一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制方法，該方法包括：1)提供一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括紅外熱相儀、可見(jiàn)光相機(jī)、圖像處理設(shè)備、窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)和嵌入式處理設(shè)備，所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)都對(duì)臥室室內(nèi)拍攝以分別獲得紅外圖像和可見(jiàn)光圖像，所述圖像處理設(shè)備與所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)分別連接，用于對(duì)所述紅外圖像和所述可見(jiàn)光圖像分別進(jìn)行圖像處理，所述嵌入式處理設(shè)備與所述圖像處理設(shè)備和所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)分別連接，基于所述圖像處理設(shè)備的圖像處理結(jié)果確定所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟策略；2)使用所述控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制方法
[0001 ] 本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?01510535044.9、申請(qǐng)日為2015年8月27日、發(fā)明名稱(chēng)為“一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制方法”的專(zhuān)利的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及智能家居領(lǐng)域，尤其涉及一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003]對(duì)于臥室來(lái)說(shuō)，其窗戶是決定室內(nèi)通風(fēng)情況的重要工具。窗戶的開(kāi)閉和窗戶開(kāi)啟的程度決定了室內(nèi)的溫度、濕度以及室內(nèi)空氣的質(zhì)量。在白天，臥室內(nèi)的人們可以自行對(duì)窗戶進(jìn)行開(kāi)閉和開(kāi)啟度控制，甚至在白天，可能沒(méi)有人在臥室內(nèi)休息，然而在夜間，一般臥室內(nèi)都存在人員休息，而且人員處于睡眠狀態(tài)，無(wú)法對(duì)窗戶進(jìn)行控制，這時(shí)只能在睡覺(jué)前將窗戶控制在打開(kāi)和關(guān)閉兩個(gè)狀態(tài)，而在睡眠中無(wú)法靈活根據(jù)室外風(fēng)速和室內(nèi)人員流汗程度進(jìn)行窗戶的開(kāi)閉和開(kāi)啟度控制。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，并不存在臥室人員熟睡時(shí)根據(jù)室外風(fēng)速和室內(nèi)人員流汗程度對(duì)臥室窗戶進(jìn)行智能化開(kāi)啟控制的方案，這樣很容易導(dǎo)致以下問(wèn)題:(I)室內(nèi)人員流汗很多，但窗戶一直處于關(guān)閉狀態(tài)；(2)室內(nèi)人員不流汗，但窗戶一直處于打開(kāi)狀態(tài)；(3)窗戶不能根據(jù)室外風(fēng)速自動(dòng)控制窗戶的開(kāi)啟程度。上述情況都會(huì)給臥室中處于睡眠狀態(tài)的人員造成一定的不適，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致受涼或中暑情況發(fā)生。
[0005]為此，本發(fā)明提出了一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制方法，能夠在臥室人員熟睡時(shí)根據(jù)室外風(fēng)速和室內(nèi)人員流汗程度對(duì)臥室窗戶進(jìn)行智能化開(kāi)啟控制，從而為臥室中處于睡眠狀態(tài)的人員提供一個(gè)良好的睡眠環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制方法，首先根據(jù)環(huán)境亮度確定紅外熱相儀和可見(jiàn)光相機(jī)的開(kāi)啟關(guān)閉，以保障無(wú)論在哪一種環(huán)境亮度情況下，都有適合的圖像采集設(shè)備，隨后，采用室外風(fēng)速檢測(cè)儀和具有自適應(yīng)閾值分割機(jī)制的圖像處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)根據(jù)室外風(fēng)速和室內(nèi)人員流汗程度對(duì)臥室窗戶進(jìn)行的智能化開(kāi)啟控制，從而給睡眠中的人員以極佳的體感舒適度。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制方法，該方法包括:I)提供一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括紅外熱相儀、可見(jiàn)光相機(jī)、圖像處理設(shè)備、窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)和嵌入式處理設(shè)備，所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)都對(duì)臥室室內(nèi)拍攝以分別獲得紅外圖像和可見(jiàn)光圖像，所述圖像處理設(shè)備與所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)分別連接，用于對(duì)所述紅外圖像和所述可見(jiàn)光圖像分別進(jìn)行圖像處理，所述嵌入式處理設(shè)備與所述圖像處理設(shè)備和所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)分別連接，基于所述圖像處理設(shè)備的圖像處理結(jié)果確定所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟策略;2)使用所述控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制。
[0008]更具體地，在所述臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)中，還包括:室內(nèi)亮度傳感器，設(shè)置在臥室內(nèi)，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)并輸出臥室內(nèi)部的環(huán)境亮度;室外風(fēng)速檢測(cè)儀，設(shè)置在臥室外部的外墻上，用于檢測(cè)并輸出臥室外部的實(shí)時(shí)風(fēng)速;供電設(shè)備，設(shè)置在臥室外部的外墻上，包括太陽(yáng)能供電器件、市電接口、切換開(kāi)關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述切換開(kāi)關(guān)與所述太陽(yáng)能供電器件和所述市電接口分別連接，根據(jù)市電接口處的市電電壓大小決定是否切換到所述太陽(yáng)能供電器件以由所述太陽(yáng)能供電器件供電，所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開(kāi)關(guān)連接，以將通過(guò)切換開(kāi)關(guān)輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓;靜態(tài)存儲(chǔ)器，用于預(yù)先存儲(chǔ)亮度閾值、人體灰度閾值范圍和預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值;所述圖像處理設(shè)備與所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)分別連接，用于接收紅外圖像或可見(jiàn)光圖像以作為檢測(cè)圖像;所述圖像處理設(shè)備包括圖像預(yù)處理子設(shè)備、閾值選擇子設(shè)備、人體分割子設(shè)備和汗水提取子設(shè)備;所述圖像預(yù)處理子設(shè)備對(duì)所述檢測(cè)圖像依次執(zhí)行邊緣增強(qiáng)處理、小波濾波處理、圖像膨脹處理、圖像腐蝕處理和灰度化處理，以獲得灰度化圖像;所述閾值選擇子設(shè)備與所述靜態(tài)存儲(chǔ)器和所述圖像預(yù)處理子設(shè)備分別連接，用于依次從所述人體灰度閾值范圍中選擇一個(gè)值作為預(yù)選灰度閾值，采用預(yù)選灰度閾值將灰度化圖像劃分為預(yù)選背景區(qū)域和預(yù)選目標(biāo)區(qū)域，計(jì)算預(yù)選背景區(qū)域占據(jù)灰度化圖像的面積比例作為背景面積比，計(jì)算預(yù)選背景區(qū)域的像素平均灰度值作為背景平均灰度值，計(jì)算預(yù)選目標(biāo)區(qū)域占據(jù)灰度化圖像的面積比例作為目標(biāo)面積比，計(jì)算預(yù)選目標(biāo)區(qū)域的像素平均灰度值作為目標(biāo)平均灰度值，將背景平均灰度值減去灰度化圖像的總平均灰度值，獲得的差的平方乘以背景面積比以獲得第一乘積，將目標(biāo)平均灰度值減去灰度化圖像的總平均灰度值，獲得的差的平方乘以目標(biāo)面積比以獲得第二乘積，將第一乘積和第二乘積相加以獲得和值，選擇和值最大的預(yù)選灰度閾值作為目標(biāo)灰度閾值;所述人體分割子設(shè)備與所述閾值選擇子設(shè)備連接，用于采用目標(biāo)灰度閾值將灰度化圖像劃分為背景圖像和人體圖像;所述汗水提取子設(shè)備與所述人體分割子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)器分別連接，從人體圖像中提取符合汗水形態(tài)的各個(gè)汗水子圖像，累計(jì)各個(gè)汗水子圖像中的像素總和，當(dāng)?shù)玫降南袼乜偤痛笥陬A(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值時(shí)，判斷人體存在汗水并輸出存在汗水信號(hào)，當(dāng)?shù)玫降南袼乜偤托∮诘扔陬A(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值時(shí)，判斷人體不存在汗水并輸出不存在汗水信號(hào);所述嵌入式處理設(shè)備與所述紅外熱相儀、所述可見(jiàn)光相機(jī)、所述室內(nèi)亮度傳感器、所述室外風(fēng)速檢測(cè)儀、所述靜態(tài)存儲(chǔ)器、所述圖像處理設(shè)備和所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)分別連接，當(dāng)接收到的環(huán)境亮度小于等于亮度閾值時(shí)，打開(kāi)所述紅外熱相儀并關(guān)閉所述可見(jiàn)光相機(jī)，當(dāng)接收到的環(huán)境亮度大于亮度閾值時(shí)，關(guān)閉所述紅外熱相儀并打開(kāi)所述可見(jiàn)光相機(jī);所述嵌入式處理設(shè)備還在接收到存在汗水信號(hào)，根據(jù)接收到的實(shí)時(shí)風(fēng)速確定所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟策略;其中，在所述圖像處理設(shè)備中，在將紅外圖像作為檢測(cè)圖像前，將紅外圖像進(jìn)行可見(jiàn)光式圖像轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的圖像作為檢測(cè)圖像;所述嵌入式處理設(shè)備確定的開(kāi)啟策略具體包括:所述嵌入式處理設(shè)備控制所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)，使得所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)控制窗戶的開(kāi)度與實(shí)時(shí)風(fēng)速成反比；所述靜態(tài)存儲(chǔ)器預(yù)先存儲(chǔ)了風(fēng)速開(kāi)度對(duì)照表，所述風(fēng)速開(kāi)度對(duì)照表給出了每一個(gè)風(fēng)速范圍與窗戶開(kāi)度的映射關(guān)系，所述嵌入式處理設(shè)備根據(jù)所述風(fēng)速開(kāi)度對(duì)照表使得所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)控制窗戶的開(kāi)度與實(shí)時(shí)風(fēng)速成反比。
[0009]更具體地，在所述臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)中:所述圖像處理設(shè)備、所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)被集成在一塊集成電路板上。
[0010]更具體地，在所述臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)中:所述圖像預(yù)處理子設(shè)備、所述閾值選擇子設(shè)備、所述人體分割子設(shè)備和所述汗水提取子設(shè)備分別采用不同型號(hào)的FPGA芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0011]更具體地，在所述臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)中:所述圖像預(yù)處理子設(shè)備、所述閾值選擇子設(shè)備、所述人體分割子設(shè)備和所述汗水提取子設(shè)備被集成在同一塊FPGA芯片中。
[0012]更具體地，在所述臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)中，所述控制系統(tǒng)還包括:顯示設(shè)備，與所述嵌入式處理設(shè)備連接，用于接收并顯示所述環(huán)境亮度和所述實(shí)時(shí)風(fēng)速。
【附圖說(shuō)明】
[0013]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:
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0015]附圖標(biāo)記:I紅外熱相儀;2可見(jiàn)光相機(jī);3圖像處理設(shè)備;4窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)；5嵌入式處理設(shè)備
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]臥室窗戶是通風(fēng)、平衡室內(nèi)外溫度和濕度的重要部件?，F(xiàn)有技術(shù)中，需要人們自己根據(jù)體感情況進(jìn)行臥室窗戶的開(kāi)啟、關(guān)閉以及開(kāi)啟度程度，但是一旦人們進(jìn)入睡眠狀態(tài)，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)這些控制。
[0018]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)，采用視覺(jué)機(jī)器控制的方式，即使臥室內(nèi)人員處于睡眠狀態(tài)，也能靈活根據(jù)室外風(fēng)速和室內(nèi)人員流汗程度進(jìn)行窗戶的開(kāi)閉和開(kāi)啟度控制。
[0019]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述控制系統(tǒng)包括紅外熱相儀、可見(jiàn)光相機(jī)、圖像處理設(shè)備、窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)和嵌入式處理設(shè)備，所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)都對(duì)臥室室內(nèi)拍攝以分別獲得紅外圖像和可見(jiàn)光圖像，所述圖像處理設(shè)備與所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)分別連接，用于對(duì)所述紅外圖像和所述可見(jiàn)光圖像分別進(jìn)行圖像處理，所述嵌入式處理設(shè)備與所述圖像處理設(shè)備和所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)分別連接，基于所述圖像處理設(shè)備的圖像處理結(jié)果確定所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟策略。
[0020]接著，繼續(xù)對(duì)本發(fā)明的臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0021]所述控制系統(tǒng)還包括:室內(nèi)亮度傳感器，設(shè)置在臥室內(nèi)，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)并輸出臥室內(nèi)部的環(huán)境亮度。
[0022]所述控制系統(tǒng)還包括:室外風(fēng)速檢測(cè)儀，設(shè)置在臥室外部的外墻上，用于檢測(cè)并輸出臥室外部的實(shí)時(shí)風(fēng)速。
[0023]所述控制系統(tǒng)還包括:供電設(shè)備，設(shè)置在臥室外部的外墻上，包括太陽(yáng)能供電器件、市電接口、切換開(kāi)關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述切換開(kāi)關(guān)與所述太陽(yáng)能供電器件和所述市電接口分別連接，根據(jù)市電接口處的市電電壓大小決定是否切換到所述太陽(yáng)能供電器件以由所述太陽(yáng)能供電器件供電，所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開(kāi)關(guān)連接，以將通過(guò)切換開(kāi)關(guān)輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓。
[0024]所述控制系統(tǒng)還包括:靜態(tài)存儲(chǔ)器，用于預(yù)先存儲(chǔ)亮度閾值、人體灰度閾值范圍和預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值。
[0025]所述圖像處理設(shè)備與所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)分別連接，用于接收紅外圖像或可見(jiàn)光圖像以作為檢測(cè)圖像;所述圖像處理設(shè)備包括圖像預(yù)處理子設(shè)備、閾值選擇子設(shè)備、人體分割子設(shè)備和汗水提取子設(shè)備。
[0026]所述圖像預(yù)處理子設(shè)備對(duì)所述檢測(cè)圖像依次執(zhí)行邊緣增強(qiáng)處理、小波濾波處理、圖像膨脹處理、圖像腐蝕處理和灰度化處理，以獲得灰度化圖像。
[0027]所述閾值選擇子設(shè)備與所述靜態(tài)存儲(chǔ)器和所述圖像預(yù)處理子設(shè)備分別連接，用于依次從所述人體灰度閾值范圍中選擇一個(gè)值作為預(yù)選灰度閾值，采用預(yù)選灰度閾值將灰度化圖像劃分為預(yù)選背景區(qū)域和預(yù)選目標(biāo)區(qū)域，計(jì)算預(yù)選背景區(qū)域占據(jù)灰度化圖像的面積比例作為背景面積比，計(jì)算預(yù)選背景區(qū)域的像素平均灰度值作為背景平均灰度值，計(jì)算預(yù)選目標(biāo)區(qū)域占據(jù)灰度化圖像的面積比例作為目標(biāo)面積比，計(jì)算預(yù)選目標(biāo)區(qū)域的像素平均灰度值作為目標(biāo)平均灰度值，將背景平均灰度值減去灰度化圖像的總平均灰度值，獲得的差的平方乘以背景面積比以獲得第一乘積，將目標(biāo)平均灰度值減去灰度化圖像的總平均灰度值，獲得的差的平方乘以目標(biāo)面積比以獲得第二乘積，將第一乘積和第二乘積相加以獲得和值，選擇和值最大的預(yù)選灰度閾值作為目標(biāo)灰度閾值。
[0028]所述人體分割子設(shè)備與所述閾值選擇子設(shè)備連接，用于采用目標(biāo)灰度閾值將灰度化圖像劃分為背景圖像和人體圖像。
[0029]所述汗水提取子設(shè)備與所述人體分割子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)器分別連接，從人體圖像中提取符合汗水形態(tài)的各個(gè)汗水子圖像，累計(jì)各個(gè)汗水子圖像中的像素總和，當(dāng)?shù)玫降南袼乜偤痛笥陬A(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值時(shí)，判斷人體存在汗水并輸出存在汗水信號(hào)，當(dāng)?shù)玫降南袼乜偤托∮诘扔陬A(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值時(shí)，判斷人體不存在汗水并輸出不存在汗水信號(hào)。
[0030]所述嵌入式處理設(shè)備與所述紅外熱相儀、所述可見(jiàn)光相機(jī)、所述室內(nèi)亮度傳感器、所述室外風(fēng)速檢測(cè)儀、所述靜態(tài)存儲(chǔ)器、所述圖像處理設(shè)備和所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)分別連接，當(dāng)接收到的環(huán)境亮度小于等于亮度閾值時(shí)，打開(kāi)所述紅外熱相儀并關(guān)閉所述可見(jiàn)光相機(jī)，當(dāng)接收到的環(huán)境亮度大于亮度閾值時(shí)，關(guān)閉所述紅外熱相儀并打開(kāi)所述可見(jiàn)光相機(jī)。所述嵌入式處理設(shè)備還在接收到存在汗水信號(hào)，根據(jù)接收到的實(shí)時(shí)風(fēng)速確定所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟策略。
[0031]其中，在所述圖像處理設(shè)備中，在將紅外圖像作為檢測(cè)圖像前，將紅外圖像進(jìn)行可見(jiàn)光式圖像轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的圖像作為檢測(cè)圖像;所述嵌入式處理設(shè)備確定的開(kāi)啟策略具體包括:所述嵌入式處理設(shè)備控制所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)，使得所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)控制窗戶的開(kāi)度與實(shí)時(shí)風(fēng)速成反比；所述靜態(tài)存儲(chǔ)器預(yù)先存儲(chǔ)了風(fēng)速開(kāi)度對(duì)照表，所述風(fēng)速開(kāi)度對(duì)照表給出了每一個(gè)風(fēng)速范圍與窗戶開(kāi)度的映射關(guān)系，所述嵌入式處理設(shè)備根據(jù)所述風(fēng)速開(kāi)度對(duì)照表使得所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)控制窗戶的開(kāi)度與實(shí)時(shí)風(fēng)速成反比。
[0032]可選地，在所述控制系統(tǒng)中:所述圖像處理設(shè)備、所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)被集成在一塊集成電路板上;所述圖像預(yù)處理子設(shè)備、所述閾值選擇子設(shè)備、所述人體分割子設(shè)備和所述汗水提取子設(shè)備分別采用不同型號(hào)的FPGA芯片來(lái)實(shí)現(xiàn);所述圖像預(yù)處理子設(shè)備、所述閾值選擇子設(shè)備、所述人體分割子設(shè)備和所述汗水提取子設(shè)備被集成在同一塊FPGA芯片中；所述控制系統(tǒng)還可以包括:顯示設(shè)備，與所述嵌入式處理設(shè)備連接，用于接收并顯示所述環(huán)境亮度和所述實(shí)時(shí)風(fēng)速。
[0033]另外，F(xiàn)PGA(Field —Programmable Gate Array)，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，他是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。他是作為專(zhuān)用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門(mén)電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。
[0034]以硬件描述語(yǔ)言(Verilog或VHDL)所完成的電路設(shè)計(jì)，可以經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的綜合與布局，快速的燒錄至FPGA上進(jìn)行測(cè)試，是現(xiàn)代IC設(shè)計(jì)驗(yàn)證的技術(shù)主流。這些可編輯元件可以被用來(lái)實(shí)現(xiàn)一些基本的邏輯門(mén)電路(比如AND、0R、X0R、N0T)或者更復(fù)雜一些的組合功能比如解碼器或數(shù)學(xué)方程式。在大多數(shù)的FPGA里面，這些可編輯的元件里也包含記憶元件例如觸發(fā)器(Flip — flop)或者其他更加完整的記憶塊。系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以根據(jù)需要通過(guò)可編輯的連接把FPGA內(nèi)部的邏輯塊連接起來(lái)，就好像一個(gè)電路試驗(yàn)板被放在了一個(gè)芯片里。一個(gè)出廠后的成品FPGA的邏輯塊和連接可以按照設(shè)計(jì)者而改變，所以FPGA可以完成所需要的邏輯功會(huì)K。
[0035]FPGA—般來(lái)說(shuō)比ASIC(專(zhuān)用集成電路)的速度要慢，實(shí)現(xiàn)同樣的功能比ASIC電路面積要大。但是他們也有很多的優(yōu)點(diǎn)比如可以快速成品，可以被修改來(lái)改正程序中的錯(cuò)誤和更便宜的造價(jià)。廠商也可能會(huì)提供便宜的但是編輯能力差的FPGA。因?yàn)檫@些芯片有比較差的可編輯能力，所以這些設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)是在普通的FPGA上完成的，然后將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移到一個(gè)類(lèi)似于ASIC的芯片上。另外一種方法是用CPLD(Complex Programmable Logic Device，復(fù)雜可編程邏輯器件)JPGA的開(kāi)發(fā)相對(duì)于傳統(tǒng)PC、單片機(jī)的開(kāi)發(fā)有很大不同。FPGA以并行運(yùn)算為主，以硬件描述語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn);相比于PC或單片機(jī)(無(wú)論是馮諾依曼結(jié)構(gòu)還是哈佛結(jié)構(gòu))的順序操作有很大區(qū)別。
[0036]早在1980年代中期，F(xiàn)PGA已經(jīng)在PLD設(shè)備中扎根。CPLD和FPGA包括了一些相對(duì)大數(shù)量的可編輯邏輯單元。CPLD邏輯門(mén)的密度在幾千到幾萬(wàn)個(gè)邏輯單元之間，而FPGA通常是在幾萬(wàn)到幾百萬(wàn)。CPLD和FPGA的主要區(qū)別是他們的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。CPLD是一個(gè)有點(diǎn)限制性的結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)由一個(gè)或者多個(gè)可編輯的結(jié)果之和的邏輯組列和一些相對(duì)少量的鎖定的寄存器組成。這樣的結(jié)果是缺乏編輯靈活性，但是卻有可以預(yù)計(jì)的延遲時(shí)間和邏輯單元對(duì)連接單元高比率的優(yōu)點(diǎn)。而FPGA卻是有很多的連接單元，這樣雖然讓他可以更加靈活的編輯，但是結(jié)構(gòu)卻復(fù)雜的多。
[0037]采用本發(fā)明的臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中臥室人員在睡眠狀態(tài)時(shí)窗戶無(wú)法控制的技術(shù)問(wèn)題，引入了亮度傳感器和風(fēng)速傳感器和采用自適應(yīng)分割閾值的圖像處理設(shè)備，實(shí)現(xiàn)在臥室人員熟睡時(shí)根據(jù)室外風(fēng)速和室內(nèi)人員流汗程度對(duì)臥室窗戶進(jìn)行的智能化開(kāi)啟控制。
[0038]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對(duì)于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制方法，該方法包括: 1)提供一種臥室窗戶智能化開(kāi)啟控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括紅外熱相儀、可見(jiàn)光相機(jī)、圖像處理設(shè)備、窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)和嵌入式處理設(shè)備，所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)都對(duì)臥室室內(nèi)拍攝以分別獲得紅外圖像和可見(jiàn)光圖像，所述圖像處理設(shè)備與所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)分別連接，用于對(duì)所述紅外圖像和所述可見(jiàn)光圖像分別進(jìn)行圖像處理，所述嵌入式處理設(shè)備與所述圖像處理設(shè)備和所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)分別連接，基于所述圖像處理設(shè)備的圖像處理結(jié)果確定所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟策略； 2)使用所述控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括: 室內(nèi)亮度傳感器，設(shè)置在臥室內(nèi)，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)并輸出臥室內(nèi)部的環(huán)境亮度； 室外風(fēng)速檢測(cè)儀，設(shè)置在臥室外部的外墻上，用于檢測(cè)并輸出臥室外部的實(shí)時(shí)風(fēng)速； 供電設(shè)備，設(shè)置在臥室外部的外墻上，包括太陽(yáng)能供電器件、市電接口、切換開(kāi)關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器，所述切換開(kāi)關(guān)與所述太陽(yáng)能供電器件和所述市電接口分別連接，根據(jù)市電接口處的市電電壓大小決定是否切換到所述太陽(yáng)能供電器件以由所述太陽(yáng)能供電器件供電，所述電壓轉(zhuǎn)換器與所述切換開(kāi)關(guān)連接，以將通過(guò)切換開(kāi)關(guān)輸入的5V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓；靜態(tài)存儲(chǔ)器，用于預(yù)先存儲(chǔ)亮度閾值、人體灰度閾值范圍和預(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值； 所述圖像處理設(shè)備與所述紅外熱相儀和所述可見(jiàn)光相機(jī)分別連接，用于接收紅外圖像或可見(jiàn)光圖像以作為檢測(cè)圖像;所述圖像處理設(shè)備包括圖像預(yù)處理子設(shè)備、閾值選擇子設(shè)備、人體分割子設(shè)備和汗水提取子設(shè)備;所述圖像預(yù)處理子設(shè)備對(duì)所述檢測(cè)圖像依次執(zhí)行邊緣增強(qiáng)處理、小波濾波處理、圖像膨脹處理、圖像腐蝕處理和灰度化處理，以獲得灰度化圖像;所述閾值選擇子設(shè)備與所述靜態(tài)存儲(chǔ)器和所述圖像預(yù)處理子設(shè)備分別連接，用于依次從所述人體灰度閾值范圍中選擇一個(gè)值作為預(yù)選灰度閾值，采用預(yù)選灰度閾值將灰度化圖像劃分為預(yù)選背景區(qū)域和預(yù)選目標(biāo)區(qū)域，計(jì)算預(yù)選背景區(qū)域占據(jù)灰度化圖像的面積比例作為背景面積比，計(jì)算預(yù)選背景區(qū)域的像素平均灰度值作為背景平均灰度值，計(jì)算預(yù)選目標(biāo)區(qū)域占據(jù)灰度化圖像的面積比例作為目標(biāo)面積比，計(jì)算預(yù)選目標(biāo)區(qū)域的像素平均灰度值作為目標(biāo)平均灰度值，將背景平均灰度值減去灰度化圖像的總平均灰度值，獲得的差的平方乘以背景面積比以獲得第一乘積，將目標(biāo)平均灰度值減去灰度化圖像的總平均灰度值，獲得的差的平方乘以目標(biāo)面積比以獲得第二乘積，將第一乘積和第二乘積相加以獲得和值，選擇和值最大的預(yù)選灰度閾值作為目標(biāo)灰度閾值;所述人體分割子設(shè)備與所述閾值選擇子設(shè)備連接，用于采用目標(biāo)灰度閾值將灰度化圖像劃分為背景圖像和人體圖像;所述汗水提取子設(shè)備與所述人體分割子設(shè)備和所述靜態(tài)存儲(chǔ)器分別連接，從人體圖像中提取符合汗水形態(tài)的各個(gè)汗水子圖像，累計(jì)各個(gè)汗水子圖像中的像素總和，當(dāng)?shù)玫降南袼乜偤痛笥陬A(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值時(shí)，判斷人體存在汗水并輸出存在汗水信號(hào)，當(dāng)?shù)玫降南袼乜偤托∮诘扔陬A(yù)設(shè)像素?cái)?shù)量閾值時(shí)，判斷人體不存在汗水并輸出不存在汗水信號(hào)； 所述嵌入式處理設(shè)備與所述紅外熱相儀、所述可見(jiàn)光相機(jī)、所述室內(nèi)亮度傳感器、所述室外風(fēng)速檢測(cè)儀、所述靜態(tài)存儲(chǔ)器、所述圖像處理設(shè)備和所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)分別連接，當(dāng)接收到的環(huán)境亮度小于等于亮度閾值時(shí)，打開(kāi)所述紅外熱相儀并關(guān)閉所述可見(jiàn)光相機(jī)，當(dāng)接收到的環(huán)境亮度大于亮度閾值時(shí)，關(guān)閉所述紅外熱相儀并打開(kāi)所述可見(jiàn)光相機(jī);所述嵌入式處理設(shè)備還在接收到存在汗水信號(hào)，根據(jù)接收到的實(shí)時(shí)風(fēng)速確定所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的開(kāi)啟策略； 其中，在所述圖像處理設(shè)備中，在將紅外圖像作為檢測(cè)圖像前，將紅外圖像進(jìn)行可見(jiàn)光式圖像轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的圖像作為檢測(cè)圖像； 其中，所述嵌入式處理設(shè)備確定的開(kāi)啟策略具體包括:所述嵌入式處理設(shè)備控制所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)，使得所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)控制窗戶的開(kāi)度與實(shí)時(shí)風(fēng)速成反比； 其中，所述靜態(tài)存儲(chǔ)器預(yù)先存儲(chǔ)了風(fēng)速開(kāi)度對(duì)照表，所述風(fēng)速開(kāi)度對(duì)照表給出了每一個(gè)風(fēng)速范圍與窗戶開(kāi)度的映射關(guān)系，所述嵌入式處理設(shè)備根據(jù)所述風(fēng)速開(kāi)度對(duì)照表使得所述窗戶開(kāi)啟機(jī)構(gòu)控制窗戶的開(kāi)度與實(shí)時(shí)風(fēng)速成反比； 顯示設(shè)備，與所述嵌入式處理設(shè)備連接，用于接收并顯示所述環(huán)境亮度和所述實(shí)時(shí)風(fēng)速。
【文檔編號(hào)】E05F15/71GK106088908SQ201610415944
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月27日 公開(kāi)號(hào)201610415944.4, CN 106088908 A, CN 106088908A, CN 201610415944, CN-A-106088908, CN106088908 A, CN106088908A, CN201610415944, CN201610415944.4
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】李勇