一种利用地铁站风力自供电的地铁车厢拥挤程度显示系统及其方法技术方案

一种利用地铁站风力自供电的地铁车厢拥挤程度显示系统及其方法，包括，风能收集模块：收集地铁站内的风能，将该风流转换为电能，为显示系统供电；图像识别系统，由网络摄像机及基于python搭建的TCP服务器组成，采用网络摄像机获取定时图像，python服务器收到该图像后，进行人数识别得出人数统计数据，并在接收到显示部分请求后，将人数统计数据发送给显示部分；显示部分由WiFi模块、单片机开发板、RGB触摸屏组成，可接收到服务器发来的数据，并在屏幕上显示。本发明专利技术利用风力自供电技术，更加节能减排，抗干扰能力强，具有检测准确度高，检测速度快等特点。

A Display System of Crowding Degree of Metro Cars with Wind Power Supply of Metro Station and Its Method

A congestion degree display system for Metro carriages powered by wind power of metro stations and its method include: wind energy collection module: collecting wind energy in Metro stations, converting the wind energy into electricity to supply power for the display system; image recognition system, which consists of a network camera and a TCP server based on python, adopts a network. The network camera obtains the timing image. After the python server receives the image, it identifies the number of people and sends the number statistics to the display part after receiving the request of the display part. The display part is composed of WiFi module, MCU development board and RGB touch screen, which can receive the data from the server. The data is displayed on the screen. The invention utilizes wind power self-supply technology to save energy and reduce emission, has strong anti-interference ability, high detection accuracy, fast detection speed and other characteristics.

【技术实现步骤摘要】
一种利用地铁站风力自供电的地铁车厢拥挤程度显示系统及其方法
本专利技术涉及一种地铁客流量数据获取及显示系统，特别是地铁站风力自供电技术的地铁车厢拥挤程度显示系统及其方法。
技术介绍
近几年我国城市轨道交通发展迅速，城市地铁总里程增长迅速，尤其是上下班高峰期时异常拥挤。但在地铁车厢里经常会出现车厢人数不均的情况，造成了很大的资源浪费。造成这种情况的主要原因由于在车站等车的旅客无法预知车厢内的拥挤的程度。目前的地铁系统中已有的拥挤程度显示系统原理为通过整合乘客进出站数据并参考历史客流数据情况来进行统计得出的当前地铁线拥挤情况，并通过app端进行呈现。但此方式得出的数据存在一定偏差，且无法提供实时提供既定某地铁上各车厢拥挤情况。此外，随着地铁的高速发展，如何利用地铁内的风能变成了具有经济效益的方案。但是由于地铁隧道内风力不稳定导致了现在无法大规模收集地铁站内的风能。因此目前没有进行有效的利用。综上所述，有必要设计一种可以在利用地铁站内风能的条件下提高乘客上车效率以及安全性的能显示各车厢拥挤情况的地铁车厢拥挤程度显示系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中无法精准显示某节地铁拥挤程度的缺陷，而提供一种利用地铁站风力自供电的地铁车厢拥挤程度显示系统，旨在利用风力自供电技术，为显示系统提供电源，通过网络摄像机获取的定时图像进行本专利技术专用人头数量统计算法，准确、实时、量化地显示地铁车厢乘客的拥挤程度。本专利技术的目的是这样实现的：一种利用地铁站风力自供电的地铁车厢拥挤程度显示系统。风能收集模块：由风力发电装置和整流稳压电路组成；它安装在地铁外屏蔽门下部，用作收集地铁站内的风能，并将该风能转换为电能，为整个显示系统供电；风力发电装置结构为：多行多列文氏管均布安装在铝合金外框内，所有文氏管的出风口连接风力发电机的入风口；风力发电机输出的交流电经二极管桥式整流电路，将交流电转化为直流电；并利用稳压二极管将该直流电稳定；而后利用三端可调式输出集成稳压器及其外围电路实现最终的稳定直流电输出及电压可调。图像识别系统：该部分由两部分组成：网络摄像机及基于python搭建的TCP服务器。将网路摄像机IPCam安装在地铁车厢内部，并通过摄像机自带的WiFi模块将摄像机接入局域网。服务器访问网络摄像头所在的IP地址，并定时每隔20秒自动存储网络摄像头的图像。在服务器存储图像后，进行人数识别。当服务器监听到显示部分发来请求且请求关键字正确时，将人数统计数据发给显示的WiFi模块，而后WiFi模块将认识统计数据反馈给单片机进行处理、及人数统计数据显示。显示部分：该部分由无线WiFi模块、单片机及RGB显示屏组成。无线WiFi模块型号为：ATK-ESP8266-V1.2，单片机型号为：STM32F767IGT6。显示屏型号为：ATK70048_SPECV0，该显示屏可在指定区域内填充单个颜色。利用WiFi模块将单片机开发板接入局域网，实现与TCP服务器之间的连接，单片机控制WiFi模块建立TCP连接，接入由python搭建的服务器，并发送关键字；待WiFi模块接收到服务器发送来的人数统计数据并发送给单片机后，单片机将人数统计数据显示在屏幕上，并根据人数统计数据在显示屏的指定区域显示单个颜色来表示车厢内部拥挤程度。同时依据对人数统计数据的判断来利用发光二极管来显示车厢内部拥挤程度。这里以B型地铁列车为判断依据，B型列车载客量为230人左右，故，当检测到人数小于100人时，在显示屏上显示绿色颜色块，并点亮绿色发光二极管；当检测到人数为100人到150人时，在显示屏上显示黄色颜色块，并点亮黄色发光二极管；当检测到人数大于150人时，在显示屏上显示红色颜色块，并点亮红色发光二极管。RGB显示屏上显示的文字内容为共分为5个界面。分别显示如下内容：第一个界面：ATK_ESP8266WIFI、KEYO:WIFISTA+AP、KEY1:WIFISTA、WK_UP:WIFIAP、固件版本、网络模式、SSID号、密码、通道号、加密方式。第二个界面：当前工作模式、传输模式选择。第三个界面：工作模式、远端IP地址、端口、IP地址输入框。第四个界面；IP地址、端口号、连接状态、工作模式、发送数据内容框、接收数据内容框、路由器参数(包括SSID、加密方式、密码)。第五个界面：IP地址、端口号、连接状态、工作模式、发送数据内容框、接收数据长度显示框、接收数据内容框、单个颜色显示区域。本专利技术的另一目的是提供一种采用上述显示系统进行地铁车厢乘客拥挤程度显示的方法。本专利技术的另一目的是这样实现的：一种显示系统的地铁车厢拥挤程度显示的方法，按以下步骤进行：1、利用风能收集模块提供系统的电能；2、将网络摄像机先用网线接入路由器，并将电脑接入统一局域网，通过电脑访问网络摄像机IP地址，能看到实时影像，并对网络摄像机进行配置，设置其处于无线工作模式下。此时将网线拔出，并重启网络摄像机，网络摄像机即可工作在无线工作模式下。此时再次通过电脑访问网络摄像机的IP地址，若依旧能看到实时影像，即为设置成功。3、在python服务器程序指定位置输出网络摄像机的IP地址，服务器的IP地址(本机地址)和监听端口号。运行服务器程序，监听显示部分发来的请求。4、启动显示部分设备。设备启动相关步骤为：(1)、开始强制透写；(2)、打开一级缓存(CPU第一层高速缓存)；(3)、保护相关存储区域；(4)、初始化HAL库；(5)、设置时钟216Mhz；(6)、延时初始化；(7)、初始化USART1；(9)、初始化串口3的波特率为115200；(10)、初始化USMART(11)、初始化LED；(12)、初始化按键；(13)、初始化SDRAM；(14)、初始化LCD；(15)、初始化W25Q256；(16)、初始化触摸屏；(17)、初始化内部内存池；(18)、初始化外部SDRAM内存池；(19)、初始化内部CCM内存池；(20)、为fatfs相关变量申请内存；(21)、挂载SD卡；(22)、挂载SPIFLASH；(24)、检查字库；(25)、进入ATK_ESP8266配置。其中，步骤(1)至步骤(24)均调用已有C文件和头文件进行配置，只需要在主函数中调用初始化函数即可完成。下面重点阐述步骤(25)中的ATK_ESP8266配置过程：1)、检测WiFi模块是否在线；2)、界面UI配置：本部分共计5个界面分别为：第一个界面：ATK_ESP8266WIFI、KEYO:WIFISTA+AP、KEY1:WIFISTA、WK_UP:WIFIAP、固件版本、网络模式、SSID号、密码、通道号、加密方式。第二个界面：当前工作模式、传输模式选择。第三个界面：工作模式、远端IP地址、端口、IP地址输入框。第四个界面；IP地址、端口号、连接状态、工作模式、发送数据内容框、接收数据内容框、路由器参数(包括SSID、加密方式、密码)。第五个界面：IP地址、端口号、连接状态、工作模式、发送数据内容框、接收数据长度显示框、接收数据内容框、单个颜色显示区域。3)、在本设计中，WiFi模块仅作为STA模式即可实现所需功能，在选择STA模式后，WiFi模块配置流程为：设置WiFiSTA模式；重启WiFi模块；连接到局域网(局域网名称及密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用地铁站风力自供电的地铁车厢拥挤程度显示系统，其特征在于，风能收集模块(6)：由风力发电装置和整流稳压电路(5)组成；它安装在地铁外屏蔽门(4)下部，用作收集地铁站内的风能，并将该风能转换为电能，为整个显示系统供电；风力发电装置结构为：多行多列文氏管(1)均布安装在铝合金外框(3)内，所有文氏管的出风口连接风力发电机(2)的入风口；风力发电机输出的交流电经整流稳压电路，将交流电转化为直流电，并利用稳压二极管将该直流电稳压，而后利用三端可调式输出集成稳压器及其外围电路实现最终的稳定直流电输出及电压可调；图像识别系统：该部分由两部分组成：网络摄像机及基于python搭建的TCP服务器；将网络摄像机IPCam安装在地铁车厢内部，并通过摄像机自带的WiFi模块将摄像机接入局域网，TCP服务器访问网络摄像机所在的IP地址，并定时每隔20秒自动存储网络摄像机的图像，在服务器存储图像后，进行人数识别，当服务器监听到显示部分发来请求且请求关键字正确时，将人数统计数据发给显示部分的WiFi模块，而后WiFi模块将认识统计数据反馈给显示部分的单片机进行处理、及人数统计数据显示；显示部分：该部分由无线WiFi模块、单片机及RGB显示屏组成；该显示屏能在指定区域内填充单个颜色；利用无线WiFi模块将单片机开发板接入局域网，实现与TCP服务器之间的连接，单片机控制无线WiFi模块建立TCP连接，接入由python搭建的服务器，并发送关键字；待WiFi模块接收到服务器发送来的人数统计数据并发送给单片机后，单片机将人数统计数据显示在屏幕上，和/或根据人数统计数据在显示屏的指定区域利用发光二极管显示单个颜色来表示车厢内部拥挤程度；RGB显示屏上显示的文字内容为共分为5个界面，分别显示如下内容：第一个界面：ATK_ESP8266WIFI、KEYO:WIFI STA+AP、KEY1:WIFI STA、WK_UP:WIFI AP、固件版本、网络模式、SSID号、密码、通道号、加密方式；第二个界面：当前工作模式、传输模式选择；第三个界面：工作模式、远端IP地址、端口、IP地址输入框；第四个界面；IP地址、端口号、连接状态、工作模式、发送数据内容框、接收数据内容框、路由器参数，包括SSID、加密方式、密码；第五个界面：IP地址、端口号、连接状态、工作模式、发送数据内容框、接收数据长度显示框、接收数据内容框、单个颜色显示区域。...

【技术特征摘要】
1.一种利用地铁站风力自供电的地铁车厢拥挤程度显示系统，其特征在于，风能收集模块(6)：由风力发电装置和整流稳压电路(5)组成；它安装在地铁外屏蔽门(4)下部，用作收集地铁站内的风能，并将该风能转换为电能，为整个显示系统供电；风力发电装置结构为：多行多列文氏管(1)均布安装在铝合金外框(3)内，所有文氏管的出风口连接风力发电机(2)的入风口；风力发电机输出的交流电经整流稳压电路，将交流电转化为直流电，并利用稳压二极管将该直流电稳压，而后利用三端可调式输出集成稳压器及其外围电路实现最终的稳定直流电输出及电压可调；图像识别系统：该部分由两部分组成：网络摄像机及基于python搭建的TCP服务器；将网络摄像机IPCam安装在地铁车厢内部，并通过摄像机自带的WiFi模块将摄像机接入局域网，TCP服务器访问网络摄像机所在的IP地址，并定时每隔20秒自动存储网络摄像机的图像，在服务器存储图像后，进行人数识别，当服务器监听到显示部分发来请求且请求关键字正确时，将人数统计数据发给显示部分的WiFi模块，而后WiFi模块将认识统计数据反馈给显示部分的单片机进行处理、及人数统计数据显示；显示部分：该部分由无线WiFi模块、单片机及RGB显示屏组成；该显示屏能在指定区域内填充单个颜色；利用无线WiFi模块将单片机开发板接入局域网，实现与TCP服务器之间的连接，单片机控制无线WiFi模块建立TCP连接，接入由python搭建的服务器，并发送关键字；待WiFi模块接收到服务器发送来的人数统计数据并发送给单片机后，单片机将人数统计数据显示在屏幕上，和/或根据人数统计数据在显示屏的指定区域利用发光二极管显示单个颜色来表示车厢内部拥挤程度；RGB显示屏上显示的文字内容为共分为5个界面，分别显示如下内容：第一个界面：ATK_ESP8266WIFI、KEYO:WIFISTA+AP、KEY1:WIFISTA、WK_UP:WIFIAP、固件版本、网络模式、SSID号、密码、通道号、加密方式；第二个界面：当前工作模式、传输模式选择；第三个界面：工作模式、远端IP地址、端口、IP地址输入框；第四个界面；IP地址、端口号、连接状态、工作模式、发送数据内容框、接收数据内容框、路由器参数，包括SSID、加密方式、密码；第五个界面：IP地址、端口号、连接状态、工作模式、发送数据内容框、接收数据长度显示框、接收数据内容框、单个颜色显示区域。2.根据权利要求1所述的一种利用地铁站风力自供电的地铁车厢拥挤程度显示系统，其特征在于，所述利用发光二极管显示车厢内部拥挤程度具体为：以B型地铁列车为判断依据，B型列车载客量为230人左右，故，当检测到人数小于100人时，在显示屏上显示绿色颜色块，并点亮绿色发光二极管；当检测到人数为100人到150人时，在显示屏上显示黄色颜色块，并点亮黄色发光二极管；当检测到人数大于150人时，在显示屏上显示红色颜色块，并点亮红色发光二极管。3.根据权利要求2所述的一种利用地铁站风力自供电的地铁车厢拥挤程度显示系统，其特征在于，所述三端可调式输出集成稳压器的型号为LM317，所述无线WiFi模块型号为：ATK-ESP8266-V1.2，单片机型号为：STM32F767IGT6；显示屏型号为：ATK70048_SPECV0。4.一种采用如权利要求1所述显示系统的地铁车厢拥挤程度显示的方法，按以下步骤进行：1)、利用风能收集模块提供系统的电能；2)、将网络摄像机先用网线接入路由器，并将电脑接入统一局域网，通过电脑访问网络摄像机IP地址，能看到实时影像，并对网络摄像机进行配置，设置其处于无线工作模式下，此时将网线拔出，并重启网络摄像机，网络摄像机即工作在无线工作模式下；此时再次通过电脑访问网络摄像机的IP地址，若依旧能看到实时影像，即为设置成功；3)、在python服务器程序指定位置输出网络摄像机的IP地址，服务器的IP地址即本机地址和监听端口号，运行服务器程序，监听显示部分发来的请求；4)、启动显示部分设备，设备启动相关步骤为：(1)、开始强制透写；(2)、打开一级缓存(CPU第一层高速缓存)；(3)、保护相关存储区域；(4)、初始化HAL库；(5)、设置时钟216Mhz；(6)、延时初始化；(7)、初始化USART1；(9)、初始化串口3的波特率为115200；(10)、初始化USM...

【专利技术属性】
技术研发人员：张祖涛，马殊，席超星，侯禹辰，王世沛，杨港，陆科宇，潘亚嘉，刘昱岗，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51