防止小孩爬窗的智能控制系統技術方案

本發明專利技術提供一種防止小孩爬窗的智能控制系統，其包括控制模塊等，所述人體傳感器、電磁控制模塊、舵機模塊都與控制模塊連接，其中控制模塊對人體傳感器是閉環控制，對電磁模塊和云臺是開環控制；攝像模塊與計算機模塊相連接，其中計算機模塊包含Opencv圖像處理模塊，然后控制模塊與計算機模塊之間通過串口通訊模塊相連，最后電源模塊與計算機模塊相連，電源模塊為計算機模塊與整個智能控制系統提供電源。本發明專利技術可以保障小孩在家時不會因為攀爬窗戶而發生類似墜樓的事件。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種防止小孩爬窗的智能控制系統，具體來說就是針對小孩出現類似爬窗傾向行為時做出相應舉措的智能控制系統。
技術介紹
隨著時代的發展與人口的不斷增加，大城市的人口密度不斷增大，越來越多的高層居民樓如雨后春筍般涌現。這在一方面體現了城市的高速發展，但相應的也帶來了一系列的問題，其中比較令人緊張的無疑就是安全問題。我們經常能夠在生活中，新聞報紙上聽到看到因為大人不在家而小孩擅自爬窗戶導致意外跌落的事件。不管結局如何，這樣事件的發生對于這個家庭來說必然會造成比較大的打擊，而我們采取的措施往往是在窗戶外裝上柵欄，這顯然影響了居住的便利性，舒暢性，也容易在另外一些災難，例如像火災的發生而導致營救的不方便、逃生的困難。所以設計一種行而有效的智能控制系統是減少此類事件產生，減輕父母帶孩子壓力的有效方式。
技術實現思路
本專利技術索要解決的技術問題是提供一種防止小孩爬窗的智能控制系統，其針對小孩一個人在家有爬窗戶傾向時提供鎖死窗戶的舉措所設計的一套控制系統，能夠通過人體傳感器以及攝像采集到的信息通過Opencv的處理準確快速地對小孩的行為做出反應，即通過信號的輸出控制電磁控制模塊將窗戶鎖住，在確認孩子沒有危險時再解鎖，并且可以調整監控的強度。這將有效地解決了大人有事出門將小孩關在家中，但小孩又不懂事亂攀爬窗戶造成墜樓事故的可能，并且提供了多種控制的強度，以應對不時之需。 為解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案:一種防止小孩爬窗的智能控制系統，其特征在于，其包括控制模塊、計算機模塊、人體傳感器、電磁控制模塊、攝像模塊、舵機模塊、串口通訊模塊、電源模塊，所述人體傳感器、電磁控制模塊、舵機模塊都與控制模塊連接，其中控制模塊對人體傳感器是閉環控制，對電磁控制模塊和云臺是開環控制；攝像模塊與計算機模塊相連接，其中計算機模塊包含Opencv圖像處理模塊，然后控制模塊與計算機模塊之間通過串口通訊模塊相連，最后電源模塊與計算機模塊相連，電源模塊為計算機模塊與整個智能控制系統提供電源；當系統工作時，人體傳感器將檢測到的人體信號轉化為電平信號傳輸到控制模塊，計算機由攝像模塊傳輸進來的數據基于計算機模塊進行處理，并由判斷出來的結果對控制模塊發送信號，控制模塊再對電磁控制模塊進行發送控制，將窗戶鎖上。優選地，所述控制模塊是一塊基于開放原始代碼的Simple i/o平臺，采用AtmelAtmega328微處理控制器，同時具有十四路數字輸入/輸出口、六路模擬輸入、一個16MHz晶體振蕩器、一個USB接口、一個電源插座、一個ICSP頭和一個復位按鈕。優選地，所述計算機模塊由Intel芯片建立，并由Willow Garage公司提供支持；Opencv圖像處理模塊是一個基于發行的跨平臺計算機視覺庫。優選地，所述人體傳感器獨立工作，模塊輸出電平信號；人體傳感器是基于紅外線技術的自動控制產品，當被測物體進入感應模塊的有效檢測范圍時，人體傳感器經判斷有效后輸出高電平信號。優選地，所述舵機模塊采用兩個9g舵機以獲得繞1軸方向的擺動以及繞z軸方向的擺動。優選地，所述電磁控制模塊其實是一個類似于直動式電磁閥的零件，當無信號到來時，處于低電位，此時彈簧在尾端將關閉件提起，此時門沒有被鎖住是可以隨意開關的，當檢測到兒童可能出現情況時，控制模塊將發出信號，電磁閥處于高電位，電磁線圈產生的電磁力使關閉器克服彈簧的阻力，最終的結果就是窗戶將被關閉器卡住，窗戶被鎖死，直到控制模塊再發出信號，窗戶才會解鎖。優選地，所述攝像模塊與舵機模塊固定在一起，隨著舵機模塊的擺動以及俯仰進行擺動以及俯仰。 優選地，所述串口通訊模塊采用USB接口。優選地，所述Opencv圖像處理模塊主要用來對采集的圖像進行處理，識別出圖像中的具體內容。與現有技術相比，本專利技術具有如下突出的實質性特點和顯著優點:本專利技術提供的防止小孩爬窗的智能控制系統能夠在家中僅有小孩的時候開啟，開啟后能夠實時地對周圍的環境進行監控，通過安裝在舵機上的攝像模塊，能夠進行較大范圍內的圖像采集，然后通過圖像處理模塊對包括人臉，肢體的檢測，確定小孩的位置是否在危險區域內，當然為了確定性，我們一般先對人體傳感器的數據進行分析，若為真，我們才能在通過Opencv的信息提取后對是否要鎖上窗進行決斷。若Opencv得出的結論與人體傳感器的結論一致，則計算機通過COM 口將要求電磁控制模塊開啟的信號傳遞給Arduino,隨后Arduino再將信號發送到電磁控制模塊進行實際的上鎖。如此一來，基本可以保障小孩在家時不會因為攀爬窗戶而發生類似墜樓的事件。【附圖說明】圖1為本專利技術防止小孩爬窗的智能控制系統總體結構框圖。圖2為控制模塊接口圖。圖3為人體傳感器(PIR Sensor)與控制模塊連線圖。圖4為單個舵機與控制模塊連線圖。圖5為舵機信號控制圖。圖6為舵機模塊整體組裝圖。圖7為電磁控制模塊基本原理圖。圖8為控制系統流程圖。【具體實施方式】本專利技術的優選實施結合【附圖說明】如下:如圖1所示，一種防止小孩爬窗的智能控制系統包括控制模塊1、計算機模塊7、人體傳感器4、電磁控制模塊3、攝像模塊5、舵機模塊2、串口通訊模塊6、電源模塊8，所述人體傳感器4、電磁控制模塊3、舵機模塊2都與控制模塊1連接，其中控制模塊1對人體傳感器是閉環控制，對電磁控制模塊和云臺是開環控制；攝像模塊5與計算機模塊7相連接，其中計算機模塊包含Opencv圖像處理模塊，然后控制模塊1與計算機模塊7之間通過串口通訊模塊6相連，最后電源模塊8與計算機模塊7相連，電源模塊8為計算機模塊與整個智能控制系統提供電源；當系統工作時，人體傳感器4將檢測到的人體信號轉化為電平信號傳輸到控制模塊1，計算機由攝像模塊5傳輸進來的數據基于計算機模塊7進行處理，并由判斷出來的結果對控制模塊1發送信號，控制模塊1再對電磁控制模塊3進行發送控制，將窗戶鎖上，這其中是不斷循環的過程。控制模塊為Arduino UNO R3控制模塊。如圖2至圖7所示，所述控制模塊1是一塊基于開放原始代碼的Simple i/o平臺，采用Atmel Atmega328微處理控制器，同時具有十四路數字輸入/輸出口(其中六路可作為PWM輸出)、六路模擬輸入、一個16MHz晶體振蕩器、一個USB接口、一個電源插座、一個ICSP頭(header)和一個復位按鈕。Atmel Atmega328微處理控制器是基于RISC的高性能設備，結合了 32KB ISP閃存、同時讀寫功能、1KB EEPR0M、2KB SRAM、23條通用型I/O線、32個通用型工作寄存器和串行可編程USART等。Atmel ATmega328 MCU在一個單時鐘周期內可完成強大的指令，使設備獲得接近1 MIPS/MHz的通量，同時可平衡功耗和處理速度。特點在于其高性能、低功率AVR?8位微控制器以及先進的RISC架構包含131個強大的指令在20MHz時具有高達20 MIPS的通量，引腳數有28/32，I/O引腳最大值為23，SPI為2，UART為1，并且模數轉換器有8個通道以及10位分辨率，模擬比較器1個，32KB的閃存，1KB的EEPR0M還有2KB的SRAM，工作溫度范圍較廣為-40 - +85 ° C也是其不錯的特性。AtmelAtmega本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種防止小孩爬窗的智能控制系統，其特征在于，其包括控制模塊、計算機模塊、人體傳感器、電磁控制模塊、攝像模塊、舵機模塊、串口通訊模塊、電源模塊，所述人體傳感器、電磁控制模塊、舵機模塊都與控制模塊連接，其中控制模塊對人體傳感器是閉環控制，對電磁模塊和云臺是開環控制；攝像模塊與計算機模塊相連接，其中計算機模塊包含Opencv圖像處理模塊，然后控制模塊與計算機模塊之間通過串口通訊模塊相連，最后電源模塊與計算機模塊相連，電源模塊為計算機模塊與整個智能控制系統提供電源；當系統工作時，人體傳感器將檢測到的人體信號轉化為電平信號傳輸到控制模塊，計算機由攝像模塊傳輸進來的數據基于計算機模塊進行處理，并由判斷出來的結果對控制模塊發送信號，控制模塊再對電磁控制模塊進行發送控制，將窗戶鎖上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝家駿，吳夢婷，施群，
申請(專利權)人：上海大學，
類型：發明
國別省市：上海;31