CN105627489A - 一种智能家居空气清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能家居空气清洁方法，基于房间的氧气浓度检测结果和房间内人员的嘴部开合度，以预先设置的合理权重值进行空气互动的参考值的计算，基于计算结果确定是否启动房屋内的各个房间之间的空气互动，从而避免出现房间之间氧气不均衡的状况，保证有人房间的必要供氧。

Description

一种智能家居空气清洁方法

本申请是申请号为2015103047625、申请日为2015-06-06、发明创造名称为″一种智能家居空气自适应互动系统″的专利的分案申请。

【技术领域】

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种智能家居空气清洁方法。

【背景技术】

如今，因为人口的增加和机动车数量的迅速发展，城市雾霾问题日益突出，尤其是在发展中国家的大中型城市中。在雾霾严重时，城市居民不得不关闭门窗以避免外部雾霾颗粒流入屋内，以保证自家屋内的雾霾浓度降低在一定程度下，或者，关闭门窗的同时使用空气净化器，降低自己屋内的雾霾浓度。

然而，封闭门窗虽然逃离了雾霾困扰，却容易造成屋内氧气供应不足的情况下，例如，对于存在多个房间的房屋，某些房间存在过多的睡眠人员，其他房屋没有人员，这时，氧气浓度是不均匀的，需要一些手段保证每一个存在人员的房间内的氧气供给。现有技术中并不存在这样的技术方案。

为此，本发明提出了一种智能家居空气清洁方法，能够在雾霾天气封闭门窗的情况下，根据房屋内每一个有人房间的内部情况，自适应确定互动方案，从而在有限的条件下维持有人房间的氧气浓度，保障屋内居民的身心健康。

【发明内容】

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种智能家居空气清洁方法，基于房间的氧气浓度检测结果和房间内人员的嘴部开合度，以预先设置的合理权重值进行空气互动的参考值的计算，基于计算结果确定是否启动房屋内的各个房间之间的空气互动，从而避免出现房间之间氧气不均衡的状况，保证有人房间的必要供氧。

根据本发明的一方面，提供了一种智能家居空气清洁方法，该方法包括下列步骤：

(1)提供一种智能家居空气自适应互动系统，所述互动系统设置在具有多个房间的房屋内，包括嵌入式处理设备和多个房间氧气浓度检测设备，每一个房间氧气浓度检测设备设置在一个房间内，用于检测对应房间内的氧气浓度，所述嵌入式处理设备和所述多个房间氧气浓度检测设备分别连接，基于接收到的多个房间内的氧气浓度确定对所述多个房间之间的空气自适应互动策略；(2)使用所述系统来进行空气清洁。

更具体地，在所述智能家居空气自适应互动系统中，还包括：互动通风设备，包括一个通风电机和多个通风管道出口，在每一个房间内设置一个通风管道出口，所述通风电机在所述嵌入式处理设备的控制下通过所述多个通风管道出口对多个房间之间执行空气互动，以平衡多个房间之间的氧气浓度；多个红外摄像设备，每一个红外摄像设备设置在一个房间内，用于对对应房间进行拍摄，以获得红外房间图像；多个红外线检测设备，每一个红外线检测设备设置在一个房间内，用于检测对应房间内是否存在人员，在检测到人员时发出人员存在信号，在未检测到人员时发出人员不存在信号；USB输入接口，用于容纳外部U盘，以接收外部U盘内存储的预设灰度阈值、预设像素数量阈值、通风评定阈值、氧气浓度权重、红外图像权重、唇部上限灰度阈值和唇部下限灰度阈值，所述唇部上限灰度阈值和所述唇部下限灰度阈值用于将图像中的人员唇部与背景分离；移动硬盘，与所述USB输入接口连接，用于接收并存储所述预设灰度阈值、所述预设像素数量阈值、所述通风评定阈值、所述氧气浓度权重、所述红外图像权重、所述唇部上限灰度阈值和所述唇部下限灰度阈值；红外图像处理设备，与所述移动硬盘和所述多个红外摄像设备分别连接，包括多个图像处理子设备，每一个图像处理子设备与一个红外摄像设备连接以接收对应的红外房间图像，多个图像处理子设备用于分别并行处理多个房间的红外房间图像；每一个图像处理子设备包括对比度增强器、灰度化处理器、二值图像滤波器、唇部识别器和嘴部开合度识别器，所述对比度增强器与对应的红外摄像设备连接以接收对应的红外房间图像并对对应的红外房间图像进行对比度增强处理，获得红外增强图像，所述灰度化处理器与所述对比度增强器连接以对所述红外增强图像执行灰度化处理，获得红外灰度图像，所述二值图像滤波器与所述灰度化处理器和所述移动硬盘分别连接以对所述红外灰度图像执行基于区域连通的二值图像滤波，获得红外滤波图像，所述唇部识别器与所述二值图像滤波器和所述移动硬盘分别连接，将所述红外滤波图像中灰度值在所述唇部上限灰度阈值和所述唇部下限灰度阈值之间的像素组合以获得红外唇部子图案，所述嘴部开合度识别器与所述唇部识别器连接，基于所述红外唇部子图案确定对应的嘴部开合度并输出，其中，如果所述唇部识别器输出的红外唇部子图案为多个，则所述嘴部开合度识别器输出的嘴部开合度为多个红外唇部子图案对应的多个嘴部开合度的平均值；所述嵌入式处理设备与所述互动通风设备、所述移动硬盘、所述红外图像处理设备、所述多个房间氧气浓度检测设备、所述多个红外摄像设备和所述多个红外线检测设备分别连接，当接收到一个红外线检测设备发出的人员存在信号时，启动发出人员存在信号的红外线检测设备对应房间内的红外摄像设备和房间氧气浓度检测设备，以接收对应房间内氧气浓度和嘴部开合度，将氧气浓度权重与接收到的氧气浓度相乘，将红外图像权重与接收到的嘴部开合度的倒数相乘，将得到的两个乘积相加以获得决定是否启动互动通风的通风评定数值，当所述通风评定数值小于等于通风评定阈值时，所述嵌入式处理设备控制所述通风电机通过所述多个通风管道出口对多个房间之间执行空气互动，以平衡多个房间之间的氧气浓度；其中，所述对所述红外灰度图像执行基于区域连通的二值图像滤波具体包括：将所述红外灰度图像中每一个像素作为被检测像素，采用5×5像素滤波窗口建立以所述被检测像素为中心的连通区域，计算所述连通区域中灰度值大于预设灰度阈值的像素个数，如果计算的像素个数大于等于预设像素数量阈值，则所述被检测像素为非噪声点，保留所述被检测像素，如果计算的像素个数小于预设像素数量阈值，则所述被检测像素为噪声点，对所述被检测像素进行滤除；所述对比度增强器、所述灰度化处理器、所述二值图像滤波器、所述唇部识别器和所述嘴部开合度识别器分别采用不同的FPGA芯片来实现；所述嵌入式处理设备当接收到一个红外线检测设备发出的人员不存在信号时，关闭发出人员不存在信号的红外线检测设备对应房间内的红外摄像设备和房间氧气浓度检测设备。

更具体地，在所述智能家居空气自适应互动系统中：所述嵌入式处理设备为ARM11处理器。

更具体地，在所述智能家居空气自适应互动系统中，还包括：显示设备，与所述嵌入式处理设备连接，用于显示每一个房间内的氧气浓度和嘴部开合度。

更具体地，在所述智能家居空气自适应互动系统中，还包括：供电设备，包括太阳能供电器件、锂电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述锂电池分别连接，根据锂电池的剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压。

更具体地，在所述智能家居空气自适应互动系统中，还包括：雾霾浓度检测设备，设置在所述房屋外，用于实时检测房屋外部空气的雾霾浓度。

更具体地，在所述智能家居空气自适应互动系统中：所述雾霾浓度检测设备与所述嵌入式处理设备连接，以在检测的雾霾浓度小于等于预设雾霾浓度阈值时，向所述嵌入式处理设备发出户外通风互动信号。

更具体地，在所述智能家居空气自适应互动系统中：所述互动通风设备还包括设置在房屋外的户外通风管道出口；所述嵌入式处理设备还在接收到所述户外通风互动信号时，控制所述互动通风设备执行房屋内外的空气互动。

【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智能家居空气自适应互动系统的结构方框图。

【具体实施方式】

下面将参照附图对本发明的智能家居空气自适应互动系统的实施方案进行详细说明。

对于雾霾天气，人们往往关注于关闭房屋门窗，使用空气净化器的方式减少雾霾对人们身体健康的影响，却容易忽视在关闭房屋门窗的情况下，房屋内部多个有人房间之间的供氧不均衡的问题。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种智能家居空气自适应互动系统，将有人房间氧气浓度和有人房间人员嘴部开合度通过加权方式结合判断是否需要启动房间之间的空气互动，从而有效解决上述技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的智能家居空气自适应互动系统的结构方框图，所述互动系统设置在具有多个房间的房屋内，包括嵌入式处理设备1和n个房间氧气浓度检测设备2，n为大于1的自然数，每一个房间氧气浓度检测设备2设置在一个房间内，用于检测对应房间内的氧气浓度，所述嵌入式处理设备1和所述n个房间氧气浓度检测设备2分别连接，基于接收到的多个房间内的氧气浓度确定对所述多个房间之间的空气自适应互动策略。

接着，继续对本发明的智能家居空气自适应互动系统的具体结构进行进一步的说明。

所述互动系统还包括：互动通风设备，包括一个通风电机和多个通风管道出口，在每一个房间内设置一个通风管道出口，所述通风电机在所述嵌入式处理设备的控制下通过所述多个通风管道出口对多个房间之间执行空气互动，以平衡多个房间之间的氧气浓度。

所述互动系统还包括：多个红外摄像设备，每一个红外摄像设备设置在一个房间内，用于对对应房间进行拍摄，以获得红外房间图像。、

所述互动系统还包括：多个红外线检测设备，每一个红外线检测设备设置在一个房间内，用于检测对应房间内是否存在人员，在检测到人员时发出人员存在信号，在未检测到人员时发出人员不存在信号。

所述互动系统还包括：USB输入接口，用于容纳外部U盘，以接收外部U盘内存储的预设灰度阈值、预设像素数量阈值、通风评定阈值、氧气浓度权重、红外图像权重、唇部上限灰度阈值和唇部下限灰度阈值，所述唇部上限灰度阈值和所述唇部下限灰度阈值用于将图像中的人员唇部与背景分离。

所述互动系统还包括：移动硬盘，与所述USB输入接口连接，用于接收并存储所述预设灰度阈值、所述预设像素数量阈值、所述通风评定阈值、所述氧气浓度权重、所述红外图像权重、所述唇部上限灰度阈值和所述唇部下限灰度阈值。

所述互动系统还包括：红外图像处理设备，与所述移动硬盘和所述多个红外摄像设备分别连接，包括多个图像处理子设备，每一个图像处理子设备与一个红外摄像设备连接以接收对应的红外房间图像，多个图像处理子设备用于分别并行处理多个房间的红外房间图像；

每一个图像处理子设备包括对比度增强器、灰度化处理器、二值图像滤波器、唇部识别器和嘴部开合度识别器，所述对比度增强器与对应的红外摄像设备连接以接收对应的红外房间图像并对对应的红外房间图像进行对比度增强处理，获得红外增强图像，所述灰度化处理器与所述对比度增强器连接以对所述红外增强图像执行灰度化处理，获得红外灰度图像，所述二值图像滤波器与所述灰度化处理器和所述移动硬盘分别连接以对所述红外灰度图像执行基于区域连通的二值图像滤波，获得红外滤波图像，所述唇部识别器与所述二值图像滤波器和所述移动硬盘分别连接，将所述红外滤波图像中灰度值在所述唇部上限灰度阈值和所述唇部下限灰度阈值之间的像素组合以获得红外唇部子图案，所述嘴部开合度识别器与所述唇部识别器连接，基于所述红外唇部子图案确定对应的嘴部开合度并输出，其中，如果所述唇部识别器输出的红外唇部子图案为多个，则所述嘴部开合度识别器输出的嘴部开合度为多个红外唇部子图案对应的多个嘴部开合度的平均值。

所述嵌入式处理设备1与所述互动通风设备、所述移动硬盘、所述红外图像处理设备、所述n个房间氧气浓度检测设备2、所述多个红外摄像设备和所述多个红外线检测设备分别连接，当接收到一个红外线检测设备发出的人员存在信号时，启动发出人员存在信号的红外线检测设备对应房间内的红外摄像设备和房间氧气浓度检测设备，以接收对应房间内氧气浓度和嘴部开合度，将氧气浓度权重与接收到的氧气浓度相乘，将红外图像权重与接收到的嘴部开合度的倒数相乘，将得到的两个乘积相加以获得决定是否启动互动通风的通风评定数值，当所述通风评定数值小于等于通风评定阈值时，所述嵌入式处理设备1控制所述通风电机通过所述多个通风管道出口对多个房间之间执行空气互动，以平衡多个房间之间的氧气浓度。

其中，所述对所述红外灰度图像执行基于区域连通的二值图像滤波具体包括：将所述红外灰度图像中每一个像素作为被检测像素，采用5×5像素滤波窗口建立以所述被检测像素为中心的连通区域，计算所述连通区域中灰度值大于预设灰度阈值的像素个数，如果计算的像素个数大于等于预设像素数量阈值，则所述被检测像素为非噪声点，保留所述被检测像素，如果计算的像素个数小于预设像素数量阈值，则所述被检测像素为噪声点，对所述被检测像素进行滤除；所述对比度增强器、所述灰度化处理器、所述二值图像滤波器、所述唇部识别器和所述嘴部开合度识别器分别采用不同的FPGA芯片来实现；所述嵌入式处理设备1当接收到一个红外线检测设备发出的人员不存在信号时，关闭发出人员不存在信号的红外线检测设备对应房间内的红外摄像设备和房间氧气浓度检测设备。

可选地，在所述互动系统中：所述嵌入式处理设备1为ARM11处理器；所述互动系统还包括显示设备，与所述嵌入式处理设备1连接，用于显示每一个房间内的氧气浓度和嘴部开合度；所述互动系统还包括供电设备，所述供电设备包括太阳能供电器件、锂电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述锂电池分别连接，根据锂电池的剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；所述互动系统还包括雾霾浓度检测设备，设置在所述房屋外，用于实时检测房屋外部空气的雾霾浓度；所述雾霾浓度检测设备与所述嵌入式处理设备1连接，以在检测的雾霾浓度小于等于预设雾霾浓度阈值时，向所述嵌入式处理设备1发出户外通风互动信号；以及所述互动通风设备还包括设置在房屋外的户外通风管道出口；所述嵌入式处理设备1还在接收到所述户外通风互动信号时，控制所述互动通风设备执行房屋内外的空气互动。

另外，FPGA(Field-ProgrammableGateArray)，即现场可编程门阵列，他是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。他是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

以硬件描述语言(Verilog或VHDL)所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至FPGA上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Flip-flop)或者其他更加完整的记忆块。系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。

FPGA一般来说比ASIC(专用集成电路)的速度要慢，实现同样的功能比ASIC电路面积要大。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品，可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差的FPGA。因为这些芯片有比较差的可编辑能力，所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的，然后将设计转移到一个类似于ASIC的芯片上。另外一种方法是用CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice，复杂可编程逻辑器件)。FPGA的开发相对于传统PC、单片机的开发有很大不同。FPGA以并行运算为主，以硬件描述语言来实现；相比于PC或单片机(无论是冯诺依曼结构还是哈佛结构)的顺序操作有很大区别。

早在1980年代中期，FPGA已经在PLD设备中扎根。CPLD和FPGA包括了一些相对大数量的可编辑逻辑单元。CPLD逻辑门的密度在几千到几万个逻辑单元之间，而FPGA通常是在几万到几百万。CPLD和FPGA的主要区别是他们的系统结构。CPLD是一个有点限制性的结构。这个结构由一个或者多个可编辑的结果之和的逻辑组列和一些相对少量的锁定的寄存器组成。这样的结果是缺乏编辑灵活性，但是却有可以预计的延迟时间和逻辑单元对连接单元高比率的优点。而FPGA却是有很多的连接单元，这样虽然让他可以更加灵活的编辑，但是结构却复杂的多。

采用本发明的智能家居空气自适应互动系统，针对现有技术中雾霾天气中房屋内部多个有人房间之间的供氧不均衡的技术问题，将有人房间氧气浓度和房间人员嘴部开合度通过加权方式进行结合，对是否开启房屋内多个房间之间空气互动提供参考数据，从而维护房屋内有人房间氧气的有效供给。

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 (4)

1.一种智能家居空气清洁方法，该方法包括下列步骤：提供一种智能家居空气自适应互动系统，所述互动系统设置在具有多个房间的房屋内，包括嵌入式处理设备和多个房间氧气浓度检测设备，每一个房间氧气浓度检测设备设置在一个房间内，用于检测对应房间内的氧气浓度，所述嵌入式处理设备和所述多个房间氧气浓度检测设备分别连接，基于接收到的多个房间内的氧气浓度确定对所述多个房间之间的空气自适应互动策略；使用所述系统来进行空气清洁。所述互动系统还包括：互动通风设备，包括一个通风电机和多个通风管道出口，在每一个房间内设置一个通风管道出口，所述通风电机在所述嵌入式处理设备的控制下通过所述多个通风管道出口对多个房间之间执行空气互动，以平衡多个房间之间的氧气浓度；多个红外摄像设备，每一个红外摄像设备设置在一个房间内，用于对对应房间进行拍摄，以获得红外房间图像；多个红外线检测设备，每一个红外线检测设备设置在一个房间内，用于检测对应房间内是否存在人员，在检测到人员时发出人员存在信号，在未检测到人员时发出人员不存在信号；USB输入接口，用于容纳外部U盘，以接收外部U盘内存储的预设灰度阈值、预设像素数量阈值、通风评定阈值、氧气浓度权重、红外图像权重、唇部上限灰度阈值和唇部下限灰度阈值，所述唇部上限灰度阈值和所述唇部下限灰度阈值用于将图像中的人员唇部与背景分离；移动硬盘，与所述USB输入接口连接，用于接收并存储所述预设灰度阈值、所述预设像素数量阈值、所述通风评定阈值、所述氧气浓度权重、所述红外图像权重、所述唇部上限灰度阈值和所述唇部下限灰度阈值；红外图像处理设备，与所述移动硬盘和所述多个红外摄像设备分别连接，包括多个图像处理子设备，每一个图像处理子设备与一个红外摄像设备连接以接收对应的红外房间图像，多个图像处理子设备用于分别并行处理多个房间的红外房间图像；每一个图像处理子设备包括对比度增强器、灰度化处理器、二值图像滤波器、唇部识别器和嘴部开合度识别器，所述对比度增强器与对应的红外摄像设备连接以接收对应的红外房间图像并对对应的红外房间图像进行对比度增强处理，获得红外增强图像，所述灰度化处理器与所述对比度增强器连接以对所述红外增强图像执行灰度化处理，获得红外灰度图像，所述二值图像滤波器与所述灰度化处理器和所述移动硬盘分别连接以对所述红外灰度图像执行基于区域连通的二值图像滤波，获得红外滤波图像，所述唇部识别器与所述二值图像滤波器和所述移动硬盘分别连接，将所述红外滤波图像中灰度值在所述唇部上限灰度阈值和所述唇部下限灰度阈值之间的像素组合以获得红外唇部子图案，所述嘴部开合度识别器与所述唇部识别器连接，基于所述红外唇部子图案确定对应的嘴部开合度并输出，其中，如果所述唇部识别器输出的红外唇部子图案为多个，则所述嘴部开合度识别器输出的嘴部开合度为多个红外唇部子图案对应的多个嘴部开合度的平均值；所述嵌入式处理设备与所述互动通风设备、所述移动硬盘、所述红外图像处理设备、所述多个房间氧气浓度检测设备、所述多个红外摄像设备和所述多个红外线检测设备分别连接，当接收到一个红外线检测设备发出的人员存在信号时，启动发出人员存在信号的红外线检测设备对应房间内的红外摄像设备和房间氧气浓度检测设备，以接收对应房间内氧气浓度和嘴部开合度，将氧气浓度权重与接收到的氧气浓度相乘，将红外图像权重与接收到的嘴部开合度的倒数相乘，将得到的两个乘积相加以获得决定是否启动互动通风的通风评定数值，当所述通风评定数值小于等于通风评定阈值时，所述嵌入式处理设备控制所述通风电机通过所述多个通风管道出口对多个房间之间执行空气互动，以平衡多个房间之间的氧气浓度；其中，所述对所述红外灰度图像执行基于区域连通的二值图像滤波具体包括：将所述红外灰度图像中每一个像素作为被检测像素，采用5×5像素滤波窗口建立以所述被检测像素为中心的连通区域，计算所述连通区域中灰度值大于预设灰度阈值的像素个数，如果计算的像素个数大于等于预设像素数量阈值，则所述被检测像素为非噪声点，保留所述被检测像素，如果计算的像素个数小于预设像素数量阈值，则所述被检测像素为噪声点，对所述被检测像素进行滤除；其中，所述对比度增强器、所述灰度化处理器、所述二值图像滤波器、所述唇部识别器和所述嘴部开合度识别器分别采用不同的FPGA芯片来实现；其中，所述嵌入式处理设备当接收到一个红外线检测设备发出的人员不存在信号时，关闭发出人员不存在信号的红外线检测设备对应房间内的红外摄像设备和房间氧气浓度检测设备；

所述互动系统还包括：雾霾浓度检测设备，设置在所述房屋外，用于实时检测房屋外部空气的雾霾浓度；所述雾霾浓度检测设备与所述嵌入式处理设备连接，以在检测的雾霾浓度小于等于预设雾霾浓度阈值时，向所述嵌入式处理设备发出户外通风互动信号；所述互动通风设备还包括设置在房屋外的户外通风管道出口；所述嵌入式处理设备还在接收到所述户外通风互动信号时，控制所述互动通风设备执行房屋内外的空气互动。

2.如权利要求1所述的智能家居空气清洁方法，其特征在于：所述嵌入式处理设备为ARM11处理器。

3.如权利要求1所述的智能家居空气清洁方法，其特征在于，所述互动系统还包括：显示设备，与所述嵌入式处理设备连接，用于显示每一个房间内的氧气浓度和嘴部开合度。

4.如权利要求1所述的智能家居空气清洁方法，其特征在于，所述互动系统还包括：供电设备，包括太阳能供电器件、锂电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述锂电池分别连接，根据锂电池的剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压。