一种温湿度记录仪
阅读：396发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种温湿度记录仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及温湿度检测技术领域，尤其涉及一种温湿度记录仪。本实用新型的温湿度记录仪，包括承载壳体、环境监测 传感器 、视觉传感器、显示器、 电池 板、以及 中央处理器 ，其中：环境监测传感器、视觉传感器、以及显示器均安装在承载壳体上，电池板与中央处理器安装在壳体内；环境监测传感器、视觉传感器、显示器、以及电池板分别与中央处理器电连接。本实用新型的温湿度记录仪，通过视觉传感器采集室内环境图像、环境监测传感器采集室内环境信息，并配合中央处理器的 三维重建 定位 、室内环境类型识别、 数据处理 与关联，为后续室内空间的温湿度场以及影响温湿度的室内环境信息分析提供可靠数据资料。，下面是一种温湿度记录仪专利的具体信息内容。
1.一种温湿度记录仪，其特征在于，包括承载壳体、环境监测传感器、视觉传感器、显示器、电池板、以及中央处理器，其中：
所述环境监测传感器、视觉传感器、以及显示器均安装在所述承载壳体上，所述电池板与所述中央处理器安装在所述壳体内；
所述环境监测传感器、视觉传感器、显示器、以及电池板分别与所述中央处理器电连接。
2.根据权利要求1所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述环境监测传感器包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、甲醛传感器、PM2.5传感器、VOC传感器中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述视觉传感器为双目摄像头。
4.根据权利要求3所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述双目摄像头连接有图像采集卡，并通过所述图像采集卡与所述中央处理器电连接。
5.根据权利要求1所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述中央处理器为单片微型计算机。
6.根据权利要求1所述的温湿度记录仪，其特征在于，承载壳体包括保护上盖板、保护下盖板、保护侧盖板、主卡槽、以及侧卡槽，其中：
所述保护上盖板与保护下盖板扣合组成承载壳体主体，所述承载壳体主体两侧端敞开；所述承载壳体主体的第一侧端安装有所述侧卡槽，所述承载壳体主体的第二侧端安装有所述保护侧盖板，所述主卡槽平行所述保护上盖板安装在所述保护上盖板与所述保护下盖板之间；
所述环境监测传感器安装在所述保护侧盖板上，所述视觉传感器安装在所述侧卡槽内，所述显示器安装在所述保护上盖板顶面，所述电池板安装在所述主卡槽与所述保护下盖板之间，所述中央处理器安装在所述保护上盖板与所述主卡槽之间。
7.根据权利要求1所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述承载壳体底端安装有旋转底座。
8.根据权利要求6所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述环境监测传感器安装在所述保护侧盖板拐角处，所述保护侧盖板拐角处形成有透气栅栏。
9.根据权利要求6所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述保护侧盖板里侧安装有用于隔离所述中央处理器与所述环境监测传感器的隔热板。
10.根据权利要求6所述的温湿度记录仪，其特征在于，
所述保护侧盖板侧面或端面还设置有功能接口；
所述保护上盖板顶面还设置有功能按键。
一种温湿度记录仪
技术领域
[0001] 本实用新型涉及温湿度检测技术领域，尤其涉及一种温湿度记录仪。
背景技术
[0002] 温湿度记录仪是目前最常用的可移动的温度和湿度测量装置，广泛用于建筑物室内环境的监测。温湿度记录仪通常内置电池，设有温湿度传感器或可连接外部温湿度传感器测量温度和湿度的功能，并且具有记录存储数据和传送数据的功能，设备自带按键，方便维护人员就近按键操作。现有的温湿度记录仪都是电子式的无纸记录仪。电子式温湿度记录仪能准确地记录数据、存储数据，方便数据的下载和保存。近几年推出的U盘温湿度记录仪，使温湿度记录仪微型化达到了极致，而海量温湿度记录仪则不受传统记录数据组数的限值，实现海量数据存储。同时，随着物联网和云技术发展，实时上传数据的云存储温度记录仪也开始被广泛使用，用户可通过电脑浏览器或手机随时随地查看数据、下载数据。
[0003] 然而，目前用于测量室内环境的温湿度记录仪普遍未设置定位功能，但在实际测量中，将室内测试点的温湿度与测试点所处的室内位置及环境信息关联起来，对于准确获得室内温湿度场以及分析温湿度数据极其重要。在进行室内温湿度测量时，我们通常会使用同一个温湿度记录仪测不同点的温湿度，或者在同一室内空间放置多个测试点，尤其是测试空间较大时，测试点的数量也随之增多，这导致如果不在每次测试前对每个温湿度记录仪的位置进行标记，后期则无法将温湿度数据和测量位置对应起来。现阶段采用的这种人工标记位置的方法相当繁琐，很多时候即使已经标定，由于后期因素，仍然会导致测试点温湿度数据与空间位置不匹配，这对准确地获得室内温湿度信息非常不利，甚至可能导致数据分析结果错误。
[0004] 但也存在个别具有定位功能的温湿度记录仪，比如一种基于基站或GPS导航实现室外定位功能的温湿度记录装置，这种装置主要针对室外，例如用于冷链运输或野外探险，但是对于建筑物室内空间的定位并不适用。室外定位与室内定位具有明显的区别，其技术手段也相差甚远。室外定位主要获取目标在地图上的位置，其定位精度要求并不高，例如GPS定位的精度一般在5-10m之间；然而，室内定位主要是获取目标在建筑物内空间的相对位置，属于小范围定位，要求较高的精度。针对室外的基站定位是利用移动运营网的基站对设备距离进行测算来确定设备位置，其精度很大程度依赖于基站的分布及覆盖范围，有时误差会超过一公里。此外，GPS定位则是利用设备上的GPS定位模块将信号发送到卫星来实现定位，定位信号到达地面时较弱，而且不能穿透建筑物，故以上两者均不适合建筑物室内定位。
[0005] 因此，很有必要提供一种适于室内定位的新型的温湿度记录仪。实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的在于提供一种温湿度记录仪，通过视觉传感器的安装，从而实现温湿度记录仪在室内的准确定位，从而进一步与该测试点温湿度数据进行关联，为后续室内空间的温湿度场以及影响温湿度的室内环境信息分析提供可靠数据资料，使用简单、便捷。
[0007] 为了实现上述目的，本实用新型提供了一种温湿度记录仪，包括承载壳体、环境监测传感器、视觉传感器、显示器、电池板、以及中央处理器，其中：环境监测传感器、视觉传感器、以及显示器均安装在承载壳体上，电池板与中央处理器安装在壳体内；环境监测传感器、视觉传感器、显示器、以及电池板分别与中央处理器电连接。
[0009] 进一步的，视觉传感器为双目摄像头。
[0010] 进一步的，双目摄像头连接有图像采集卡，并通过图像采集卡与中央处理器电连接。
[0011] 进一步的，中央处理器为单片微型计算机。
[0012] 进一步的，承载壳体包括保护上盖板、保护下盖板、保护侧盖板、主卡槽、以及侧卡槽，其中：保护上盖板与保护下盖板扣合组成承载壳体主体，承载壳体主体两侧端敞开；承载壳体主体的第一侧端安装有侧卡槽，承载壳体主体的第二侧端安装有保护侧盖板，主卡槽平行保护上盖板安装在保护上盖板与保护下盖板之间；环境监测传感器安装在保护侧盖板上，视觉传感器安装在侧卡槽内，显示器安装在保护上盖板顶面，电池板安装在主卡槽与保护下盖板之间，中央处理器安装在保护上盖板与主卡槽之间。
[0013] 进一步的，承载壳体底端安装有旋转底座。
[0014] 进一步的，环境监测传感器安装在保护侧盖板拐角处，保护侧盖板拐角处形成有透气栅栏。
[0015] 进一步的，保护侧盖板里侧安装有用于隔离中央处理器与环境监测传感器的隔热板。
[0017] 本实用新型的一种温湿度记录仪，具有以下有益效果：
[0018] 1、本实用新型的温湿度记录仪，通过视觉传感器的安装从而实现记录仪在室内的精准定位，从而进一步与该测试点温湿度数据进行关联，为后续室内空间的温湿度场以及影响温湿度的室内环境信息分析提供可靠数据资料，使用简单、便捷。
[0019] 2、本实用新型的温湿度记录仪，环境监测传感器可以包括多种，从而使得室内环境参数监测更全面。
[0020] 3、本实用新型的温湿度记录仪，双目摄像头连接有图像采集卡，对图像进行预处理，从而加快了图像后处理的速度。
[0021] 4、本实用新型的温湿度记录仪，对承载壳体进行了单独的结构设计，从而实现各功能部件合理的配制与安装，结构紧凑，外观美观。
[0023] 6、本实用新型的温湿度记录仪，保护侧盖板拐角处形成有透气栅栏，一方面实现了环境监测传感器对室内环境参数的采集，另一方面具有保护作用。
[0024] 7、本实用新型的温湿度记录仪，保护侧盖板里侧安装有用于隔离中央处理器与环境监测传感器的隔热板，隔绝记录仪主体部分对环境监测传感器测试的影响，同时承担着连接作用。
[0025] 8、本实用新型的温湿度记录仪，通过视觉传感器采集室内环境图像、环境监测传感器采集室内环境信息，并配合中央处理器的三维重建定位、室内环境类型识别、数据处理与关联，为后续室内空间的温湿度场以及影响温湿度的室内环境信息分析提供可靠数据资料。附图说明
[0026] 为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0027] 图1为本实用新型的温湿度记录仪的结构示意图；
[0028] 图2为本实用新型的温湿度记录仪的模块功能示意图；
[0029] 图中：11-保护上盖板、12-保护下盖板、13-保护侧盖板、14-主卡槽、15-侧卡槽、16-旋转底座、17-隔热板、18-保护面板、19-旋转底座安装位、21-温度传感器、22-湿度传感器、3-视觉传感器、4-显示器、5-电池板、6-中央处理器、7-图像采集卡、81-数据传输接口、
82-电源开关、83-充电接口、91-重置按钮、92-数据显示按钮、93-往上翻页按钮、94-往下翻页按钮；
82-电源开关、83-充电接口、91-重置按钮、92-数据显示按钮、93-往上翻页按钮、94-往下翻页按钮；
具体实施方式
[0030] 下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0031] 如图1所示，本实用新型实施例的一种温湿度记录仪，包括承载壳体、环境监测传感器、视觉传感器3、显示器4、电池板5、以及中央处理器6，其中：环境监测传感器、视觉传感器3、以及显示器4均安装在承载壳体上，电池板5与中央处理器6安装在壳体内；环境监测传感器、视觉传感器3、显示器4、以及电池板5分别与中央处理器6电连接。
[0032] 具体的，承载壳体主要用于各功能部件的承载与安装，承载壳体可以根据实际需要设计成任意的结构形状，本实用新型不做具体限定，均属于本实用新型保护范围。环境监测传感器主要用于室内环境信息的监测采集，可以包括温度传感器21、湿度传感器22、二氧化碳传感器、甲醛传感器、PM2.5传感器、VOC传感器中的一种或多种，优选的，本实用新型的温湿度记录仪包括温度传感器21与湿度传感器22。视觉传感器3主要用于室内环境的图像采集，实现记录仪在室内的精准定位，可以是单目摄像头，也可以是双目摄像头；优选的，本实用新型的视觉传感器3采用双目摄像头。显示器4主要用于展示测试点的实时温湿度、实时图像，另外还显示记录仪的电量和工作状态，可以采用任意形式的显示屏，本实用新型不做具体限定。电池板5主要用于为中央处理器6提供电能，电池板5可根据需要配备充电接口83，从而免于电池板5的频繁更换。中央处理器6主要用于对视觉传感器3采集的图像进行处理，实现三维建模定位与室内环境识别，以及用于接收环境监测传感器的监测数据并与测试点位置信息进行关联，并最终控制显示器4进行显示；中央处理器6优选的为单片微型计算机，单片微型计算机通过安装相应的软件实现该记录仪的各种功能，包括基于图像识别的三维重建定位、室内环境类型识别，以及温湿度数据预处理和数据之间的关联；单片微型计算机还配备相应的存储系统，用于保存处理后的数据；通过单片微型计算机的一系列运算，最后输出的结果为测试点在室内三维模型中的位置、测试点温湿度、以及室内环境类型。
[0033] 进一步的，双目摄像头连接有图像采集卡7，并通过图像采集卡7与中央处理器6电连接。
[0034] 具体的，图像采集卡7包含图像预处理功能，其目的是为了加快图像处理的速度，图像预处理能完成图片直方图、灰度图、去除噪点、修正广角畸变等任务，便于后期进行图像识别。
[0035] 进一步的，保护侧盖板13底面设置有功能接口，功能接口可以包括数据传输接口81、电源开关82、充电接口83等；保护上盖板11顶面还设置有功能按键，功能按键可以包括重置按钮91、数据显示按钮92、往上翻页按钮93、往下翻页按钮94等，本领域技术人员可根据具体需要进行设计，均属于本实用新型保护范围。
[0036] 在本实用新型的温湿度记录仪的上述实施例中，对承载壳体进行了单独的结构设计，承载壳体包括保护上盖板11、保护下盖板12、保护侧盖板13、主卡槽14、以及侧卡槽15，其中：保护上盖板11与保护下盖板12扣合组成承载壳体主体，承载壳体主体两侧端敞开；承载壳体主体的第一侧端安装有侧卡槽15，承载壳体主体的第二侧端安装有保护侧盖板13，主卡槽14平行保护上盖板11安装在保护上盖板11与保护下盖板12之间；环境监测传感器安装在保护侧盖板13上，视觉传感器3安装在侧卡槽15内，显示器4安装在保护上盖板11顶面，电池板5安装在主卡槽14与保护下盖板12之间，中央处理器6安装在保护上盖板11与主卡槽14之间。
[0037] 具体的，温湿度记录仪由上至下分别为保护上盖板11、单片型微型计算机、主卡槽14、电池板5、以及保护下盖板12，保护上盖板11、保护下盖板12、保护侧盖板13主要起保护和支撑作用；保护上盖板11与保护下盖板12横截面呈U型且两端开口，继而留出保护侧盖板
13及侧卡槽15的安装位置；主卡槽14与侧卡槽15主要用于容纳安装单片型微型计算机以及视觉传感器，因此，主卡槽14与侧卡槽15可以采用如图1所示的浅盒体结构；当然为了保护温湿度记录仪的内部结构，双目摄像头可安装在保护面板18上，而后再嵌装入侧卡槽15内。
中央处理器6安装在保护上盖板11与主卡槽14之间，且安装在主卡槽14内。环境监测传感器安装在保护侧盖板13拐角处，保护侧盖板13拐角处形成有透气栅栏，一方面实现了环境监测传感器与室内直接相通对室内环境进行监测，另一方面具有保护作用。
13及侧卡槽15的安装位置；主卡槽14与侧卡槽15主要用于容纳安装单片型微型计算机以及视觉传感器，因此，主卡槽14与侧卡槽15可以采用如图1所示的浅盒体结构；当然为了保护温湿度记录仪的内部结构，双目摄像头可安装在保护面板18上，而后再嵌装入侧卡槽15内。
中央处理器6安装在保护上盖板11与主卡槽14之间，且安装在主卡槽14内。环境监测传感器安装在保护侧盖板13拐角处，保护侧盖板13拐角处形成有透气栅栏，一方面实现了环境监测传感器与室内直接相通对室内环境进行监测，另一方面具有保护作用。
[0038] 进一步的，保护侧盖板13里侧安装有用于隔离中央处理器6与环境监测传感器的隔热板17，从而隔绝记录仪主体部分对温湿度传感器22测试的影响，同时承担该部分与主体的连接作用，隔热板17可以采用如图1所示的平板结构。
[0039] 进一步的，承载壳体底端安装有旋转底座16。具体的，保护下盖板12设置有旋转底座16安装位，旋转底座16通过旋转底座安装位19安装在承载壳体的底端。温湿度记录仪测试时，可将温湿度记录仪置于视线无阻碍的台面，或者通过旋转底座16将温湿度记录仪挂于室内空间适宜的高度。通过旋转底座16使得双目摄像头角度转变，以全方位采集室内空间的环境信息。旋转底座16旋转一周为15分钟，同时以15分钟为周期进行一次图像识别运算，获得位置信息和环境类型。因此，每个测试点的测试时间需至少为15分钟，一方面为了获得稳定的温湿度数据，另一方面为了获得准确的室内位置和环境信息，同时减少单片微型计算机的运算量。
[0040] 为了更清楚的理解本实用新型的内容，下面对本实用新型的温湿度记录仪的主要功能及实现方式进行简单的介绍：
[0041] 如图2所示，本实用新型的温湿度记录仪主要包括视觉传感器、温度传感器、湿度传感器、单片微型计算机、电池板、以及显示器，视觉传感器包括双目摄像头以及与其集成的图像采集卡，单片微型计算机集成有双目视觉SLAM同步定位与建图模块、室内环境类型识别模块、数据关联模块、存储模块、温湿度数据预处理模块，其中：视觉传感器、温度传感器、湿度传感器、电池板、以及显示器分别与单片微型计算机电连接，单片微型计算机用于接收视觉传感器所采集和预处理后的图像以及温度传感器和湿度传感器所采集的实时温湿度数据，并根据所接收的图像和温湿度数据完成所需的室内定位、室内环境识别、以及数据关联，最后存储或输出数据显示在显示器上。
[0042] 更具体的，双目视觉SLAM同步定位与建图模块，利用SLAM(simultaneous localization and mapping)方法对温湿度记录仪所在室内空间位置进行定位，并进行三维重建，使得该温湿度记录仪能够实现自身定位，并以适当的方式对周围环境进行同步建图。室内环境类型识别模块则需建立室内环境类型图片数据库，将处理后的目标图像通过机器学习的方法与图片数据库进行匹配，识别目标空间的室内环境类型。数据关联模块将预处理后的温湿度数据，以及获得的测试点位置信息和室内环境信息，通过关联数据(Linked Data)的构建方法进行链接，建立三元组件库进行存储。最后输出的数据为测试点的温湿度、位置图片及室内环境类型，通过此三项数据，来帮助分析室内空间的温湿度场以及影响温湿度的室内环境信息。
[0043] 需要指出的是，本实用新型的双目视觉SLAM同步定位与建图模块的应用，是针对温湿度记录仪的自主定位，换言之是对双目摄像机的自主定位，而不是对采集图像中的目标对象进行定位。具体的可参照下述步骤实现：
[0044] 步骤S11：首先，通过采用SIFT算法提取测试点拍摄的两张室内图像中的关键点，根据所提取的关键点来建立图像之间的对应关系，将同一空间点在两幅不同图像中的成像点进行一一对应起来，完成特征匹配；
[0046] 步骤S13：再对图像进行闭环检测，判断新图像是否在图像序列中出现过，进行误差检测和改正；
[0047] 步骤S14：最后根据优化后的相机位姿信息，进行双目稠密建图，对环境进行描述、三维重建，实现定位。
[0049] 步骤S21：首先建立各种室内环境的训练图像集，包括商场、办公室、宾馆客房、餐厅、教室、医院病房等，对训练图像集进行预处理，提取SIFT特征，用K-means算法对提取的特征进行聚类，计算每一幅图像中的每一个SIFT特征到视觉词的距离，并将其映射到距离最近的视觉词中；
[0050] 步骤S22：同样，在获得测试图像后，对测试图像进行预处理，再提取测试图像的SIFT特征，将这些特征映射到训练集码本矢量，并计算其与训练码本的距离，对应距离最近的训练图像认为与测试图像匹配，将其归为一类，从而达到识别室内环境类型的目的。
[0051] 本实用新型的数据关联模块是采用本体建模的方法，将测试时间、测试点温湿度数据、测试点位置信息、测试点室内环境类型进行链接，生成关联数据，完成数据集成。本体的具体实施使用Web Ontology Language(OWL)语言，通过本体OWL语言完成数据建模。当进行测试时，获得的数据实例将映射到本体的不同数据类别之下，数据实例之间的关系也将表述出来，并将数据序列化为RDF/XML格式，集中保存在单片微型计算机的存储系统。数据的输出和查询时则通过SPARQL语言实现，主要的输出数据为测试点温湿度数据、测试点位置图片及室内环境类型。
[0052] 本实用新型温湿度记录仪的双目视觉SLAM同步定位与建图模块、室内环境类型识别模块、数据关联模块，是在利用现有技术实现方法及算法上，对温湿度记录仪的功能进行提升，解决当前室内温湿度记录仪无法将测试点温度与室内空间位置准确对应的难题，因此，本实用新型的主要发明点在于视觉传感器与温湿度记录仪的集成，从而获得测试点温湿度信息、测试点位置信息、以及室内环境信息，为后续室内空间的温湿度场以及影响温湿度的室内环境信息分析提供可靠数据资料。对于双目视觉SLAM同步定位与建图模块、室内环境类型识别模块、数据关联模块的实现方法及算法可参照本实用新型所提出的实现方法，当然也可选择使用其它现有方法及算法，本实用新型不作具体限定。
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