CN108881478B - 一种基于4g通信网络的电子广告终端和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及嵌入式通信和广告领域，提出了一种基于4G通信网络的电子广告终端，包括：广告屏幕：用来显示和播放广告内容；控制模块：用于控制4G接入模块与广告中心服务器之间无线通信连接的建立和维护，以及用于向广告中心服务器下载相应的配置文件以及需要播放的广告文件，还用于控制广告屏幕的播放内容，并能实时监测广告终端的运行状态，响应广告中心服务器的查询请求和命令；存储模块：用于存储需要播放的广告文件以及配置文件信息；4G接入模块：用于接收控制模块发送的标准AT指令，并根据该AT指令完成和运营商网络建立网络连接，并经过运营商的基站和网络与广告中心服务器进行通信。本发明管理维护方便，可以广泛应用于智能电子广告领域。

Description

一种基于4G通信网络的电子广告终端和系统

技术领域

本发明涉及嵌入式通信和广告领域，具体涉及一种基于4G通信网络的电子广告终端和系统。

背景技术

随着大规模集成电路的发展和制造工艺的不断进步，越来越多的电子广告屏不断涌入到日常生活中，例如地铁广告屏，电梯广告屏，公交广告屏，楼宇广告屏等，这些都统称为电子广告。电子广告特点是利用电子屏幕来呈现色彩缤纷的广告内容，利用各种先进的计算机软件来对广告内容进行设计，从而使得广告内容的制作更加精细，内容更加丰富，色彩更加柔和，效果更加突出。与传统印刷广告相比，电子广告的是制作周期短，更换成本低，呈现种类多（可以包括图片，语音，视频，动画等各种方式），节能环保，更容易被大众所接收。

然而，电子广告在提供便利性的同时，还是存在一些不足。例如，无法远程对广告内容进行更新，无法定制广告的播出顺序和方式，无法进行统一的维护监控和管理，没有安全性的保证，任何人都可以对广告内容进行更换，故障诊断不方便，需要人为的逐个定期进行现场排查等。为了完善上述内容，有人提出了一种基于ZigBee电子广告系统，每个电子广告终端内置ZigBee接入模块，通过ZigBee模块和ZigBee中心基站进行无线数据传输。操作维护人员在客户端服务器侧连接到中心服务器上，对接入到ZigBee中心基站上的广告终端进行控制管理。实现所有接入到中心服务器上的电子广告终端的统一的调度和控制，从而克服需要人工进行广告内容更换和维护管理的缺点。整个系统的核心是ZigBee中心基站，它起到了中心服务和电子广告终端之前的桥梁作用，其稳定性和可靠性直接影响到整个系统的正常工作。其具有以下缺点：

1、网络兼容性差，ZigBee网络作为专用的低速网络，在调试时需要预先设定PANID，信道号、网络号等网络参数，而且不同厂家的zigbee模块之间也无法兼容，为了实现上述方案，必须要求整个网络内的ZigBee模块采用同一个厂家的同一型号的ZigBee模块。

2、开发维护成本高，需要开发包括ZigBee基站，电子广告终端以及整个完整的私有通信协议。开通时需要建立私有的ZigBee网络，会面临包括中心基站的选址，建立，供电以及传输方式选择，无线信号的遮挡等问题，并需要对网络的进行定时的优化，以保证网络的覆盖效果。并且维护人员需接入到ZigBee专网才能进行控制，不利于远程维护。

3、可移动性差，对于移动的电子广告终端（例如车载电子广告屏）无法进行实时的控制和监控。并且ZigBee协议本身不支持移动性的管理。

发明内容

本发明提出一种基于4G移动网络的电子广告终端，力图从移动性和网络覆盖的角度来提供优化服务，同时利用已有的智能终端来实现远程的维护和管理，可以有效解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于4G通信网络的电子广告终端，包括：

广告屏幕：用于显示和播放广告内容；

控制模块：用于控制4G接入模块与广告中心服务器之间无线通信连接的建立和维护，以及用于控制终端向广告中心服务器下载相应的配置文件以及需要播放的广告文件，还用于控制广告屏幕的播放内容，并实时监测广告终端的运行状态，响应广告中心服务器的查询请求和命令；

存储模块：用于存储需要播放的广告文件以及配置文件信息；

4G接入模块：用于接收控制模块发送的标准AT指令，并根据该AT指令完成和运营商网络建立无线网络连接，并经过运营商的基站和网络与广告中心服务器进行通信。

优选地，所述控制模块用于执行以下步骤：

S101、上电启动以后，完成自检，确认各模块工作正常，读取4G接入模块上SIM卡信息并和配置文件的终端编号进行比较，如果一致，根据所述配置文件通过所述广告屏幕播放广告文件；如果不一致，则进入步骤S102；

S102、下发AT指令，控制所述4G接入模块接入到无线通信网络上，获取相应的IP地址，并使用该IP地址和广告中心服务器建立通信连接；如果接入失败，启动定时器，定时器超时以后进行下一次接入过程；接入成功以后，将当前的配置文件发送至广告中心服务器，并接收广告中心服务器发送的判断信息，该判断信息为广告中心服务器将接收到的广告终端当前配置文件与本地存储配置文件进行比较得到的结果；若判断信息为不一致，进入步骤S103；若判断信息为一致，接收服务器下发的休眠指令，中断与广告中心服务器之间的通信连接，关闭4G模块的连网功能，并根据当前配置文件通过所述广告屏幕播放广告文件；

S103、通过4G接入模块向广告中心服务器发起配置文件更新请求，请求消息中携带当前广告终端的配置文件信息，然后接收广告中心服务器下发的最新的配置文件；配置文件接收完成以后，查找存储模块中是否存储有配置文件中所有需要播放的广告文件，若是，则更新本地配置文件，并重新加载配置文件对应的广告文件，进行广告播放，若否，则进入步骤S104；

S104、向广告中心服务器发送FTP请求，所述FTP请求中指定的需要下载的文件为配置文件中配置的且存储模块中未存储的广告文件；然后通过FTP接收广告中心服务器发送的广告文件并存储到所述存储模块；接收完成后，更新本地配置文件，重新加载配置文件对应的广告文件，并根据所述配置文件通过所述广告屏幕播放广告文件。

优选地，所述配置文件包括广告终端的编号、存放广告文件的路径、播放文件列表、播放的频率以及播放间隔、播放开始时间、播放结束时间、联网间隔时间。

本发明还提出了一种电子广告系统，多个所述的基于4G通信网络的电子广告终端、广告中心服务器和智能终端；所述智能终端与所述广告中心服务器通信连接，用于查询电子广告终端的运行状态、位置信息、接入时间和配置文件信息，还用于上传广告文件到广告中心服务器上，并在线修改广告中心服务器中存储的对应的电子广告终端的配置文件信息；所述广告中心服务器内存储了各个电子广告终端的配置文件以及相应的广告文件；所述广告中心服务器通过4G通信网络与所述电子广告终端通信连接，用于在接收到所述电子广告终端发送的当前配置文件信息后，将其与本地服务器存储的该电子广告终端的实时配置文件进行比较，并将得到的是否一致的判断信息发送至电子广告终端；所述广告中心服务器还用于根据电子广告终端发送的配置文件更新请求，向电子广告终端发送最新的配置文件，所述广告中心服务器还用于向所述电子广告终端发送广告文件。

所述智能终端为智能手机，所述智能终端内安装了与广告中心服务器连接的APP软件。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

（1）本发明电子广告终端和系统，通过4G网络从广告中心服务器下载播放文件和播放列表，借助移动运营商成熟的商用网络，其网络具有稳定性高，覆盖范围广，信号质量好，安全性强的特点，节约了重新组建以及维护专用网络的成本，只需要对电子广告终端进行开发，而网络的维护和优化由运营商来保证，降低了开发和维护成本。同时广告终端具有广阔的应用场景，可以是任何位置的电子广告屏，例如电梯内，医院，车站，楼宇，机场等，不局限在公交车内车载网络广告机，当然也包括公交车内的车载广告机，以及现在常用的用来流动播放广告的广告车。成熟商用4G模块本身和网络有很强的兼容性，其型号和厂家的限制门槛低。

（2）本发明的电子广告终端和系统，可以借助智能终端，例如智能手机对任意一个电子广告终端来进行维护和管理，每个电子广告终端的播放内容是受控的，电子广告终端根据配置文件进行播放广告，通过与中心服务器实时通信来更新配置文件和广告文件，通过配置文件和移动终端APP的方式来进行对电子广告终端进行远程维护和管理，可以针对各个广告终端内容的播放频率、间隔、播放文件进行个性化设置，同时不受时间和地域限制，是交互式的广告系统，而不是被动式的终端显示，使得广告的内容和更新方式更加灵活，简单，方便；并且在广告终端接入过程利用SIM卡信息来进行验证，达到广告内容安全性和广告终端可控制的目的；

（3）可以通过多种途径接入到中心服务器，例如PAD，智能手机，智能终端，PC等，随时随地进行系统的维护和管理，减少无效广告播放的能量浪费。可靠性高，本身运营商的移动网络由专门的人进行维护，不存在网络故障和无法接入的风险，只需要针对广告终端进行维护即可，不存在单点故障的风险；

（4）通信速率高，目前商业4G网络的下载能够到达十几兆的速率，电子广告的视频文件以及高质量的图片，flash，动画等文件的远程下载很容易实现。避免人工更换电子广告内容的工作量，提高广告内容的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为控制模块的流程控制图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提出了一种基于4G通信网络的电子广告终端，包括：广告屏幕，控制模块，存储模块和4G接入模块，其中，广告屏幕用来显示和播放广告内容；控制模块用于控制4G模块与广告中心服务器通过TCP/IP协议进行通信连接，以及用于向广告中心服务器下载相应的配置文件以及需要播放的广告文件，还用于控制广告屏幕的播放内容，并能实时监测广告终端的运行状态，响应广告中心服务器的查询请求和命令；存储模块用于存储需要播放的广告文件以及配置文件信息；4G接入模块用于接收控制模块发送的标准AT指令，并根据该AT指令完成和运营商网络建立网络连接，并经过运营商的基站和网络与广告中心服务器进行通信。

控制模块是整个广告终端是上的核心处理模块，用来控制4G模块的接入请求，并和广告中心服务器进行定时通信，通信采用标准的TCP/IP协议栈，具有很强的兼容性和便利性。同时需要向中心服务器下载相应的配置文件以及需要播放的广告文件，控制广告屏幕的播放内容，并能实时监测当前广告终端的运行状态，响应中心服务器的查询请求和命令；存储模块，用来存储需要播放的广告文件以及该终端上的配置文件信息；4G接入模块，通过接收控制模块来的标准AT指令，完成和运营商网络建立网络连接的功能，进行数据的无线传输，经过运营商的基站和网络，和广告中心服务器进行通信。

4G模块在接入移动网络之前需要向运营商申请一张SIM卡，由于该SIM卡具有全球唯一的特点，通过该卡可以唯一标识一个电子广告移动终端，同时可以利用4G网络提供的定位功能，能够实时获取到该广告终端的位置，可以根据广告终端的位置以及周围人群的特点，定制差异化的广告内容，从而提高广告投放的效果。4G模块可以是支持移动通信服务的中国移动，中国电信，中国联通中的任意一家的标准模块，有很广的适用范围，可以根据用户需要进行选择。这里的移动网络在国内也是指上述运营商中的任意一家。

具体地，如图2所示，所述控制模块用于执行以下步骤：

S101、上电启动以后，完成设备内部的自检，确认各模块工作正常，读取4G接入模块上sim卡信息并和配置文件的终端编号进行比较，如果一致，根据所述配置文件通过所述广告屏幕播放广告文件；如果不一致，则进入步骤S102；

S102、下发AT指令，控制所述4G接入模块接入到移动网络上，获取相应的IP地址，并使用该IP地址和中心服务器建立TCP连接；如果接入失败，启动定时器，定时器超时以后进行下一次接入过程；接入成功以后，将当前的配置文件发送至广告中心服务器，并接收广告中心服务器发送的判断信息，该判断信息为广告中心服务器将接收到的当前配置文件与本地存储的配置文件进行比较得到的是否一致的判断信息；若判断信息为不一致，进入步骤S103；若判断信息为一致，接收广告中心服务器下发的休眠指令，中断与广告中心服务器之间的TCP连接，关闭4G模块的联网功能，并根据所述配置文件通过所述广告屏幕播放广告文件；

S103、通过4G接入模块向广告中心服务器发起配置文件更新请求，请求消息中携带当前广告终端的配置文件信息，然后接收广告中心服务器下发的最新的配置文件；配置文件接收完成以后，查找存储模块中是否存储有配置文件中配置的所有需要播放的广告文件，若是，则更新本地配置文件，并重新加载配置文件对应的广告文件，进行广告播放，若否，则进入步骤S104；

S104、向广告中心服务器发送FTP请求，所述FTP请求中指定的需要下载的文件为配置文件中配置的且存储模块中未存储的广告文件；然后通过FTP接收广告中心服务器发送的广告文件并存储到所处存储模块；接收完成后，更新本地配置文件，并重新加载配置文件对应的广告文件，并根据所述配置文件通过所述广告屏幕播放广告文件。

其中，每个广告终端的配置文件格式要求是固定的，需要包括以下内容：广告终端的编号（采用SIM卡的IMSI号），存放广告文件的路径，播放文件列表，播放的频率以及播放间隔，播放开始时间，播放结束时间，联网间隔时间。配置文件采用二进制方式存放，便于解析和管理，广告文件的命名可以根据每个广告终端里SIM卡上的IMSI来命名，从而避免重复。同时可以根据广告终端的所处位置，功能，对应一个容易维护和管理的别名，用来识别每个广告终端。

如图1所示，本发明实施例还提供了一种电子广告系统，包括广告中心服务器、智能终端和多个上述的基于4G通信网络的电子广告终端；

所述智能终端与所述广告中心服务器通信连接，用于查询电子广告终端的运行状态、位置信息、接入时间和配置文件信息，还用于上传广告文件到广告中心服务器上，并在线修改广告中心服务器中存储的对应的电子广告终端的配置文件信息；

所述广告中心服务器内存储了各个电子广告终端的配置文件以及相应的广告文件；所述广告中心服务器通过4G通信网络与所述电子广告终端通信连接，用于在接收到所述电子广告终端发送的当前配置文件信息后，将其与本地存储的该电子广告终端的实时配置文件进行比较，并将得到的是否一致的判断信息发送至电子广告终端；所述广告中心服务器还用于根据电子广告终端发送的配置文件更新请求，向电子广告终端发送最新的配置文件，所述广告中心服务器还用于向所述电子广告终端发送广告文件。

具体的，对基于4G移动网络的电子广告系统的管理策略如下：

(1)广告终端的启动流程：在广告终端上电启动以后，处理器模块完成设备内部的自检，确认各模块工作正常，读取4G模块上SIM卡信息并和配置文件的终端编号进行比较，如果一致，按照配置文件中指定的播放文件列表和间隔进行广告播放，如果不一致，则启动广告终端的接入流程。

(2)广告终端的接入流程：控制模块通过下发AT指令，控制4G模块接入到移动网络上，获取相应的IP地址，获取IP地址以后，使用该IP地址和广告中心服务器建立TCP连接。如果接入失败，启动定时器，定时器超时以后进行下一次接入过程。接入成功以后，对比广告终端的当前的配置文件和广告中心服务器保留的配置文件是否一致，如果不一致发起广告终端的配置过程，如果一致，广告中心服务器下发休眠指令，通知终端节点下次接入的时间间隔，终端节点收到休眠指令以后，断掉广告中心服务器之间的TCP连接，关闭4G模块的联网功能，以节省数据流量。

(3)广告终端的配置过程：广告终端接入以后，向广告中心服务器发起配置文件更新请求，请求消息中携带当前广告终端的配置文件信息，广告中心服务器在收到该请求消息以后，和本地广告中心服务器存储的该广告终端的配置文件进行比较，如果不一致，则下发最新的配置文件给广告终端。广告终端是收到完整的配置文件以后，查找配置文件中配置的需要播放的广告文件是否在本地存储模块中存在，如果配置文件中指定的广告文件是完整的，则更新本地配置文件，并通知控制模块重新加载配置文件，完成了广告终端的配置过程。如果新的配置文件中指定的广告文件在本地存储模块中不存在，或者只存储有部分需要播放的广告文件，则启动广告文件下载流程。由于采用了TCP可靠连接，可以保证传输过程中数据的完整性，不需要额外的重传机制。

(4)广告文件的下载流程；广告终端根据配置文件中播放文件列表，查找本地存储模块中的播放文件是否完整，如果发现某些播放的广告文件不存在，则发起广告播放文件的下载过程。广告终端通过FTP过程，向广告中心服务器请求广告文件，FTP请求中指定需要下载的播放文件名称。广告中心服务器侧根据终端来的FTP请求，查找指定的目录，并将终端需求的广告文件传递给指定的终端。如果文件查找失败则返回错误给终端。

(5)智能终端的管理过程：通过手机等智能终端上安装相应的APP软件，可以接入广告中心服务器，APP软件可以查询指定广告终端的运行状态，位置信息，接入时间，当前状态，配置文件信息等，从而可以实时了解到指定广告终端上当前播放的广告内容以及相应的配置信息。另外，可以通过智能终端上传广告文件到广告中心服务器上，并在线修改指定的广告终端配置信息文件。下次广告终端在接入时，如果发现配置文件发生变化，会利用前述的接入过程进行更新，使得这次修改的配置生效，从而实现广告终端的远程维护和修改功能。

本发明的电子广告终端利用内置的网络模块，接入到广告中心服务器，通过网络下载广告终端上需要播放的广告文件，达到电子广告终端网络化的目的。利用运营商部署的商用4G网络，实现电子广告系统联网的功能，达到网络接口标准化的目的。通过多种途径包括智能手机，IPAD等智能设备上的APP软件实现对电子广告中心服务器进行远程广告文件的上传以及实现指定广告终端的维护和管理，达到广告终端维护便利性的目的。利用4G模块内置的定位功能，能够实时定位到广告终端的具体位置，达到广告终端位置信息更新的及时性的目的。利用配置文件的方式来实现对电子广告终端的定制化管理，每个电子广告终端的播放内容是受控的，并且在广告终端接入过程利用SIM卡信息来进行验证，达到广告内容安全性和广告终端可控制的目的。只要是移动网络覆盖的地方，广告终端的播放内容以及维护定制管理可以在移动过程中进行，不受地域和时间的限制，达到广告终端移动性的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种基于4G通信网络的电子广告终端，其特征在于，包括：

广告屏幕：用于显示和播放广告内容；

控制模块：用于控制4G接入模块与广告中心服务器之间无线通信连接的建立和维护，以及用于控制终端向广告中心服务器下载相应的配置文件以及需要播放的广告文件，还用于控制广告屏幕的播放内容，并实时监测广告终端的运行状态，响应广告中心服务器的查询请求和命令；

存储模块：用于存储需要播放的广告文件以及配置文件信息；

4G接入模块：用于接收控制模块发送的标准AT指令，并根据该AT指令完成和运营商网络建立无线网络连接，并经过运营商的基站和网络与广告中心服务器进行通信；

所述控制模块用于执行以下步骤：

S101、上电启动以后，完成自检，确认各模块工作正常，读取4G接入模块上sim卡信息并和配置文件的终端编号进行比较，如果一致，根据所述配置文件通过所述广告屏幕播放广告文件；如果不一致，则进入步骤S102；

S102、下发AT指令，控制所述4G接入模块接入到无线通信网络上，获取相应的IP地址，并使用该IP地址和广告中心服务器建立通信连接；如果接入失败，启动定时器，定时器超时以后进行下一次接入过程；接入成功以后，将当前的配置文件发送至广告中心服务器，并接收广告中心服务器发送的判断信息，该判断信息为广告中心服务器将接收到的广告终端当前配置文件与本地存储配置文件进行比较得到的结果；若判断信息为不一致，进入步骤S103；若判断信息为一致，接收服务器下发的休眠指令，中断与广告中心服务器之间的通信连接，关闭4G模块的连网功能，并根据当前配置文件通过所述广告屏幕播放广告文件；

S103、通过4G接入模块向广告中心服务器发起配置文件更新请求，请求消息中携带当前广告终端的配置文件信息，然后接收广告中心服务器下发的最新的配置文件；配置文件接收完成以后，查找存储模块中是否存储有配置文件中所有需要播放的广告文件，若是，则更新本地配置文件，并重新加载配置文件对应的广告文件，进行广告播放，若否，则进入步骤S104；

S104、向广告中心服务器发送FTP请求，所述FTP请求中指定的需要下载的文件为配置文件中配置的且存储模块中未存储的广告文件；然后通过FTP接收广告中心服务器发送的广告文件并存储到所述存储模块；接收完成后，更新本地配置文件，重新加载配置文件对应的广告文件，并根据所述配置文件通过所述广告屏幕播放广告文件。

2.根据权利要求1所述的一种基于4G通信网络的电子广告终端，其特征在于，所述配置文件包括广告终端的编号，存放广告文件的路径，播放文件列表，播放的频率以及播放间隔，播放开始时间，播放结束时间，联网间隔时间。

3.一种电子广告系统，其特征在于，包括广告中心服务器、智能终端和多个如权利要求1~2中任意一项所述的基于4G通信网络的电子广告终端；

所述智能终端与所述广告中心服务器通信连接，用于查询电子广告终端的运行状态、位置信息、接入时间和配置文件信息，还用于上传广告文件到广告中心服务器上，并在线修改广告中心服务器中存储的对应的电子广告终端的配置文件信息；

所述广告中心服务器内存储了各个电子广告终端的配置文件以及相应的广告文件；所述广告中心服务器通过4G通信网络与所述电子广告终端通信连接，用于在接收到所述电子广告终端发送的当前配置文件信息后，将其与本地服务器存储的该电子广告终端的实时配置文件进行比较，并将得到的是否一致的判断信息发送至电子广告终端；所述广告中心服务器还用于根据电子广告终端发送的配置文件更新请求，向电子广告终端发送最新的配置文件，所述广告中心服务器还用于向所述电子广告终端发送广告文件。

4.根据权利要求3所述的一种电子广告系统，其特征在于，所述智能终端为智能手机，所述智能终端内安装了与广告中心服务器连接的APP软件。

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