專利名稱：能夠自動(dòng)判斷是否有人存在的攝像頭及其在節(jié)能方面的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)控設(shè)備及其應(yīng)用，具體為一種能夠自動(dòng)判斷是否有人存在的攝像頭監(jiān)控設(shè)備及其在節(jié)能方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
如今，攝像頭已經(jīng)遍布人類活動(dòng)的各個(gè)角落。攝像頭可以連續(xù)地采集圖像，尤其數(shù)碼攝像頭可以方便地處理圖像。為了社會(huì)治安，在許多公共場所都安裝了攝像頭。作為一種現(xiàn)有資源，安裝在公共場所的攝像頭除了監(jiān)視安全事件外，還應(yīng)該在其它方面發(fā)揮一些作用，比如節(jié)能方面，因?yàn)橛行W(xué)校的教室等公共場所的電能浪費(fèi)問題很嚴(yán)重，主要是很難實(shí)現(xiàn)“人走燈滅”。雖然也有自動(dòng)關(guān)燈的裝置，如延時(shí)開關(guān)，但延時(shí)開關(guān)不能判斷是否有人存在，經(jīng)常在人們還需要照明的時(shí)候就關(guān)斷了燈，給人們造成一些不便。雖然也有很多人體感應(yīng)裝置可以判斷是否有人存在，如紅外線人體感應(yīng)裝置，但這些裝置只能在小范圍內(nèi)判斷是否有人存在，很難適應(yīng)大的場合。如果能利用攝像頭作為判斷是否有人存在的裝置，就可以在攝像頭的拍攝范圍內(nèi)判斷是否有人存在，并且可以方便地調(diào)整判斷范圍。因?yàn)槿梭w總是活動(dòng)的，讓攝像頭比較一段時(shí)間前后的兩幀畫面，如果兩幀畫面不同，則可以判斷有人存在，如果兩幀畫面相同，則認(rèn)為沒有人存在?？梢酝ㄟ^調(diào)整兩幀畫面之間時(shí)間的長短來適應(yīng)實(shí)際的情況。這樣，攝像頭也可以作為一種自動(dòng)判斷是否有人存在的裝置。這樣的攝像頭與照明燈和/或例如空調(diào)等耗能裝置連接，就可以構(gòu)成一種智能的自動(dòng)關(guān)閉用電裝置的節(jié)能系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種通過比較前后兩幀畫面自動(dòng)判斷是否有人存在的監(jiān)控設(shè)備，并且提供一種利用該監(jiān)控設(shè)備關(guān)閉室內(nèi)用電裝置的節(jié)能系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案
監(jiān)控設(shè)備，包括數(shù)碼攝像頭及其將數(shù)碼攝像頭采集的圖像送到上位機(jī)的傳輸線，還包括一個(gè)控制器、一個(gè)圖像存儲(chǔ)器和一個(gè)圖像處理器，該控制器的工作過程如下 將所述數(shù)碼攝像頭即時(shí)采集的一幀畫面存儲(chǔ)到所述圖像存儲(chǔ)器中。經(jīng)過一段可設(shè)定的時(shí)間后，控制器將所述數(shù)碼攝像頭即時(shí)采集的另一幀畫面送到所述圖像處理器中，并與圖像存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的畫面對應(yīng)的像素進(jìn)行像素值比較，當(dāng)有變化的像素值不超過1%時(shí)，控制器進(jìn)行計(jì)數(shù)加一，當(dāng)有變化的像素值超過1%時(shí)，控制器進(jìn)行計(jì)數(shù)清零；再經(jīng)過上述一段時(shí)間后，再重復(fù)此步驟，當(dāng)控制器的計(jì)數(shù)超過一個(gè)可設(shè)定的閾值時(shí)，控制器輸出一個(gè)脈沖信號(hào)。并且，該控制器具有串行通信接口，該串行通信接口通過所述傳輸線與上位機(jī)連接，控制器按分時(shí)方式將通信信號(hào)插入在圖像信號(hào)中，圖像與通信的合成信號(hào)在控制器的控制下發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)分離圖像信號(hào)和通信信號(hào)；同時(shí)，控制器的串行通信接口能夠接收上位機(jī)發(fā)送的通信信號(hào)。上述的控制器、圖像存儲(chǔ)器和圖像處理器采用可編程器件實(shí)現(xiàn)。上述監(jiān)控設(shè)備用于自動(dòng)判斷監(jiān)控空間是否有人存在。利用上述監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成的室內(nèi)節(jié)能系統(tǒng)，在每個(gè)室內(nèi)中安裝能夠自動(dòng)判斷是否有人存在的所述監(jiān)控設(shè)備，每個(gè)監(jiān)控設(shè)備通過傳輸線接到作為上位機(jī)的中控室；并且，所述室內(nèi)的照明開關(guān)和/或空調(diào)開關(guān)采用觸發(fā)器開關(guān)，所述控制器中的脈沖信號(hào)輸出接到該觸發(fā)器開關(guān)的置關(guān)閉端。所述觸發(fā)器開關(guān)由雙端觸發(fā)器和與觸發(fā)器輸出連接的電子繼電器組成，其中雙端觸發(fā)器的兩個(gè)觸發(fā)端分別作為置開啟端和置關(guān)閉端。 所述照明開關(guān)和/或空調(diào)開關(guān)為室內(nèi)中的其它用電裝置的同類開關(guān)所替代。上述的室內(nèi)優(yōu)選為教室的空間。本發(fā)明的有益效果在于在現(xiàn)有的數(shù)碼攝像頭中設(shè)置簡單的可編程控制器件，就可以使攝像頭成為能夠判斷是否有人存在的監(jiān)控設(shè)備。并且該設(shè)備具有與上位機(jī)通信的功能，可以傳送圖像和判斷信息到上位機(jī)，同時(shí)可以接收上位機(jī)的控制指令來設(shè)置判斷條件。利用該監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成的教室節(jié)能系統(tǒng)，既可以在教室無人時(shí)自動(dòng)關(guān)斷照明開關(guān)和空調(diào)開關(guān)，也可以通過作為上位機(jī)的教室中控室來人工關(guān)斷照明開關(guān)和空調(diào)開關(guān)。


圖1是本發(fā)明能夠自動(dòng)判斷是否有人存在的監(jiān)控設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是利用本發(fā)明監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成的教室節(jié)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的教室節(jié)能系統(tǒng)中的觸發(fā)器開關(guān)原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明在現(xiàn)有數(shù)碼攝像頭中設(shè)置控制器、圖像存儲(chǔ)器、圖像處理器，該控制器、圖像存儲(chǔ)器、圖像處理器可以用許多可編程器件實(shí)現(xiàn)，如單片機(jī)、DMA、ARM9等。這些器件中含有存儲(chǔ)器、寄存器、處理器、串行通信接口等，可以作為圖像存儲(chǔ)器、圖像處理器、控制器。在本發(fā)明的能夠自動(dòng)判斷是否有人存在的監(jiān)控設(shè)備中，控制器是中心器件，可以控制數(shù)碼攝像頭所采集的圖像的流向和節(jié)奏，控制圖像分別流向圖像存儲(chǔ)器、圖像處理器、 上位機(jī)；具有包括計(jì)數(shù)器在內(nèi)的判斷機(jī)構(gòu)，還具有判斷結(jié)果輸出端；并且具有與上位機(jī)的通信接口，可以將判斷結(jié)果的輸出脈沖按分時(shí)方式插入到視頻流數(shù)據(jù)中送到上位機(jī)，還可以用同一條傳輸線按分時(shí)方式接收上位機(jī)下達(dá)的控制和設(shè)置指令。控制器具體的工作過程包括
控制器控制圖像存儲(chǔ)器將圖像的某一幀存入到圖像存儲(chǔ)器中，該幀圖像可以隨機(jī)存儲(chǔ)，也可以通過外部指令控制存儲(chǔ)。間隔一定時(shí)間，這個(gè)間隔時(shí)間可以通過外部指令設(shè)定， 控制器將即時(shí)的另一幀圖像采集到圖像處理器中，將圖像的每一個(gè)像素的像素值與圖像存儲(chǔ)器中的圖像的每一個(gè)像素的像素值一一對應(yīng)進(jìn)行比較；控制器記錄像素值不同的像素的個(gè)數(shù)，當(dāng)不同的個(gè)數(shù)小于1%時(shí)，控制器中的計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)不同的個(gè)數(shù)大于1%時(shí)，控制器中的計(jì)數(shù)器清零。當(dāng)計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)達(dá)到某一設(shè)定閾值時(shí)，該閾值通過外部指令設(shè)定，控制器的判斷結(jié)果輸出端輸出一個(gè)脈沖。本發(fā)明的監(jiān)控設(shè)備與上位機(jī)的圖像傳輸和雙向通信采用一條傳輸線，監(jiān)控設(shè)備與上位機(jī)的傳輸分為上行時(shí)段和下行時(shí)段，上行時(shí)段中傳輸視頻流和上傳的判斷結(jié)果；下行時(shí)段中傳輸上位機(jī)給控制器的控制指令和設(shè)置指令，其中，控制指令包括讓控制器的判斷結(jié)果輸出端輸出脈沖，設(shè)置指令包括比較前后兩個(gè)畫面的時(shí)間間隔、計(jì)數(shù)器的閾值。下面介紹一個(gè)采用上述監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成的教室節(jié)能系統(tǒng)。該系統(tǒng)中包括各個(gè)教室和教室中控室。各個(gè)教室中安裝有本發(fā)明中的監(jiān)控設(shè)備，各個(gè)監(jiān)控設(shè)備通過傳輸線接到教室中控室，各個(gè)監(jiān)控設(shè)備的判斷結(jié)果輸出端接到教室的照明開關(guān)和空調(diào)開關(guān)。教室的照明開關(guān)和空調(diào)開關(guān)采用觸發(fā)器開關(guān)，該開關(guān)由雙端觸發(fā)器和電子繼電器組成，雙端觸發(fā)器的兩個(gè)觸發(fā)端分別作為置開啟端和置關(guān)閉端，分別與照明和空調(diào)的開關(guān)面板中的開啟觸點(diǎn)和關(guān)閉觸點(diǎn)連接，其中置開啟端還與監(jiān)控設(shè)備的判斷結(jié)果輸出端連接；雙端觸發(fā)器的輸出端接電子繼電器控制端，電子繼電器的輸出端接照明燈的電源或空調(diào)的電源。當(dāng)教室一直有人時(shí)，監(jiān)控設(shè)備比較前后畫面會(huì)有大于1%的不同的像素，這時(shí)計(jì)數(shù)器會(huì)清零，達(dá)不到設(shè)定的計(jì)數(shù)閾值，監(jiān)控設(shè)備不會(huì)輸出關(guān)閉脈沖。當(dāng)教室沒有人時(shí)，監(jiān)控設(shè)備比較前后畫面會(huì)有小于1%的不同的像素，這時(shí)計(jì)數(shù)器會(huì)計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定的計(jì)數(shù)閾值時(shí)，監(jiān)控設(shè)備會(huì)輸出關(guān)閉脈沖，從而達(dá)到自動(dòng)關(guān)燈和關(guān)空調(diào)的目的。也可以通過教室中控室進(jìn)行關(guān)燈和關(guān)空調(diào)，當(dāng)中控室的值班人員看到教室中沒有人時(shí)，不必等監(jiān)控設(shè)備計(jì)數(shù)到關(guān)閉閾值，可以從中控室直接發(fā)送關(guān)閉指令給監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)控設(shè)備輸出關(guān)閉脈沖給照明開關(guān)和空調(diào)開關(guān)，從而達(dá)到人工遠(yuǎn)程控制關(guān)燈和關(guān)空調(diào)的目的。 這樣即使一直有活動(dòng)的物體存在，如風(fēng)吹的窗簾晃動(dòng)，造成監(jiān)控設(shè)備的誤判，也可以通過人工來關(guān)燈、關(guān)空調(diào)，達(dá)到節(jié)能的目的。
權(quán)利要求
1.監(jiān)控設(shè)備，包括數(shù)碼攝像頭及其將數(shù)碼攝像頭采集的圖像送到上位機(jī)的傳輸線，其特征在于，還包括一個(gè)控制器、一個(gè)圖像存儲(chǔ)器和一個(gè)圖像處理器，該控制器選擇并配置成以下的過程工作將所述數(shù)碼攝像頭即時(shí)采集的一幀畫面存儲(chǔ)到所述圖像存儲(chǔ)器中；經(jīng)過一段可設(shè)定的時(shí)間后，控制器將所述數(shù)碼攝像頭即時(shí)采集的另一幀畫面送到所述圖像處理器中，并與圖像存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的畫面對應(yīng)的像素進(jìn)行像素值比較，當(dāng)有變化的像素值不超過1%時(shí)，控制器進(jìn)行計(jì)數(shù)加一，當(dāng)有變化的像素值超過1%時(shí)，控制器進(jìn)行計(jì)數(shù)清零；重復(fù)步驟2)，當(dāng)控制器的計(jì)數(shù)超過一個(gè)可設(shè)定的閾值時(shí)，控制器輸出一個(gè)脈沖信號(hào)；并且，該控制器具有串行通信接口，該串行通信接口通過所述傳輸線與上位機(jī)連接，控制器按分時(shí)方式將通信信號(hào)插入在圖像信號(hào)中，圖像與通信的合成信號(hào)在控制器的控制下發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)分離圖像信號(hào)和通信信號(hào)；同時(shí)，控制器的串行通信接口能夠接收上位機(jī)發(fā)送的通信信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述監(jiān)控設(shè)備，其特征在于所述控制器、圖像存儲(chǔ)器和圖像處理器采用可編程器件實(shí)現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1或2的監(jiān)控設(shè)備，其特征在于其用于自動(dòng)判斷監(jiān)控空間是否有人存在。
4.利用如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的監(jiān)控設(shè)備構(gòu)成的室內(nèi)節(jié)能系統(tǒng)，在每個(gè)室內(nèi)中安裝能夠自動(dòng)判斷是否有人存在的所述監(jiān)控設(shè)備，每個(gè)監(jiān)控設(shè)備通過傳輸線接到作為上位機(jī)的中控室；其特征在于所述室內(nèi)的照明開關(guān)和/或空調(diào)開關(guān)采用觸發(fā)器開關(guān)，所述控制器中的脈沖信號(hào)輸出接到該觸發(fā)器開關(guān)的置關(guān)閉端。
5.如權(quán)利要求4所述的室內(nèi)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述觸發(fā)器開關(guān)由雙端觸發(fā)器和與觸發(fā)器輸出連接的電子繼電器組成，其中雙端觸發(fā)器的兩個(gè)觸發(fā)端分別作為置開啟端和置關(guān)閉端。
6.如權(quán)利要求4的室內(nèi)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述照明開關(guān)和/或空調(diào)開關(guān)為室內(nèi)中的其它能耗裝置的同類開關(guān)所替代。
7.如權(quán)利要求5的室內(nèi)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述照明開關(guān)和/或空調(diào)開關(guān)為室內(nèi)中的其它能耗裝置的同類開關(guān)所替代。
8.如權(quán)利要求4所述的室內(nèi)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述室內(nèi)為教室內(nèi)。
9.如權(quán)利要求5-7所述的室內(nèi)節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于所述室內(nèi)為教室內(nèi)。
全文摘要
能夠自動(dòng)判斷是否有人存在的監(jiān)控設(shè)備及其在節(jié)能方面的應(yīng)用涉及一種攝像頭及其節(jié)能應(yīng)用。該監(jiān)控設(shè)備包括數(shù)碼攝像頭及其將數(shù)碼攝像頭采集的圖像送到上位機(jī)的傳輸線，還包括一個(gè)控制器、一個(gè)圖像存儲(chǔ)器和一個(gè)圖像處理器。該控制器通過圖像存儲(chǔ)器和圖像處理器，比較一段時(shí)間前后的兩幀畫面不同的比例，自動(dòng)判斷是否有人存在。利用該監(jiān)控設(shè)備可以構(gòu)造一種教室的節(jié)能系統(tǒng)在各個(gè)教室中安裝該監(jiān)控設(shè)備，各個(gè)監(jiān)控設(shè)備接到教室中控室，各個(gè)監(jiān)控設(shè)備的無人存在的判斷結(jié)果輸出與教室中的照明和空調(diào)的電源開關(guān)的置關(guān)閉端連接。本發(fā)明在現(xiàn)有的數(shù)碼攝像頭中設(shè)置簡單的可編程控制器件，就可以實(shí)現(xiàn)上述監(jiān)控設(shè)備，并且能夠方便地構(gòu)成公共場所的節(jié)能系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102361496SQ20111015488
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者姚淑娜, 柳耀斌 申請人:北京聯(lián)合大學(xué)