CN106909098A - 基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，包括MSP430单片机、沙尘浓度检测设备、温度检测设备和汗滴检测设备，MSP430单片机分别与沙尘浓度检测设备、温度检测设备和汗滴检测设备连接，用于分别接收实时沙尘浓度、实时温度和汗滴百分比，并在实时沙尘浓度小于等于预设沙尘浓度阈值时，控制窗体进入开窗模式。通过本发明，能够根据人体实际情况和环境参数对窗体的开启实现自动化控制。

Description

基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，尤其涉及一种基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人。

背景技术

针对铝合金材质的窗户，因为是金属材质，所以不会存在老化问题，而且坚固，耐撞击，强度大。但铝合金窗最容易被攻击的一个弱点就是隔热性能，因为金属是热的良导体，外界与室内的温度会随着窗的框架传递。但值得疑问的是，在一扇窗户上框架所占的比例并不很大，窗户并不是一块金属板，而是镶着框的玻璃，通过框架边条传递的热量究竟会对有着暖器、空调的室内温度产生的影响有限，但为了有备无患，在有的铝合金窗户上采用了“断桥”技术，即在铝合金窗框中加一层树脂材料，彻底断绝了导热的途径。

断桥铝合金窗的特点有：1、应用隔热铝合金型材，使用滚压方式把内外铝合金和隔热条组合在一起。2、采用中空玻璃，提高保温性能和隔声效果。3、采用独立的密封结构，推拉窗采用双胶条双毛条四密封结构；平开窗利用等压原理，采用一道硬密封和两道软密封三密封结构，具有优良的气密性和水密性。4、选用高档附件，造型优美，操作灵活，安全可靠，有利于窗户的隔热效果。

针对木质材质的窗户，相对来说，木质应该是最为完美的窗体框架材质，无论从隔热、隔音等角度来说都有明显的优势，而且与生俱来的质感和自然花纹更为让人心动。虽然是木质，但实际上有的用于做窗框的实木已经经过了层层特殊的处理，不仅没有了水分，要求更高的甚至被吸去了脂肪，这样一来，所谓的木质实际上已经如同化石一样，经过处理后的实木，只保留了木材的外表，品质却完全不一样了，不会开裂变形，更不用担心遭虫咬、被腐蚀，而且，强度也大大增加。此外，还有一种框架结构被称作铝包木，木质框架的户外部分为一层铝合金结构，实际上，这是综合了木质框架的隔热性好以及铝合金强度高的优点，合而为一，扬长避短。木质窗唯一的一个缺点就是造价昂贵。

窗户不只是用来看一看外面风光的，在很大程度上，决定了人们生活的质量，但有时，许多问题根本不会注意得到。窗户所封闭的场所通常是人们的栖息之所，是人们自己营造的一个相对独立的小环境，挡风避雨，遮阳隔音，保护自己不受到任何来自外界的因素侵扰。说是相对的独立，是因为不可能完全脱离外界的环境而独自生活，需要室内室外能有一个合理的交流与互换。在这个相对小的环境中，需要有合适的温度、湿度、空气和光线，还要有适合自己的声音环境，这些都需要通过对窗户进行定制来实现，例如，在外界雾霾或灰尘严重时关闭窗户，在室外温差大时调整窗户的开启模式，在室外光线相差悬殊时控制窗户的开启角度，以及根据室外风速控制窗户的开关等。因此，窗体的设计对于营造一个舒适的起居环境来说尤为关键。

现有技术的窗体控制方案过于简单，偏重于人工操纵模式，自动化程度低，无法满足人们日益增长的舒适度的需求。

因此，需要一种新的窗体驱动方案，能够改变原有的人工操纵模式，采用全自动化的操纵模式，从而不需要人们起身进行各种控制操作，给人们提供了更多方便，同时，能够丰富基于参数检测的控制策略以及提供与其他设备的联动机制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，引入了各种新的参数检测设备对室内外环境参数进行检测，对窗体内部结构进行适应性改造，并增加必要的设备联动模式，相应地，在参数检测的基础上，对窗体驱动控制机制进行优化和改善，从而全方面满足用户的需求。

根据本发明的一方面，提供了一种基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，所述机器人包括MSP430单片机、沙尘浓度检测设备、温度检测设备和汗滴检测设备，MSP430单片机分别与沙尘浓度检测设备、温度检测设备和汗滴检测设备连接，用于分别接收实时沙尘浓度、实时温度和汗滴百分比，并在实时沙尘浓度小于等于预设沙尘浓度阈值时，控制窗体进入开窗模式。

更具体地，在所述基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人中，包括：沙尘浓度检测设备，用于检测并输出空气中的实时沙尘浓度；温度检测设备，包括双金属片、曲率检测器和信号转换器，双金属由两片膨胀系数不同的金属贴在一起而组成，曲率检测器与双金属片连接，用于检测双金属片的弯曲程度以作为实时曲率输出，信号转换器与曲率检测器连接，用于基于实时曲率确定并输出实时温度；MSP430单片机，分别与汗滴检测设备、直流电机、沙尘浓度检测设备和温度检测设备连接，用于接收实时温度、汗滴百分比和实时沙尘浓度，当实时沙尘浓度小于等于预设沙尘浓度阈值时，进入开窗模式，根据实时沙尘浓度调整外窗控制信号中的外窗开启角度，实时沙尘浓度越小，外窗开启角度越大，当实时沙尘浓度大于预设沙尘浓度阈值时，进入关窗模式，设置外窗控制信号中的外窗开启角度为零；其中，MSP430单片机在开窗模式内执行以下操作：当实时温度大于温度阈值且汗滴百分比小于百分比阈值时，根据汗滴百分比调整上部倾斜控制信号中的上部倾斜角度，下部倾斜控制信号中的下部倾斜角度为零，中部倾斜控制信号中的中部倾斜角度为零，汗滴百分比越小，上部倾斜角度越大；当汗滴百分比大于等于百分比阈值且实时温度大于温度阈值时，根据汗滴百分比调整上部倾斜角度和中部倾斜角度，下部倾斜角度为零，汗滴百分比越小，上部倾斜角度和中部倾斜角度越大；当实时温度小于等于温度阈值且汗滴百分比大于等于百分比阈值时，根据汗滴百分比调整上部倾斜角度、下部倾斜角度和中部倾斜角度，汗滴百分比越小，上部倾斜角度、下部倾斜角度和中部倾斜角度越大；外窗主体架构，设置在百叶窗主体架构之外，包括外窗窗体，外窗窗体与百叶窗主体架构的直流电机连接，用于根据发往直流电机的外窗控制信号调整外窗窗体的开启模式，外窗控制信号中包括外窗开启角度；百叶窗主体架构，包括窗框、凹槽、蜗轮带动连杆、直流电机、电机驱动器、上部叶片群、下部叶片群和中部叶片群，凹槽设置在窗框四周，凹槽内嵌有密封条，蜗轮带动连杆包括上部连杆单元、下部连杆单元和中部连杆单元，上部连杆单元与上部叶片群连接，用于带动上部叶片群的各个叶片按照上部倾斜角度同步倾斜，下部连杆单元与下部叶片群连接，用于带动下部叶片群的各个叶片按照上部倾斜角度同步倾斜，中部连杆单元与中部叶片群连接，用于带动中部叶片群的各个叶片按照中部倾斜角度同步倾斜，直流电机与蜗轮带动连杆连接，用于控制蜗轮带动连杆的上部连杆单元、下部连杆单元和中部连杆单元，电机驱动器与直流电机连接，用于向直流电机发送上部倾斜控制信号、下部倾斜控制信号和中部倾斜控制信号；球形高清摄像机，包括闪光灯控制器、镜头、环境亮度传感器、CMOS图像传感器、RS485通信接口和金属外壳，环境亮度传感器用于检测周围环境的实时亮度，闪光灯控制器与环境亮度传感器连接，用于基于实时亮度确定在CMOS图像传感器工作时是否开启闪光灯，RS485通信接口用于将CMOS图像传感器对人体拍摄的高清图像传输给外部设备，金属外壳用于对球形高清摄像机中的各个电子设备进行散热，CMOS图像传感器用于采集并输出高清图像，高清图像分辨率为3840×2160；图像特征检测设备，用于与球形高清摄像机连接以接收高清图像，对高清图像进行图像特征检测以获取其中对象的形状并作为对象形状输出，对象形状包括边缘角点、对角线、水平细线、垂直细线和剧烈变化形状；滤波选择设备，与图像特征检测设备连接，用于在接收到的对象形状为边缘角点时，启动方形中值滤波设备，关闭十字形中值滤波设备、斜十字形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备，在接收到的对象形状为对角线时，启动十字形中值滤波设备，关闭斜十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备，在接收到的对象形状为水平细线或垂直细线时，启动斜十字形中值滤波设备，关闭十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备，在接收到的对象形状为剧烈变化形状时，启动距离模板中值滤波设备，关闭十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和斜十字形中值滤波设备；方形中值滤波设备，与滤波选择设备连接，用于使用方形滤波窗口对高清图像进行中值滤波以获得去噪图像，中值滤波具体操作包括：将方形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列，取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值；十字形中值滤波设备，与滤波选择设备连接，用于使用十字形滤波窗口对高清图像进行中值滤波以获得去噪图像，中值滤波具体操作包括：将十字形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列，取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值；斜十字形中值滤波设备，与滤波选择设备连接，用于使用斜十字形滤波窗口对高清图像进行中值滤波以获得去噪图像，中值滤波具体操作包括：将斜十字形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列，取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值；距离模板中值滤波设备，与滤波选择设备连接，用于使用距离模板滤波窗口对高清图像进行中值滤波以获得去噪图像，中值滤波具体操作包括：将距离模板滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列，取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值；其中，距离模板滤波窗口的确定方式如下：将高清图像中距离被滤波像素等同距离的像素作为滤波参考像素，所有的滤波参考像素组成距离模板滤波窗口，等同距离的选择值为2，4或6，基于高清图像的信噪比大小确定等同距离的大小；其中，基于高清图像的信噪比大小确定等同距离的大小包括：高清图像的信噪比越大，确定的等同距离越小，高清图像的信噪比越小，确定的等同距离越大；人脸检测设备，用于接收去噪图像，基于预设基准人脸图案从去噪图像中匹配出人脸区域，并将人脸区域从去噪图像处分割出来以作为人脸子图像输出；汗滴检测设备，与人脸检测设备连接，用于接收人脸子图像，将人脸子图像中灰度值落在预设汗滴灰度上限阈值和预设汗滴灰度下限阈值之间的像素确定为汗滴像素，将人脸子图像中的所有汗滴像素组成一个或多个汗滴子图像，基于人脸子图像尺寸、汗滴子图像的数量和每一个汗滴子图像尺寸确定汗滴占据人脸的面积百分比并作为汗滴百分比输出；闪存，分别与人脸检测设备和汗滴检测设备连接，用于存储预设基准人脸图案、预设汗滴灰度上限阈值和预设汗滴灰度下限阈值。

更具体地，在所述基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人中，还包括：无线通信设备，与MSP430单片机连接，用于无线发送实时温度、汗滴百分比和实时沙尘浓度。

更具体地，在所述基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人中：无线通信设备为时分双工通信接口。

更具体地，在所述基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人中：无线通信设备为频分双工通信接口。

更具体地，在所述基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人中：无线通信设备为GPRS通信接口、3G通信接口中的一种。

更具体地，在所述基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人中：无线通信设备与MSP430单片机被集成在一块集成电路板上。

更具体地，在所述基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人中，还包括：计时设备，用于提供实时计时信号，计时设备内置于MSP430单片机中。

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基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人的结构方框图。

附图标记：1MSP430单片机；2沙尘浓度检测设备；3温度检测设备；4汗滴检测设备

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人的实施方案进行详细说明。

随着建筑技术的发展以及人类生活水平的提高，窗体的构造也日趋复杂以满足更高的热工要求。高级的建筑会采用双层甚至三层真空玻璃，双道橡胶密封条，以保证其最佳的保温隔热性能。水平天窗可以做成无框的单元，也被称为采光罩。玻璃幕墙可以被认为是一种特殊的窗，即整个建筑外墙都变成了可透光的窗。

当前，房屋的进深越来越大，人工采光的比例越来越高，换气也不再依靠窗体的自然通风，窗体已经不限于其最初采光通风的用途，还涉及到温度控制、隔音控制、节能控制、装饰设计、空气质量控制以及基于人体具体情况的细化控制等各个分领域。

窗户不只是用来看一看外面风光的，在很大程度上，决定了人们生活的质量，但有时，许多问题人们根本不会注意得到。窗户封闭的空间是人们的栖息之所，是人们自己营造的一个相对独立的小环境，挡风避雨，遮阳隔音，保护自己不受到任何来自外界的因素侵扰。说是相对的独立，是因为人们不可能完全脱离外界的环境而独自生活，人们需要室内室外能有一个合理的交流与互换。在这个小环境中，人们需要有合适的温度、湿度、空气和光线，还要有适合自己的声音环境。

人们需要窗户能透进光线，那么随着阳光而来的就会是多余的热量。人们需要窗户能通风，那么随着流通的空气而来的，也许就是灰尘和蚊虫。所以，对于窗户的材质、工艺、结构、形式以及控制方式的设计，以及一些细致入微的方方面面都要考虑得到。

现有技术中的窗体控制模式不够细化，且缺乏有效的联动机制和必要的参数检测设备，还处于根据人们自身感觉进行控制操作的人工阶段，给人们的使用带来很大麻烦。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，对现有的窗体控制模式进行细化，增加了有效的联动机制和必要的参数检测设备，提高整个控制方案的自动化程度，从而改善窗体封闭空间的内部环境。

图1为根据本发明实施方案示出的基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人的结构方框图，所述机器人包括MSP430单片机、沙尘浓度检测设备、温度检测设备和汗滴检测设备，MSP430单片机分别与沙尘浓度检测设备、温度检测设备和汗滴检测设备连接，用于分别接收实时沙尘浓度、实时温度和汗滴百分比，并在实时沙尘浓度小于等于预设沙尘浓度阈值时，控制窗体进入开窗模式。

接着，继续对本发明的基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人的具体结构进行进一步的说明。

所述机器人包括：沙尘浓度检测设备，用于检测并输出空气中的实时沙尘浓度；温度检测设备，包括双金属片、曲率检测器和信号转换器，双金属由两片膨胀系数不同的金属贴在一起而组成，曲率检测器与双金属片连接，用于检测双金属片的弯曲程度以作为实时曲率输出，信号转换器与曲率检测器连接，用于基于实时曲率确定并输出实时温度。

所述机器人包括：MSP430单片机，分别与汗滴检测设备、直流电机、沙尘浓度检测设备和温度检测设备连接，用于接收实时温度、汗滴百分比和实时沙尘浓度，当实时沙尘浓度小于等于预设沙尘浓度阈值时，进入开窗模式，根据实时沙尘浓度调整外窗控制信号中的外窗开启角度，实时沙尘浓度越小，外窗开启角度越大，当实时沙尘浓度大于预设沙尘浓度阈值时，进入关窗模式，设置外窗控制信号中的外窗开启角度为零；其中，MSP430单片机在开窗模式内执行以下操作：当实时温度大于温度阈值且汗滴百分比小于百分比阈值时，根据汗滴百分比调整上部倾斜控制信号中的上部倾斜角度，下部倾斜控制信号中的下部倾斜角度为零，中部倾斜控制信号中的中部倾斜角度为零，汗滴百分比越小，上部倾斜角度越大；当汗滴百分比大于等于百分比阈值且实时温度大于温度阈值时，根据汗滴百分比调整上部倾斜角度和中部倾斜角度，下部倾斜角度为零，汗滴百分比越小，上部倾斜角度和中部倾斜角度越大；当实时温度小于等于温度阈值且汗滴百分比大于等于百分比阈值时，根据汗滴百分比调整上部倾斜角度、下部倾斜角度和中部倾斜角度，汗滴百分比越小，上部倾斜角度、下部倾斜角度和中部倾斜角度越大。

所述机器人包括：外窗主体架构，设置在百叶窗主体架构之外，包括外窗窗体，外窗窗体与百叶窗主体架构的直流电机连接，用于根据发往直流电机的外窗控制信号调整外窗窗体的开启模式，外窗控制信号中包括外窗开启角度。

所述机器人包括：百叶窗主体架构，包括窗框、凹槽、蜗轮带动连杆、直流电机、电机驱动器、上部叶片群、下部叶片群和中部叶片群，凹槽设置在窗框四周，凹槽内嵌有密封条，蜗轮带动连杆包括上部连杆单元、下部连杆单元和中部连杆单元，上部连杆单元与上部叶片群连接，用于带动上部叶片群的各个叶片按照上部倾斜角度同步倾斜，下部连杆单元与下部叶片群连接，用于带动下部叶片群的各个叶片按照上部倾斜角度同步倾斜，中部连杆单元与中部叶片群连接，用于带动中部叶片群的各个叶片按照中部倾斜角度同步倾斜，直流电机与蜗轮带动连杆连接，用于控制蜗轮带动连杆的上部连杆单元、下部连杆单元和中部连杆单元，电机驱动器与直流电机连接，用于向直流电机发送上部倾斜控制信号、下部倾斜控制信号和中部倾斜控制信号。

所述机器人包括：球形高清摄像机，包括闪光灯控制器、镜头、环境亮度传感器、CMOS图像传感器、RS485通信接口和金属外壳，环境亮度传感器用于检测周围环境的实时亮度，闪光灯控制器与环境亮度传感器连接，用于基于实时亮度确定在CMOS图像传感器工作时是否开启闪光灯，RS485通信接口用于将CMOS图像传感器对人体拍摄的高清图像传输给外部设备，金属外壳用于对球形高清摄像机中的各个电子设备进行散热，CMOS图像传感器用于采集并输出高清图像，高清图像分辨率为3840×2160。

所述机器人包括：图像特征检测设备，用于与球形高清摄像机连接以接收高清图像，对高清图像进行图像特征检测以获取其中对象的形状并作为对象形状输出，对象形状包括边缘角点、对角线、水平细线、垂直细线和剧烈变化形状。

所述机器人包括：滤波选择设备，与图像特征检测设备连接，用于在接收到的对象形状为边缘角点时，启动方形中值滤波设备，关闭十字形中值滤波设备、斜十字形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备，在接收到的对象形状为对角线时，启动十字形中值滤波设备，关闭斜十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备，在接收到的对象形状为水平细线或垂直细线时，启动斜十字形中值滤波设备，关闭十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备，在接收到的对象形状为剧烈变化形状时，启动距离模板中值滤波设备，关闭十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和斜十字形中值滤波设备。

所述机器人包括：方形中值滤波设备，与滤波选择设备连接，用于使用方形滤波窗口对高清图像进行中值滤波以获得去噪图像，中值滤波具体操作包括：将方形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列，取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值。

所述机器人包括：十字形中值滤波设备，与滤波选择设备连接，用于使用十字形滤波窗口对高清图像进行中值滤波以获得去噪图像，中值滤波具体操作包括：将十字形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列，取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值。

所述机器人包括：斜十字形中值滤波设备，与滤波选择设备连接，用于使用斜十字形滤波窗口对高清图像进行中值滤波以获得去噪图像，中值滤波具体操作包括：将斜十字形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列，取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值。

所述机器人包括：距离模板中值滤波设备，与滤波选择设备连接，用于使用距离模板滤波窗口对高清图像进行中值滤波以获得去噪图像，中值滤波具体操作包括：将距离模板滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列，取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值；其中，距离模板滤波窗口的确定方式如下：将高清图像中距离被滤波像素等同距离的像素作为滤波参考像素，所有的滤波参考像素组成距离模板滤波窗口，等同距离的选择值为2，4或6，基于高清图像的信噪比大小确定等同距离的大小；其中，基于高清图像的信噪比大小确定等同距离的大小包括：高清图像的信噪比越大，确定的等同距离越小，高清图像的信噪比越小，确定的等同距离越大。

所述机器人包括：人脸检测设备，用于接收去噪图像，基于预设基准人脸图案从去噪图像中匹配出人脸区域，并将人脸区域从去噪图像处分割出来以作为人脸子图像输出。

所述机器人包括：汗滴检测设备，与人脸检测设备连接，用于接收人脸子图像，将人脸子图像中灰度值落在预设汗滴灰度上限阈值和预设汗滴灰度下限阈值之间的像素确定为汗滴像素，将人脸子图像中的所有汗滴像素组成一个或多个汗滴子图像，基于人脸子图像尺寸、汗滴子图像的数量和每一个汗滴子图像尺寸确定汗滴占据人脸的面积百分比并作为汗滴百分比输出。

所述机器人包括：闪存，分别与人脸检测设备和汗滴检测设备连接，用于存储预设基准人脸图案、预设汗滴灰度上限阈值和预设汗滴灰度下限阈值。

可选地，在所述控制平台中：无线通信设备，与MSP430单片机连接，用于无线发送实时温度、汗滴百分比和实时沙尘浓度；无线通信设备为时分双工通信接口；无线通信设备为频分双工通信接口；无线通信设备为GPRS通信接口、3G通信接口中的一种；无线通信设备与MSP430单片机被集成在一块集成电路板上；以及计时设备，用于提供实时计时信号，计时设备内置于MSP430单片机中。

另外，4G LTE是一个全球通用的标准，包括两种网络模式FDD和TDD，分别用于成对频谱和非成对频谱。运营商最初在两个模式之间的取舍纯粹出于对频谱可用性的考虑。大多运营商将会同时部署两种网络，以便充分利用其拥有的所有频谱资源。FDD和TDD在技术上区别其实很小，主要区别就在于采用不同的双工方式，频分双工(FDD)和时分双工(TDD)是两种不同的双工方式。

FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道。FDD必须采用成对的频率，依靠频率来区分上下行链路，其单方向的资源在时间上是连续的。FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。

TDD用时间来分离接收和发送信道。在TDD方式的移动通信系统中,接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载,其单方向的资源在时间上是不连续的，时间资源在两个方向上进行了分配。某个时间段由基站发送信号给移动台，另外的时间由移动台发送信号给基站，基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。

采用本发明的基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，针对现有技术中窗体控制方案过于单一且自动化程度不高的技术问题，通过增加多个室内外环境参数检测设备或人体参数检测设备对必要的参数进行实时提取，通过设计设备联动机制和优化窗体控制模式来丰富现有的窗体控制方案，从而最大程度地满足人们对舒适度和便利性的各种要求。

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 (8)

1.一种基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，所述机器人包括MSP430单片机、沙尘浓度检测设备、温度检测设备和汗滴检测设备，MSP430单片机分别与沙尘浓度检测设备、温度检测设备和汗滴检测设备连接，用于分别接收实时沙尘浓度、实时温度和汗滴百分比，并在实时沙尘浓度小于等于预设沙尘浓度阈值时，控制窗体进入开窗模式。

2.如权利要求1所述的基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，其特征在于，所述机器人包括：

沙尘浓度检测设备，用于检测并输出空气中的实时沙尘浓度；

温度检测设备，包括双金属片、曲率检测器和信号转换器，双金属由两片膨胀系数不同的金属贴在一起而组成，曲率检测器与双金属片连接，用于检测双金属片的弯曲程度以作为实时曲率输出，信号转换器与曲率检测器连接，用于基于实时曲率确定并输出实时温度；

MSP430单片机，分别与汗滴检测设备、直流电机、沙尘浓度检测设备和温度检测设备连接，用于接收实时温度、汗滴百分比和实时沙尘浓度，当实时沙尘浓度小于等于预设沙尘浓度阈值时，进入开窗模式，根据实时沙尘浓度调整外窗控制信号中的外窗开启角度，实时沙尘浓度越小，外窗开启角度越大，当实时沙尘浓度大于预设沙尘浓度阈值时，进入关窗模式，设置外窗控制信号中的外窗开启角度为零；其中，MSP430单片机在开窗模式内执行以下操作：当实时温度大于温度阈值且汗滴百分比小于百分比阈值时，根据汗滴百分比调整上部倾斜控制信号中的上部倾斜角度，下部倾斜控制信号中的下部倾斜角度为零，中部倾斜控制信号中的中部倾斜角度为零，汗滴百分比越小，上部倾斜角度越大；当汗滴百分比大于等于百分比阈值且实时温度大于温度阈值时，根据汗滴百分比调整上部倾斜角度和中部倾斜角度，下部倾斜角度为零，汗滴百分比越小，上部倾斜角度和中部倾斜角度越大；当实时温度小于等于温度阈值且汗滴百分比大于等于百分比阈值时，根据汗滴百分比调整上部倾斜角度、下部倾斜角度和中部倾斜角度，汗滴百分比越小，上部倾斜角度、下部倾斜角度和中部倾斜角度越大；

外窗主体架构，设置在百叶窗主体架构之外，包括外窗窗体，外窗窗体与百叶窗主体架构的直流电机连接，用于根据发往直流电机的外窗控制信号调整外窗窗体的开启模式，外窗控制信号中包括外窗开启角度；

百叶窗主体架构，包括窗框、凹槽、蜗轮带动连杆、直流电机、电机驱动器、上部叶片群、下部叶片群和中部叶片群，凹槽设置在窗框四周，凹槽内嵌有密封条，蜗轮带动连杆包括上部连杆单元、下部连杆单元和中部连杆单元，上部连杆单元与上部叶片群连接，用于带动上部叶片群的各个叶片按照上部倾斜角度同步倾斜，下部连杆单元与下部叶片群连接，用于带动下部叶片群的各个叶片按照上部倾斜角度同步倾斜，中部连杆单元与中部叶片群连接，用于带动中部叶片群的各个叶片按照中部倾斜角度同步倾斜，直流电机与蜗轮带动连杆连接，用于控制蜗轮带动连杆的上部连杆单元、下部连杆单元和中部连杆单元，电机驱动器与直流电机连接，用于向直流电机发送上部倾斜控制信号、下部倾斜控制信号和中部倾斜控制信号；

球形高清摄像机，包括闪光灯控制器、镜头、环境亮度传感器、CMOS图像传感器、RS485通信接口和金属外壳，环境亮度传感器用于检测周围环境的实时亮度，闪光灯控制器与环境亮度传感器连接，用于基于实时亮度确定在CMOS图像传感器工作时是否开启闪光灯，RS485通信接口用于将CMOS图像传感器对人体拍摄的高清图像传输给外部设备，金属外壳用于对球形高清摄像机中的各个电子设备进行散热，CMOS图像传感器用于采集并输出高清图像，高清图像分辨率为3840×2160；

图像特征检测设备，用于与球形高清摄像机连接以接收高清图像，对高清图像进行图像特征检测以获取其中对象的形状并作为对象形状输出，对象形状包括边缘角点、对角线、水平细线、垂直细线和剧烈变化形状；

滤波选择设备，与图像特征检测设备连接，用于在接收到的对象形状为边缘角点时，启动方形中值滤波设备，关闭十字形中值滤波设备、斜十字形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备，在接收到的对象形状为对角线时，启动十字形中值滤波设备，关闭斜十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备，在接收到的对象形状为水平细线或垂直细线时，启动斜十字形中值滤波设备，关闭十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和距离模板中值滤波设备，在接收到的对象形状为剧烈变化形状时，启动距离模板中值滤波设备，关闭十字形中值滤波设备、方形中值滤波设备和斜十字形中值滤波设备；

方形中值滤波设备，与滤波选择设备连接，用于使用方形滤波窗口对高清图像进行中值滤波以获得去噪图像，中值滤波具体操作包括：将方形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列，取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值；

十字形中值滤波设备，与滤波选择设备连接，用于使用十字形滤波窗口对高清图像进行中值滤波以获得去噪图像，中值滤波具体操作包括：将十字形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列，取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值；

斜十字形中值滤波设备，与滤波选择设备连接，用于使用斜十字形滤波窗口对高清图像进行中值滤波以获得去噪图像，中值滤波具体操作包括：将斜十字形滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列，取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值；

距离模板中值滤波设备，与滤波选择设备连接，用于使用距离模板滤波窗口对高清图像进行中值滤波以获得去噪图像，中值滤波具体操作包括：将距离模板滤波窗口所有滤波参考像素的像素值按照大小顺序进行排列以获得一维信号序列，取一维信号序列中位于中间位置的像素值作为被滤波像素的像素值；其中，距离模板滤波窗口的确定方式如下：将高清图像中距离被滤波像素等同距离的像素作为滤波参考像素，所有的滤波参考像素组成距离模板滤波窗口，等同距离的选择值为2，4或6，基于高清图像的信噪比大小确定等同距离的大小；其中，基于高清图像的信噪比大小确定等同距离的大小包括：高清图像的信噪比越大，确定的等同距离越小，高清图像的信噪比越小，确定的等同距离越大；

人脸检测设备，用于接收去噪图像，基于预设基准人脸图案从去噪图像中匹配出人脸区域，并将人脸区域从去噪图像处分割出来以作为人脸子图像输出；

汗滴检测设备，与人脸检测设备连接，用于接收人脸子图像，将人脸子图像中灰度值落在预设汗滴灰度上限阈值和预设汗滴灰度下限阈值之间的像素确定为汗滴像素，将人脸子图像中的所有汗滴像素组成一个或多个汗滴子图像，基于人脸子图像尺寸、汗滴子图像的数量和每一个汗滴子图像尺寸确定汗滴占据人脸的面积百分比并作为汗滴百分比输出；

闪存，分别与人脸检测设备和汗滴检测设备连接，用于存储预设基准人脸图案、预设汗滴灰度上限阈值和预设汗滴灰度下限阈值。

3.如权利要求2所述的基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，其特征在于，还包括：

无线通信设备，与MSP430单片机连接，用于无线发送实时温度、汗滴百分比和实时沙尘浓度。

4.如权利要求3所述的基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，其特征在于：

无线通信设备为时分双工通信接口。

5.如权利要求3所述的基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，其特征在于：

无线通信设备为频分双工通信接口。

6.如权利要求3所述的基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，其特征在于：

无线通信设备为GPRS通信接口、3G通信接口中的一种。

7.如权利要求2-6任一所述的基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，其特征在于：

无线通信设备与MSP430单片机被集成在一块集成电路板上。

8.如权利要求2-6任一所述的基于汗滴检测的自动化窗体操控机器人，其特征在于，还包括：

计时设备，用于提供实时计时信号，计时设备内置于MSP430单片机中。