智能密集架控制防護系統的製作方法
2023-09-21 09:04:15
本發明涉及密集架領域，尤其涉及一種智能密集架控制防護系統。
背景技術：
密集架，又稱密集櫃，是密集型檔案裝具的一種，按照操作方式的不同，可以分為手動式密集架、電動式密集架和電子智能密集架，其中以電子智能密集架最為具有市場前景，也符合科技發展潮流。在密集架內產生火災的時候，架門通過滑輪會進行關閉以防止火災蔓延，然後如果控制不好，架門會夾到逃生人員。
技術實現要素：
為了解決上述問題，本發明提供了一種智能密集架控制防護系統，所述系統包括MSP430單片機、故障自檢設備、一氧化碳濃度報警設備和煙霧濃度報警設備，MSP430單片機分別與故障自檢設備、一氧化碳濃度報警設備和煙霧濃度報警設備連接，用於接收一氧化碳濃度報警信號、煙霧濃度報警信號或自檢報警信號。
更具體地，在所述智能密集架控制防護系統中，包括：一氧化碳濃度檢測設備，位於架頂位置，對架內的一氧化碳濃度進行檢測，輸出實時一氧化碳濃度；一氧化碳濃度報警設備，位於架頂位置，與一氧化碳濃度檢測設備連接，用於接收實時一氧化碳濃度，並在實時一氧化碳濃度大於等於預設一氧化碳濃度閾值時，發出一氧化碳濃度報警信號，在實時一氧化碳濃度小於預設一氧化碳濃度閾值時，發出一氧化碳濃度正常信號；煙霧濃度設備，位於架頂位置，用於對架內煙霧濃度進行檢測，輸出實時煙霧濃度；煙霧濃度報警設備，位於架頂位置，與煙霧濃度檢測設備連接，用於接收實時煙霧濃度，並在實時煙霧濃度大於等於預設煙霧濃度閾值時，發出煙霧濃度報警信號，在實時煙霧濃度小於預設煙霧濃度閾值時，發出煙霧濃度正常信號；故障自檢設備，用於對架內各個電路設備進行自檢，當發現電路設備存在故障時，發出自檢報警信號並輸出相關電路設備的名稱，當未發現電路設備存在故障時，發出自檢無誤信號；CMOS圖像檢測設備，設置在架門附近，包括CMOS傳感器、支架、雲臺、防護罩、閃光燈、閃光燈控制器和環境亮度檢測器，CMOS傳感器設置在雲臺上以在雲臺上進行可移動式拍攝，獲得高清視頻，雲臺和防護罩固定在支架上，環境亮度檢測器用於檢測周圍環境的亮度，環境亮度檢測器對周圍環境進行亮度檢測以獲得實時環境亮度，閃光燈控制器分別與環境亮度檢測器和閃光燈連接，用於基於實時環境亮度控制閃光燈的開閉；位移檢測設備，設置在CMOS圖像檢測設備的雲臺上，用於當CMOS傳感器在雲臺上進行可移動式拍攝時累計CMOS傳感器的移動量，當CMOS傳感器的移動量大於預設位移閾值時，發出掃描拍攝信號，當CMOS傳感器的移動量小於等於預設位移閾值時，發出固定拍攝信號；濾波參考幀提取設備，分別與CMOS圖像檢測設備和位移檢測設備連接，用於當接收到固定拍攝信號時，從正常工作模式進入到節電模式，當接收到掃描拍攝信號時，從節電模式中恢復到正常工作模式，並將高清視頻中當前圖像之前的所有圖像進行均值濾波處理，將均值濾波處理後得到的圖像作為當前圖像的參考圖像；其中，將高清視頻中當前圖像之前的所有圖像進行均值濾波處理具體包括：以像素點為單位，對當前圖像之前的所有圖像內的相同位置像素點的像素值進行相加後除以當前圖像之前的所有圖像的數量而獲得對應像素點的像素平均值，基於所有位置的像素點的像素平均值組成均值濾波處理後得到的圖像；固定參考幀提取設備，分別與CMOS圖像檢測設備和位移檢測設備連接，用於當接收到固定拍攝信號時，從節電模式中恢復到正常工作模式，並從高清視頻中選擇固定一幀圖像作為所有後續圖像的參考圖像，當接收到掃描拍攝信號時，從正常工作模式進入到節電模式；運動分析設備，分別與固定參考幀提取設備和濾波參考幀提取設備連接以獲取當前圖像的參考圖像，將參考圖像和當前圖像都分為32×32的子圖像塊，計算參考圖像中每一個子圖像塊的像素值均方差，選取像素值均方差最小的五個子圖像塊作為參考子圖像塊，針對每一個參考子圖像塊，從當前圖像中搜索到與該參考子圖像塊匹配的子圖像塊作為目標子圖像塊，基於該參考子圖像塊和對應的目標子圖像塊計算二者之間的運動矢量並作為該參考子圖像塊的運動矢量，基於五個參考子圖像塊的運動矢量確定整體運動矢量；圖像穩定設備，與運動分析設備連接，用於基於整體運動矢量對當前圖像進行穩像處理以獲得當前穩定圖像；基於整體運動矢量對當前圖像進行穩像處理以獲得當前穩定圖像包括：將當前圖像沿整體運動矢量反向移動等量的像素以獲得當前穩定圖像；失真糾正設備，分別與CMOS圖像檢測設備和圖像穩定設備連接，用於檢測CMOS傳感器光軸與水平方向的夾角以作為糾正角度，基於糾正角度對當前穩定圖像進行梯形失真糾正以獲得當前糾正圖像；人數檢測設備，與失真糾正設備連接，用於對當前糾正圖像依次進行對比度增強處理、自適應遞歸濾波處理和灰度化處理以獲得灰度化圖像，將灰度化圖像與預設人形基準圖像進行匹配以確定灰度化圖像中的人形數量並作為實時架門人數輸出；MSP430單片機，分別與人數檢測設備、故障自檢設備、一氧化碳濃度報警設備和煙霧濃度報警設備連接，用於接收實時架門人數，並在實時架門人數大於等於預設人數閾值的同時還接收到一氧化碳濃度報警信號、煙霧濃度報警信號或自檢報警信號時，發出異常信號，否則，發出正常信號；緊急語音播放設備，設置在架頂，與MSP430單片機連接，用於在接收到異常信號時，播放緊急語音文件；門泵控制設備，位於架門的門泵附近，與MSP430單片機連接，用於在接收到異常信號時，控制架門的門泵以自動打開架門；電路隔離設備，包括降溫設備、可伸縮式封閉外殼、備用電源和微控制器，位於MSP430單片機附近，微控制器分別與MSP430單片機、降溫設備、備用電源開啟設備和外殼驅動設備連接，用於在接收到異常信號時，控制外殼驅動設備將可伸縮式封閉外殼縮起以將MSP430單片機保護在可伸縮式封閉外殼內，控制降溫設備進行可伸縮式封閉外殼內空間的降溫，控制備用電源開啟設備以開啟備用電源為MSP430單片機提供緊急供電；其中，可伸縮式封閉外殼由防火材料製成；架內開啟設備，設置在架內側並位於架門附近，距離地板的上表面為1.5米，到對應架門的水平距離小於0.5米；架外開啟設備，設置在架外側並位於架門附近，距離地面為1.8米，到對應架門的水平距離小於0.5米；速度電機控制設備，設置在前端儀錶盤內，與MSP430單片機連接，用於接收異常信號或正常信號，並在接收到異常信號時發出速度電機異常控制信號；速度電機驅動設備，設置在驅動滑輪上方，與速度電機控制設備和速度電機分別連接，用於接收速度電機異常控制信號，並基於速度電機異常控制信號確定速度電機異常驅動信號；速度電機，設置在驅動滑輪上方，與速度電機驅動設備和驅動滑輪分別連接，用於接收速度電機異常驅動信號，並基於速度電機異常驅動信號控制自身的轉速逐步下降，以控制驅動滑輪的行進速度逐步減少。
更具體地，在所述智能密集架控制防護系統中，還包括：觸控螢幕，用於根據用戶的操作，接收用戶的輸入信息。
更具體地，在所述智能密集架控制防護系統中：觸控螢幕被集成在顯示設備上。
本發明的智能密集架控制防護系統方便實用。
附圖說明
以下將結合附圖對本發明的實施方案進行描述，其中：
圖1為根據本發明實施方案示出的智能密集架控制防護系統的結構方框圖。
附圖標記：1MSP430單片機；2故障自檢設備；3一氧化碳濃度報警設備；4煙霧濃度報警設備
具體實施方式
下面將參照附圖對本發明的智能密集架控制防護系統的實施方案進行詳細說明。
圖1為根據本發明實施方案示出的智能密集架控制防護系統的結構方框圖，所述系統包括MSP430單片機、故障自檢設備、一氧化碳濃度報警設備和煙霧濃度報警設備，MSP430單片機分別與故障自檢設備、一氧化碳濃度報警設備和煙霧濃度報警設備連接，用於接收一氧化碳濃度報警信號、煙霧濃度報警信號或自檢報警信號。
接著，繼續對本發明的智能密集架控制防護系統的具體結構進行進一步的說明。
所述系統包括：一氧化碳濃度檢測設備，位於架頂位置，對架內的一氧化碳濃度進行檢測，輸出實時一氧化碳濃度；一氧化碳濃度報警設備，位於架頂位置，與一氧化碳濃度檢測設備連接，用於接收實時一氧化碳濃度，並在實時一氧化碳濃度大於等於預設一氧化碳濃度閾值時，發出一氧化碳濃度報警信號，在實時一氧化碳濃度小於預設一氧化碳濃度閾值時，發出一氧化碳濃度正常信號。
所述系統包括：煙霧濃度設備，位於架頂位置，用於對架內煙霧濃度進行檢測，輸出實時煙霧濃度；煙霧濃度報警設備，位於架頂位置，與煙霧濃度檢測設備連接，用於接收實時煙霧濃度，並在實時煙霧濃度大於等於預設煙霧濃度閾值時，發出煙霧濃度報警信號，在實時煙霧濃度小於預設煙霧濃度閾值時，發出煙霧濃度正常信號。
所述系統包括：故障自檢設備，用於對架內各個電路設備進行自檢，當發現電路設備存在故障時，發出自檢報警信號並輸出相關電路設備的名稱，當未發現電路設備存在故障時，發出自檢無誤信號。
所述系統包括：CMOS圖像檢測設備，設置在架門附近，包括CMOS傳感器、支架、雲臺、防護罩、閃光燈、閃光燈控制器和環境亮度檢測器，CMOS傳感器設置在雲臺上以在雲臺上進行可移動式拍攝，獲得高清視頻，雲臺和防護罩固定在支架上，環境亮度檢測器用於檢測周圍環境的亮度，環境亮度檢測器對周圍環境進行亮度檢測以獲得實時環境亮度，閃光燈控制器分別與環境亮度檢測器和閃光燈連接，用於基於實時環境亮度控制閃光燈的開閉。
所述系統包括：位移檢測設備，設置在CMOS圖像檢測設備的雲臺上，用於當CMOS傳感器在雲臺上進行可移動式拍攝時累計CMOS傳感器的移動量，當CMOS傳感器的移動量大於預設位移閾值時，發出掃描拍攝信號，當CMOS傳感器的移動量小於等於預設位移閾值時，發出固定拍攝信號。
所述系統包括：濾波參考幀提取設備，分別與CMOS圖像檢測設備和位移檢測設備連接，用於當接收到固定拍攝信號時，從正常工作模式進入到節電模式，當接收到掃描拍攝信號時，從節電模式中恢復到正常工作模式，並將高清視頻中當前圖像之前的所有圖像進行均值濾波處理，將均值濾波處理後得到的圖像作為當前圖像的參考圖像；其中，將高清視頻中當前圖像之前的所有圖像進行均值濾波處理具體包括：以像素點為單位，對當前圖像之前的所有圖像內的相同位置像素點的像素值進行相加後除以當前圖像之前的所有圖像的數量而獲得對應像素點的像素平均值，基於所有位置的像素點的像素平均值組成均值濾波處理後得到的圖像。
所述系統包括：固定參考幀提取設備，分別與CMOS圖像檢測設備和位移檢測設備連接，用於當接收到固定拍攝信號時，從節電模式中恢復到正常工作模式，並從高清視頻中選擇固定一幀圖像作為所有後續圖像的參考圖像，當接收到掃描拍攝信號時，從正常工作模式進入到節電模式。
所述系統包括：運動分析設備，分別與固定參考幀提取設備和濾波參考幀提取設備連接以獲取當前圖像的參考圖像，將參考圖像和當前圖像都分為32×32的子圖像塊，計算參考圖像中每一個子圖像塊的像素值均方差，選取像素值均方差最小的五個子圖像塊作為參考子圖像塊，針對每一個參考子圖像塊，從當前圖像中搜索到與該參考子圖像塊匹配的子圖像塊作為目標子圖像塊，基於該參考子圖像塊和對應的目標子圖像塊計算二者之間的運動矢量並作為該參考子圖像塊的運動矢量，基於五個參考子圖像塊的運動矢量確定整體運動矢量。
所述系統包括：圖像穩定設備，與運動分析設備連接，用於基於整體運動矢量對當前圖像進行穩像處理以獲得當前穩定圖像；基於整體運動矢量對當前圖像進行穩像處理以獲得當前穩定圖像包括：將當前圖像沿整體運動矢量反向移動等量的像素以獲得當前穩定圖像。
所述系統包括：失真糾正設備，分別與CMOS圖像檢測設備和圖像穩定設備連接，用於檢測CMOS傳感器光軸與水平方向的夾角以作為糾正角度，基於糾正角度對當前穩定圖像進行梯形失真糾正以獲得當前糾正圖像。
所述系統包括：人數檢測設備，與失真糾正設備連接，用於對當前糾正圖像依次進行對比度增強處理、自適應遞歸濾波處理和灰度化處理以獲得灰度化圖像，將灰度化圖像與預設人形基準圖像進行匹配以確定灰度化圖像中的人形數量並作為實時架門人數輸出。
所述系統包括：MSP430單片機，分別與人數檢測設備、故障自檢設備、一氧化碳濃度報警設備和煙霧濃度報警設備連接，用於接收實時架門人數，並在實時架門人數大於等於預設人數閾值的同時還接收到一氧化碳濃度報警信號、煙霧濃度報警信號或自檢報警信號時，發出異常信號，否則，發出正常信號。
所述系統包括：緊急語音播放設備，設置在架頂，與MSP430單片機連接，用於在接收到異常信號時，播放緊急語音文件；門泵控制設備，位於架門的門泵附近，與MSP430單片機連接，用於在接收到異常信號時，控制架門的門泵以自動打開架門。
所述系統包括：電路隔離設備，包括降溫設備、可伸縮式封閉外殼、備用電源和微控制器，位於MSP430單片機附近，微控制器分別與MSP430單片機、降溫設備、備用電源開啟設備和外殼驅動設備連接，用於在接收到異常信號時，控制外殼驅動設備將可伸縮式封閉外殼縮起以將MSP430單片機保護在可伸縮式封閉外殼內，控制降溫設備進行可伸縮式封閉外殼內空間的降溫，控制備用電源開啟設備以開啟備用電源為MSP430單片機提供緊急供電；其中，可伸縮式封閉外殼由防火材料製成。
所述系統包括：架內開啟設備，設置在架內側並位於架門附近，距離地板的上表面為1.5米，到對應架門的水平距離小於0.5米；架外開啟設備，設置在架外側並位於架門附近，距離地面為1.8米，到對應架門的水平距離小於0.5米。
所述系統包括：速度電機控制設備，設置在前端儀錶盤內，與MSP430單片機連接，用於接收異常信號或正常信號，並在接收到異常信號時發出速度電機異常控制信號。
所述系統包括：速度電機驅動設備，設置在驅動滑輪上方，與速度電機控制設備和速度電機分別連接，用於接收速度電機異常控制信號，並基於速度電機異常控制信號確定速度電機異常驅動信號。
所述系統包括：速度電機，設置在驅動滑輪上方，與速度電機驅動設備和驅動滑輪分別連接，用於接收速度電機異常驅動信號，並基於速度電機異常驅動信號控制自身的轉速逐步下降，以控制驅動滑輪的行進速度逐步減少。
可選地，在所述控制系統中：顯示設備，與MSP430單片機連接，用於顯示對架內環境進行圖像採集以獲得的架內圖像；顯示設備為液晶顯示屏；顯示設備為LED顯示屏；觸控螢幕，用於根據用戶的操作，接收用戶的輸入信息；觸控螢幕被集成在顯示設備上；以及將顯示設備、MSP430單片機和觸控螢幕都集成在一塊集成電路板上。
另外，CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，中文學名為互補金屬氧化物半導體，他本是計算機系統內一種重要的晶片，保存了系統引導最基本的資料。CMOS的製造技術和一般計算機晶片沒什麼差別，主要是利用矽和鍺這兩種元素所做成的半導體，使其在CMOS上共存著帶N(帶-電)和P(帶+電)級的半導體，這兩個互補效應所產生的電流即可被處理晶片紀錄和解讀成影像。後來發現CMOS經過加工也可以作為數碼攝影中的圖像傳感器。
對於獨立於電網的可攜式應用而言，以低功耗特性而著稱的CMOS技術具有一個明顯的優勢：CMOS圖像傳感器是針對5V和3.3V電源電壓而設計的。而CCD晶片則需要大約12V的電源電壓，因此不得不採用一個電壓轉換器，從而導致功耗增加。在總功耗方面，把控制和系統功能集成到CMOS傳感器中將帶來另一個好處：他去除了與其他半導體元件的所有外部連接線。其高功耗的驅動器如今已遭棄用，這是因為在晶片內部進行通信所消耗的能量要比通過PCB或襯底的外部實現方式低得多。
CMOS傳感器也可細分為被動式像素傳感器(Passive Pixel Sensor CMOS)與主動式像素傳感器(Active Pixel Sensor CMOS)。
被動式像素傳感器(Passive Pixel Sensor，簡稱PPS)，又叫無源式像素傳感器，他由一個反向偏置的光敏二極體和一個開關管構成。光敏二極體本質上是一個由P型半導體和N型半導體組成的PN結，他可等效為一個反向偏置的二極體和一個MOS電容並聯。當開關管開啟時，光敏二極體與垂直的列線(Column bus)連通。位於列線末端的電荷積分放大器讀出電路(Charge integrating amplifier)保持列線電壓為一常數，當光敏二極體存貯的信號電荷被讀出時，其電壓被復位到列線電壓水平，與此同時，與光信號成正比的電荷由電荷積分放大器轉換為電荷輸出。
主動式像素傳感器(Active Pixel Sensor，簡稱APS)，又叫有源式像素傳感器。幾乎在CMOS PPS像素結構發明的同時，人們很快認識到在像素內引入緩衝器或放大器可以改善像素的性能，在CMOS APS中每一像素內都有自己的放大器。集成在表面的放大電晶體減少了像素元件的有效表面積，降低了「封裝密度」，使40％～50％的入射光被反射。這種傳感器的另一個問題是，如何使傳感器的多通道放大器之間有較好的匹配，這可以通過降低殘餘水平的固定圖形噪聲較好地實現。由於CMOS APS像素內的每個放大器僅在此讀出期間被激發，所以CMOS APS的功耗比CCD圖像傳感器的還小。
可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例並非用以限定本發明。對於任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案範圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬於本發明技術方案保護的範圍內。