CN108019143A - 窗帘自动卷起系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种窗帘自动卷起系统，包括热感应设备、室外光强检测设备、窗帘电机和电机驱动设备，所述热感应设备设置在窗帘对应的外墙上，用于输出实时热感应温度，所述室外光强检测设备被设置在窗帘对应的外墙上，用于检测外部的照射光强度以输出实时室外光照强度，所述电机驱动设备分别与所述热感应设备、所述室外光强检测设备和所述窗帘电机连接，用于基于所述热感应设备和所述室外光强检测设备的输出，确定是否向所述窗帘电机发出卷起控制信号以卷起窗帘。通过本发明，能够避免外部人员透过窗户对室内进行窥视。

Description

窗帘自动卷起系统

本发明是申请号为201710370746.5、申请日为2017年5月23日、发明名称为“窗帘自动卷起系统”的专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及窗帘控制领域，尤其涉及一种窗帘自动卷起系统。

背景技术

随着建筑技术的发展以及人类生活水平的提高，窗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Low-E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。

当前的窗户一般都配有窗帘，用于遮光以及保护隐私的作用。然而，人们需要自行根据室内外环境差异以及外部人体走动情况，确定是否打开窗帘或关闭窗帘，同时，窗帘的打开和关闭仍需要人工来完成。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种窗帘自动卷起系统，在所述实时室内光照强度在预设强度范围之外而所述实时室外光照强度在预设强度范围之内时，控制所述窗帘电机处于电机正转控制模式以卷起窗帘；所述电机驱动设备在所述实时室内光照强度在预设强度范围之内而所述实时室外光照强度在预设强度范围之外时，控制所述窗帘电机处于电机反转控制模式以释放窗帘，更关键的是，在接收到所述人体热感应信号且接收到所述人体图像检测信号时，控制所述窗帘电机处于电机反转控制模式以，并停止基于所述室内光强检测设备的输出和所述室外光强检测设备的输出对所述窗帘电机的控制操作。

根据本发明的一方面，提供了一种窗帘自动卷起系统，所述系统包括热感应设备、室外光强检测设备、窗帘电机和电机驱动设备，所述热感应设备设置在窗帘对应的外墙上，用于输出实时热感应温度，所述室外光强检测设备被设置在窗帘对应的外墙上，用于检测外部的照射光强度以输出实时室外光照强度，所述电机驱动设备分别与所述热感应设备、所述室外光强检测设备和所述窗帘电机连接，用于基于所述热感应设备和所述室外光强检测设备的输出，确定是否向所述窗帘电机发出卷起控制信号以卷起窗帘。

更具体地，在所述窗帘自动卷起系统中，还包括：

室内光强检测设备，被设置在窗帘附近，用于检测室内的照射光强度以输出实时室内光照强度；

所述电机驱动设备分别与所述热感应设备、所述室内光强检测设备、所述室外光强检测设备和所述窗帘电机连接，用于基于所述热感应设备、所述室内光强检测设备和所述室外光强检测设备的输出，确定是否向所述窗帘电机发出卷起控制信号以卷起窗帘。

更具体地，在所述窗帘自动卷起系统中：

所述窗帘电机用于控制窗帘的卷起或打开；

其中，当所述窗帘电机处于电机正转控制模式时，所述窗帘电机卷起窗帘，当所述窗帘电机处于电机反转控制模式时，所述窗帘电机释放窗帘。

更具体地，在所述窗帘自动卷起系统中：

所述热感应设备在所述实时热感应温度在预设人体热感应温度范围内时，发出人体热感应信号，否则，发出非人体热感应信号。

更具体地，在所述窗帘自动卷起系统中，还包括：

高清摄像头，设置在窗帘对应的外墙上，用于对窗帘对应的外墙附近环境进行高清视频采集以获得高清环境视频流；

图像预处理设备，与所述高清摄像头连接，用于每接收到高清环境视频流的新的一帧图像，对新的一帧图像中的每一个像素作为目标像素进行如下处理：将目标像素的像素值与背景图像中对应位置像素的像素值进行匹配，匹配成功，则将该目标像素作为背景点，匹配失败，则将该目标像素作为非背景点，统计高清环境视频流历次图像中，该目标像素对应位置的像素点被确定为背景点的概率，当概率大于等于预设概率阈值时，采用历次图像中该目标像素对应位置处最新被确定为背景点的像素值更新背景图像中该目标像素对应位置处的像素值；

所述图像预处理设备在对新的一帧图像中的最后一个像素执行完上述处理后，输出更新后的背景图像；

图像分割设备，与所述图像预处理设备连接，用于将高清环境视频流的新的一帧图像减去所述图像预处理设备基于高清环境视频流的新的一帧图像更新后的背景图像，以获得前景图像输出；

图像再处理设备，与所述图像分割设备连接，用于接收所述前景图像，对所述前景图像执行灰度化处理以获得灰度化图像，还用于对所述灰度化图像执行二值化处理以获得二值化图像；

膨胀腐蚀处理设备，与所述图像再处理设备连接，用于接收所述二值化图像，对所述二值化图像执行先图像膨胀后图像腐蚀的处理，以获得腐蚀图像；

人体检测设备，与所述膨胀腐蚀处理设备连接，用于接收所述腐蚀图像，基于预设人体轮廓特征对所述腐蚀图像中的目标进行人体识别，以确定所述腐蚀图像中的人体目标，并在确定出所述腐蚀图像中的人体目标时，发出人体图像检测信号，否则，发出非人体图像检测信号；

其中，所述电机驱动设备在所述实时室内光照强度在预设强度范围之外而所述实时室外光照强度在预设强度范围之内时，控制所述窗帘电机处于电机正转控制模式；所述电机驱动设备在所述实时室内光照强度在预设强度范围之内而所述实时室外光照强度在预设强度范围之外时，控制所述窗帘电机处于电机反转控制模式；

其中，所述电机驱动设备还分别与所述人体检测设备和所述热感应设备连接，用于在接收到所述人体热感应信号且接收到所述人体图像检测信号时，控制所述窗帘电机处于电机反转控制模式，并停止基于所述室内光强检测设备的输出和所述室外光强检测设备的输出对所述窗帘电机的控制操作，还用于在接收到所述非人体图像检测信号或所述非人体热感应信号时，恢复基于所述室内光强检测设备的输出和所述室外光强检测设备的输出对所述窗帘电机的控制操作。

更具体地，在所述窗帘自动卷起系统中：

所述室内光强检测设备和所述室外光强检测设备都包括可见光光敏电阻器；

其中，所述可见光光敏电阻器为负电阻特性器件，其阻值越小，对应的光强检测设备输出的光照强度越大，其阻值越大，对应的光强检测设备输出的光照强度越小。

更具体地，在所述窗帘自动卷起系统中，还包括：

蜂鸣器，与所述电机驱动设备连接，用于在接收到所述人体热感应信号且接收到所述人体图像检测信号时，发出固定频率的蜂鸣报警声。

更具体地，在所述窗帘自动卷起系统中，还包括：

太阳能电源设备，由光伏板、变压器、整流器以及稳压器组成，所述变压器用于将所述光伏板输出的电压变压为所述系统需要的各种转换电压。

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窗帘自动卷起系统的结构方框图。

附图标记：1热感应设备；2室外光强检测设备；3窗帘电机；4电机驱动设备

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的窗帘自动卷起系统的实施方案进行详细说明。

楼宇，即楼房、大厦，从字面意思来讲，楼宇指高大的房屋建筑。每一座楼宇都集成了多个窗户进行楼宇结构构造。窗户在建筑学上是指墙或屋顶上建造的洞口，用以使光线或空气进入室内。可双向开启的现代的窗由窗框、中间的透明部分和活动构件(铰链、执手、滑轮等)三部分组成。窗框负责支撑窗体的主结构，可以是木材、金属、陶瓷或塑料材料，透明部分依附在窗框上，可以是纸、布、丝绸或玻璃材料。活动构件主要以金属材料为主，在人手触及的地方也可能包裹以塑料等绝热材料。

现有技术中，对窗户配置的窗帘的操作都是依赖人工进行，即使存在一些简单的窗帘控制方案，其控制效果不甚理想，无法满足人们的即时需求。为了克服上述不足，本发明搭建了一种窗帘自动卷起系统，用于解决上述技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的窗帘自动卷起系统的结构方框图，所述系统包括热感应设备、室外光强检测设备、窗帘电机和电机驱动设备，所述热感应设备设置在窗帘对应的外墙上，用于输出实时热感应温度，所述室外光强检测设备被设置在窗帘对应的外墙上，用于检测外部的照射光强度以输出实时室外光照强度，所述电机驱动设备分别与所述热感应设备、所述室外光强检测设备和所述窗帘电机连接，用于基于所述热感应设备和所述室外光强检测设备的输出，确定是否向所述窗帘电机发出卷起控制信号以卷起窗帘。

接着，继续对本发明的窗帘自动卷起系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述窗帘自动卷起系统中，还包括：

室内光强检测设备，被设置在窗帘附近，用于检测室内的照射光强度以输出实时室内光照强度；

所述电机驱动设备分别与所述热感应设备、所述室内光强检测设备、所述室外光强检测设备和所述窗帘电机连接，用于基于所述热感应设备、所述室内光强检测设备和所述室外光强检测设备的输出，确定是否向所述窗帘电机发出卷起控制信号以卷起窗帘。

在所述窗帘自动卷起系统中：

所述窗帘电机用于控制窗帘的卷起或打开；

其中，当所述窗帘电机处于电机正转控制模式时，所述窗帘电机卷起窗帘，当所述窗帘电机处于电机反转控制模式时，所述窗帘电机释放窗帘。

在所述窗帘自动卷起系统中：

所述热感应设备在所述实时热感应温度在预设人体热感应温度范围内时，发出人体热感应信号，否则，发出非人体热感应信号。

在所述窗帘自动卷起系统中，还包括：

高清摄像头，设置在窗帘对应的外墙上，用于对窗帘对应的外墙附近环境进行高清视频采集以获得高清环境视频流；

图像预处理设备，与所述高清摄像头连接，用于每接收到高清环境视频流的新的一帧图像，对新的一帧图像中的每一个像素作为目标像素进行如下处理：将目标像素的像素值与背景图像中对应位置像素的像素值进行匹配，匹配成功，则将该目标像素作为背景点，匹配失败，则将该目标像素作为非背景点，统计高清环境视频流历次图像中，该目标像素对应位置的像素点被确定为背景点的概率，当概率大于等于预设概率阈值时，采用历次图像中该目标像素对应位置处最新被确定为背景点的像素值更新背景图像中该目标像素对应位置处的像素值；

所述图像预处理设备在对新的一帧图像中的最后一个像素执行完上述处理后，输出更新后的背景图像；

图像分割设备，与所述图像预处理设备连接，用于将高清环境视频流的新的一帧图像减去所述图像预处理设备基于高清环境视频流的新的一帧图像更新后的背景图像，以获得前景图像输出；

图像再处理设备，与所述图像分割设备连接，用于接收所述前景图像，对所述前景图像执行灰度化处理以获得灰度化图像，还用于对所述灰度化图像执行二值化处理以获得二值化图像；

膨胀腐蚀处理设备，与所述图像再处理设备连接，用于接收所述二值化图像，对所述二值化图像执行先图像膨胀后图像腐蚀的处理，以获得腐蚀图像；

人体检测设备，与所述膨胀腐蚀处理设备连接，用于接收所述腐蚀图像，基于预设人体轮廓特征对所述腐蚀图像中的目标进行人体识别，以确定所述腐蚀图像中的人体目标，并在确定出所述腐蚀图像中的人体目标时，发出人体图像检测信号，否则，发出非人体图像检测信号；

其中，所述电机驱动设备在所述实时室内光照强度在预设强度范围之外而所述实时室外光照强度在预设强度范围之内时，控制所述窗帘电机处于电机正转控制模式；所述电机驱动设备在所述实时室内光照强度在预设强度范围之内而所述实时室外光照强度在预设强度范围之外时，控制所述窗帘电机处于电机反转控制模式；

其中，所述电机驱动设备还分别与所述人体检测设备和所述热感应设备连接，用于在接收到所述人体热感应信号且接收到所述人体图像检测信号时，控制所述窗帘电机处于电机反转控制模式，并停止基于所述室内光强检测设备的输出和所述室外光强检测设备的输出对所述窗帘电机的控制操作，还用于在接收到所述非人体图像检测信号或所述非人体热感应信号时，恢复基于所述室内光强检测设备的输出和所述室外光强检测设备的输出对所述窗帘电机的控制操作。

在所述窗帘自动卷起系统中：

所述室内光强检测设备和所述室外光强检测设备都包括可见光光敏电阻器；

其中，所述可见光光敏电阻器为负电阻特性器件，其阻值越小，对应的光强检测设备输出的光照强度越大，其阻值越大，对应的光强检测设备输出的光照强度越小。

在所述窗帘自动卷起系统中，还包括：

蜂鸣器，与所述电机驱动设备连接，用于在接收到所述人体热感应信号且接收到所述人体图像检测信号时，发出固定频率的蜂鸣报警声。

在所述窗帘自动卷起系统中，还包括：

太阳能电源设备，由光伏板、变压器、整流器以及稳压器组成，所述变压器用于将所述光伏板输出的电压变压为所述系统需要的各种转换电压。

另外，所述高清摄像头包括CMOS传感器。CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，与CCD有着共同的历史渊源。CMOS图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成,这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。

在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路，如AD转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等，为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起，从而组成单片数字相机及图像处理系统。

1963年Morrison发表了可计算传感器，这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构，成为CMOS图像传感器发展的开端。1995年低噪声的CMOS有源像素传感器单片数字相机获得成功。

CMOS图像传感器具有以下几个优点：1)、随机窗口读取能力。随机窗口读取操作是CMOS图像传感器在功能上优于CCD的一个方面，也称之为感兴趣区域选取。此外，CMOS图像传感器的高集成特性使其很容易实现同时开多个跟踪窗口的功能。2)、抗辐射能力。总的来说，CMOS图像传感器潜在的抗辐射性能相对于CCD性能有重要增强。3)、系统复杂程度和可靠性。采用CMOS图像传感器可以大大地简化系统硬件结构。4)、非破坏性数据读出方式。5)、优化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元结构中集成了多个功能晶体管的原因，CMOS图像传感器也存在着若干缺点，主要是噪声和填充率两个指标。鉴于CMOS图像传感器相对优越的性能，使得CMOS图像传感器在各个领域得到了广泛的应用。

采用本发明的窗帘自动卷起系统，针对现有技术中窗帘打开或卷起仍需要人工判断的技术问题，通过对窗户外部环境进行检测，例如检测室内外光照亮度以及检测室外行人路过情况，判断窗帘是否需要打开或卷起，并通过电机自动完成窗帘的相关操作，从而满足了室内人们对光照以及隐私保护的各种需求。

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 (5)

1.一种窗帘自动卷起系统，包括热感应设备、室外光强检测设备、窗帘电机和电机驱动设备，所述热感应设备设置在窗帘对应的外墙上，用于输出实时热感应温度，所述室外光强检测设备被设置在窗帘对应的外墙上，用于检测外部的照射光强度以输出实时室外光照强度，所述电机驱动设备分别与所述热感应设备、所述室外光强检测设备和所述窗帘电机连接，用于基于所述热感应设备和所述室外光强检测设备的输出，确定是否向所述窗帘电机发出卷起控制信号以卷起窗帘。

2.如权利要求1所述的窗帘自动卷起系统，其特征在于，还包括：

室内光强检测设备，被设置在窗帘附近，用于检测室内的照射光强度以输出实时室内光照强度；

所述电机驱动设备分别与所述热感应设备、所述室内光强检测设备、所述室外光强检测设备和所述窗帘电机连接，用于基于所述热感应设备、所述室内光强检测设备和所述室外光强检测设备的输出，确定是否向所述窗帘电机发出卷起控制信号以卷起窗帘。

3.如权利要求2所述的窗帘自动卷起系统，其特征在于：

所述窗帘电机用于控制窗帘的卷起或打开；

其中，当所述窗帘电机处于电机正转控制模式时，所述窗帘电机卷起窗帘，当所述窗帘电机处于电机反转控制模式时，所述窗帘电机释放窗帘。

4.如权利要求3所述的窗帘自动卷起系统，其特征在于：

所述热感应设备在所述实时热感应温度在预设人体热感应温度范围内时，发出人体热感应信号，否则，发出非人体热感应信号。

5.如权利要求4所述的窗帘自动卷起系统，其特征在于，还包括：

高清摄像头，设置在窗帘对应的外墙上，用于对窗帘对应的外墙附近环境进行高清视频采集以获得高清环境视频流；

图像预处理设备，与所述高清摄像头连接，用于每接收到高清环境视频流的新的一帧图像，对新的一帧图像中的每一个像素作为目标像素进行如下处理：将目标像素的像素值与背景图像中对应位置像素的像素值进行匹配，匹配成功，则将该目标像素作为背景点，匹配失败，则将该目标像素作为非背景点，统计高清环境视频流历次图像中，该目标像素对应位置的像素点被确定为背景点的概率，当概率大于等于预设概率阈值时，采用历次图像中该目标像素对应位置处最新被确定为背景点的像素值更新背景图像中该目标像素对应位置处的像素值；

所述图像预处理设备在对新的一帧图像中的最后一个像素执行完上述处理后，输出更新后的背景图像；

图像分割设备，与所述图像预处理设备连接，用于将高清环境视频流的新的一帧图像减去所述图像预处理设备基于高清环境视频流的新的一帧图像更新后的背景图像，以获得前景图像输出；

图像再处理设备，与所述图像分割设备连接，用于接收所述前景图像，对所述前景图像执行灰度化处理以获得灰度化图像，还用于对所述灰度化图像执行二值化处理以获得二值化图像；

膨胀腐蚀处理设备，与所述图像再处理设备连接，用于接收所述二值化图像，对所述二值化图像执行先图像膨胀后图像腐蚀的处理，以获得腐蚀图像；

人体检测设备，与所述膨胀腐蚀处理设备连接，用于接收所述腐蚀图像，基于预设人体轮廓特征对所述腐蚀图像中的目标进行人体识别，以确定所述腐蚀图像中的人体目标，并在确定出所述腐蚀图像中的人体目标时，发出人体图像检测信号，否则，发出非人体图像检测信号；

其中，所述电机驱动设备在所述实时室内光照强度在预设强度范围之外而所述实时室外光照强度在预设强度范围之内时，控制所述窗帘电机处于电机正转控制模式；所述电机驱动设备在所述实时室内光照强度在预设强度范围之内而所述实时室外光照强度在预设强度范围之外时，控制所述窗帘电机处于电机反转控制模式；

其中，所述电机驱动设备还分别与所述人体检测设备和所述热感应设备连接，用于在接收到所述人体热感应信号且接收到所述人体图像检测信号时，控制所述窗帘电机处于电机反转控制模式，并停止基于所述室内光强检测设备的输出和所述室外光强检测设备的输出对所述窗帘电机的控制操作，还用于在接收到所述非人体图像检测信号或所述非人体热感应信号时，恢复基于所述室内光强检测设备的输出和所述室外光强检测设备的输出对所述窗帘电机的控制操作；

所述室内光强检测设备和所述室外光强检测设备都包括可见光光敏电阻器；

其中，所述可见光光敏电阻器为负电阻特性器件，其阻值越小，对应的光强检测设备输出的光照强度越大，其阻值越大，对应的光强检测设备输出的光照强度越小。