一種臥室窗戶智能化開啟控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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啟控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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)室外風(fēng)速和室內(nèi)人員流汗程度進(jìn)行窗戶的開閉和開啟度控制。
[0003]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)行智能化開啟控制的方案，這樣很容易導(dǎo)致以下問題:(1)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)明提出了一種臥室窗戶智能化開啟控制方法，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)明提供了一種臥室窗戶智能化開啟控制方法，首先根據(jù)環(huán)境亮度確定紅外熱相儀和可見光相機(jī)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)行的智能化開啟控制，從而給睡眠中的人員以極佳的體感舒適度。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種臥室窗戶智能化開啟控制方法，該方法包括:1)提供一種臥室窗戶智能化開啟控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括紅外熱相儀、可見光相機(jī)、圖像處理設(shè)備、窗戶開啟機(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光相機(jī)分別連接，用于對(duì)所述紅外圖像和所述可見光圖像分別進(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)果確定所述窗戶開啟機(jī)構(gòu)的開啟策略；2)使用所述控制系統(tǒng)來進(jìn)行控制。
[0007]更具體地，在所述臥室窗戶智能化開啟控制系統(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；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光相機(jī)分別連接，用于接收紅外圖像或可見光圖像以作為檢測(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)，打開所述紅外熱相儀并關(guān)閉所述可見光相機(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所述可見光相機(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)速確定所述窗戶開啟機(jī)構(gòu)的開啟策略；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)備確定的開啟策略具體包括:所述嵌入式處理設(shè)備控制所述窗戶開啟機(jī)構(gòu)，使得所述窗戶開啟機(jī)構(gòu)控制窗戶的開度與實(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)速開度對(duì)照表，所述風(fēng)速開度對(duì)照表給出了每一個(gè)風(fēng)速范圍與窗戶開度的映射關(guān)系，所述嵌入式處理設(shè)備根據(jù)所述風(fēng)速開度對(duì)照表使得所述窗戶開啟機(jī)構(gòu)控制窗戶的開度與實(shí)時(shí)風(fēng)速成反比。
[0008]更具體地，在所述臥室窗戶智能化開啟控制系統(tǒng)中:所述圖像處理設(shè)備、所述紅外熱相儀和所述可見光相機(jī)被集成在一塊集成電路板上。
[0009]更具體地，在所述臥室窗戶智能化開啟控制系統(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芯片來實(shí)現(xiàn)。
[0010]更具體地，在所述臥室窗戶智能化開啟控制系統(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。
[0011]更具體地，在所述臥室窗戶智能化開啟控制系統(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。
【附圖說明】
[0012]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:
[0013]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啟控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。
[0014]附圖標(biāo)記:1紅外熱相儀；2可見光相機(jī)；3圖像處理設(shè)備；4窗戶開啟機(jī)構(gòu)；5嵌入式處理設(shè)備
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的臥室窗戶智能化開啟控制系統(tǒng)的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
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