一種智能窗戶自動(dòng)開啟方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能窗戶自動(dòng)開啟方法，該方法包括：1)提供一種基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)，所述開啟平臺(tái)包括室外溫度傳感器、室內(nèi)溫度傳感器、窗戶控制設(shè)備和數(shù)字信號(hào)處理器，所述室外溫度傳感器用于檢測臥室內(nèi)部的室內(nèi)溫度，所述室外溫度傳感器用于檢測臥室外部的室外溫度，所述數(shù)學(xué)信號(hào)處理器與所述室外溫度傳感器、所述室內(nèi)溫度傳感器和所述窗戶控制設(shè)備分別連接，計(jì)算室內(nèi)溫度和室外溫度之間的溫差，基于所述溫差控制所述窗戶控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)臥室窗戶的開啟控制；2)使用所述開啟平臺(tái)來開啟。通過本發(fā)明，能夠根據(jù)臥室人體出汗情況和室內(nèi)外溫差自動(dòng)控制臥室窗戶的開度。
【專利說明】一種智能窗戶自動(dòng)開啟方法
[0001 ] 本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?01510535409.8、申請(qǐng)日為2015年8月28日、發(fā)明名稱為“一種智能窗戶自動(dòng)開啟方法”的專利的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及溫度檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種智能窗戶自動(dòng)開啟方法。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，并不存在臥室人員熟睡時(shí)根據(jù)室內(nèi)外溫差和室內(nèi)人員流汗程度對(duì)臥室窗戶進(jìn)行智能化開啟控制的方案，這樣很容易導(dǎo)致以下問題:室內(nèi)人員流汗很多，但窗戶一直處于關(guān)閉狀態(tài);室內(nèi)人員不流汗，但窗戶一直處于打開狀態(tài);又或者，窗戶不能根據(jù)室內(nèi)外溫差自動(dòng)控制窗戶的開啟程度。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。
[0004]為此，本發(fā)明提出了一種智能窗戶自動(dòng)開啟方法，能夠在臥室人員熟睡時(shí)根據(jù)室內(nèi)外溫差和室內(nèi)人員流汗程度對(duì)臥室窗戶進(jìn)行智能化開啟控制，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】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種智能窗戶自動(dòng)開啟方法，首先根據(jù)環(huán)境亮度確定紅外熱相設(shè)備和可見光成像設(shè)備的開啟關(guān)閉，以保障無論在哪一種環(huán)境亮度情況下，都有適合的圖像采集設(shè)備，隨后，采用室內(nèi)溫度傳感器、室外溫度傳感器和具有自適應(yīng)閾值分割機(jī)制的汗水檢測設(shè)備實(shí)現(xiàn)根據(jù)室內(nèi)外溫差和室內(nèi)人員流汗程度對(duì)臥室窗戶進(jìn)行的自動(dòng)化開啟控制，從而為熟睡人員提供一個(gè)適宜的睡眠環(huán)境。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種智能窗戶自動(dòng)開啟方法，該方法包括:I)提供一種基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)，所述開啟平臺(tái)包括室外溫度傳感器、室內(nèi)溫度傳感器、窗戶控制設(shè)備和數(shù)字信號(hào)處理器，所述室外溫度傳感器用于檢測臥室內(nèi)部的室內(nèi)溫度，所述室外溫度傳感器用于檢測臥室外部的室外溫度，所述數(shù)學(xué)信號(hào)處理器與所述室外溫度傳感器、所述室內(nèi)溫度傳感器和所述窗戶控制設(shè)備分別連接，計(jì)算室內(nèi)溫度和室外溫度之間的溫差，基于所述溫差控制所述窗戶控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)臥室窗戶的開啟控制；2)使用所述開啟平臺(tái)來開啟。
[0007]更具體地，在所述基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)中，還包括:紅外熱相設(shè)備，設(shè)置在臥室室內(nèi)，用于對(duì)臥室室內(nèi)拍攝以獲得紅外圖像;可見光成像設(shè)備，設(shè)置在臥室室內(nèi)，用于對(duì)臥室室內(nèi)拍攝以獲得可見光圖像;亮度傳感設(shè)備，設(shè)置在臥室內(nèi)，用于實(shí)時(shí)檢測并輸出臥室內(nèi)部的環(huán)境亮度;汗水檢測設(shè)備，設(shè)置在臥室睡床位置，與所述紅外熱相設(shè)備和所述可見光成像設(shè)備分別連接，用于對(duì)所述紅外圖像或所述可見光圖像進(jìn)行圖像處理；供電設(shè)備，設(shè)置在臥室外部的外墻上，包括太陽能供電器件、市電接口、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;移動(dòng)硬盤，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;所述汗水檢測設(shè)備與所述紅外熱相設(shè)備和所述可見光成像設(shè)備分別連接，用于接收紅外圖像或可見光圖像以作為檢測圖像;所述汗水檢測設(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)所述檢測圖像依次執(zhí)行邊緣增強(qiáng)處理、自適應(yīng)遞歸濾波處理、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)備與所述移動(dòng)硬盤和所述圖像預(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目標(biāo)平均灰度值，獲得的差的平方乘以目標(biāo)面積比和背景面積比，獲得的乘積作為閾值乘積，選擇閾值乘積最大的預(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)備和所述移動(dòng)硬盤分別連接，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);所述數(shù)字信號(hào)處理器與所述室外溫度傳感器、所述室內(nèi)溫度傳感器、所述紅外熱相設(shè)備、所述可見光成像設(shè)備、所述室內(nèi)亮度傳感設(shè)備、所述移動(dòng)硬盤、所述汗水檢測設(shè)備和所述窗戶控制設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到的環(huán)境亮度小于等于亮度閾值時(shí)，打開所述紅外熱相設(shè)備并關(guān)閉所述可見光成像設(shè)備，當(dāng)接收到的環(huán)境亮度大于亮度閾值時(shí)，關(guān)閉所述紅外熱相設(shè)備并打開所述可見光成像設(shè)備;所述數(shù)字信號(hào)處理器還在接收到存在汗水信號(hào)，將室內(nèi)溫度減去室外溫度以獲得溫差，根據(jù)溫差實(shí)現(xiàn)對(duì)臥室窗戶的開啟控制；其中，在所述汗水檢測設(shè)備中，在將紅外圖像作為檢測圖像前，將紅外圖像進(jìn)行可見光式圖像轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的圖像作為檢測圖像;所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)溫差實(shí)現(xiàn)對(duì)臥室窗戶的開啟控制具體包括:所述數(shù)字信號(hào)處理器控制所述窗戶控制設(shè)備，使得所述窗戶控制設(shè)備控制窗戶的開度與溫差成正比；所述移動(dòng)硬盤預(yù)先存儲(chǔ)了溫差開度對(duì)照表，所述溫差開度對(duì)照表給出了每一個(gè)溫差范圍與窗戶開度的映射關(guān)系，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)所述溫差開度對(duì)照表使得所述窗戶控制設(shè)備控制窗戶的開度與溫差成正比。
[0008]更具體地，在所述基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)中:所述數(shù)字信號(hào)處理器為TI公司的DSP芯片。
[0009]更具體地，在所述基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)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芯片來實(shí)現(xiàn)。
[0010]更具體地，在所述基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)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)備被集成在同一塊集成電路板上。
[0011]更具體地，在所述基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)中，所述開啟平臺(tái)還包括:無線通信接口，與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接，用于接收并無線發(fā)送所述環(huán)境亮度和所述溫差。
[0012]更具體地，在所述基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)中:所述無線通信接口為GPRS移動(dòng)通信接口、3G移動(dòng)通信接口和4G移動(dòng)通信接口中的一種。
【附圖說明】
[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)施方案示出的基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0015]附圖標(biāo)記:I室外溫度傳感器;2室內(nèi)溫度傳感器；3窗戶控制設(shè)備;4數(shù)字信號(hào)處理器
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]對(duì)于臥室來說，其窗戶是決定室內(nèi)通風(fēng)情況的重要工具。窗戶的開閉和窗戶開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)行開閉和開啟度控制，甚至在白天，可能沒有人在臥室內(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)，無法對(duì)窗戶進(jìn)行控制，這時(shí)只能在睡覺前將窗戶控制在打開和關(guān)閉兩個(gè)狀態(tài)，而在睡眠中無法靈活根據(jù)室內(nèi)外溫差和室內(nèi)人員流汗程度進(jìn)行窗戶的開閉和開啟度控制。
[0018]為了克服上述不足，本發(fā)明搭建了一種基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)，采用視覺機(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)室內(nèi)外溫差和室內(nèi)人員流汗程度進(jìn)行窗戶的開閉和開啟度控制。
[0019]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案示出的基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)的結(jié)構(gòu)方框圖，所述開啟平臺(tái)包括室外溫度傳感器、室內(nèi)溫度傳感器、窗戶控制設(shè)備和數(shù)字信號(hào)處理器，所述室外溫度傳感器用于檢測臥室內(nèi)部的室內(nèi)溫度，所述室外溫度傳感器用于檢測臥室外部的室外溫度，所述數(shù)學(xué)信號(hào)處理器與所述室外溫度傳感器、所述室內(nèi)溫度傳感器和所述窗戶控制設(shè)備分別連接，計(jì)算室內(nèi)溫度和室外溫度之間的溫差，基于所述溫差控制所述窗戶控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)臥室窗戶的開啟控制。
[0020]接著，繼續(xù)對(duì)本發(fā)明的基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0021]所述開啟平臺(tái)還包括:紅外熱相設(shè)備，設(shè)置在臥室室內(nèi)，用于對(duì)臥室室內(nèi)拍攝以獲得紅外圖像。
[0022]所述開啟平臺(tái)還包括:可見光成像設(shè)備，設(shè)置在臥室室內(nèi)，用于對(duì)臥室室內(nèi)拍攝以獲得可見光圖像。
[0023]所述開啟平臺(tái)還包括:亮度傳感設(shè)備，設(shè)置在臥室內(nèi)，用于實(shí)時(shí)檢測并輸出臥室內(nèi)部的環(huán)境亮度。
[0024]所述開啟平臺(tái)還包括:汗水檢測設(shè)備，設(shè)置在臥室睡床位置，與所述紅外熱相設(shè)備和所述可見光成像設(shè)備分別連接，用于對(duì)所述紅外圖像或所述可見光圖像進(jìn)行圖像處理。
[0025]所述開啟平臺(tái)還包括:供電設(shè)備，設(shè)置在臥室外部的外墻上，包括太陽能供電器件、市電接口、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。
[0026]所述開啟平臺(tái)還包括:移動(dòng)硬盤，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;所述汗水檢測設(shè)備與所述紅外熱相設(shè)備和所述可見光成像設(shè)備分別連接，用于接收紅外圖像或可見光圖像以作為檢測圖像。
[0027]所述汗水檢測設(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)所述檢測圖像依次執(zhí)行邊緣增強(qiáng)處理、自適應(yīng)遞歸濾波處理、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。
[0028]所述閾值選擇子設(shè)備與所述移動(dòng)硬盤和所述圖像預(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目標(biāo)平均灰度值，獲得的差的平方乘以目標(biāo)面積比和背景面積比，獲得的乘積作為閾值乘積，選擇閾值乘積最大的預(yù)選灰度閾值作為目標(biāo)灰度閾值。
[0029]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。
[0030]所述汗水提取子設(shè)備與所述人體分割子設(shè)備和所述移動(dòng)硬盤分別連接，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)。
[0031]所述數(shù)字信號(hào)處理器與所述室外溫度傳感器、所述室內(nèi)溫度傳感器、所述紅外熱相設(shè)備、所述可見光成像設(shè)備、所述室內(nèi)亮度傳感設(shè)備、所述移動(dòng)硬盤、所述汗水檢測設(shè)備和所述窗戶控制設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到的環(huán)境亮度小于等于亮度閾值時(shí)，打開所述紅外熱相設(shè)備并關(guān)閉所述可見光成像設(shè)備，當(dāng)接收到的環(huán)境亮度大于亮度閾值時(shí)，關(guān)閉所述紅外熱相設(shè)備并打開所述可見光成像設(shè)備。
[0032]所述數(shù)字信號(hào)處理器還在接收到存在汗水信號(hào)，將室內(nèi)溫度減去室外溫度以獲得溫差，根據(jù)溫差實(shí)現(xiàn)對(duì)臥室窗戶的開啟控制。
[0033]其中，在所述汗水檢測設(shè)備中，在將紅外圖像作為檢測圖像前，將紅外圖像進(jìn)行可見光式圖像轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的圖像作為檢測圖像;所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)溫差實(shí)現(xiàn)對(duì)臥室窗戶的開啟控制具體包括:所述數(shù)字信號(hào)處理器控制所述窗戶控制設(shè)備，使得所述窗戶控制設(shè)備控制窗戶的開度與溫差成正比；所述移動(dòng)硬盤預(yù)先存儲(chǔ)了溫差開度對(duì)照表，所述溫差開度對(duì)照表給出了每一個(gè)溫差范圍與窗戶開度的映射關(guān)系，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)所述溫差開度對(duì)照表使得所述窗戶控制設(shè)備控制窗戶的開度與溫差成正比。
[0034]可選地，在所述開啟平臺(tái)中:所述數(shù)字信號(hào)處理器為TI公司的DSP芯片;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)備被集成在同一塊集成電路板上;所述開啟平臺(tái)還包括:無線通信接口，與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接，用于接收并無線發(fā)送所述環(huán)境亮度和所述溫差；以及，所述無線通信接口可以為GPRS移動(dòng)通信接口、3G移動(dòng)通信接口和4G移動(dòng)通信接口中的一種。
[0035]另外，F(xiàn)PGA(Field —Programmable Gate Array)，即現(xiàn)場可編程門陣列，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電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。
[0036]以硬件描述語言(Verilog或VHDL)所完成的電路設(shè)計(jì)，可以經(jīng)過簡單的綜合與布局，快速的燒錄至FPGA上進(jìn)行測試，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實(shí)現(xiàn)一些基本的邏輯門電路(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)需要通過可編輯的連接把FPGA內(nèi)部的邏輯塊連接起來，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。
[0037]FPGA—般來說比ASIC(專用集成電路)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的開發(fā)相對(duì)于傳統(tǒng)PC、單片機(jī)的開發(fā)有很大不同。FPGA以并行運(yùn)算為主，以硬件描述語言來實(shí)現(xiàn);相比于PC或單片機(jī)(無論是馮諾依曼結(jié)構(gòu)還是哈佛結(jié)構(gòu))的順序操作有很大區(qū)別。
[0038]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邏輯門的密度在幾千到幾萬個(gè)邏輯單元之間，而FPGA通常是在幾萬到幾百萬。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。
[0039]采用本發(fā)明的基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中臥室人員在睡眠狀態(tài)時(shí)窗戶無法控制的技術(shù)問題，引入了亮度傳感設(shè)備和室內(nèi)外傳感器和采用自適應(yīng)分割閾值的汗水檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)在臥室人員熟睡時(shí)根據(jù)室內(nèi)外溫差和室內(nèi)人員流汗程度對(duì)臥室窗戶進(jìn)行的自動(dòng)化控制。
[0040]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)】
1.一種智能窗戶自動(dòng)開啟方法，該方法包括: 1)提供一種基于室內(nèi)外溫差的窗戶自動(dòng)開啟平臺(tái)，所述開啟平臺(tái)包括室外溫度傳感器、室內(nèi)溫度傳感器、窗戶控制設(shè)備和數(shù)字信號(hào)處理器，所述室外溫度傳感器用于檢測臥室內(nèi)部的室內(nèi)溫度，所述室外溫度傳感器用于檢測臥室外部的室外溫度，所述數(shù)學(xué)信號(hào)處理器與所述室外溫度傳感器、所述室內(nèi)溫度傳感器和所述窗戶控制設(shè)備分別連接，計(jì)算室內(nèi)溫度和室外溫度之間的溫差，基于所述溫差控制所述窗戶控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)臥室窗戶的開啟控制； 2)使用所述開啟平臺(tái)來開啟。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述開啟平臺(tái)還包括: 紅外熱相設(shè)備，設(shè)置在臥室室內(nèi)，用于對(duì)臥室室內(nèi)拍攝以獲得紅外圖像； 可見光成像設(shè)備，設(shè)置在臥室室內(nèi)，用于對(duì)臥室室內(nèi)拍攝以獲得可見光圖像； 亮度傳感設(shè)備，設(shè)置在臥室內(nèi)，用于實(shí)時(shí)檢測并輸出臥室內(nèi)部的環(huán)境亮度； 汗水檢測設(shè)備，設(shè)置在臥室睡床位置，與所述紅外熱相設(shè)備和所述可見光成像設(shè)備分別連接，用于對(duì)所述紅外圖像或所述可見光圖像進(jìn)行圖像處理； 供電設(shè)備，設(shè)置在臥室外部的外墻上，包括太陽能供電器件、市電接口、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； 移動(dòng)硬盤，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； 所述汗水檢測設(shè)備與所述紅外熱相設(shè)備和所述可見光成像設(shè)備分別連接，用于接收紅外圖像或可見光圖像以作為檢測圖像;所述汗水檢測設(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)所述檢測圖像依次執(zhí)行邊緣增強(qiáng)處理、自適應(yīng)遞歸濾波處理、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)備與所述移動(dòng)硬盤和所述圖像預(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目標(biāo)平均灰度值，獲得的差的平方乘以目標(biāo)面積比和背景面積比，獲得的乘積作為閾值乘積，選擇閾值乘積最大的預(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)備和所述移動(dòng)硬盤分別連接，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)； 所述數(shù)字信號(hào)處理器與所述室外溫度傳感器、所述室內(nèi)溫度傳感器、所述紅外熱相設(shè)備、所述可見光成像設(shè)備、所述室內(nèi)亮度傳感設(shè)備、所述移動(dòng)硬盤、所述汗水檢測設(shè)備和所述窗戶控制設(shè)備分別連接，當(dāng)接收到的環(huán)境亮度小于等于亮度閾值時(shí)，打開所述紅外熱相設(shè)備并關(guān)閉所述可見光成像設(shè)備，當(dāng)接收到的環(huán)境亮度大于亮度閾值時(shí)，關(guān)閉所述紅外熱相設(shè)備并打開所述可見光成像設(shè)備;所述數(shù)字信號(hào)處理器還在接收到存在汗水信號(hào)，將室內(nèi)溫度減去室外溫度以獲得溫差，根據(jù)溫差實(shí)現(xiàn)對(duì)臥室窗戶的開啟控制； 其中，在所述汗水檢測設(shè)備中，在將紅外圖像作為檢測圖像前，將紅外圖像進(jìn)行可見光式圖像轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的圖像作為檢測圖像； 其中，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)溫差實(shí)現(xiàn)對(duì)臥室窗戶的開啟控制具體包括:所述數(shù)字信號(hào)處理器控制所述窗戶控制設(shè)備，使得所述窗戶控制設(shè)備控制窗戶的開度與溫差成正比； 其中，所述移動(dòng)硬盤預(yù)先存儲(chǔ)了溫差開度對(duì)照表，所述溫差開度對(duì)照表給出了每一個(gè)溫差范圍與窗戶開度的映射關(guān)系，所述數(shù)字信號(hào)處理器根據(jù)所述溫差開度對(duì)照表使得所述窗戶控制設(shè)備控制窗戶的開度與溫差成正比； 無線通信接口，與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接，用于接收并無線發(fā)送所述環(huán)境亮度和所述溫差； 所述無線通信接口為GPRS移動(dòng)通信接口、3G移動(dòng)通信接口和4G移動(dòng)通信接口中的一種。
【文檔編號(hào)】E05F15/70GK105888436SQ201610414690
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年8月28日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】張宏