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加一点点智能,节能型人体随动射灯的完整设计方案

作者:时间:2017-06-03来源:网络收藏

一、项目概述

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201706/346998.htm

1.1 引言

该装置基于平台,可实现对一定区域内的人体进行检测定位,施以光照,并可以跟随人体的移动自动调整光束方向,跟随照射。

模型设计为,在一个房间的天花板处安装此系统,当一个人进入房间时,系统可以自动识别有人进入房间,led射灯打开并照亮人所在位置(及其周边一定区域);当人在房间里移动时,位于系统云台上射灯发射的灯光会跟随人体运动。

由于准确确定了光线的需求范围,将光线集中在了需要的位置(或一定范围),故可将非必要照明区域的光线节省下来,达到环保节能的效果。同时,提供光束的led射灯也是相当节能的产品,功耗远低于白炽灯或普通照明灯。

1.2 项目背景/选题动机

在剧场的舞台上,当有单独的演员上台时,往往不需要开启全场所有的灯光,而有工作人员控制射灯,单独照亮演员及其周围区域。这样不仅具有独特的舞台效果,而且也节省了大量灯光功耗。

故而我们联想到在很多场合,完全的光照并不是必须的,我们可以直接确定那些需要光照的区域,避免多余的光照。

我们的系统可能的拓展应用有:

1、优化舞台上的跟随射灯。由于装置为自动检测反应,自动移动跟随,使投光更加迅速准确,同时节省人力。

2、区域巡逻检查。如在 存放贵重货品商店或仓库,监狱安全巡逻区域,若安装 了该装置,当在一定区域探测到有人出现时,则装置对目标人体检测定位并施以光照,还可跟随其移动进行照射,同时也可连接报警、摄像等装置。

3、照相机,摄像机在拍摄取像时,拍摄目标物(这里是人体)的光线可能较弱或不足,这时可以安装该装置,检测拍摄物(人体为默认拍摄主体)的位置和方向,有针对性地对该方向施以补充光照(可以用光束照射或者用闪光)。既达到光照效果,又节省电池电量。

二、需求分析

2.1 功能要求

1,当有人进入房间时,云台上的自动打开;

2,人体运动时,灯光跟随人体运动;

3(拓展):将摄像头的视频信号通过传到远处的计算机屏幕上,实现远程监控。

2.2 性能要求

1,云台能自动跟随人的运动而转动;

2,的灯光要足够亮,光照的距离应足够远;

3,模块的感应区域应该足够远;

4,摄像头捕捉到的图像应足够清晰以至于能确定人的位置。

三、方案设计

3.1 系统功能实现原理

通过感应,经过芯片处理,输出高电平接入单片机;单片机控制IO口打开LED射灯,摄像头对人体进行精确定位;人体移动摄像头和再对人体进行定位,单片机再控制IO口输出调节舵机和电机的转动,从而转动云台使灯光跟随人体。

3.2 硬件平台选用及资源配置

单片机平台选用平台,摄像头,云台,热释电,LED射灯


系统硬件结构框图

3.3系统软件架构

以C语言为编程语言。首先完延时函数、信号接收函数、信号发射函数等最基本的子函数;然后通过对最基本子函数的调用实现热释电传感器控制函数、摄像头传感器控制函数、云台电机控制函数以及射灯开关控制函数——四个软件模块;最后通过在主函数上对各级子函数的合理调用实现并完善目标功能。

3.4 系统软件流程

程序运行流程图

系统初始化之后,对状态进行判断,若没检测到人,则一直处于检测状态;若检测到有人,则单片机控制IO口打开开关使得LED射灯发光照射到人体,摄像头开始捕捉人体位置信息,并进行定位;当人体移动时,单片机控制系统对热释电和摄像头传回来的信号进行处理,对人体重新进行定位,并且控制云台转动使射灯跟随人体运动;当人体再移动,便继续“人体移动----数据处理---转动云台”这个循环过程。

3.5 系统预计实现结果

基本:当有人进入房间时,LED射灯打开照射人体;当人体运动时,LED射灯的灯光跟随人体运动。

拓展:通过以太网远程传输数据,另操作人员通过观看摄像头的现场视频,实时操控摄像头和灯光投射方向。



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