CN110966716A - 一种室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空调温度控制技术领域，公开了一种室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调及控制方法，控制器先预设培养室内的适宜温度区间和一个检测时间段，每隔几分钟让热成像拍摄装置测量重建并上传一次数据；利用热成像拍摄装置和室内湿度探测器对培养室内冷血动物培养室内环境温度和湿度进行测量和辨识得到培养室内冷血动物的位置数据，温度数据，数量数据；对热成像数据转化的电信号进行辨识分析；判断温度和湿度是否在预设区间内，如果不在空调会对培养室内环境温度和湿度进行优化控制并且传到人机交互界面给外部人员进行监控。本发明可以根据其需求的环境要求来进行的温度和湿度的调节，监控其温度变化，提高了培养的成功率。

Description

一种室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调及控制方法
技术领域
本发明属于空调温度控制技术领域，尤其涉及一种室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调及控制方法。
背景技术
目前，最接近的现有技术：专利号为200910243783.5的专利公开了一种基于热成像技术的室内环境智能控制方法，对室内的环境和人员温度位置数据进行测量分析。从而调节室内环境温度，提高人员舒适性等。冷血动物的温度是受培养环境的温度变化而变化的，但目前用于室内冷血动物培养的冷暖空调还不能实时监控冷血动物的温度变化从而改变室内环境的温度和湿度。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有空调安装的固定式的温度传感器存在局限性。
(2)传统在培养室内安装可人工调控温度的加热或者制冷的装置，不能及时监控并控制培养室冷血动物温度。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调及控制方法。
本发明是这样实现的，一种室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法，所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法包括以下步骤：
第一步，控制器先预设培养室内的适宜温度区间和一个检测时间段，每隔几分钟让热成像拍摄装置测量重建并上传一次数据；
第二步，利用热成像拍摄装置和室内湿度探测器对培养室内冷血动物培养室内环境温度和湿度进行测量和辨识得到培养室内冷血动物的位置数据，温度数据，数量数据；
第三步，对热成像数据转化的电信号进行辨识分析；
第四步，判断温度和湿度是否在预设区间内，如果不在空调会对培养室内环境温度和湿度进行优化控制并且传到人机交互界面给外部人员进行监控。
进一步，所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法对热成像数据进行辨识包括：
(1)热成像拍摄装置对培养室内的环境进行热成像测量，获取室内热成像数据，根据生物传热和红外热辐射信息，采用红外热成像技术非接触测量分层体模的二维温度分布信息；将温度信息转换为人眼可视的灰度图，并进行伪彩色处理；利用传输函数为热像图序列的每一个像素重新分配颜色和不透明度，对分层体模的温度场利用体绘制光线投射算法进行三维重建；
(2)对重建后的数据采用机器视觉算法对培养室内的环境和动物进行辨识，可以得到培养室内冷血动物的位置数据，温度数据，数量数据，最后将数据通过以太网协议传输到控制器，控制器根据测量数据来跟预设值进行匹配。
进一步，若动物温度低于预设值则制热，若动物温度高于预设值则制冷，空调不改变制冷制热量和湿度值；对冷血动物培养室内环境温度湿度进行优化控制和调整，并且将所得数据传到人机交互界面给外部人员进行监控。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制系统，所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制系统包括：
热成像拍摄模块，用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应；将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像；
电信号分析模块，用于接受热成像转化的电信号进行分析，判断室内环境温度是否符合培养动物的预设温度环境；
控制模块，用于根据热成像系统得到的辐射温度和算法处理芯片分析的数据，调节空调的制冷制热量，进而改变冷血动物培养室内的温度和湿度，并且将其数据传输到外部人机交互界面显示，让培养员对室内温度湿度值进行监控。
本发明的另一目的在于提供一种安装有所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制系统的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调，所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调包括：出风口外壳、进风口外壳、控制器、排水口、算法芯片处理模块、蒸发器组件、离心风机组件；
出风口外壳的一侧安装有排水口，进风口外壳安装在蒸发器组件的底部，算法芯片处理模块嵌装在蒸发器组件上，离心风机组件安装在出风口外壳内部，控制器集成在离心风机组件上。
本发明的另一目的在于提供一种所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的使用方法，所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的使用方法包括：热成像精密恒温空调布局在房间顶部的正中央，并嵌入进网格架中，空调外部的三个热成像拍摄装置将均匀的分布在空调周围；每个热成像拍摄装置都会覆盖一个区域；最后将整个培养室都进行覆盖，热成像拍摄装置会对培养室内的冷血动物体温数据进行测量，再对热成像数据进行辨识。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法的信息数据处理终端。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法的家用电器。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法的智能家居控制系统。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明利用热成像技术，在空调上安装热成像传感器，利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，并将其测得到的温度数据转换为电信号，输送给空调内部的算法处理芯片，这解决了固定式的温度传感器的局限性问题。
本发明预设一个冷血动物培养的最佳温度区间，利用测得冷血动物的身体温度值和预设温度进行匹配，根据计算出来的细小偏差来对室内温度进行调节，这区别于传统在培养室内安装可人工调控温度的加热或者制冷的装置，解决了不能及时监控并控制培养室冷血动物温度的问题。
本发明的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调基于热成像技术在得到冷血动物培养室内动物品种的情况下，可以根据其需求的环境要求来进行的温度和湿度的调节，监控其温度变化，从而提高了培养的成功率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法流程图。
图2是本发明实施例提供的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制系统结构示意图；
图中：1、热成像拍摄模块；2、电信号分析模块；3、控制模块。
图3是本发明实施例提供的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法实现流程图。
图4是本发明实施例提供的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的结构示意图；
图中：4、出风口外壳；5、进风口外壳；6、控制器；7、排水口；8、算法芯片处理模块；9、蒸发器组件；10、离心风机组件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调及控制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法包括以下步骤：
S101：控制器先预设培养室内的适宜温度区间和一个检测时间段，每隔几分钟让热成像拍摄装置测量重建并上传一次数据；
S102：利用热成像拍摄装置和室内湿度探测器对培养室内冷血动物培养室内环境温度和湿度进行测量和辨识得到培养室内冷血动物的位置数据，温度数据，数量数据；
S103：对热成像数据转化的电信号进行辨识分析；
S104：判断温度和湿度是否在预设区间内，如果不在空调会对培养室内环境温度和湿度进行优化控制并且传到人机交互界面给外部人员进行监控。
如图2所示，本发明实施例提供的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制系统包括：
热成像拍摄模块1，用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应；将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。
电信号分析模块2，用于接受热成像转化的电信号进行分析，判断室内环境温度是否符合培养动物的预设温度环境。
控制模块3，用于根据热成像系统得到的辐射温度和算法处理芯片分析的数据，调节空调的制冷制热量，进而改变冷血动物培养室内的温度和湿度，并且将其数据传输到外部人机交互界面显示，让培养员可以对室内温度湿度值进行监控。
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
如图3所示，本发明实施例提供的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法的对热成像数据进行辨识有如下步骤：
(1)热成像拍摄装置对培养室内的环境进行热成像测量，获取室内热成像数据，根据生物传热和红外热辐射信息，采用红外热成像技术非接触测量分层体模的二维温度分布信息；然后将此温度信息转换为人眼可视的灰度图，并进行伪彩色处理，同时，利用传输函数为热像图序列的每一个像素重新分配颜色和不透明度，从而对分层体模的温度场利用体绘制光线投射算法进行三维重建。
(2)对重建后的数据采用机器视觉算法对培养室内的环境和动物进行辨识，可以得到培养室内冷血动物的位置数据，温度数据，数量数据，最后将数据通过以太网协议传输到控制器，控制器会根据测量数据来跟预设值进行匹配，若动物温度低于预设值则制热，若动物温度高于预设值则制冷，空调不改变制冷制热量和湿度值。从而对冷血动物培养室内环境温度湿度进行优化控制和调整，并且将所得数据传到人机交互界面给外部人员进行监控。
如图4所示，本发明实施例提供的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调包括：出风口外壳4、进风口外壳5、控制器6、排水口7、算法芯片处理模块8、蒸发器组件9、离心风机组件10。
出风口外壳4的一侧安装有排水口7，进风口外壳5安装在蒸发器组件9的底部，算法芯片处理模块8嵌装在蒸发器组件9上，离心风机组件10安装在出风口外壳4内部，控制器6集成在离心风机组件10上。
本发明实施例提供的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调布局在房间顶部的正中央，并嵌入进网格架中，空调外部的三个热成像拍摄装置将均匀的分布在空调周围，这可以保证室内冷血动物都在感应范围内，并且每个热成像拍摄装置都会覆盖一个区域，最后将整个培养室都进行覆盖。热成像拍摄装置会对培养室内的冷血动物体温数据进行测量，再对热成像数据进行辨识。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法，其特征在于，所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法包括以下步骤：
第一步，控制器先预设培养室内的适宜温度区间和一个检测时间段，每隔几分钟让热成像拍摄装置测量重建并上传一次数据；
第二步，利用热成像拍摄装置和室内湿度探测器对培养室内冷血动物培养室内环境温度和湿度进行测量和辨识得到培养室内冷血动物的位置数据，温度数据，数量数据；
第三步，对热成像数据转化的电信号进行辨识分析；
第四步，判断温度和湿度是否在预设区间内，如果不在空调会对培养室内环境温度和湿度进行优化控制并且传到人机交互界面给外部人员进行监控。
2.如权利要求1所述的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法，其特征在于，所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法对热成像数据进行辨识包括：
(1)热成像拍摄装置对培养室内的环境进行热成像测量，获取室内热成像数据，根据生物传热和红外热辐射信息，采用红外热成像技术非接触测量分层体模的二维温度分布信息；将温度信息转换为人眼可视的灰度图，并进行伪彩色处理；利用传输函数为热像图序列的每一个像素重新分配颜色和不透明度，对分层体模的温度场利用体绘制光线投射算法进行三维重建；
(2)对重建后的数据采用机器视觉算法对培养室内的环境和动物进行辨识，可以得到培养室内冷血动物的位置数据，温度数据，数量数据，最后将数据通过以太网协议传输到控制器，控制器根据测量数据来跟预设值进行匹配。
3.如权利要求2所述的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法，其特征在于，若动物温度低于预设值则制热，若动物温度高于预设值则制冷，空调不改变制冷制热量和湿度值；对冷血动物培养室内环境温度湿度进行优化控制和调整，并且将所得数据传到人机交互界面给外部人员进行监控。
4.一种实施权利要求1～3任意一项所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制系统，其特征在于，所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制系统包括：
热成像拍摄模块，用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应；将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像；
电信号分析模块，用于接受热成像转化的电信号进行分析，判断室内环境温度是否符合培养动物的预设温度环境；
控制模块，用于根据热成像系统得到的辐射温度和算法处理芯片分析的数据，调节空调的制冷制热量，进而改变冷血动物培养室内的温度和湿度，并且将其数据传输到外部人机交互界面显示，让培养员对室内温度湿度值进行监控。
5.一种安装有权利要求4所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制系统的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调，其特征在于，所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调包括：出风口外壳、进风口外壳、控制器、排水口、算法芯片处理模块、蒸发器组件、离心风机组件；
出风口外壳的一侧安装有排水口，进风口外壳安装在蒸发器组件的底部，算法芯片处理模块嵌装在蒸发器组件上，离心风机组件安装在出风口外壳内部，控制器集成在离心风机组件上。
6.一种如权利要求5所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的使用方法，其特征在于，所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的使用方法包括：热成像精密恒温空调布局在房间顶部的正中央，并嵌入进网格架中，空调外部的三个热成像拍摄装置将均匀的分布在空调周围；每个热成像拍摄装置都会覆盖一个区域；最后将整个培养室都进行覆盖，热成像拍摄装置会对培养室内的冷血动物体温数据进行测量，再对热成像数据进行辨识。
7.一种实现权利要求1～3任意一项所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法的信息数据处理终端。
8.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1～3任意一项所述的室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法。
9.一种应用权利要求1～3任意一项所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法的家用电器。
10.一种应用权利要求1～3任意一项所述室内冷血动物培养的热成像精密恒温空调的控制方法的智能家居控制系统。
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