通信工程師核心論文大空間空調(diào)控制信息系統(tǒng)運用策略

　　文章是一篇通信論文，主要講述了現(xiàn)在大空間空調(diào)控制用人員信息測量系統(tǒng)現(xiàn)狀和今后改革發(fā)展戰(zhàn)略模式等等。本文選自：《山東通信技術(shù)》,《山東通信技術(shù)》辦刊宗旨：堅持以“推動信息技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)社會信息化，加強通信行業(yè)技術(shù)信息交流，加速科技成果轉(zhuǎn)化，活躍企業(yè)內(nèi)科技攻關(guān)氣氛，普及通信新技術(shù)知識”。

　　摘要：由于測量距離長度造成的空間分辨能力的限制，使得人員信息測量精度受到了一定的限制。但是，隨著紅外攝像機像素的日益提高，計算機處理能力的日益提高，紅外人數(shù)測量系統(tǒng)的測量精度將越來越高，成本將越來越低，有望進(jìn)一步被廣泛使用。

　　關(guān)鍵詞：大空間空調(diào),空調(diào)控制,信息測量,通信系統(tǒng),通信論文

　　l　前言

　　創(chuàng)造一個舒適的大空間空調(diào)環(huán)境，往往需要消耗大量的能源。然而，通過利用各種信息，向大空間中的某個指定空間(最小空調(diào)空間)提供最小限度的能源，既可以保持其舒適環(huán)境，又可以將能耗控制到最小。為此達(dá)目的，測量室內(nèi)人員所在區(qū)域以及各區(qū)域人數(shù)等信息，將這些數(shù)據(jù)傳給空調(diào)控制系統(tǒng)，使其根據(jù)人數(shù)和分布控制空調(diào)系統(tǒng)，將是一個非常有效的節(jié)能控制方法。

　　本文結(jié)合大阪DOME的實例介紹以紅外攝像機作為測量人數(shù)和分布的傳感器的人員信息測量系統(tǒng)的構(gòu)成、測量方法、課題等。

　　2　系統(tǒng)概要

　　大阪DOME為監(jiān)視火災(zāi)和探明火災(zāi)發(fā)生位置而設(shè)置了4臺紅外攝像機(三菱電機IR-M300)，其紅外攝像機的圖像輸出主要被用于監(jiān)視和確定火災(zāi)發(fā)生位置。人員信息測量系統(tǒng)定期(不影響火災(zāi)監(jiān)測的程度)從火災(zāi)監(jiān)視紅外攝像機獲取觀眾席紅外圖像，按區(qū)域數(shù)出其中的人數(shù)和分布，從而達(dá)到測量大空間內(nèi)室內(nèi)人數(shù)和分布的人員信息的目的。

　　本系統(tǒng)由設(shè)置在室內(nèi)的4臺紅外攝像機、控制這些紅外攝像機的定序器以及圖像處理器、控制用計算機構(gòu)成。每臺紅外攝像機通過旋轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)分別監(jiān)視4個區(qū)域，4臺紅外攝像機共16個區(qū)域的紅外圖像便可覆蓋設(shè)施內(nèi)的全部觀眾席。測量人數(shù)時，根據(jù)定序器內(nèi)預(yù)置的圖像發(fā)送時間表，將紅外攝像機的圖像從圖像切換器發(fā)送至圖像處理裝置。圖像處理裝置從收到的紅外圖像中按控制對象區(qū)域抽出人影圖像部分，并將其發(fā)送至控制用計算機�？刂朴糜嬎銠C處理人影部分圖像，計算出備空調(diào)控制區(qū)的觀眾上座率以及人數(shù)，將結(jié)果發(fā)送至空調(diào)監(jiān)視機。在控制用計算機上顯示測量結(jié)果的同時，測量結(jié)果也被記錄在計算機的硬盤中。

　　圖2示意了紅外圖像發(fā)送步驟略圖。約每間隔30秒發(fā)送1個區(qū)域的紅外圖像(發(fā)送時間約2秒)。按序發(fā)送總計16個區(qū)域的紅外圖像的全部數(shù)據(jù)實際需要8分鐘左右。

　　在大阪DOME室內(nèi)，觀眾席空調(diào)共有25臺空調(diào)機(AHU)。因此，全部觀眾席被分為25個空調(diào)控制區(qū)。空調(diào)中央監(jiān)控機根據(jù)本系統(tǒng)計算的各空調(diào)控制區(qū)觀眾上座率控制空調(diào)。

　　3測量方法

　　3.1紅外攝像機的測量原理

　　絕對零度以上的物體必將發(fā)射出由其表面溫度以及輻射率(由表面形狀及材質(zhì)所決定)所決定的紅外線。因此，可通過紅外攝像機等進(jìn)行遠(yuǎn)距離被動式測量其表面溫度。將測量到的紅外輻射強度轉(zhuǎn)換為電氣信號，用微處理機運算將紅外輻射強度轉(zhuǎn)換成溫度，再對溫度附加必要的色調(diào)亮度值，既可將人用肉眼無法看到的紅外信息作為熱圖像在顯示器上顯示出來。由于是被動測量物體發(fā)射的紅外線，所以不需要輔助光源，即使在黑暗空間也能獲得熱圖像。

　　人類的體溫在36~C左右，在有空調(diào)的室內(nèi)環(huán)境中，高于除發(fā)熱機器外的其它物體，如：座椅、地面。因此，在紅外線獲取的熱圖像中，與周圍的物體相比，人體圖像亮度高。通過對這些熱圖像進(jìn)行處理，將人體表面溫度范圍的下限值與上限值作為閩值進(jìn)行2值化處理，即可從圖像中抽出人影區(qū)域。

　　3.2人數(shù)測量方法的比較

　　作為大空間的人數(shù)測量方法，除3.1節(jié)所述的紅外攝像機方法外，還可考慮下述方法。

　　(1)在出人口設(shè)置計算入退場人數(shù)的門禁方式。

　　(2)在座位上安裝壓力傳感器及光電開關(guān)的座席設(shè)置傳感器方式

　　(3)可視光學(xué)照相機與圖像處理方式。

　　表2為各種方法的優(yōu)缺點對照。其中，最精確測量人員信息的方法是在座席設(shè)置傳感器方式。但是，室內(nèi)體育館及室內(nèi)比賽場之類的大空間的情況下，其座席數(shù)最少也有幾千個，最多時達(dá)4萬個左右，如果考慮到設(shè)置，及調(diào)整作業(yè)以及配線等設(shè)置及維護費用，此方法不切合實際。也無法測量音樂會等情況下臨時設(shè)置的座席以及逗留在不特定場所的人。