，從而減少能源損耗、最大限度地降低人力物力使用，而且還具有性價(jià)比高、操作簡(jiǎn)易、可推廣性高等優(yōu)點(diǎn)，這既符合我國(guó)的節(jié)能減排的國(guó)策，也順應(yīng)了智慧城市的趨勢(shì)。
[0016]下面結(jié)合實(shí)施及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不限定本發(fā)明。
[0017]本實(shí)用新型提供的智能照明開(kāi)關(guān)控制器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，由微處理器和與該微處理器相連的串口、攝像頭圖像傳感器、光照度傳感器、MicroSD卡文件系統(tǒng)FATFS、時(shí)鐘模塊、繼電器和電源組成。
[0018]所述微處理器采用STM32Cortex M3微處理器，其特點(diǎn)是高速、低功耗、低成本。根據(jù)實(shí)際情況需要，該微處理器通過(guò)串口與裝在主板上的WIFI模塊、網(wǎng)口(以太網(wǎng))相連。
[0019]所述攝像頭圖像傳感器采用CMOS攝像頭圖像傳感器，用于采集被控區(qū)域環(huán)境的圖像信息。該攝像頭圖像傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連。
[0020]所述光照度傳感器采用BH1750傳感器，其通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連，用于采集被控區(qū)域環(huán)境的光照度信息。該傳感器裝在控制器的面板上。
[0021]所述串口采用RS-232串口，其通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連。
[0022]所述MicroSD卡文件系統(tǒng)FATFS，用于存儲(chǔ)數(shù)字圖像數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，其通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連。
[0023]所述時(shí)鐘模塊采用RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，主要用于時(shí)間控制，其通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連。
[0024]所述繼電器采用SRD-05VDC-SL-C，其用作執(zhí)行開(kāi)關(guān)。其裝在主板上，并且通過(guò)控制線與微處理器相連。
[0025]所述電源采用AC/DC(220V/5V)，其用途是為智能照明開(kāi)關(guān)控制器供電。該電源裝在主板上，其通過(guò)導(dǎo)線與控制器相連。
[0026]所述網(wǎng)口采用W5500，其用途主要是運(yùn)行參數(shù)設(shè)置并為今后實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制提供支持。
[0027]通過(guò)控制器采集的圖像信息和光照度信息，結(jié)合時(shí)鐘條件，對(duì)被控環(huán)境內(nèi)的照明開(kāi)關(guān)實(shí)施智能控制。非常適于無(wú)人看守的公共室內(nèi)環(huán)境照明控制。
[0028]本實(shí)用新型利用數(shù)字圖像技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能開(kāi)關(guān)控制。
[0029]本實(shí)用新型提供的智能照明開(kāi)關(guān)控制器，其工作過(guò)程是:攝像頭每隔一定的時(shí)間就采集一次環(huán)境圖像數(shù)據(jù)，然后對(duì)比前一次采集的圖像數(shù)據(jù)，以判斷被控環(huán)境內(nèi)是否有人在活動(dòng)，同時(shí)還要采集當(dāng)前環(huán)境的光照度數(shù)據(jù)，并根據(jù)設(shè)置的照明時(shí)間段，綜合上述因素對(duì)照明開(kāi)關(guān)實(shí)施控制。開(kāi)燈的條件為:被控環(huán)境內(nèi)有人員活動(dòng)、目前環(huán)境的光照度不足、在設(shè)置開(kāi)燈的時(shí)間段內(nèi)。當(dāng)以上3個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)就接通照明電源，否則斷開(kāi)照明電源。具體如下:
[0030]首先是初始化裝置的各個(gè)模塊(見(jiàn)圖1)，然后萬(wàn)年歷模塊U7獲取時(shí)間，數(shù)字光模塊U4獲取光照強(qiáng)度，判斷時(shí)間和光照強(qiáng)度是否位于開(kāi)燈的時(shí)間段和是否高于開(kāi)燈的關(guān)照強(qiáng)度，未能同時(shí)滿足以上兩者則算法直接結(jié)束，不予開(kāi)燈。當(dāng)滿足條件后，進(jìn)入移動(dòng)偵測(cè)算法階段。
[0031]從攝像頭U3取相鄰的兩幀圖片，然后對(duì)其作差分處理，得到差分圖像。判斷差分圖像的像素是否大于了設(shè)定的閾值，如果大于閾值，得到的圖像的直方圖是雙峰的，然后利用0STU (最大類間方差算法)對(duì)圖像進(jìn)行閾值分割得到二值化圖像，然后計(jì)算目標(biāo)像素與背景像素的比例，如果大于設(shè)定值表示當(dāng)前教室有人，系統(tǒng)發(fā)送開(kāi)燈指令，驅(qū)動(dòng)繼電器U6執(zhí)行開(kāi)燈動(dòng)作，反之則執(zhí)行關(guān)燈操作。如果差分圖像的像素閾值小于設(shè)定值，則該圖像的直方圖是單峰的，由于0STU算法對(duì)單峰的效果不好，此時(shí)采用一般的閾值分割算法進(jìn)行二值化。得到二值化圖像后的流程與前面所述相同。
[0032]最后當(dāng)移動(dòng)偵測(cè)檢測(cè)的結(jié)果為無(wú)人，也就是要執(zhí)行關(guān)燈操作時(shí)，并不會(huì)立即操作，考慮到穩(wěn)定性，會(huì)設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，只有連續(xù)檢測(cè)到設(shè)定次數(shù)的無(wú)人狀態(tài)才會(huì)去執(zhí)行關(guān)燈操作，如果中途有檢測(cè)到有人狀態(tài)，則計(jì)數(shù)器會(huì)進(jìn)行清零操作。
[0033]為了適應(yīng)太陽(yáng)光實(shí)時(shí)緩慢的光線變化，本實(shí)用新型在閾值分割部分加入動(dòng)態(tài)閾值。反映了光照變化的整體狀況。若光照變化較小，則將是一個(gè)很小的值；如果光照變化明顯，數(shù)值就會(huì)比較大，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定范圍。從而有效地抑制了光照變化對(duì)目標(biāo)檢測(cè)與提取的影響。
[0034]對(duì)于光照突變時(shí)，背景模型往往不能快速的反應(yīng)，而會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為是運(yùn)動(dòng)目標(biāo)出現(xiàn)了。尤其是當(dāng)局部間的光照發(fā)生突變，由于其變化范圍較小，在目標(biāo)檢測(cè)中很容易被誤當(dāng)成運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，造成不必要的誤判開(kāi)燈，給目標(biāo)檢測(cè)的精度帶來(lái)很大的影響。所以當(dāng)檢測(cè)到光照發(fā)生突變，應(yīng)選擇將此幀的檢測(cè)結(jié)果舍棄，繼續(xù)檢測(cè)下一幀圖像，同時(shí)使背景模型能夠盡快適應(yīng)這種變化，不干擾檢測(cè)結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能照明開(kāi)關(guān)控制器，其特征是主要由微處理器和與該微處理器相連的串口、攝像頭圖像傳感器、光照度傳感器、MicroSD卡文件系統(tǒng)FATFS、時(shí)鐘模塊、繼電器和電源組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能照明開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于所述微處理器采用STM32Cortex M3微處理器，其通過(guò)串口與裝在智能照明開(kāi)關(guān)控制器的主板上的WIFI模塊相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能照明開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于所述攝像頭圖像傳感器采用CMOS攝像頭圖像傳感器，該攝像頭圖像傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能照明開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于所述光照度傳感器采用BH1750傳感器，其通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連，該傳感器裝在智能照明開(kāi)關(guān)控制器的面板上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能照明開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于所述串口采用RS-232串口，其通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能照明開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于所時(shí)鐘模塊采用RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，其通過(guò)數(shù)據(jù)線與微處理器相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能照明開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于所述繼電器采用SRD-05VDC-SL-C繼電器，其裝在智能照明開(kāi)關(guān)控制器的主板上，并且通過(guò)控制線與微處理器相連。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能照明開(kāi)關(guān)控制器，其特征在于所述微處理器通過(guò)串口與網(wǎng)口相連，該網(wǎng)口采用W5500。
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種智能照明開(kāi)關(guān)控制器，其主要由微處理器和與該微處理器相連的串口、攝像頭圖像傳感器、光照度傳感器、MicroSD卡文件系統(tǒng)FATFS、時(shí)鐘模塊、繼電器和電源組成。本實(shí)用新型通過(guò)實(shí)時(shí)時(shí)鐘判斷開(kāi)關(guān)燈的時(shí)間范圍，采用光照度傳感器對(duì)環(huán)境光照強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，并且利用攝像頭圖像傳感器判斷當(dāng)前環(huán)境是否有人活動(dòng)，系統(tǒng)綜合時(shí)間判斷、光照度檢測(cè)、移動(dòng)偵測(cè)這三方面檢測(cè)情況作出決策，對(duì)照明進(jìn)行更精準(zhǔn)的控制，從而減少能源損耗、最大限度地降低人力物力使用，而且還具有性價(jià)比高、操作簡(jiǎn)易、可推廣性高等優(yōu)點(diǎn)，這既符合我國(guó)的節(jié)能減排的國(guó)策，也順應(yīng)了智慧城市的趨勢(shì)。
【IPC分類】H05B37/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205082015
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520845236
【發(fā)明人】沈維聰, 章帆, 張翔
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年10月28日