CN105517396B - 一种自动化设备电路板控制柜 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动化设备电路板控制柜，包括柜体、防水式门结构、散热结构、控制柜无线通信设备、CCD图像传感器和主控设备，防水式门结构、散热结构、控制柜无线通信设备、CCD图像传感器和主控设备都设置在柜体上。本发明所述电气柜整体而言避免了对整个电路板的插拔，而只是在枢转轴上枢转，从而运行更加可靠、容易，也避免了电路板整体插拔时候的损坏风险。其输入输出接口在断开时，通过螺杆驱动枢转，其速度缓和，能够充分避免对电路板本身的损坏。
Description
技术领域
本发明涉及控制柜领域，尤其涉及一种自动化设备电路板控制柜。
背景技术
现在的一些大型自动化设备，由于其动作控制复杂，因此需要大量的电路板来控制其各个部件的动作。
为了使得对于各个部件控制电路板的维护更容易，并且为这些电路板提供良好的运行环境，通常将这些控制部件的所有电路板统一安装在电气柜中。
而由于电路板体量巨大，而且由于涉及工业环境的保护考虑，电路板往往具有较重的外壳重量和内在重量，电路接口的插紧力也往往要求越高越稳定，这给电路板的维护带来困难。使用人工对电路板插拔，往往难以进行，而且由于电路板的电气柜高度较大，其在操作过程中对于工作人员也具有一定危险。而且也容易在插拔过程中造成对电路板的损坏。
发明内容
为了解决上述问题，根据本发明的一方面，提供了一种自动化设备电路板控制柜，所述控制柜包括柜体、防水式门结构、散热结构、控制柜无线通信设备、CCD图像传感器和主控设备，防水式门结构、散热结构、控制柜无线通信设备、CCD图像传感器和主控设备都设置在柜体上，CCD图像传感器和主控设备用于检测并输出交通路口处的出租车数量，控制柜通信接口基于交通路口处的出租车数量确定并发送交通路口地址的车流指数。
更具体地，在所述自动化设备电路板控制柜中，包括：控制柜主体，包括柜体、防水式门结构、散热结构和控制柜无线通信设备；柜体采用厚度为1.5毫米的冷轧钢板并具有加筋板和肋板；防水式门结构包括内门、外门、门铰链、防水胶条和门限位器，外门采用双折边结构，用于增加外门四边的强度并增强防水功能，门铰链为3个合金铰链，用于将外门与柜体连接，门限位器安装在内门上，用于在内门打开或关闭时实现内门的自适应锁紧限位，防水胶条设置在外门内侧壁上；散热结构包括轴流风机、排气孔、进气孔和防尘滤网，轴流风机设置在柜体顶壁内侧中央位置，用于加速柜体内外气体的交换，排气孔设置在柜体的上方，进气孔设置在柜体的下方，防尘滤网设置在进气孔上；计时器，设置在柜体内，用于输出当前时刻所在的时间段并作为实时时间段输出，实时时间段为一天24个时间段之一；CCD图像传感器，嵌入在柜体的外侧壁上，用于对交通路口进行拍摄，以获得路口图像；MMC卡，设置在柜体内，用于预先存储24个基准时间段路口图像，每一个基准时间段路口图像对应一个时间段，每一个基准时间段路口图像为在对应时间段下CCD图像传感器对交通路口在无任何车辆状态下进行预先拍摄所获得的图像，MMC卡还用于预先存储交通路口地址、第一二值化阈值、第二二值化阈值、基准出租车灰度化图片和预设匹配度阈值，基准出租车灰度化图片为只包括基准出租车轮廓的灰度化图片，预设匹配度阈值为小于1的百分比数值；背景选择设备，设置在柜体内，与计时器和MMC卡分别连接，基于当前时刻计时器输出的实时时间段在MMC卡中寻找对应的基准时间段路口图像并作为目标背景图像输出；图像分割设备，设置在柜体内，与CCD图像传感器、MMC卡和背景选择设备分别连接，通过CCD图像传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第二绝对值，当第一绝对值大于等于第一二值化阈值且第二绝对值大于等于第二二值化阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域组成；图像形态学处理设备，设置在柜体内，与图像分割设备连接，用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图像，输出一个或多个整形子图像；平滑处理设备，设置在柜体内，与图像形态学处理设备连接，用于对接收到的每一个整形子图像进行平滑处理，以获得平滑子图像；中值滤波设备，设置在柜体内，与平滑处理设备连接，用于对接收到的平滑子图像执行中值滤波处理，以滤除在平滑子图像中的散射成分，获得中值滤波子图像；尺度变换增强设备，设置在柜体内，与中值滤波设备连接，用于对接收到的中值滤波子图像执行尺度变换增强处理，以获得增强子图像；灰度化处理设备，设置在柜体内，与尺度变换增强设备连接，用于对接收到的增强子图像进行灰度化处理，以获得灰度化子图像；主控设备，设置在柜体内，与灰度化处理设备和MMC卡分别连接，将每一个灰度化子图像与基准出租车灰度化图片进行匹配，当匹配度大于等于预设匹配度阈值时，对应的灰度化子图像被确定为出租车子图像，计算出租车子图像的个数并作为出租车数量输出；控制柜无线通信设备与主控设备和MMC卡分别连接，接收出租车数量和交通路口地址，基于出租车数量确定交通路口地址的出租车车流指数，并基于交通路口地址向交通路口地址附近的出租车无线发送确定的出租车车流指数；其中，控制柜无线通信设备包括飞思卡尔IMX6处理器和GPRS通信接口，飞思卡尔IMX6处理器与主控设备和MMC卡分别连接，用于接收出租车数量和交通路口地址，并基于出租车数量确定交通路口地址的出租车车流指数，出租车数量越多，交通路口地址的出租车车流指数越大，GPRS通信接口与飞思卡尔IMX6处理器连接，用于基于交通路口地址向交通路口地址附近的出租车无线发送确定的出租车车流指数。
更具体地，在所述自动化设备电路板控制柜中：GPRS通信接口嵌入在柜体的外侧壁上。
更具体地，在所述自动化设备电路板控制柜中：飞思卡尔IMX6处理器设置在柜体内。
更具体地，在所述自动化设备电路板控制柜中：平滑处理设备、中值滤波设备、尺度变换增强设备和灰度化处理设备分别采用不同的CPLD芯片来实现。
更具体地，在所述自动化设备电路板控制柜中：平滑处理设备、中值滤波设备、尺度变换增强设备和灰度化处理设备被集成在一块集成电路板上。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的自动化设备电路板控制柜的结构方框图。
附图标记：1柜体；2防水式门结构；3散热结构；4控制柜无线通信设备；5CCD图像传感器；6主控设备
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的自动化设备电路板控制柜的实施方案进行详细说明。
现有技术中，出租车司机一般凭借自己的经验来判断各个交通路段在各个时间段的已有出租车的数量，以自行选择行驶路段，避开竞争对手激烈的交通路段，在大部分交通路段都挤满出租车时，出租车司机会选择时段休息或用餐，以在出租车数量减少时，再恢复出租车的运营。然而，交通路段的出租车数量是实时变化的，与历史经验有可能大相径庭，这样，容易导致交通路段出租车数量少时，很多出租车停止运营，耽误了挣钱时机，或者交通路段出租车数量多时，很多出租车扎堆抢客，导致大部分出租车空载的情况发生，又进一步增加了运营成本。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种自动化设备电路板控制柜，能够建立在各个交通路段的数据采集平台，对交通路口的实时出租车数量进行准确采集，提取所有公司的出租车数量，并基于实时出租车数量为附近出租车的运营提供参考，从而整合城市出租车资源，避免出租车的过分竞争。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种自动化设备电路板控制柜，改善机器人的主体架构使其能够适合输电线路现场环境，设计有针对性的电容感应式冰层传感器对现场导线冰层进行准确检测，并引入无线传输技术保障现场设备之间以及现场与远端之间的通信畅通。
图1为根据本发明实施方案示出的自动化设备电路板控制柜的结构方框图，所述控制柜包括柜体、防水式门结构、散热结构、控制柜无线通信设备、CCD图像传感器和主控设备，防水式门结构、散热结构、控制柜无线通信设备、CCD图像传感器和主控设备都设置在柜体上，CCD图像传感器和主控设备用于检测并输出交通路口处的出租车数量，控制柜通信接口基于交通路口处的出租车数量确定并发送交通路口地址的车流指数。
接着，继续对本发明的自动化设备电路板控制柜的具体结构进行进一步的说明。
所述控制柜包括：控制柜主体，包括柜体、防水式门结构、散热结构和控制柜无线通信设备；柜体采用厚度为1.5毫米的冷轧钢板并具有加筋板和肋板；防水式门结构包括内门、外门、门铰链、防水胶条和门限位器，外门采用双折边结构，用于增加外门四边的强度并增强防水功能，门铰链为3个合金铰链，用于将外门与柜体连接，门限位器安装在内门上，用于在内门打开或关闭时实现内门的自适应锁紧限位，防水胶条设置在外门内侧壁上。
散热结构包括轴流风机、排气孔、进气孔和防尘滤网，轴流风机设置在柜体顶壁内侧中央位置，用于加速柜体内外气体的交换，排气孔设置在柜体的上方，进气孔设置在柜体的下方，防尘滤网设置在进气孔上。
所述控制柜包括：计时器，设置在柜体内，用于输出当前时刻所在的时间段并作为实时时间段输出，实时时间段为一天24个时间段之一。
所述控制柜包括：CCD图像传感器，嵌入在柜体的外侧壁上，用于对交通路口进行拍摄，以获得路口图像。
所述控制柜包括：MMC卡，设置在柜体内，用于预先存储24个基准时间段路口图像，每一个基准时间段路口图像对应一个时间段，每一个基准时间段路口图像为在对应时间段下CCD图像传感器对交通路口在无任何车辆状态下进行预先拍摄所获得的图像，MMC卡还用于预先存储交通路口地址、第一二值化阈值、第二二值化阈值、基准出租车灰度化图片和预设匹配度阈值，基准出租车灰度化图片为只包括基准出租车轮廓的灰度化图片，预设匹配度阈值为小于1的百分比数值。
所述控制柜包括：背景选择设备，设置在柜体内，与计时器和MMC卡分别连接，基于当前时刻计时器输出的实时时间段在MMC卡中寻找对应的基准时间段路口图像并作为目标背景图像输出。
所述控制柜包括：图像分割设备，设置在柜体内，与CCD图像传感器、MMC卡和背景选择设备分别连接，通过CCD图像传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第二绝对值，当第一绝对值大于等于第一二值化阈值且第二绝对值大于等于第二二值化阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域组成。
所述控制柜包括：图像形态学处理设备，设置在柜体内，与图像分割设备连接，用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图像，输出一个或多个整形子图像。
所述控制柜包括：平滑处理设备，设置在柜体内，与图像形态学处理设备连接，用于对接收到的每一个整形子图像进行平滑处理，以获得平滑子图像。
所述控制柜包括：中值滤波设备，设置在柜体内，与平滑处理设备连接，用于对接收到的平滑子图像执行中值滤波处理，以滤除在平滑子图像中的散射成分，获得中值滤波子图像。
所述控制柜包括：尺度变换增强设备，设置在柜体内，与中值滤波设备连接，用于对接收到的中值滤波子图像执行尺度变换增强处理，以获得增强子图像。
所述控制柜包括：灰度化处理设备，设置在柜体内，与尺度变换增强设备连接，用于对接收到的增强子图像进行灰度化处理，以获得灰度化子图像。
所述控制柜包括：主控设备，设置在柜体内，与灰度化处理设备和MMC卡分别连接，将每一个灰度化子图像与基准出租车灰度化图片进行匹配，当匹配度大于等于预设匹配度阈值时，对应的灰度化子图像被确定为出租车子图像，计算出租车子图像的个数并作为出租车数量输出。
控制柜无线通信设备与主控设备和MMC卡分别连接，接收出租车数量和交通路口地址，基于出租车数量确定交通路口地址的出租车车流指数，并基于交通路口地址向交通路口地址附近的出租车无线发送确定的出租车车流指数。
其中，控制柜无线通信设备包括飞思卡尔IMX6处理器和GPRS通信接口，飞思卡尔IMX6处理器与主控设备和MMC卡分别连接，用于接收出租车数量和交通路口地址，并基于出租车数量确定交通路口地址的出租车车流指数，出租车数量越多，交通路口地址的出租车车流指数越大，GPRS通信接口与飞思卡尔IMX6处理器连接，用于基于交通路口地址向交通路口地址附近的出租车无线发送确定的出租车车流指数。
可选地，在所述自动化设备电路板控制柜中：GPRS通信接口嵌入在柜体的外侧壁上；飞思卡尔IMX6处理器设置在柜体内；平滑处理设备、中值滤波设备、尺度变换增强设备和灰度化处理设备分别采用不同的CPLD芯片来实现；可以将平滑处理设备、中值滤波设备、尺度变换增强设备和灰度化处理设备被集成在一块集成电路板上。
另外，CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。
CPLD主要是由可编程逻辑宏单元(MC，Macro Cell)围绕中心的可编程互连矩阵单元组成。其中MC结构较复杂，并具有复杂的I/O单元互连结构，可由用户根据需要生成特定的电路结构，完成一定的功能。由于CPLD内部采用固定长度的金属线进行各逻辑块的互连，所以设计的逻辑电路具有时间可预测性，避免了分段式互连结构时序不完全预测的缺点。
从CPLD发展历史上来看，20世纪70年代，最早的可编程逻辑器件--PLD诞生了。其输出结构是可编程的逻辑宏单元，因为他的硬件结构设计可由软件完成(相当于房子盖好后人工设计局部室内结构)，因而他的设计比纯硬件的数字电路具有很强的灵活性，但其过于简单的结构也使他们只能实现规模较小的电路。为弥补PLD只能设计小规模电路这一缺陷，20世纪80年代中期，推出了复杂可编程逻辑器件--CPLD。此应用已深入网络、仪器仪表、汽车电子、数控机床、航天测控设备等方面。
CPLD具有以下特点：具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众化等特点，可实现较大规模的电路设计，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产(一般在10,000件以下)之中。几乎所有应用中小规模通用数字集成电路的场合均可应用CPLD器件。CPLD器件已成为电子产品不可缺少的组成部分，它的设计和应用成为电子工程师必备的一种技能。
采用本发明的自动化设备电路板控制柜，针对现有技术无法为出租车司机提供各个交通路段现有出租车车辆数量的技术问题，通过改造现有的交通路口的控制柜，将其作为数据采集和数据通信控制平台，为附近的出租车司机提供交通路口的即时竞争对手数量，从而帮助出租车司机迅速做出决定，避开竞争激烈的交通路段，提高赚钱效率。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (1)
1.一种自动化设备电路板控制柜，所述控制柜包括柜体、防水式门结构、散热结构、控制柜无线通信设备、CCD图像传感器和主控设备，防水式门结构、散热结构、控制柜无线通信设备、CCD图像传感器和主控设备都设置在柜体上，CCD图像传感器和主控设备用于检测并输出交通路口处的出租车数量，控制柜通信接口基于交通路口处的出租车数量确定并发送交通路口地址的车流指数；
其特征在于，所述控制柜包括：
控制柜主体，包括柜体、防水式门结构、散热结构和控制柜无线通信设备；
柜体采用厚度为1.5毫米的冷轧钢板并具有加筋板和肋板；
防水式门结构包括内门、外门、门铰链、防水胶条和门限位器，外门采用双折边结构，用于增加外门四边的强度并增强防水功能，门铰链为3个合金铰链，用于将外门与柜体连接，门限位器安装在内门上，用于在内门打开或关闭时实现内门的自适应锁紧限位，防水胶条设置在外门内侧壁上；
散热结构包括轴流风机、排气孔、进气孔和防尘滤网，轴流风机设置在柜体顶壁内侧中央位置，用于加速柜体内外气体的交换，排气孔设置在柜体的上方，进气孔设置在柜体的下方，防尘滤网设置在进气孔上；
计时器，设置在柜体内，用于输出当前时刻所在的时间段并作为实时时间段输出，实时时间段为一天24个时间段之一；
CCD图像传感器，嵌入在柜体的外侧壁上，用于对交通路口进行拍摄，以获得路口图像；
MMC卡，设置在柜体内，用于预先存储24个基准时间段路口图像，每一个基准时间段路口图像对应一个时间段，每一个基准时间段路口图像为在对应时间段下CCD图像传感器对交通路口在无任何车辆状态下进行预先拍摄所获得的图像，MMC卡还用于预先存储交通路口地址、第一二值化阈值、第二二值化阈值、基准出租车灰度化图片和预设匹配度阈值，基准出租车灰度化图片为只包括基准出租车轮廓的灰度化图片，预设匹配度阈值为小于1的百分比数值；
背景选择设备，设置在柜体内，与计时器和MMC卡分别连接，基于当前时刻计时器输出的实时时间段在MMC卡中寻找对应的基准时间段路口图像并作为目标背景图像输出；
图像分割设备，设置在柜体内，与CCD图像传感器、MMC卡和背景选择设备分别连接，通过CCD图像传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第二绝对值，当第一绝对值大于等于第一二值化阈值且第二绝对值大于等于第二二值化阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域组成；
图像形态学处理设备，设置在柜体内，与图像分割设备连接，用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图像，输出一个或多个整形子图像；
平滑处理设备，设置在柜体内，与图像形态学处理设备连接，用于对接收到的每一个整形子图像进行平滑处理，以获得平滑子图像；
中值滤波设备，设置在柜体内，与平滑处理设备连接，用于对接收到的平滑子图像执行中值滤波处理，以滤除在平滑子图像中的散射成分，获得中值滤波子图像；
尺度变换增强设备，设置在柜体内，与中值滤波设备连接，用于对接收到的中值滤波子图像执行尺度变换增强处理，以获得增强子图像；
灰度化处理设备，设置在柜体内，与尺度变换增强设备连接，用于对接收到的增强子图像进行灰度化处理，以获得灰度化子图像；
主控设备，设置在柜体内，与灰度化处理设备和MMC卡分别连接，将每一个灰度化子图像与基准出租车灰度化图片进行匹配，当匹配度大于等于预设匹配度阈值时，对应的灰度化子图像被确定为出租车子图像，计算出租车子图像的个数并作为出租车数量输出；
控制柜无线通信设备与主控设备和MMC卡分别连接，接收出租车数量和交通路口地址，基于出租车数量确定交通路口地址的出租车车流指数，并基于交通路口地址向交通路口地址附近的出租车无线发送确定的出租车车流指数；
其中，控制柜无线通信设备包括飞思卡尔IMX6处理器和GPRS通信接口，飞思卡尔IMX6处理器与主控设备和MMC卡分别连接，用于接收出租车数量和交通路口地址，并基于出租车数量确定交通路口地址的出租车车流指数，出租车数量越多，交通路口地址的出租车车流指数越大，GPRS通信接口与飞思卡尔IMX6处理器连接，用于基于交通路口地址向交通路口地址附近的出租车无线发送确定的出租车车流指数；
GPRS通信接口嵌入在柜体的外侧壁上；
飞思卡尔IMX6处理器设置在柜体内；
平滑处理设备、中值滤波设备、尺度变换增强设备和灰度化处理设备分别采用不同的CPLD芯片来实现；
其中，平滑处理设备、中值滤波设备、尺度变换增强设备和灰度化处理设备分别采用的CPLD芯片都是用户根据需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路，CPLD芯片通过借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言的方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆将代码传送到目标芯片中的设计方式完成相应设计；平滑处理设备、中值滤波设备、尺度变换增强设备和灰度化处理设备分别采用的CPLD芯片包括可编程逻辑宏单元和被可编程逻辑宏单元围绕的可编程互连矩阵单元；其中，可编程逻辑宏单元具有I/O单元互连结构，能够由用户根据需要生成相应的电路结构，完成相应的功能。
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