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基于目标定位和PLC Bus技术的互动智能控系统设计
发布者:互动照明发布于:2019-10-26

  随着现代控制技术的不断发展,对控制的智能要求越来越高。智能控制系统的使用不仅提供了多种艺术效果,而且还带来了节能和降低运营成本的好处。


  在图书馆,大型购物中心,室内运动场,长廊等大型场合中,许多区域可分为有人值守区域和无人值守区域。如果所有区域的亮度均相同,则在无人区域没有任何影响。如果智能控制系统能够检测到人员的位置并动态确定人员的区域和无人区域的面积,则可以实现人区的正常高亮度,以及无人驾驶的程度可以降低面积或关闭照明器。随着人体的移动,系统会动态调整有效面积,以减少效率低下并节省能源的同时确保良好的效果。


  正确判断人体位置是实现智能的主要前提。当前,提出了通过使用红外和激光检测,RF卡组合识别,地板压力传感器等来确定人体位置的方法。然而,当这些方法被大面积应用时,存在的问题是,没有合适的传感器安装位置,布线等,因此难以实现,并且难以进一步提高可靠性。实际上,在上述大型场合中安装视频监视探针非常受欢迎。如果您可以充分利用这些视频监控图像,并结合数字图像技术,从视频监控图像中提取人体图像并判断人体位置,则可以实现真正的智能。本文采用数字视频图像目标定位跟踪技术和PLC-Bus技术构建智能控制系统,直接从视频图像中确定人体位置,并通过开/关控制信号进行控制。灯泡直接通过电源线传输,无需额外布线。因此,它可以有效克服传感器安装和接线中的许多难题,实现程度的自动调节,灯具的自动切换和局部的良好控制效果,可靠性也很高。


  2、智能控制系统


  整个系统的组成如图1所示。它分为三个部分:图像采集模块,图像处理模块和控制模块。


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  2.1、图像采集模块


  图像采集模块主要由照相机和光学玻璃镜头组成。其中,相机采用现代HV7131R,这是主流产品中效果最好的之一。HV7131R是0.3吗?m的CMOS技术,有效像素为30万,功耗小于90mW,具有曝光控制,增益控制和白平衡处理,最大帧速率为30fps VGA。HV7131R的内部寄存器可通过标准I2C端口进行调整。图像的曝光时间,分辨率,帧速率,RGB增益,镜像等,可输出10位RGB原始数据。光学玻璃透镜使用具有20°视角和几米至几十米的焦距的远摄镜头。摄像机的安装应尽可能靠近整个监视区域。因此,在摄像机的安装位置和角度调整期间,通常将监视区域设置为从图像的底部开始。并且为了避免在提取人体图像时产生严重的粘连,相机应具有尽可能大的视角。


  2.2、图像处理模块


  该模块由一个DSP和一个数据缓冲器组成。DSP主要采用TI公司的TMS320LF2407.DSP。主要功能有:上电自主,完成初始化,通过I2C端口设置摄像机的寄存器,对图像采集模块获得的区域监控图像进行预处理,完成图像中人体的边缘提取,人体位置判断计算,控制决策。


  2.3控制模块和PLC总线技术


  控制模块采用分布式控制方式,实现了对整个监控区域灯的分散控制和集中管理。上位DSP根据图像分析结果做出设备控制决定,下位控制器受上位机的通讯命令控制,控制相应灯的开关,并具有调光功能。上层DSP发出的控制命令通过PLC总线传输到下层控制器。


  PLC总线技术是近年来由荷兰ATS电力线通信有限公司(ATS。CO)开发的一种新的电力载波通信技术。采用该技术的最大优点是控制信号通过电力线传输,因此无需布置额外的控制线,从而节省了大量的电线消耗,并且控制系统易于安装和维护。


  PLC总线系统主要由发送器,接收器和系统支持设备三部分组成。发送器的主要功能是通过电力线将PLC总线控制信号发送到接收器,并控制接收器以达到控制灯和电气设备的目的。接收器的主要功能是从电源线接收PLC总线控制信号,并执行相关的控制命令,以达到照明和电气控制的目的。系统支持设备包括信号转换器,三相耦合器,吸收装置等,主要用于支持对发送器和接收器设备的控制。


  PLC总线使用脉冲位置调制(PPM)脉冲相位调制方法,该方法将电力线的正弦波用作同步信号,以在四个固定定时发送瞬时电脉冲来发送信号。


  在50 Hz的电力线上,可以在一秒钟内传输200位数据。此通信速率无法像计算机一样传输宽带数据,但足以进行传输或命令通信。


  由于PLC总线的PPM通讯方法的特殊性,接收器可以轻松地恢复PLC总线代码。在PLC总线中,用于接收数据的地址代码有两种类型:NID(网络ID)和DID(目的地ID)。NID和DID分别具有8位,并且两者可以一起形成多达216个不同的地址。不同的设备。PLC总线的主要功能:


  (1)即插即用,无需接线。


  PLC总线技术主要通过电力线传输控制信号,因此无需重新布线,适用于已建或已安装场所中的所有智能控制项目。


  (2)超速,即立即控制。


  PLC总线的信号传输速度为每秒10条完整指令。平均而言,每条指令从0传输到0。不到1秒即可完成,几乎是即时控制。


  (3)双向通讯,状态反馈。


  在PLC总线产品的硬件,软件和协议中,允许双向通信,从而使受控照明设备实际反馈开关状态信号,以确定控制命令是否正确执行。成本仅比X-10单一接收组件或发射组件高40%,而且成本很高。


  (4)兼容性好,适用范围广。


  PLC总线技术设备与X-10,CE总线和LonWorks设备兼容,完全不产生任何信号冲突。


  照明设备的控制可以分为两种类型:调光和非调光。通过使用OSRAM的可调光电子镇流器,可以使用调光来使荧光灯变暗。控制器输出0〜10V DC信号作为电子镇流器的控制。荧光灯达到1%〜100%流明调节范围的信号。白炽灯的调光可以通过相移触发器和随机固态继电器来实现。将控制信号施加到随机固态继电器的控制端子上,可以立即打开交流负载。当控制信号是与AC电网同步的相移脉冲信号时,负载端子可在180°范围内实现平稳的电压调节。根据控制电压的大小,相移触发器在与电网电压同步的双电网频率的180°范围内产生一个宽的相移脉冲,用于驱动随机固态继电器以达到相位的目的移位电压调节。因此,随机型固态继电器单独使用,会断开或断开照明电路;结合相移触发器,可以实现白炽灯的调光。


  3智能控制中的人类目标动态定位技术


  视频监视图像是三维区域场景的二维投影图像。尽管不能完全反映真实的三维场景,但两者之间存在一定的投影关系。当三维场景发生变化时,视频图像也会发生相应变化。另外,连续视频流的场景具有连续性,并且如果该区域中没有人的运动,则连续帧图像之间的变化很小。相反,人体运动可能会导致帧差异,并且动态检测区域中固定背景中的人体目标可以使用“更改检测”完全检测动态人体目标。


  基于静态背景的动态目标检测主要分为三个部分:图像预处理,人体动态目标提取和人体位置确定。


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