[发明专利]一种基于云计算的学生考勤装置

摘要

本发明提供了一种基于云计算的学生考勤装置，包括电源装置、单片机存储器、图像采集器、计算机、云计算网络服务器；所述单片机存储器与图像采集器、计算机均设有传输线，所述图像采集器采集学生的面部图像资料，其输出连接于单片机存储器，计算机接受用户的输入指令、显示学生相关信息，单片机存储器与云计算网络服务器无线双向通信连接，电源装置与单片机存储器连接。本发明能够采集上课学生的面部图像资料，并发送到云计算网络服务器提高学生考勤的速度和准确率。

主权项

1.一种基于云计算的学生考勤装置，其特征是：包括电源装置、单片机存储器、图像采集器、计算机、云计算网络服务器；所述单片机存储器与图像采集器、计算机均设有传输线，所述图像采集器采集学生的面部图像资料，其输出连接于单片机存储器，计算机接受用户的输入指令、显示学生相关信息，单片机存储器与云计算网络服务器无线双向通信连接，电源装置与单片机存储器连接；所述电源装置包括超级电容组、电池组、双向dc/dc变换器、第一开关S1、第二开关S2、第一二极管D1和第二二极管D2，其中，超级电容组由多个超级电容器组成，电池组由多个锂电池组成，其中双向dc/dc变换器的高压端与超级电容组连接，双向dc/dc变换器的低压端与电池组连接，超级电容组通过并联的第一开关S1和第一二极管D1与负载连接，电池组通过并联的第二开关S2和第二二极管D2与负载连接；所述电源装置的超级电容组和电池组的参数采用参数优化匹配的方法选择，具体包括：(1)选择电源装置的参数优化匹配的优化目标为电源装置的总质量、总体积、损耗、电池组的平均充放电倍率以及电源装置的容量，选择优化变量为电池组并联锂电池数量以及电池组的功率限值，其中设定电池组并联锂电池数量的取值范围为[2,10]，设定电池组的功率限值的取值范围为[0,100kw]；(2)分别计算每个电池组并联锂电池数量和电池组的功率限值组成的方案对应的电源装置的总质量、总体积、损耗、容量、电池组的平均充放电倍率；(3)设定总质量、总体积、损耗、电池组的平均充放电倍率以及电源装置的容量的阈值，剔除超出各参数阈值的所述电池组并联锂电池数量和电池组的功率限值组成的方案对应的数据；(4)设由电池组并联锂电池数量取值为μ和电池组的功率限值取值为v时组成的方案的电源装置的总质量为O_μv、总体积为S_μv、损耗为E_μv、容量为G_μv以及电池组的平均充放电倍率为N_μv，对剩余的数据按照下式进行无量纲化处理：式中，μ＝2,3,…,10，v＝0,10,…,100，其中μ、v在取值时皆不考虑已剔除的数据，T_1μv表示对O_μv进行无量纲化处理后的结果，T_2μv表示对S_μv进行无量纲化处理后的结果，T_3μv表示对E_μv进行无量纲化处理后的结果，T_4μv表示对N_μv进行无量纲化处理后的结果，T_5μv表示对G_μv进行无量纲化处理后的结果；为电源装置的总质量O的平均值，为电源装置的总体积的平均值，为电源装置的损耗的平均值，为电源装置的平均充放电倍率的平均值，为电源装置的容量的平均值；(5)进行电池组并联锂电池数量以及电池组的功率限值参数的优化选择；所述电源装置按照改进的电功率分配策略对电池组和超级电容组的功率进行最优分配，实现将电池组充放电功率限制在一定范围内；所述改进的电功率分配策略包括：(1)按照下列公式确定预测负载功率限值：1)P_dN′≥H_dN(η)×N(η)时H_y(η)＝P_dN′2)P_dN′<H_dN(η)×N(η)时式中H_y(η)为在下一时刻η的预测负载功率限值，P_dN′为参数优化后选择的电池组的功率限值，H_dN(η)为可能出现下一时刻η的负载功率，N(η)为下一时刻η负载功率H_dN(η)出现的概率；(2)当负载需求的电功率超过预测负载功率限值时，电池组提供限值以内的功率，超过预测负载功率限值的部分由超级电容组提供；当负载需求的电功率小于预测负载功率限值时，由电池组提供考勤装置需求的电功率；或者，述改进的电功率分配策略包括：(1)确定当前时刻φ的负载的功率需求H_dN(φ)和超级电容组的电压J_SUP，计算φ+1时刻的预测负载功率限值；(2)按照下列负载功率分配规则进行功率分配；1)当H_dN(φ+1)>H_dN(φ)>0时，则当前由超级电容组输出20％的电功率；2)当H_dN(φ)>H_dN(φ+1)>0and J_SUP≥J_T时，则当前由超级电容组输出80％的电功率，其中J_T为超级电容组的额定电压；3)当H_dN(φ+1)>0and H_dN(φ)<0and J_SUP<J_T时，则提高并维持超级电容组的电压到J_T；4)当H_dN(φ+1)>0and H_dN(φ)<0and J_SUP≥J_T时，则当前由超级电容组输出10％的电功率；5)当H_dN(φ+1)<0and H_dN(φ)>0and J_SUP<J_T时，则提高超级电容组输出的功率，当H_dN(φ+1)<0and H_dN(φ)<0，则平衡当前超级电容组和电池组的回收功率；6)当H_dN(φ+1)<0and H_dN(φ)>0and J_SUP>J_T时，则降低并维持超级电容组的电压到J_T。