加一点点智能，节能型人体随动射灯的完整设计方案 微软, 智能

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一、项目概述
1.1 引言
该装置基于EVK1105平台，可实现对一定区域内的人体进行检测定位，施以光照，并可以跟随人体的移动自动调整光束方向，跟随照射。

模型设计为，在一个房间的天花板处安装此系统，当一个人进入房间时，系统可以自动识别有人进入房间，led射灯打开并照亮人所在位置（及其周边一定区域）；当人在房间里移动时，位于系统云台上射灯发射的灯光会跟随人体运动。

由于准确确定了光线的需求范围，将光线集中在了需要的位置（或一定范围），故可将非必要照明区域的光线节省下来，达到环保节能的效果。同时，提供光束的led射灯也是相当节能的产品，功耗远低于白炽灯或普通照明灯。

1.2 项目背景/选题动机
在剧场的舞台上，当有单独的演员上台时，往往不需要开启全场所有的灯光，而有工作人员控制射灯，单独照亮演员及其周围区域。这样不仅具有独特的舞台效果，而且也节省了大量灯光功耗。

故而我们联想到在很多场合，完全的光照并不是必须的，我们可以直接确定那些需要光照的区域，避免多余的光照。

我们的系统可能的拓展应用有：
1、优化舞台上的跟随射灯。由于装置为自动检测反应，自动移动跟随，使投光更加迅速准确，同时节省人力。

2、区域巡逻检查。如在 存放贵重货品商店或仓库，监狱安全巡逻区域，若安装        了该装置，当在一定区域探测到有人出现时，则装置对目标人体检测定位并施以光照，还可跟随其移动进行照射，同时也可连接报警、摄像等装置。

3、照相机，摄像机在拍摄取像时，拍摄目标物（这里是人体）的光线可能较弱或不足，这时可以安装该装置，检测拍摄物（人体为默认拍摄主体）的位置和方向，有针对性地对该方向施以补充光照（可以用光束照射或者用闪光）。既达到光照效果，又节省电池电量。

二、需求分析
2.1 功能要求
            1，当有人进入房间时，云台上的LED射灯自动打开；
            2，人体运动时，LED射灯灯光跟随人体运动；

           

3（拓展）：将摄像头的视频信号通过EVK1105的以太网模块传到远处的计算机屏幕上，实现远程监控。

2.2 性能要求
1，云台能自动跟随人的运动而转动；
2，LED射灯的灯光要足够亮，光照的距离应足够远；
3，热释电模块的感应区域应该足够远；
4，摄像头捕捉到的图像应足够清晰以至于能确定人的位置。

三、方案设计
3.1 系统功能实现原理
通过热释电感应，经过芯片处理，输出高电平接入单片机；单片机控制IO口打开LED射灯，摄像头对人体进行精确定位；人体移动摄像头和热释电再对人体进行定位，单片机再控制IO口输出调节舵机和电机的转动，从而转动云台使灯光跟随人体。

3.2 硬件平台选用及资源配置
       单片机平台选用EVK1105平台，摄像头，云台，热释电，LED射灯



系统硬件结构框图

3.3系统软件架构
以C语言为编程语言。首先完延时函数、信号接收函数、信号发射函数等最基本的子函数；然后通过对最基本子函数的调用实现热释电传感器控制函数、摄像头传感器控制函数、云台电机控制函数以及射灯开关控制函数——四个软件模块；最后通过在主函数上对各级子函数的合理调用实现并完善目标功能。

3.4 系统软件流程

                     

程序运行流程图

系统初始化之后，对状态进行判断，若没检测到人，则一直处于检测状态；若检测到有人，则单片机控制IO口打开开关使得LED射灯发光照射到人体，摄像头开始捕捉人体位置信息，并进行定位；当人体移动时，单片机控制系统对热释电和摄像头传回来的信号进行处理，对人体重新进行定位，并且控制云台转动使射灯跟随人体运动；当人体再移动，便继续“人体移动----数据处理---转动云台”这个循环过程。

3.5 系统预计实现结果
基本：当有人进入房间时，LED射灯打开照射人体；当人体运动时，LED射灯的灯光跟随人体运动。
拓展：通过以太网远程传输数据，另操作人员通过观看摄像头的现场视频，实时操控摄像头和灯光投射方向。