基于移動(dòng)圖像檢測算法的教學(xué)樓智能照明控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國全面建成小康社會(huì)宏偉目標(biāo)的不斷推進(jìn)，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)是保持經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展、提高人民生活質(zhì)量、促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定的必然要求。高校作為社會(huì)創(chuàng)新的動(dòng)力源和踐行科技強(qiáng)國的排頭兵，節(jié)能減排工作備受人們關(guān)注。而長期以來，占高校建筑總能耗30％左右的照明系統(tǒng)一直采用粗獷式、低技術(shù)集成的控制方法，造成了能源的大量浪費(fèi)。雖然近幾年大多數(shù)的高校為此做出許多努力，如為教學(xué)樓安裝人體熱釋紅外燈控系統(tǒng)等，取得了明顯效果，但是由于這種系統(tǒng)自身

2、仍存在較多的問題，所以對于能耗的控制并不十分理想，“日間燈“長明燈”等浪費(fèi)現(xiàn)象依然存在。
　　為克服常規(guī)的人體熱釋紅外燈控系統(tǒng)的不足，本文提出了利用監(jiān)控圖像移動(dòng)判別教室內(nèi)人員移動(dòng)及移動(dòng)所在區(qū)域的算法，來確定教室中是否有人員活動(dòng)，再根據(jù)教室的光照、開放情況決定是否開燈。系統(tǒng)通過載波方式來傳輸信息，可以實(shí)現(xiàn)集中控制、分析和管理。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)以圖像處理為基礎(chǔ)，可以自動(dòng)分析教室光線、人員狀態(tài)。以建立一套軟硬件結(jié)合、融合性高、兼容性強(qiáng)、能實(shí)

3、現(xiàn)高精度無人值守、可以適應(yīng)不同類型教室，并可以實(shí)現(xiàn)具有簡單入侵監(jiān)測功能的教學(xué)樓智能照明控制系統(tǒng)。
　　針對教學(xué)樓建筑能耗特點(diǎn)以及日常使用習(xí)慣，提出了一種教室燈光控制系統(tǒng)的總體組成結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)由三大部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、中央分析子系統(tǒng)、傳輸與終端控制子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用體積小、成本低、并具有數(shù)字傳輸功能，與終端接口便利的設(shè)備。對整個(gè)系統(tǒng)而言，該子系統(tǒng)采用相對獨(dú)立的設(shè)計(jì)，這樣可以靈活組合，能夠最大限度的融合建筑內(nèi)原有的

4、智能設(shè)備；中央分析子系統(tǒng)的核心是對于移動(dòng)圖像進(jìn)行識(shí)別的算法，這里運(yùn)用Delphi語言編程，算法思路是首先將采集到的教室內(nèi)實(shí)時(shí)圖像，進(jìn)行灰度降噪及二值化等預(yù)處理，以后將每隔一定時(shí)間間隔采集和預(yù)處理后的圖像，與前一幅圖像中對應(yīng)位置的各像素點(diǎn)的灰度值進(jìn)行對比判定，以分析室內(nèi)是否有人或人的移動(dòng)情況。最后再圖像分析的結(jié)果，綜合系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)以及光照條件等條件，給出對應(yīng)的控制指令，由終端控制系統(tǒng)直接控制對應(yīng)的照明設(shè)備，實(shí)現(xiàn)照明燈光的智能控制。同時(shí)系統(tǒng)

5、還可以根據(jù)移動(dòng)監(jiān)測結(jié)果的具體情況，對室內(nèi)人員的異常動(dòng)作做出警示；傳輸與終端控制子系統(tǒng)采用載波傳輸和單片機(jī)控制，載波采用FM方式，單片機(jī)用于教室亮度的檢測、系統(tǒng)的通信中轉(zhuǎn)、燈光的開啟與關(guān)閉控制等。對于室內(nèi)人員移動(dòng)的分辨能力明顯優(yōu)于紅外檢測的常規(guī)控制方法，大大提高了控制教室照明的可靠性，改善了學(xué)生學(xué)習(xí)的照明環(huán)境，進(jìn)一步提高了節(jié)電效果。本文還還對系統(tǒng)的融合方案提出系統(tǒng)后續(xù)開發(fā)的目標(biāo)。
　　通過對系統(tǒng)在教室內(nèi)實(shí)地測試，本系統(tǒng)對于移動(dòng)圖像的