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基于场所人数检测的照明节能控制系统设计

发布时间:2017-08-15 08:24:42  来源:大电流电感厂家   查看:

设si为在第i区域图像中对象的面积,si为图像中第i区域的总面积,n为第i区域的最大容量,N为所求总人数,a为需要开的照明灯个数,A为照明灯总个数,根据上文即可得以下算式:
c.JPG

2 实例
本系统适用于较为宽敞的公共场所,如教室、大型会议室、图书馆等。宽敞的环境一方面为摄像头提供较为开阔的视野,另一方面可以使光照分布更为均匀,减少光照对图像的影响。此实例是系统在不同大小教室环境下的应用,主要是对教室的照明灯进行控制以及测定教室内的人数,从而验证本系统的可行性及准确性。
系统在教室的应用,其主要步骤如下:
首先,初始化系统。在人机互动步骤中输入此场所的类型及场所的最大容量。这时系统会自动采集此时的教室图像并对其进行处理。需要注意的是,此时要保证教室无人,这样才能确保系统计算的准确性。这时可得模板图像,即图2(a),然后将教室划分为9个区域,如图2(模压电感b)所示。
其次,获取实时图像,计算人数。当有人打开照共模电感明灯时,电信号通过S3C2440的外部中断接口激活系统使其开始工作。这时系统将定时采集教室内的实时图片,并将所采集的图片进行形态学的处理,如图2(c)所示,与模板进行图形计算得出人数以及开灯的数目。

a.JPG


最后,控制照明灯开关。通过系统得出的教室人数输出脉冲信号,信号经放大后控制教室开关。得到需要开灯的个数之后,将照明灯按规划一体电感器依次打开,这时系统会根据灯是否开启的状态,依据一定的时钟频率获取教室实时图像。当然,当教室照明灯被人为关闭或系统连续3次检测无人后,系统将进入待机状态。
系统运行后得出不同情况下教室的总人数及教室的开灯数目。表1给出了系统运行后得到的各种情况下教室的参数值,从而得出教室的大小以及教室人数的多少对系统的准确性的影响。从所得误差可知,虽然图像在处理时采用了腐蚀、膨胀等方法,但是还是无法消除书包等物品对系统计算的影响,使整个系统测得的人数偏多。系统基于人性化的设计,使得开灯数的比例稍大于测得人数与教室的最大容量之比,一方面可以满足国家建筑照明用电的照度标准,另一方面人们会有更多的工作空间。

d.JPG


由表1测得的数据可知,教室的大小和人数的多少对实验误差会产生一定的影响。教室越大,人数测定的误差就越小;教室越小,所测人数误差就越大;教室人数越多,误差越小(人数越多,因书本和书包等物体遮挡的面积对总面积的影响越小)。虽然在小教室测定人数的误差较大,但误差均为正值,这会使更多的座位达到满足工作所需照度的标准,也使工作者能够选择更加合适的座位。整个系统具有人性化的优点。
经调查本校教室的照明灯每天平均开启14~15小时,计算得每间小教室耗电大约为18 kWh/天。通过对本校两间小教室人流量的记录以及对教室的开灯情况的统计,假设运用此系统后,上课、自习时间与部分课余时间分别为8小时、4小时与2小时,计算可得每天节约电能可达35%。以标准教室为例,每天可节约3.25元,10个月大约可节省资金975元,而此系统价格较低,成本仅为450~500元,半年就可收回成本。教育部统计,在全国范围内全国约有15万所中小学和1550多所高校以及大量的图书馆、会议室等。假设有一部分场所采用此系统,那
么将节约大量的电能,而产生一度电需要300~400 g煤,从而间接减少二氧化碳的排放。

3 结论
本系统采用基于ARM9微处理器的嵌入式系统设计,使节能系统能够本地控制,可维护性及稳定性较计算机控制都有所提高。本系统不使用传感器,单纯地对图像进行处理并得出人数,大大节约了系统成本。测试结果与实际结果的对比验证了本系统的准确性,为系统的推广打下基础。该方法基于颜插件电感色空间、颜色匹配等图像处理技术,算法简单,大大缩短了系统的计算时间。由于本系统具有良好的节能特性和较低的成本等优点,所以其推广对节能环保工作的开展有较大的意义。平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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