CN102361496B - 监控设备、其应用及装有该设备的室内节能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种监控设备、其应用及装有该设备的室内节能系统。该监控设备包括数码摄像头及其将数码摄像头采集的图像送到上位机的传输线，还包括一个控制器、一个图像存储器和一个图像处理器。该控制器通过图像存储器和图像处理器，比较一段时间前后的两帧画面不同的比例，自动判断是否有人存在。利用该监控设备可以构造一种教室的节能系统：在各个教室中安装该监控设备，各个监控设备接到教室中控室，各个监控设备的无人存在的判断结果输出与教室中的照明和空调的电源开关的置关闭端连接。本发明在现有的数码摄像头中设置简单的可编程控制器件，就可以实现上述监控设备，并且能够方便地构成公共场所的节能系统。

Description

监控设备、其应用及装有该设备的室内节能系统
技术领域
本发明涉及一种监控设备及其应用，具体为一种能够自动判断是否有人存在的摄像头监控设备及其在节能方面的应用。
背景技术
如今，摄像头已经遍布人类活动的各个角落。摄像头可以连续地采集图像，尤其数码摄像头可以方便地处理图像。为了社会治安，在许多公共场所都安装了摄像头。作为一种现有资源，安装在公共场所的摄像头除了监视安全事件外，还应该在其它方面发挥一些作用，比如节能方面，因为有些学校的教室等公共场所的电能浪费问题很严重，主要是很难实现“人走灯灭”。虽然也有自动关灯的装置，如延时开关，但延时开关不能判断是否有人存在，经常在人们还需要照明的时候就关断了灯，给人们造成一些不便。虽然也有很多人体感应装置可以判断是否有人存在，如红外线人体感应装置，但这些装置只能在小范围内判断是否有人存在，很难适应大的场合。如果能利用摄像头作为判断是否有人存在的装置，就可以在摄像头的拍摄范围内判断是否有人存在，并且可以方便地调整判断范围。因为人体总是活动的，让摄像头比较一段时间前后的两帧画面，如果两帧画面不同，则可以判断有人存在，如果两帧画面相同，则认为没有人存在。可以通过调整两帧画面之间时间的长短来适应实际的情况。这样，摄像头也可以作为一种自动判断是否有人存在的装置。这样的摄像头与照明灯和/或例如空调等耗能装置连接，就可以构成一种智能的自动关闭用电装置的节能系统。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供一种通过比较前后两帧画面自动判断是否有人存在的监控设备，并且提供一种利用该监控设备关闭室内用电装置的节能系统。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
监控设备，包括数码摄像头及其将数码摄像头采集的图像送到上位机的传输线，还包括一个控制器、一个图像存储器和一个图像处理器，该控制器的工作过程如下：
将所述数码摄像头即时采集的一帧画面存储到所述图像存储器中。
经过一段可设定的时间后，控制器将所述数码摄像头即时采集的另一帧画面送到所述图像处理器中，并与图像存储器中存储的画面对应的像素进行像素值比较，当有变化的像素值不超过1%时，控制器进行计数加一，当有变化的像素值超过1%时，控制器进行计数清零；再经过上述一段时间后，再重复此步骤，当控制器的计数超过一个可设定的阈值时，控制器输出一个脉冲信号。
并且，该控制器具有串行通信接口，该串行通信接口通过所述传输线与上位机连接，控制器按分时方式将通信信号插入在图像信号中，图像与通信的合成信号在控制器的控制下发送给上位机，上位机分离图像信号和通信信号；同时，控制器的串行通信接口能够接收上位机发送的通信信号。
上述的控制器、图像存储器和图像处理器采用可编程器件实现。
上述监控设备用于自动判断监控空间是否有人存在。
利用上述监控设备构成的室内节能系统，在每个室内中安装能够自动判断是否有人存在的所述监控设备，每个监控设备通过传输线接到作为上位机的中控室；并且，所述室内的照明开关和/或空调开关采用触发器开关，所述控制器中的脉冲信号输出接到该触发器开关的置关闭端。
所述触发器开关由双端触发器和与触发器输出连接的电子继电器组成，其中双端触发器的两个触发端分别作为置开启端和置关闭端。
所述照明开关和/或空调开关为室内中的其它用电装置的同类开关所替代。
上述的室内优选为教室的空间。
本发明的有益效果在于：在现有的数码摄像头中设置简单的可编程控制器件，就可以使摄像头成为能够判断是否有人存在的监控设备。并且该设备具有与上位机通信的功能，可以传送图像和判断信息到上位机，同时可以接收上位机的控制指令来设置判断条件。利用该监控设备构成的教室节能系统，既可以在教室无人时自动关断照明开关和空调开关，也可以通过作为上位机的教室中控室来人工关断照明开关和空调开关。
附图说明
图1是本发明能够自动判断是否有人存在的监控设备结构原理图。
图2是利用本发明监控设备构成的教室节能系统的结构图。
图3是本发明的教室节能系统中的触发器开关原理图。
具体实施方式
下面结合附图介绍本发明的实施例。
本发明在现有数码摄像头中设置控制器、图像存储器、图像处理器，该控制器、图像存储器、图像处理器可以用许多可编程器件实现，如单片机、DMA、ARM9等。这些器件中含有存储器、寄存器、处理器、串行通信接口等，可以作为图像存储器、图像处理器、控制器。
在本发明的能够自动判断是否有人存在的监控设备中，控制器是中心器件，可以控制数码摄像头所采集的图像的流向和节奏，控制图像分别流向图像存储器、图像处理器、上位机；具有包括计数器在内的判断机构，还具有判断结果输出端；并且具有与上位机的通信接口，可以将判断结果的输出脉冲按分时方式插入到视频流数据中送到上位机，还可以用同一条传输线按分时方式接收上位机下达的控制和设置指令。控制器具体的工作过程包括：
控制器控制图像存储器将图像的某一帧存入到图像存储器中，该帧图像可以随机存储，也可以通过外部指令控制存储。间隔一定时间，这个间隔时间可以通过外部指令设定，控制器将即时的另一帧图像采集到图像处理器中，将图像的每一个像素的像素值与图像存储器中的图像的每一个像素的像素值一一对应进行比较；控制器记录像素值不同的像素的个数，当不同的个数小于1%时，控制器中的计数器加1，当不同的个数大于1%时，控制器中的计数器清零。当计数器中的计数达到某一设定阈值时，该阈值通过外部指令设定，控制器的判断结果输出端输出一个脉冲。
本发明的监控设备与上位机的图像传输和双向通信采用一条传输线，监控设备与上位机的传输分为上行时段和下行时段，上行时段中传输视频流和上传的判断结果；下行时段中传输上位机给控制器的控制指令和设置指令，其中，控制指令包括让控制器的判断结果输出端输出脉冲，设置指令包括比较前后两个画面的时间间隔、计数器的阈值。
下面介绍一个采用上述监控设备构成的教室节能系统。该系统中包括各个教室和教室中控室。各个教室中安装有本发明中的监控设备，各个监控设备通过传输线接到教室中控室，各个监控设备的判断结果输出端接到教室的照明开关和空调开关。教室的照明开关和空调开关采用触发器开关，该开关由双端触发器和电子继电器组成，双端触发器的两个触发端分别作为置开启端和置关闭端，分别与照明和空调的开关面板中的开启触点和关闭触点连接，其中置开启端还与监控设备的判断结果输出端连接；双端触发器的输出端接电子继电器控制端，电子继电器的输出端接照明灯的电源或空调的电源。
当教室一直有人时，监控设备比较前后画面会有大于1%的不同的像素，这时计数器会清零，达不到设定的计数阈值，监控设备不会输出关闭脉冲。当教室没有人时，监控设备比较前后画面会有小于1%的不同的像素，这时计数器会计数，当计数达到设定的计数阈值时，监控设备会输出关闭脉冲，从而达到自动关灯和关空调的目的。
也可以通过教室中控室进行关灯和关空调，当中控室的值班人员看到教室中没有人时，不必等监控设备计数到关闭阈值，可以从中控室直接发送关闭指令给监控设备，监控设备输出关闭脉冲给照明开关和空调开关，从而达到人工远程控制关灯和关空调的目的。这样即使一直有活动的物体存在，如风吹的窗帘晃动，造成监控设备的误判，也可以通过人工来关灯、关空调，达到节能的目的。

Claims (9)

1.监控设备，包括数码摄像头及其将数码摄像头采集的图像送到上位机的传输线，其特征在于，还包括一个控制器、一个图像存储器和一个图像处理器，该控制器选择并配置成以下的过程工作：
将所述数码摄像头即时采集的一帧画面存储到所述图像存储器中；
经过一段可设定的时间后，控制器将所述数码摄像头即时采集的另一帧画面送到所述图像处理器中，并与图像存储器中存储的画面对应的像素进行像素值比较，当有变化的像素值不超过1%时，控制器进行计数加一，当有变化的像素值超过1%时，控制器进行计数清零；
重复步骤2），当控制器的计数超过一个可设定的阈值时，控制器输出一个脉冲信号；
并且，该控制器具有串行通信接口，该串行通信接口通过所述传输线与上位机连接，控制器按分时方式将通信信号插入在图像信号中，图像与通信的合成信号在控制器的控制下发送给上位机，上位机分离图像信号和通信信号；同时，控制器的串行通信接口能够接收上位机发送的通信信号。
2.如权利要求1所述监控设备，其特征在于：所述控制器、图像存储器和图像处理器采用可编程器件实现。
3.如权利要求1或2的监控设备，其特征在于：其用于自动判断监控空间是否有人存在。
4.利用如权利要求1-3中任一项所述的监控设备构成的室内节能系统，在每个室内中安装能够自动判断是否有人存在的所述监控设备，每个监控设备通过传输线接到作为上位机的中控室；其特征在于：所述室内的照明开关和/或空调开关采用触发器开关，所述控制器中的脉冲信号输出接到该触发器开关的置关闭端；所述脉冲信号也能够由上位机控制所述控制器给出。
5.如权利要求4所述的室内节能系统，其特征在于：所述触发器开关由双端触发器和与触发器输出连接的电子继电器组成，其中双端触发器的两个触发端分别作为置开启端和置关闭端。
6.如权利要求4 的室内节能系统，其特征在于：所述照明开关和/或空调开关为室内中的其它能耗装置的同类开关所替代。
7.如权利要求5的室内节能系统，其特征在于：所述照明开关和/或空调开关为室内中的其它能耗装置的同类开关所替代。
8.如权利要求4所述的室内节能系统，其特征在于：所述室内为教室内。
9.如权利要求5-7所述的室内节能系统，其特征在于：所述室内为教室内。
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