[发明专利]一种基于NB-IOT的教室光照自供能控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于NB-IOT的教室光照自供能控制系统，其特征在于：包括嵌入式监控模块、NB-IOT通信模块、上位机监控端、LED灯控模块；所述嵌入式监控模块包括单片机和与单片机通信连接的图像传感器，单片机通过图像传感器采集图像，识别出教室中的桌面区域，再通过曝光过程灰度值与亮度的映射采集照度信息，所述单片机通过NB-IOT通信模块与上位机监控端相连接；上位机监控端再通过NB-IOT通信模块与LED灯控模块相连接，上位机监控端根据实时发送的照度信息调节LED灯控模块的亮度。

2.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的教室光照自供能控制系统，其特征在于：还包括与嵌入式监控模块相电连的自供能采集模块，由光伏电池组和蓄电池组成。

3.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的教室光照自供能控制系统，其特征在于：所述嵌入式监控模块还包括与单片机电连接的光敏二极管，用于监测教室内环境光的照度。

4.根据权利要求1所述的基于NB-IOT的教室光照自供能控制系统，其特征在于：所述嵌入式监控模块还包括与单片机电连接的热释红外传感器，单片机通过热释红外传感器监测教室内人员的活动状态并将信息传递给上位机监控端，通过上位机监控端控制LED灯控模块的工作状态。

5.根据权利要求2所述的基于NB-IOT的教室光照自供能控制系统，其特征在于：还包括后备电源，所述后备电源与嵌入式监控模块电连接，用于给嵌入式监控模块提供电源。

6.一种基于NB-IOT的教室光照自供能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，采集教室场景RGB图像并将RGB图像转换成HSV图像格式；

步骤二，基于Hough算法计算HSV图像中的直线，设定直线的斜率和直线间距的阈值并对直线的边缘断线部分进行连接；

步骤三，将每四条直线围住的区域做二值化处理，得到所有四边形区域；

步骤四，从四边形区域中筛选桌面区域，去除桌面区域的高光区域；

步骤五，根据桌面区域照度与亮度对应的反射系数，将桌面区域的亮度数据转化为照度数据；

步骤六，根据桌面区域照度数据判定是否调节灯具的亮度。

7.根据权利要求6所述的基于NB-IOT的教室光照自供能控制方法，其特征在于：根据桌面的颜色信息，使用光敏二极管实时监测教室的光照值，调整相对应的阈值识别四边形区域中的桌面区域，将彩色图像转化为二值化图像，最终筛选出桌面区域。

8.根据权利要求7所述的基于NB-IOT的教室光照自供能控制方法，其特征在于：去除桌面区域的高光区域，具体方法为，首先通过图片像素的灰度值映射出桌面的亮度信息，将筛选出的桌面区域图像转换为MSF图像后，在MSF图像中通过像素的第i个分量的颜色值与像素的3个分量最小的颜色值的差值与所有像素最小颜色值的平均值做比较，从而判定为漫反射像素点或镜面反射点，从而消除镜面反射分量。