智能窗戶自動開啟平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及溫度檢測領域，尤其涉及一種智能窗戶自動開啟平臺。
【背景技術】
[0002]現有技術中，并不存在臥室人員熟睡時根據室內外溫差和室內人員流汗程度對臥室窗戶進行智能化開啟控制的方案，這樣很容易導致以下問題:室內人員流汗很多，但窗戶一直處于關閉狀態；室內人員不流汗，但窗戶一直處于打開狀態；又或者，窗戶不能根據室內外溫差自動控制窗戶的開啟程度。上述情況都會給臥室中處于睡眠狀態的人員造成一定的不適，嚴重時可能導致受涼或中暑情況發生。
[0003]為此，本發明提出了一種基于室內外溫差的窗戶自動開啟平臺，能夠在臥室人員熟睡時根據室內外溫差和室內人員流汗程度對臥室窗戶進行智能化開啟控制，從而為臥室中處于睡眠狀態的人員提供一個良好的睡眠環境。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種基于室內外溫差的窗戶自動開啟平臺，首先根據環境亮度確定紅外熱相設備和可見光成像設備的開啟關閉，以保障無論在哪一種環境亮度情況下，都有適合的圖像采集設備，隨后，采用室內溫度傳感器、室外溫度傳感器和具有自適應閾值分割機制的汗水檢測設備實現根據室內外溫差和室內人員流汗程度對臥室窗戶進行的自動化開啟控制，從而為熟睡人員提供一個適宜的睡眠環境。
[0005]根據本發明的一方面，提供了一種基于室內外溫差的窗戶自動開啟平臺，所述開啟平臺包括室外溫度傳感器、室內溫度傳感器、窗戶控制設備和數字信號處理器，所述室外溫度傳感器用于檢測臥室內部的室內溫度，所述室外溫度傳感器用于檢測臥室外部的室外溫度，所述數學信號處理器與所述室外溫度傳感器、所述室內溫度傳感器和所述窗戶控制設備分別連接，計算室內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備實現對臥室窗戶的開啟控制。
[0006]更具體地，在所述基于室內外溫差的窗戶自動開啟平臺中，還包括:紅外熱相設備，設置在臥室室內，用于對臥室室內拍攝以獲得紅外圖像；可見光成像設備，設置在臥室室內，用于對臥室室內拍攝以獲得可見光圖像；亮度傳感設備，設置在臥室內，用于實時檢測并輸出臥室內部的環境亮度；汗水檢測設備，設置在臥室睡床位置，與所述紅外熱相設備和所述可見光成像設備分別連接，用于對所述紅外圖像或所述可見光圖像進行圖像處理；供電設備，設置在臥室外部的外墻上，包括太陽能供電器件、市電接口、切換開關和電壓轉換器，所述切換開關與所述太陽能供電器件和所述市電接口分別連接，根據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，所述電壓轉換器與所述切換開關連接，以將通過切換開關輸入的5V電壓轉換為3.3V電壓；移動硬盤，用于預先存儲亮度閾值、人體灰度閾值范圍和預設像素數量閾值；所述汗水檢測設備與所述紅外熱相設備和所述可見光成像設備分別連接，用于接收紅外圖像或可見光圖像以作為檢測圖像；所述汗水檢測設備包括圖像預處理子設備、閾值選擇子設備、人體分割子設備和汗水提取子設備；所述圖像預處理子設備對所述檢測圖像依次執行邊緣增強處理、自適應遞歸濾波處理、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；所述閾值選擇子設備與所述移動硬盤和所述圖像預處理子設備分別連接，用于依次從所述人體灰度閾值范圍中選擇一個值作為預選灰度閾值，采用預選灰度閾值將灰度化圖像劃分為預選背景區域和預選目標區域，計算預選背景區域占據灰度化圖像的面積比例作為背景面積比，計算預選背景區域的像素平均灰度值作為背景平均灰度值，計算預選目標區域占據灰度化圖像的面積比例作為目標面積比，計算預選目標區域的像素平均灰度值作為目標平均灰度值，將背景平均灰度值減去目標平均灰度值，獲得的差的平方乘以目標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選灰度閾值作為目標灰度閾值；所述人體分割子設備與所述閾值選擇子設備連接，用于采用目標灰度閾值將灰度化圖像劃分為背景圖像和人體圖像；所述汗水提取子設備與所述人體分割子設備和所述移動硬盤分別連接，從人體圖像中提取符合汗水形態的各個汗水子圖像，累計各個汗水子圖像中的像素總和，當得到的像素總和大于預設像素數量閾值時，判斷人體存在汗水并輸出存在汗水信號，當得到的像素總和小于等于預設像素數量閾值時，判斷人體不存在汗水并輸出不存在汗水信號；所述數字信號處理器與所述室外溫度傳感器、所述室內溫度傳感器、所述紅外熱相設備、所述可見光成像設備、所述室內亮度傳感設備、所述移動硬盤、所述汗水檢測設備和所述窗戶控制設備分別連接，當接收到的環境亮度小于等于亮度閾值時，打開所述紅外熱相設備并關閉所述可見光成像設備，當接收到的環境亮度大于亮度閾值時，關閉所述紅外熱相設備并打開所述可見光成像設備；所述數字信號處理器還在接收到存在汗水信號，將室內溫度減去室外溫度以獲得溫差，根據溫差實現對臥室窗戶的開啟控制；其中，在所述汗水檢測設備中，在將紅外圖像作為檢測圖像前，將紅外圖像進行可見光式圖像轉換，將轉換后的圖像作為檢測圖像；所述數字信號處理器根據溫差實現對臥室窗戶的開啟控制具體包括:所述數字信號處理器控制所述窗戶控制設備，使得所述窗戶控制設備控制窗戶的開度與溫差成正比；所述移動硬盤預先存儲了溫差開度對照表，所述溫差開度對照表給出了每一個溫差范圍與窗戶開度的映射關系，所述數字信號處理器根據所述溫差開度對照表使得所述窗戶控制設備控制窗戶的開度與溫差成正比。
[0007]更具體地，在所述基于室內外溫差的窗戶自動開啟平臺中:所述數字信號處理器為TI公司的DSP芯片。
[0008]更具體地，在所述基于室內外溫差的窗戶自動開啟平臺中:所述圖像預處理子設備、所述閾值選擇子設備、所述人體分割子設備和所述汗水提取子設備分別采用不同型號的FPGA芯片來實現。
[0009]更具體地，在所述基于室內外溫差的窗戶自動開啟平臺中:所述圖像預處理子設備、所述閾值選擇子設備、所述人體分割子設備和所述汗水提取子設備被集成在同一塊集成電路板上。
[0010]更具體地，在所述基于室內外溫差的窗戶自動開啟平臺中，所述開啟平臺還包括:無線通信接口，與所述數字信號處理器連接，用于接收并無線發送所述環境亮度和所述溫差。
[0011]更具體地，在所述基于室內外溫差的窗戶自動開啟平臺中:所述無線通信接口為GPRS移動通信接口、3G移動通信接口和4G移動通信接口中的一種。
【附圖說明】
[0012]以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中:
[0013]圖1為根據本發明實施方案示出的基于室內外溫差的窗戶自動開啟平臺的結構方框圖。
[0014]附圖標記:1室外溫度傳感器；2室內溫度傳感器；3窗戶控制設備；4數字信號處理器
【具體實施方式】
[0015]下面將參照附圖對本發明的基于室內外溫差的窗戶自動開啟平臺的實施方案進行詳細說明。
[0016]對于臥室來說，其窗戶是決定室內通風情況的重要工具。窗戶的開閉和窗戶開啟的程度決定了室內的溫度、濕度以及室內空氣的質量。在白天，臥室內的人們可以自行對窗戶進行開閉和開啟度控制，甚至在白天，可能沒有人在臥室內休息，然而在夜間，一般臥室內都存在人員休息，而且人員處于睡眠狀態，無法對窗戶進行控制，這時只能在睡覺前將窗戶控制在打開和關閉兩個狀態，而在睡眠中無法靈活根據室內外溫差和室內人員流汗程度進