阅读说明：本技术 一种基于图像识别的教室自动断电控制方法及系统 (Classroom automatic power-off control method and system based on image recognition ) 是由 崔腾 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于图像识别的教室自动断电控制方法,包括以下步骤：1,利用监控模块采集教室图像信息,并将图像信息传送到服务器,服务器对图像信息进行分析处理,判断教室内是否有人；2,服务器将判断结果发送到控制模块中,控制模块根据判断结果控制教室电器设备的通断；3,如果教室没有人且电器设备处在通电状态,控制模块控制电器设备断电。本发明通过图像识别技术分析判断教室内是否存在有人,然后控制教室内电器设备的通断,可以避免教室无人而电器设备仍然开启,继而浪费电能的问题,可以节省能源。本发明还提供了一种基于图像识别的教室自动断电控制系统,其包括服务器、监控模块、通信模块、控制模块以及电器设备。(The invention provides a classroom automatic power-off control method based on image recognition, which comprises the following steps: the method comprises the following steps that 1, classroom image information is collected through a monitoring module and is transmitted to a server, and the server analyzes and processes the image information and judges whether people exist in a classroom or not; 2, the server sends the judgment result to the control module, and the control module controls the on-off of the classroom electric equipment according to the judgment result; and 3, if no person exists in the classroom and the electric equipment is in the power-on state, the control module controls the electric equipment to be powered off. According to the invention, whether a person exists in the classroom is analyzed and judged through an image recognition technology, and then the on-off of the electrical equipment in the classroom is controlled, so that the problem that the electrical equipment is still turned on when no person exists in the classroom can be avoided, and then the electric energy is wasted, and the energy can be saved. The invention also provides an image recognition-based classroom automatic power-off control system, which comprises a server, a monitoring module, a communication module, a control module and electrical equipment.)

一种基于图像识别的教室自动断电控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电气控制技术领域，具体而言，涉及一种基于图像识别的教室自动断电控制方法及系统。

背景技术

随着我国大学校园数量和面积的不断增加，大学校园逐渐成为整个社会上高耗能的单位。经过调查发现，大学教室中常常会出现没有人却开着灯、风扇或者空调的情况，而这种情况的出现会导致大量的电能浪费。

经过大量检索发现一些典型的现有技术，如申请号为200610045719.2的专利公开了基于图像识别技术的教室节电系统，如图4所示，其由墙壁开关系统、中央控制系统以及执行系统组成，该专利可实现对开灯和关灯条件的全自动检测和对教室灯的区域控制。又如申请号为201611006786.3的专利公开了一种节能的教室照明控制系统及构建方法，如图5所示，其控制电路简单，节能效果更明显。又如申请号为201520096048.7的专利公开了一种基于图像处理技术的智能照明控制系统，如图6所示，其包括处理器模块、图像采集模块、电灯组以及电灯控制驱动模块，该专利通过图像处理技术，可实现室内人员识别和电灯组的开关控制，可节约用电。

由此可见，对于如何控制大学校园教室电器设备，其实际应用中的亟待处理的实际问题(比如自动控制电器设备通断以及调整电器设备的输出功率等)还有很多未提出具体的解决方案。

发明内容

为了克服现有技术的不足提供了一种基于图像识别的教室自动断电控制方法及系统，本发明的具体技术方案如下：

一种基于图像识别的教室自动断电控制方法，包括以下步骤：

步骤1，利用监控模块采集教室图像信息，并将图像信息传送到服务器，服务器对图像信息进行分析处理，判断教室内是否有人；

步骤2，服务器将判断结果发送到控制模块中，控制模块根据判断结果控制教室电器设备的通断；

步骤3，如果教室没有人且电器设备处在通电状态，控制模块控制电器设备断电。

可选的，在步骤1中，利用监控模块采集教室图像信息，并将图像信息传送到服务器，服务器对图像信息进行分析处理，判断教室内是否有人的具体方法为：

1A,采集一张教室无人时的图像作为教室背景图像，并对教室背景图像进行数据解码和数据提取，得到教室背景图像数据；

1B，按照一定的时间周期采集教室实时图像，并对教室实时图像进行数据解码和数据提取，得到教室实时图像数据；

1C,提取教室背景图像数据的亮度Y和色度C_b以及教室实时图像数据的亮度Y_S和色度C_bs，得到前景图像为|C_b-C_bs|，对前景图像进行二值化，得到二值化处理后的教室实时图像；

1D，对二值化处理后的教室实时图像通过卡尔曼滤波器进行解算，分析判断教室之内是否有人。

可选的，所述监控模块为CCD相机。

一种基于图像识别的教室自动断电控制系统，包括：

服务器，所述服务器用于对监控模块采集到的图像数据进行处理分析，判断教室之中是否有人；

监控模块，所述监控模块设于教室之中，用于采集教室的图像信息；

通信模块，所述通信模块分别与服务器以及控制模块连接，用于将服务器得出的判断结果传送给控制模块；

控制模块，所述控制模块用于根据服务器的判断结果对电器设备的通断进行控制；

电器设备，所述电器设备设于教室之中。

可选的，所述通信模块为无线通信模块或以太网模块。

可选的，所述的一种基于图像识别的教室自动断电控制系统，还包括与控制器电连接的光照传感器，所述光照传感器安装在教室之内，用于检测教室内的光照强度。

可选的，所述监控模块为CCD相机。

本发明所取得的有益效果包括：

1、通过图像识别技术分析判断教室内是否存在有人，然后控制教室内电器设备的通断，可以避免教室无人而电器设备仍然开启，继而浪费电能的问题，可以节省能源；

2、利用卡尔曼滤波器对二值化后的教室实时图像进行去噪滤波处理，提高了教室图像识别的准确度，同时也提高了整一个发明的自动化以及智能化程度，最大限度的避免了误操作的发生。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明，将重点放在示出实施例的原理上。

图1是本发明实施例之一中一种基于图像识别的教室自动断电控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例之一中一种基于图像识别的教室自动断电控制系统的结构示意图；

图3是本发明实施例之一中的对教室图像信息分析处理以判断教室是否有人的流程示意图；

图4是现有技术中一种基于图像识别技术的教室节电系统的结构示意图；

图5是现有技术中一种节能的教室照明控制系统及构建方法的结构示意图；

图6是现有技术中一种基于图像处理技术的智能照明控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明为一种基于图像识别的教室自动断电控制方法及系统，根据图1-3所示讲述以下实施例：

实施例一：

随着社会经济和科学技术的发展，人类社会的进步越来越依赖于资源的开发与利用，然而能源短缺问题日益突出，节能无疑是符合可持续发展要求。随着我国大学校园数量和面积的不断增加,校园内公共设施也不断完善和扩充,大学校园逐渐成为整个社会上高耗能的单位。据2016年全国耗能数据统计显示,大型高校公共建筑的单位建筑面积年耗电量为每平方40～100kw·h，是居住建筑的4—10倍,减少校园不必要的能源消耗是一个重要问题。我们到处能看到或者听到随手关灯这句话，但是在现实中还做不到人走灯灭，人走空调关等，在校园中这种情况也很常见。这种情况大多数的解决方法还是人去做，但是当有人发现在教室中没有人却开着灯、风扇或者空调的时候，没有人会知道它已经开了多久，浪费了大量的能源。在能源如此紧缺的情况下，我们更应该解决这个问题。

为了解决上述问题，如图1所示，本实施例提出一种基于图像识别的教室自动断电控制方法，其包括以下步骤：

步骤1，利用监控模块采集教室图像信息，并将图像信息传送到服务器，服务器对图像信息进行分析处理，判断教室内是否有人；

步骤2，服务器将判断结果发送到控制模块中，控制模块根据判断结果控制教室电器设备的通断；

步骤3，如果教室没有人且电器设备处在通电状态，控制模块控制电器设备断电。

其中，如图2所示，在步骤1中，利用监控模块采集教室图像信息，并将图像信息传送到服务器，服务器对图像信息进行分析处理，判断教室内是否有人的具体方法为：

1A,采集一张教室无人时的图像作为教室背景图像，并对教室背景图像进行数据解码和数据提取，得到教室背景图像数据；

1B，按照一定的时间周期采集教室实时图像，并对教室实时图像进行数据解码和数据提取，得到教室实时图像数据；

1C,提取教室背景图像数据的亮度Y和色度C_b以及教室实时图像数据的亮度Y_S和色度C_bs，得到前景图像为|C_b-C_bs|，对前景图像进行二值化，得到二值化处理后的教室实时图像，其中，对前景图像进行二值化的阈值为10；

1D，对二值化处理后的教室实时图像通过卡尔曼滤波器进行解算，分析判断教室之内是否有人。

所述监控模块可以是CCD相机，其安装在教室的一个角落之中，以对教室全景图像进行拍摄采集。CCD相机拍摄采集教室背景图像以及教室实时图像，将两幅图像发送到服务器中，服务器对两幅图像进行比较分析，进而判断教室之内是否有人存在，并将分析结果发送给控制模块。控制模块与服务器之间，可以建立无线通信网络或者以太网网络。

电器设备为电风扇、电灯、空调以及电视机等，它们跟控制模块电气连接。控制模块可以采用单片机，可以采用PLC，比如西门子系列或者欧姆龙系列的PLC。

作为一种优选的方案，控制模块对电器设备的通断状态进行实时的监控检测。

在步骤1D中，二值化处理后的教室实时图像通过卡尔曼滤波器进行解算，分析判断教室之内是否有人。通过扩展卡尔曼粒子滤波器，可以有效的对二值化后的教室实时图像进行去噪处理，节省服务器的内存容量，同时也可以提高教室实时图像识别的准确率。

对于前景图像提取而言，目前的目标检测算法有很多，但大多算法都是基于背景建模的方法，下面介绍几种常用算法的优缺点。

(1)背景减除法：背景减除法能准确的检测到运动目标，但它对环境的突变或光线的变化比较敏感。

(2)帧间差分法：差分法虽然算法简单，检测速度快，但在检测过程中如果目标的运动速度变化比较快时会使目标检测出现空洞或漏检，这对检测结果的影响很大。

(3)光流法：光流场法虽然对被检测的环境、光线和目标的运动速度要求不高，但此方法的计算量非常大，要在特定的硬件系统支持下才能使用。

通常的背景减除法，一般使用RGB三个通道中的一个或多个，也有使用灰度或亮度的，虽然使用这些通道计算方便，但RGB三个通道、灰度及亮度对光照都非常敏感，而且处理后的图像除了目标，阴影也会被检测出来，而YCbCr颜色模型中的Cb和Cr两个通道对光照不敏感，同时选择适当的阈值可以去除阴影的影响，在实现这些的同时，也能将图像二值化，这些处理都可以随着图像数据的输入在服务器中同时进行。

通过图像识别技术分析判断教室内是否存在有人，然后控制教室内电器设备的通断，可以避免教室无人而电器设备仍然开启，继而浪费电能的问题，可以节省能源。

利用卡尔曼滤波器对二值化后的教室实时图像进行去噪滤波处理，提高了教室图像识别的准确度，同时也提高了整一个发明的自动化以及智能化程度，最大限度的避免了误操作的发生。

与上述所言的一种基于图像识别的教室自动断电控制方法相对应，本实施例还提供一种基于图像识别的教室自动断电控制系统，其包括：

服务器，所述服务器用于对监控模块采集到的图像数据进行处理分析，判断教室之中是否有人；

监控模块，所述监控模块设于教室之中，用于采集教室的图像信息；

通信模块，所述通信模块分别与服务器以及控制模块连接，用于将服务器得出的判断结果传送给控制模块；

控制模块，所述控制模块用于根据服务器的判断结果对电器设备的通断进行控制；

电器设备，所述电器设备设于教室之中。

所述通信模块为无线通信模块或以太网模块，比如4G模块、5G模块或者WiFi模块等。

所述的一种基于图像识别的教室自动断电控制系统，还包括与控制器电连接的光照传感器，所述光照传感器安装在教室之内，用于检测教室内的光照强度。光照传感器设有若干个，它们分别安装在教室四周的墙壁上，其检测教室内的光照强度并将检测到的光照强度反馈到控制模块中。

当控制模块检测到教室的亮度大于预设的阈值时，控制模块自动控制教室照明设备断开。而当控制模块检测到教室的亮度小于预设阈值时，控制模块自动控制教室照明设备通电。

可选的，所述监控模块为CCD相机。

实施例二：

如图1所示，本实施例提出一种基于图像识别的教室自动断电控制方法，其包括以下步骤：

步骤1，利用监控模块采集教室图像信息，并将图像信息传送到服务器，服务器对图像信息进行分析处理，判断教室内是否有人；

步骤2，服务器将判断结果发送到控制模块中，控制模块根据判断结果控制教室电器设备的通断；

步骤3，如果教室没有人且电器设备处在通电状态，控制模块控制电器设备断电。

其中，如图2所示，在步骤1中，利用监控模块采集教室图像信息，并将图像信息传送到服务器，服务器对图像信息进行分析处理，判断教室内是否有人的具体方法为：

1A,利用CCD相机采集多张不同拍摄角度下的教室无人时的图像作为教室背景图像，并对教室背景图像进行数据解码和数据提取，得到多张教室背景图像数据；

1B，利用CCD相机，按照一定的时间周期采集多张不同拍摄角度下的教室实时图像，并对教室实时图像进行数据解码和数据提取，得到多张教室实时图像数据；

1C,分别提取不同CCD相机拍摄采集的教室背景图像数据的亮度Y和色度C_b以及教室实时图像数据的亮度Y_S和色度C_bs，得到前景图像为|C_b-C_bs|，对前景图像进行二值化，得到二值化处理后的教室实时图像，其中，对前景图像进行二值化的阈值为10；

1D，对二值化处理后的教室实时图像通过卡尔曼滤波器进行解算，分析判断教室之内是否有人。

所述监控模块可以是CCD相机，其设有多个，并且安装在教室的四个角落之中，以对不同拍摄角度下的教室全景图像进行拍摄采集。CCD相机拍摄采集教室背景图像以及教室实时图像，将多张图像发送到服务器中，服务器对多张图像进行比较分析，进而判断教室之内是否有人存在，并将分析结果发送给控制模块。控制模块与服务器之间，可以建立无线通信网络或者以太网网络。在这里，服务器分别对来自不同CCD相机拍摄采集到的教室背景图像以及教室实时图像进行分析处理。

电器设备为电风扇、电灯、空调以及电视机等，它们跟控制模块电气连接。控制模块可以采用单片机，可以采用PLC，比如西门子系列或者欧姆龙系列的PLC。

作为一种优选的方案，控制模块对电器设备的通断状态进行实时的监控检测。

在步骤1D中，二值化处理后的教室实时图像通过卡尔曼滤波器进行解算，分析判断教室之内是否有人。通过扩展卡尔曼粒子滤波器，可以有效的对二值化后的教室实时图像进行去噪处理，节省服务器的内存容量，同时也可以提高教室实时图像识别的准确率。

对于前景图像提取而言，目前的目标检测算法有很多，但大多算法都是基于背景建模的方法，下面介绍几种常用算法的优缺点。

(1)背景减除法：背景减除法能准确的检测到运动目标，但它对环境的突变或光线的变化比较敏感。

(2)帧间差分法：差分法虽然算法简单，检测速度快，但在检测过程中如果目标的运动速度变化比较快时会使目标检测出现空洞或漏检，这对检测结果的影响很大。

(3)光流法：光流场法虽然对被检测的环境、光线和目标的运动速度要求不高，但此方法的计算量非常大，要在特定的硬件系统支持下才能使用。

通常的背景减除法，一般使用RGB三个通道中的一个或多个，也有使用灰度或亮度的，虽然使用这些通道计算方便，但RGB三个通道、灰度及亮度对光照都非常敏感，而且处理后的图像除了目标，阴影也会被检测出来，而YCbCr颜色模型中的Cb和Cr两个通道对光照不敏感，同时选择适当的阈值可以去除阴影的影响，在实现这些的同时，也能将图像二值化，这些处理都可以随着图像数据的输入在服务器中同时进行。

与上述所言的一种基于图像识别的教室自动断电控制方法相对应，本实施例还提供一种基于图像识别的教室自动断电控制系统，其包括：

服务器，所述服务器用于对监控模块采集到的图像数据进行处理分析，判断教室之中是否有人；

监控模块，所述监控模块设于教室之中，用于采集教室的图像信息；

通信模块，所述通信模块分别与服务器以及控制模块连接，用于将服务器得出的判断结果传送给控制模块；

控制模块，所述控制模块用于根据服务器的判断结果对电器设备的通断进行控制；

电器设备，所述电器设备设于教室之中。

所述通信模块为无线通信模块或以太网模块，比如4G模块、5G模块或者WiFi模块等。

所述的一种基于图像识别的教室自动断电控制系统，还包括与控制器电连接的光照传感器，所述光照传感器安装在教室之内，用于检测教室内的光照强度。光照传感器设有若干个，它们分别安装在教室四周的墙壁上，其检测教室内的光照强度并将检测到的光照强度反馈到控制模块中。

当控制模块检测到教室的亮度大于预设的阈值时，控制模块自动控制教室照明设备断开。而当控制模块检测到教室的亮度小于预设阈值时，控制模块自动控制教室照明设备通电。

可选的，所述监控模块为CCD相机。

实施例三：

如图1所示，本实施例提出一种基于图像识别的教室自动断电控制方法，其包括以下步骤：

步骤1，利用监控模块采集教室图像信息，并将图像信息传送到服务器，服务器对图像信息进行分析处理，判断教室内是否有人；

步骤2，服务器将判断结果发送到控制模块中，控制模块根据判断结果控制教室电器设备的通断；

步骤3，如果教室没有人且电器设备处在通电状态，控制模块控制电器设备断电。

其中，如图2所示，在步骤1中，利用监控模块采集教室图像信息，并将图像信息传送到服务器，服务器对图像信息进行分析处理，判断教室内是否有人的具体方法为：

第一步，利用CCD相机采集多张不同拍摄角度下的教室无人时的图像作为教室背景图像。

第二步，利用CCD相机按照一定的时间周期采集多张不同拍摄角度下的教室实时图像。

第三步，对每一台CCD相机采集到的教室背景图像以及教室实时图像进行灰度化处理，并将灰度化处理后的教室背景图像以及教室实时图像转换成二值化图像。

二值化后处理后的教室背景图像以及教室实时图像只有白色和黑色两种颜色的图像，其转换步骤是将图像中所有像素点的色彩值相加，求出平均色彩值，再对每个点进行判断。把小于平均值的点置为白色，大于平均值的点置为黑色，这样变得到了二值化后的教室背景图像以及教室实时图像。

第四步，对于二值化后的教室背景图像以及教室实时图像的每个像素点进行比较，计算出不同点的个数，如果不同点的个数大于某一阈值，则判断为有人，否则判断为无人。该阈值可以动态设置，在实验中验证得知，该阈值取图像总像素点个数的5％-10％较为合适。

对于每一台CCD相机而言，教室背景图像为一张，而教室实时图像则可以是若干张。利用若干张教室实时图像跟教室背景图像进行比较分析，可以提高图像识别判断的准确率。例如，CCD相机可以每个5秒对教室实时图像进行拍摄采集，一共拍摄20张教室实时图像。CCD相机每次拍摄20张教室实时图像作为一个拍摄周期。如果将20张教室实时图像与教室背景图像比较分析后，发现其中其中一张教室实时图像显示有人，而另外十九张教室实时图像显示无人，则可以判定教室无人。教室实时图像显示有人的比例可以动态设定，比如这个比例设定为30％，那么只有当14张以上的教室实时图像显示有人时，才能判定教室中有人，否则教室无人。

所述监控模块可以是CCD相机，其设有多个，并且安装在教室的四个角落之中，以对不同拍摄角度下的教室全景图像进行拍摄采集,CCD相机拍摄采集教室图像的周期时间间隔可以设定为5分钟或者10分钟，这个图像拍摄采集时间间隔可根据实际来调整。CCD相机拍摄采集教室背景图像以及教室实时图像，将多张图像发送到服务器中，服务器对多张图像进行比较分析，进而判断教室之内是否有人存在，并将分析结果发送给控制模块。控制模块与服务器之间，可以建立无线通信网络或者以太网网络。在这里，服务器分别对来自不同CCD相机拍摄采集到的教室背景图像以及教室实时图像进行分析处理。

电器设备为电风扇、电灯、空调以及电视机等，它们跟控制模块电气连接。控制模块可以采用单片机，可以采用PLC，比如西门子系列或者欧姆龙系列的PLC。

作为一种优选的方案，控制模块对电器设备的通断状态进行实时的监控检测。

与上述所言的一种基于图像识别的教室自动断电控制方法相对应，本实施例还提供一种基于图像识别的教室自动断电控制系统，其包括：

服务器，所述服务器用于对监控模块采集到的图像数据进行处理分析，判断教室之中是否有人；

监控模块，所述监控模块设于教室之中，用于采集教室的图像信息；

通信模块，所述通信模块分别与服务器以及控制模块连接，用于将服务器得出的判断结果传送给控制模块；

控制模块，所述控制模块用于根据服务器的判断结果对电器设备的通断进行控制；

电器设备，所述电器设备设于教室之中。

所述通信模块为无线通信模块或以太网模块，比如4G模块、5G模块或者WiFi模块等。

所述的一种基于图像识别的教室自动断电控制系统，还包括与控制器电连接的光照传感器，所述光照传感器安装在教室之内，用于检测教室内的光照强度。光照传感器设有若干个，它们分别安装在教室四周的墙壁上，其检测教室内的光照强度并将检测到的光照强度反馈到控制模块中。

当控制模块检测到教室的亮度大于预设的阈值时，控制模块自动控制教室照明设备断开。而当控制模块检测到教室的亮度小于预设阈值时，控制模块自动控制教室照明设备通电。

可选的，所述监控模块为CCD相机。

综上所述，本发明公开的一种基于图像识别的教室自动断电控制方法及系统，所产生的有益技术效果包括：

1、通过图像识别技术分析判断教室内是否存在有人，然后控制教室内电器设备的通断，可以避免教室无人而电器设备仍然开启，继而浪费电能的问题，可以节省能源；

2、利用卡尔曼滤波器对二值化后的教室实时图像进行去噪滤波处理，提高了教室图像识别的准确度，同时也提高了整一个发明的自动化以及智能化程度，最大限度的避免了误操作的发生。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法、系统和设备是示例，各种配置可以适当地省略、替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法和/或可以添加、省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本发明公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置,例如已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本发明公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。