CN111538266B - 一种大型户外广告牌远程智能监测预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种大型户外广告牌远程智能监测预警系统及方法，系统包括：前端监测单元，用于采集大型户外广告牌的表面图像，并对采集到的所述表面图像进行破损度计算，将所述破损度计算的值发送到后端管理单元；后端管理单元，用于根据所述破损度计算的值判断当前的大型户外广告牌是否有破损，如果有破损，生成报警记录并通知维护人员前往当前的大型户外广告牌进行维护，如果没有破损，则继续进行监测。本发明实现了大型户外广告牌的智能检测管理，为广告牌管理人员实时监控广告牌的状态，减少管理人员的巡检成本，其他智能检测的目的。

Description

一种大型户外广告牌远程智能监测预警系统及方法

技术领域

本发明涉及物联网技术、软件信息技术领域，尤其涉及一种大型户外广告牌远程智能监测预警系统及方法。

背景技术

大型户外广告牌常见于高速公路旁、城市建筑物楼顶等，由于户外广告牌长时间遭受风吹、日晒和雨淋等环境的影响，广告牌会出现褪色、破损等情况影响受众对广告内容的观看，因此需要管理人员对广告牌进行随时的维护管理；但由于广告牌安装所处的位置多为偏远的郊区或者楼宇林立的城市中心，广告主想要获取广告牌当前的状态只能依靠管理人员进行巡检的方式。显然，这样的方式工作效率很低下，并且不能及时的获得广告牌实时的状态。

发明内容

为实现上述目的，本发明实施例提供一种大型户外广告牌远程智能监测预警系统及方法，通过本发明实现了大型户外广告牌的智能检测管理。

一方面，本发明实施例提供一种大型户外广告牌远程智能监测预警系统，所述系统包括：

前端监测单元，用于采集大型户外广告牌的表面图像，并对采集到的所述表面图像进行破损度计算，将所述破损度计算的值发送到后端管理单元；

后端管理单元，用于根据所述破损度计算的值判断当前的大型户外广告牌是否有破损，如果有破损，生成报警记录并通知维护人员前往当前的大型户外广告牌进行维护，如果没有破损，则继续进行监测。

优选地，所述前端监测单元具体包括：

前端监测单元主板，所述前端监测单元主板为单片机，所述前端监测单元主板控制所述图像采集模块、网络传输模块和电源模块进行工作；所述前端监测单元主板还用于接收所述图像采集模块采集到的表面图像，将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，得到所述表面图像的破损度，同时对所述图像采集模块的电压进行实时监测

图像采集模块，所述图像采集模块定时采集所述大型户外广告牌的表面图像，将所述采集到的表面图像发送到所述前端监测单元主板；

网络传输模块，所述网络传输模块为物联网传输模块，并通过HTTP服务与后端管理单元连接，所述网络传输模块将所述表面图像的破损度和图像采集模块的电压发送到后端管理单元；

电源模块，所述电源模块包括太阳能电池板和/或风力发电机、蓄电池和电池控制器，所述太阳能电池板用于将太阳能转换为电能，所述风力发电机用于将风能转换为电能，并将所述电能储存到蓄电池，所述电池控制器用于接收前端监测单元主板的指令，并根据所述指令控制所述蓄电池是否进行工作。

优选地，所述将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，得到所述表面图像的破损度，具体包括：

采集所述大型户外广告牌的表面图像；

将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，所述初始化原图为所述图像采集模块启动时采集到的大型户外广告牌的表面图像，

所述差值计算首先将所述采集到的表面图像和初始化原图的RGB颜色空间转为HSV颜色空间，得到HSV颜色空间下的采集到的表面图像和初始化原图，获取所述HSV颜色空间下的采集到的表面图像和初始化原图的饱和度分量，对所述表面图像和初始化原图的饱和度分量进行绝对差值计算，得到第一绝对差值图像；

所述差值计算其次将所述采集到的表面图像和初始化原图的RGB颜色空间转为灰度图像，得到灰度处理后的采集到的表面图像和初始化原图，对所述表面图像和初始化原图的灰度图像进行绝对差值计算，得到第二绝对差值图像；

分别统计所述第一、二绝对差值图像中像素值为1的百分比，对所述第一、二绝对差值图像中像素值为1的百分比值进行加权计算，得到破损度，其公式如下：

D＝α(|I_s-C_s|)+β(|I_g-C_g|)

其中，I_s为初始化原图在HSV颜色空间下的饱和度分量，C_s为表面图像在HSV颜色空间下的饱和度分量；I_g为初始化原图的灰度图像，C_g为表面图像的灰度图像；α、β为加权系数。

优选地，所述图像采集模块还用于大型户外广告牌现场画面视频直播，所述维护人员开启前端图像采集模块，获取实时的大型户外广告牌的表面图像，所述视频直播会在预设时间后自动关闭，或维护人员手动关闭。

优选地，所述后端管理单元具体包括系统管理模块和广告牌管理模块：

所述系统管理模块包括：

用户管理栏目，用于进行系统用户的个人信息和角色授权管理；

角色管理栏目，用于进行系统角色的栏目授权、用户授权和区域授权管理；

部门管理栏目，用于进行企业部门信息的管理；

菜单管理栏目，用于进行系统菜单栏的管理；

所述广告牌管理模块包括：

设备信息管理栏目，用于记录所述前端监测单元的设备序列号、所在区域编码、破损阈值、设置启用时间、设备当前电压值及设备目前状态；同时用于设备指令的发布，所述指令包括：重启设备、初始化广告牌图像、启动定时监测任务、关闭定时监测任务、查看现场实时视频及修改破损阈值；

报警记录栏目，用于记录监测到的大型户外广告牌破损值超出相应阈值的数据；所述数据包括：警告ID、设备序列号、区域编码、报警时间、警报类型、破损阈值、定时采集的图像、初始化采集的图像；

通信记录栏目，用于记录发生破损时对应区域的管理人员的信息记录，发生破损时系统将会通过发送短信的方式通知该区域的维护人员进行维护；

历史记录栏目，用于记录后端管理单元接收的数据，以供维护人员进行查找分析。

另一方面，本发明实施例还提供一种大型户外广告牌远程智能监测预警方法，所述方法包括：

采集大型户外广告牌的表面图像，并对采集到的所述表面图像进行破损度计算；

根据所述破损度计算的值判断当前的大型户外广告牌是否有破损，如果有破损，生成报警记录并通知维护人员前往当前的大型户外广告牌进行维护，如果没有破损，则继续进行监测。

优选地，所述采集大型户外广告牌的表面图像，并对采集到的所述表面图像进行破损度计算，具体包括：

通过图像采集模块定时采集所述大型户外广告牌的表面图像，将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，得到所述表面图像的破损度，同时对所述图像采集模块的电压进行实时监测；

通过网络传输模块与HTTP服务将所述表面图像的破损度和图像采集模块的电压发送到后端管理单元。

优选地，所述定时采集所述大型户外广告牌的表面图像，将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，得到所述表面图像的破损度，具体包括：

采集所述大型户外广告牌的表面图像；

将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，所述初始化原图为所述图像采集模块启动时采集到的大型户外广告牌的表面图像，

所述差值计算首先将所述采集到的表面图像和初始化原图的RGB颜色空间转为HSV颜色空间，得到HSV颜色空间下的采集到的表面图像和初始化原图，获取所述HSV颜色空间下的采集到的表面图像和初始化原图的饱和度分量，对所述表面图像和初始化原图的饱和度分量进行绝对差值计算，得到第一绝对差值图像；

所述差值计算其次将所述采集到的表面图像和初始化原图的RGB颜色空间转为灰度图像，得到灰度处理后的采集到的表面图像和初始化原图，对所述表面图像和初始化原图的灰度图像进行绝对差值计算，得到第二绝对差值图像；

分别统计所述第一、二绝对差值图像中像素值为1的百分比，对所述第一、二绝对差值图像中像素值为1的百分比值进行加权计算，得到破损度，其公式如下：

D＝α(|I_s-C_s|)+β(|I_g-C_g|)

其中，I_s为初始化原图在HSV颜色空间下的饱和度分量，C_s为表面图像在HSV颜色空间下的饱和度分量；I_g为初始化原图的灰度图像，C_g为表面图像的灰度图像；α、β为加权系数。

优选地，所述方法还包括：

图像采集模块还用于大型户外广告牌现场画面视频直播，所述维护人员开启前端图像采集模块，获取实时查看大型户外广告牌的图像，所述视频直播会在预设时间后自动关闭，或维护人员手动关闭。

优选地，所述方法还包括：

进行系统用户的个人信息和角色授权管理；

进行系统角色的栏目授权、用户授权和区域授权管理；

进行企业部门信息的管理；

进行系统菜单栏的管理；

记录所述前端监测单元的设备序列号、所在区域编码、破损阈值、设置启用时间、设备当前电压值及设备目前状态；同时用于设备指令的发布，所述指令包括：重启设备、初始化广告牌图像、启动定时监测任务、关闭定时监测任务、查看现场实时视频及修改破损阈值；

记录监测到的大型户外广告牌破损值超出相应阈值的数据；所述数据包括：警告ID、设备序列号、区域编码、报警时间、警报类型、破损阈值、定时采集的图像、初始化采集的图像；

记录发生破损时对应区域的管理人员的信息记录，发生破损时系统将会通过发送短信的方式通知该区域的维护人员进行维护；

记录后端管理单元接收的数据，以供维护人员进行查找分析。

上述技术方案具有如下有益效果：本发明实现了大型户外广告牌的智能检测管理，分为前端检测单元和后端管理单元，为广告牌管理人员实时监控广告牌的状态，减少管理人员的巡检成本，其他智能检测的目的，系统结构设计完善，实用性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1是本发明实施例的大型户外广告牌远程智能监测预警系统的示意图；

图2是本发明实施例的大型户外广告牌远程智能监测预警系统的前端监测单元的示意图；

图3是本发明实施例的大型户外广告牌远程智能监测预警系统的后端管理单元的示意图；

图4是本发明实施例的大型户外广告牌远程智能监测预警系统的架构图；

图5是本发明实施例的大型户外广告牌远程智能监测预警系统的功能模块图；

图6是本发明实施例的大型户外广告牌远程智能监测预警系统的广告牌检测流程图；

图7是本发明实施例的大型户外广告牌远程智能监测预警系统的破损度计算流程图；

图8是本发明实施例的大型户外广告牌远程智能监测预警系统的直播功能流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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，为本发明实施例的大型户外广告牌远程智能监测预警系统的示意图，所述系统包括：

前端监测单元21，用于采集大型户外广告牌的表面图像，并对采集到的所述表面图像进行破损度计算，将所述破损度计算的值发送到后端管理单元；

后端管理单元22，用于根据所述破损度计算的值判断当前的大型户外广告牌是否有破损，如果有破损，生成报警记录并通知维护人员前往当前的大型户外广告牌进行维护，并关闭当前的大型户外广告牌的前端监测单元，如果没有破损，则继续进行监测。

优选地，如图2所示，所述前端监测单元21具体包括：

前端监测单元主板211，所述前端监测单元主板具体为ARM架构的单片机，所述前端监测单元主板控制所述图像采集模块、网络传输模块和电源模块进行工作；所述前端监测单元主板还用于接收所述图像采集模块采集到的表面图像，将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，得到所述表面图像的破损度，同时对所述图像采集模块的电压进行实时监测；

图像采集模块212，所述图像采集模块定时采集所述大型户外广告牌的表面图像，将所述采集到的表面图像发送到所述前端监测单元主板；

网络传输模块213，所述网络传输模块为物联网传输模块，并通过HTTP服务与后端管理单元连接，所述网络传输模块将所述表面图像的破损度和图像采集模块的电压发送到后端管理单元，所述网络传输模块为4G物联网传输模块；

电源模块214，所述电源模块包括太阳能电池板和/或风力发电机、蓄电池和电池控制器，所述太阳能电池板用于将太阳能转换为电能，所述风力发电机用于将风能转换为电能，并将所述电能储存到蓄电池，所述电池控制器用于接收前端监测单元主板的指令，并根据所述指令控制所述蓄电池是否进行工作。

优选地，所述图像采集模块212具体用于：

采集所述大型户外广告牌的表面图像；

将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，所述初始化原图为所述图像采集模块启动时采集到的大型户外广告牌的表面图像，

所述差值计算首先将所述采集到的表面图像和初始化原图的RGB颜色空间转为HSV颜色空间，得到HSV颜色空间下的采集到的表面图像和初始化原图，获取所述HSV颜色空间下的采集到的表面图像和初始化原图的饱和度分量，对所述表面图像和初始化原图的饱和度分量进行绝对差值计算，得到第一绝对差值图像；

所述差值计算其次将所述采集到的表面图像和初始化原图的RGB颜色空间转为灰度图像，得到灰度处理后的采集到的表面图像和初始化原图，对所述表面图像和初始化原图的灰度图像进行绝对差值计算，得到第二绝对差值图像；

分别统计所述第一、二绝对差值图像中像素值为1的百分比，对所述第一、二绝对差值图像中像素值为1的百分比值进行加权计算，得到破损度，其公式如下：

D＝α(|I_s-C_s|)+β(|I_g-C_g|)

其中，I_s为初始化原图在HSV颜色空间下的饱和度分量，C_s为表面图像在HSV颜色空间下的饱和度分量；I_g为初始化原图的灰度图像，C_g为表面图像的灰度图像；α、β为加权系数。

优选地，所述图像采集模块212还用于大型户外广告牌现场画面视频直播，所述维护人员开启前端图像采集模块，获取实时查看大型户外广告牌的图像；为减少前端监测单元的功耗，所述视频直播会在预设时间后自动关闭，或维护人员手动关闭，所述预设时间为2分钟。

优选地，所图3所示，所述后端管理单元22具体包括系统管理模块221和广告牌管理模块222：

所述系统管理模块221包括：

用户管理栏目，用于进行系统用户的个人信息和角色授权管理；

角色管理栏目，用于进行系统角色的栏目授权、用户授权和区域授权管理；

部门管理栏目，用于进行企业部门信息的管理；

菜单管理栏目，用于进行系统菜单栏的管理；

所述广告牌管理模块222包括：

设备信息管理栏目，用于记录所述前端监测单元的设备序列号、所在区域编码、破损阈值、设置启用时间、设备当前电压值及设备目前状态；同时用于设备指令的发布，所述指令包括：重启设备、初始化广告牌图像、启动定时监测任务、关闭定时监测任务、查看现场实时视频及修改破损阈值；

报警记录栏目，用于记录监测到的大型户外广告牌破损值超出相应阈值的数据；所述数据包括：警告ID、设备序列号、区域编码、报警时间、警报类型、破损阈值、定时采集的图像、初始化采集的图像；

通信记录栏目，用于记录发生破损时对应区域的管理人员的信息记录，发生破损时系统将会通过发送短信的方式通知该区域的维护人员进行维护；

历史记录栏目，用于记录后端管理单元接收的数据，以供维护人员进行查找分析。

本发明进一步地公开了一种大型户外广告牌远程智能监测预警方法，所述方法包括：

采集大型户外广告牌的表面图像，并对采集到的所述表面图像进行破损度计算；

根据所述破损度计算的值判断当前的大型户外广告牌是否有破损，如果有破损，生成报警记录并通知维护人员前往当前的大型户外广告牌进行维护，如果没有破损，则继续进行监测。

优选地，所述采集大型户外广告牌的表面图像，并对采集到的所述表面图像进行破损度计算，具体包括：

通过图像采集模块定时采集所述大型户外广告牌的表面图像，将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，得到所述表面图像的破损度，同时对所述图像采集模块的电压进行实时监测；

通过网络传输模块与HTTP服务将所述表面图像的破损度和图像采集模块的电压发送到后端管理单元。

优选地，所述定时采集所述大型户外广告牌的表面图像，将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，得到所述表面图像的破损度，具体包括：

采集所述大型户外广告牌的表面图像；

将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，所述初始化原图为所述图像采集模块启动时采集到的大型户外广告牌的表面图像，

所述差值计算首先将所述采集到的表面图像和初始化原图的RGB颜色空间转为HSV颜色空间，得到HSV颜色空间下的采集到的表面图像和初始化原图，获取所述HSV颜色空间下的采集到的表面图像和初始化原图的饱和度分量，对所述表面图像和初始化原图的饱和度分量进行绝对差值计算，得到第一绝对差值图像；

所述差值计算其次将所述采集到的表面图像和初始化原图的RGB颜色空间转为灰度图像，得到灰度处理后的采集到的表面图像和初始化原图，对所述表面图像和初始化原图的灰度图像进行绝对差值计算，得到第二绝对差值图像；

分别统计所述第一、二绝对差值图像中像素值为1的百分比，对所述第一、二绝对差值图像中像素值为1的百分比值进行加权计算，得到破损度，其公式如下：

D＝α(|I_s-C_s|)+β(|I_g-C_g|)

其中，I_s为初始化原图在HSV颜色空间下的饱和度分量，C_s为表面图像在HSV颜色空间下的饱和度分量；I_g为初始化原图的灰度图像，C_g为表面图像的灰度图像；α、β为加权系数。

优选地，所述图像采集模块还用于大型户外广告牌现场画面视频直播，所述维护人员开启前端图像采集模块，获取实时查看大型户外广告牌的图像；为减少前端监测单元的功耗，所述视频直播会在预设时间后自动关闭，或维护人员手动关闭，所述预设时间为2min。

优选地，所述方法还包括：

进行系统用户的个人信息和角色授权管理；

进行系统角色的栏目授权、用户授权和区域授权管理；

进行企业部门信息的管理；

进行系统菜单栏的管理；

记录所述前端监测单元的设备序列号、所在区域编码、破损阈值、设置启用时间、设备当前电压值及设备目前状态；同时用于设备指令的发布，所述指令包括：重启设备、初始化广告牌图像、启动定时监测任务、关闭定时监测任务、查看现场实时视频及修改破损阈值；

记录监测到的大型户外广告牌破损值超出相应阈值的数据；所述数据包括：警告ID、设备序列号、区域编码、报警时间、警报类型、破损阈值、定时采集的图像、初始化采集的图像；

记录发生破损时对应区域的管理人员的信息记录，发生破损时系统将会通过发送短信的方式通知该区域的维护人员进行维护；

记录后端管理单元接收的数据，以供维护人员进行查找分析。

本发明设计了一种可拓展监测面积的大型户外广告牌智能监测预警系统，以最简单的安装实现方法对多种类型的广告牌进行智能监测预警；前端系统可根据需要监测广告牌的面积调整图像采集器的数量，其中图像采集器设备安装在广告牌上方，根据不同广角的摄像头调整到广告牌的距离确保覆盖监测内容，例如：160度广角的摄像头距离广告牌2米将能够覆盖尺寸为高6米宽6米的区域；广角的摄像头通过数据传输线与系统主板相连接；

本发明设计了前端低功耗监测系统，以最少的成本实现广告牌的智能监测；系统采用ARM架构的单片机；系统采用定时监测的方式减少设备运行的功耗，系统整体通过太阳能电池供电；

本发明设计了一种破损度计算方法，用于界定广告牌当前的状态情况，方便管理人员根据状态进行维护管理，极大的减少管理人员维护成本；该方法通过计算初始化原图与定时采集的图像之间的差值获得破损度；其中初始化原图是通过在广告牌启动监控时采集的；方法首先将两幅图像的由RGB颜色空间转为HSV颜色空间，接着获取两幅图像的S(饱和度)分量进行绝对差值计算，将RGB图像转为灰度图像进行绝对差值计算，随后将两个绝对差值图像进行二值化，统计两幅二值图像中1值像素的占比，最后计算对两个比值进行加权计算得到最后的破损度；

本发明设计了一种实时查看广告牌情况的直播方法，便于管理人员及时观测广告牌的现场状态，更有利于广告牌的监测；该方法利用FFMPEG进行RTMP推流，将图像采集器采集的视频帧传输至后端视频服务器中；

本发明设计一个用于广告牌管理的后端远程监测预警系统，用于管理人员对广告牌进行远程巡检和维护工作，减少人员现场巡检的成本；该系统能够实现对前端的监测设备进行管理，对广告牌的破损情况进行监测预警，对广告牌现场实时观测，对广告牌数据进行存储查询。

如图4所示，图4是本发明的一种大型户外广告牌远程智能监测预警系统的一个具体实施例的系统架构图；上述内容的一具体实施例包括:

本发明阐述的一种大型户外广告牌远程智能监测预警系统，包括至少一个前端低功耗智能监测系统和一个后端远程监测预警管理系统；通过对大型户外广告牌进行分区化管理的方式对不同的管理人员进行授权，管理人员通过后端管理系统实现对户外广告牌的远程监测；

其中所述的前端低功耗监测系统，由系统主板、图像采集模块、网络传输模块、电源模块组成；该前端监测系统对大型户外广告牌的监测面积至少需要覆盖90％；该系统整体位于大型户外广告牌上方，在现有广告牌支架的前提下进行安装，不改变广告的安装且不影响受众的观看；系统可根据大型户外广告牌的尺寸大小增加图像采集模块实现对整个广告牌的监测。

其中低功耗系统主板为ARM架构的单片机，包括但不限树莓派设备，系统主板的接口主要与图像采集模块、网络传输模块和电池模块相连接；系统主板主要起到控制图像采集模块进行图像采集、对采集到的图像利用检测算法进行破损度计算对检测电压进行实时监测、通过网络采集模块向后端远程管理系统发送图像和实时电压数据、接收后端远程监测管理系统指令、启动图像采集模块进行大型户外广告牌现场画面视频直播。

其中图像采集模块，包括超广角(至少≥120°)摄像头、摄像头固定支架；其中所述摄像头分别用于定时图像采集和大型户外广告牌现场画面视频直播。

其中网络传输模块，使用4G物联网传输模块通过HTTP服务与后端远程监测预警管理系统连接，上传采集到的大型户外广告牌监测数据。

其中电源模块，利用太阳能和风能为系统主板进行供电；模块包括太阳能电池板、风力发电机、蓄电池和电池控制器。

其中所述后端远程监测预警管理系统在网络硬件上由防火墙、路由器、数据库服务器、数据存储服务器、WEB服务器和监控室管理客户端组成；

其中所示的后端远程监测管理预警管理系统，由防火墙、路由器、数据库服务器、数据存储服务器、WEB服务器和监控室管理客户端组成；广告主即可通过管理系统对广告牌的状态进行实时监测，系统管理人员以可通过系统对广告牌进行统一管理和维护。

如图5所示，本发明的后端远程管理预警系统包含系统管理和广告牌管理两个模块，分为用户管理、角色管理、部门管理、设备信息、报警记录、通信记录和历史记录八个子栏目；

其中用户管理栏目，进行系统用户的个人信息和角色授权管理。

其中角色管理栏目，进行系统角色的栏目授权、用户授权和区域授权管理。

其中部门管理栏目，进行企业部门信息的管理。

其中菜单管理栏目，进行系统菜单栏的管理。

其中设备信息管理栏目，记录低功耗前端监测系统设备的序列号、所在区域编码、破损阈值、设置启用时间、设备当前电压值、设备目前状态；进行设备指令的发布，其中发布指令包括：重启设备、初始化广告牌图像、启动定时监测任务、关闭定时监测任务、查看现场实时视频及修改报警阈值。

其中报警记录栏目，记录定时任务监测到的广告牌破损值超出相应阈值的数据；其中记录的信息包括：警告ID、设备序列号、区域编码、报警时间、警报类型、破损阈值、现场定时采集的图像、现场初始化采集的图像。

其中通信记录栏目，记录发生破损时将通知对应区域的管理人员的信息记录；其中发生报警时系统将会通过发送短信的方式通知该区域的管理人员进行维护。

其中历史记录栏目，记录定时任务回传数据，以供管理人员进行查找分析。

如图6所示，系统针对广告牌监测的处理流程：

首先开启前端低功耗监测系统和后端远程监测预警管理系统；通过账号密码登录远程监测预警管理系统；

接着通过设备信息页面查看广告牌设备运行状态及该广告牌是否完成初始化操作；如果没有初始化则需要通过系统初始化按钮为该广告牌进行图像初始化操作，若已初始化则进行接下来操作；

随后系统会进行定时监测状态，通过设置的定时时间，前端低功耗监测系统会定时采集广告牌状态图像，并图像检测算法计算破损度，将该数据通过物联网传输模块发送至后端服务器中；

接着后端远程监测预警管理系统根据接收到的数据判断当前的广告牌是否出现破损情况；如果出现破损，系统将给相关维护人员发送短信提醒前往维护并停止监测，系统状态转至待初始化；否则系统将继续监测状态；

由于广告牌的存在不断更换的现实情况，因此，系统管理人员也可根据实际更换情况对广告牌进行初始化，可保证监测的准确性。

如图7所示，其中所述广告牌检测模块破损度计算流程：

首先获取定时采集的广告牌图像；

接着通过计算初始化原图与定时采集的图像之间的差值获得破损度；其中初始化原图是通过在广告牌启动监控时采集的；方法首先将两幅图像的由RGB颜色空间转为HSV颜色空间，接着获取两幅图像的饱和度S分量进行绝对差值计算，将RGB图像转为灰度图像进行绝对差值计算，随后将两个绝对差值图像进行二值化，统计两幅二值图像中1值像素的占比，最后计算对两个比值进行加权计算得到最后的破损度，其公式如下：

D＝α(|I_s-C_s|)+β(|I_g-C_g|)

其中，I_s为初始化原图在HSV颜色空间下的饱和度分量，C_s为表面图像在HSV颜色空间下的饱和度分量；I_g为初始化原图的灰度图像，C_g为表面图像的灰度图像；α、β为加权系数；

最后将计算得到的破损度与定时采集的图像一同上传至后端服务器中。

如图8所示，为了满足管理人员在特殊情况下，例如恶劣天气情况下监测广告牌状态的任务需求，系统在设备信息栏目下设置直播功能，用户可通过系统请求，开启前端图像采集模块，获取实时查看户外广告牌图像；为减少前端系统功耗，需要用户进行手动关闭请求，否则将在2分钟后自动关闭。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种大型户外广告牌远程智能监测预警系统，其特征在于，所述系统包括：

前端监测单元，用于采集大型户外广告牌的表面图像，并对采集到的所述表面图像进行破损度计算，将所述破损度计算的值发送到后端管理单元；

后端管理单元，用于根据所述破损度计算的值判断当前的大型户外广告牌是否有破损，如果有破损，生成报警记录并通知维护人员前往当前的大型户外广告牌进行维护，如果没有破损，则继续进行监测；

其中，所述前端监测单元具体包括：

前端监测单元主板，所述前端监测单元主板为单片机，所述前端监测单元主板控制所述图像采集模块、网络传输模块和电源模块进行工作；所述前端监测单元主板还用于接收所述图像采集模块采集到的表面图像，将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，得到所述表面图像的破损度，同时对所述图像采集模块的电压进行实时监测；

图像采集模块，所述图像采集模块定时采集所述大型户外广告牌的表面图像，将所述采集到的表面图像发送到所述前端监测单元主板；

网络传输模块，所述网络传输模块为物联网传输模块，并通过HTTP服务与后端管理单元连接，所述网络传输模块将所述表面图像的破损度和图像采集模块的电压发送到后端管理单元；

电源模块，所述电源模块包括太阳能电池板和/或风力发电机、蓄电池和电池控制器，所述太阳能电池板用于将太阳能转换为电能，所述风力发电机用于将风能转换为电能，并将所述电能储存到蓄电池，所述电池控制器用于接收前端监测单元主板的指令，并根据所述指令控制所述蓄电池是否进行工作；

其中，所述将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，得到所述表面图像的破损度，具体包括：

采集所述大型户外广告牌的表面图像；

将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，所述初始化原图为所述图像采集模块启动时采集到的大型户外广告牌的表面图像，

所述差值计算首先将所述采集到的表面图像和初始化原图的RGB颜色空间转为HSV颜色空间，得到HSV颜色空间下的采集到的表面图像和初始化原图，获取所述HSV颜色空间下的采集到的表面图像和初始化原图的饱和度分量，对所述表面图像和初始化原图的饱和度分量进行绝对差值计算，得到第一绝对差值图像；

所述差值计算其次将所述采集到的表面图像和初始化原图的RGB颜色空间转为灰度图像，得到灰度处理后的采集到的表面图像和初始化原图，对所述表面图像和初始化原图的灰度图像进行绝对差值计算，得到第二绝对差值图像；

分别统计所述第一、二绝对差值图像中像素值为1的百分比，对所述第一、二绝对差值图像中像素值为1的百分比值进行加权计算，得到破损度，其公式如下：

D＝α(|I_s-C_s|)+β(I_g-C_g|)

其中，I_s为初始化原图在HSV颜色空间下的饱和度分量，C_s为表面图像在HSV颜色空间下的饱和度分量；I_g为初始化原图的灰度图像，C_g为表面图像的灰度图像；α、β为加权系数。

2.如权利要求1所述的大型户外广告牌远程智能监测预警系统，其特征在于，所述图像采集模块还用于大型户外广告牌现场画面视频直播，所述维护人员开启前端图像采集模块，获取实时的大型户外广告牌的表面图像，所述视频直播会在预设时间后自动关闭，或维护人员手动关闭。

3.如权利要求1所述的大型户外广告牌远程智能监测预警系统，其特征在于，所述后端管理单元具体包括系统管理模块和广告牌管理模块：

所述系统管理模块包括：

用户管理栏目，用于进行系统用户的个人信息和角色授权管理；

角色管理栏目，用于进行系统角色的栏目授权、用户授权和区域授权管理；

部门管理栏目，用于进行企业部门信息的管理；

菜单管理栏目，用于进行系统菜单栏的管理；

所述广告牌管理模块包括：

设备信息管理栏目，用于记录所述前端监测单元的设备序列号、所在区域编码、破损阈值、设置启用时间、设备当前电压值及设备目前状态；同时用于设备指令的发布，所述指令包括：重启设备、初始化广告牌图像、启动定时监测任务、关闭定时监测任务、查看现场实时视频及修改破损阈值；

报警记录栏目，用于记录监测到的大型户外广告牌破损值超出相应阈值的数据；所述数据包括：警告ID、设备序列号、区域编码、报警时间、警报类型、破损阈值、定时采集的图像、初始化采集的图像；

通信记录栏目，用于记录发生破损时对应区域的管理人员的信息记录，发生破损时系统将会通过发送短信的方式通知该区域的维护人员进行维护；

历史记录栏目，用于记录后端管理单元接收的数据，以供维护人员进行查找分析。

4.一种大型户外广告牌远程智能监测预警方法，其特征在于，所述方法包括：

采集大型户外广告牌的表面图像，并对采集到的所述表面图像进行破损度计算；

根据所述破损度计算的值判断当前的大型户外广告牌是否有破损，如果有破损，生成报警记录并通知维护人员前往当前的大型户外广告牌进行维护，如果没有破损，则继续进行监测；

其中，所述采集大型户外广告牌的表面图像，并对采集到的所述表面图像进行破损度计算，具体包括：

通过图像采集模块定时采集所述大型户外广告牌的表面图像，将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，得到所述表面图像的破损度，同时对所述图像采集模块的电压进行实时监测；

通过网络传输模块与HTTP服务将所述表面图像的破损度和图像采集模块的电压发送到后端管理单元；

其中，所述定时采集所述大型户外广告牌的表面图像，将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，得到所述表面图像的破损度，具体包括：

采集所述大型户外广告牌的表面图像；

将所述采集到的表面图像与初始化原图进行差值计算，所述初始化原图为所述图像采集模块启动时采集到的大型户外广告牌的表面图像，

所述差值计算首先将所述采集到的表面图像和初始化原图的RGB颜色空间转为HSV颜色空间，得到HSV颜色空间下的采集到的表面图像和初始化原图，获取所述HSV颜色空间下的采集到的表面图像和初始化原图的饱和度分量，对所述表面图像和初始化原图的饱和度分量进行绝对差值计算，得到第一绝对差值图像；

所述差值计算其次将所述采集到的表面图像和初始化原图的RGB颜色空间转为灰度图像，得到灰度处理后的采集到的表面图像和初始化原图，对所述表面图像和初始化原图的灰度图像进行绝对差值计算，得到第二绝对差值图像；

分别统计所述第一、二绝对差值图像中像素值为1的百分比，对所述第一、二绝对差值图像中像素值为1的百分比值进行加权计算，得到破损度，其公式如下：

D＝α(|I_s-C_s|)+β(|I_g-C_g|)

其中，I_s为初始化原图在HSV颜色空间下的饱和度分量，C_s为表面图像在HSV颜色空间下的饱和度分量；I_g为初始化原图的灰度图像，C_g为表面图像的灰度图像；α、β为加权系数。

5.如权利要求4所述的大型户外广告牌远程智能监测预警方法，其特征在于，所述方法还包括：

图像采集模块还用于大型户外广告牌现场画面视频直播，所述维护人员开启前端图像采集模块，获取实时查看大型户外广告牌的图像，所述视频直播会在预设时间后自动关闭，或维护人员手动关闭。

6.如权利要求4所述的大型户外广告牌远程智能监测预警方法，其特征在于，所述方法还包括：

进行系统用户的个人信息和角色授权管理；

进行系统角色的栏目授权、用户授权和区域授权管理；

进行企业部门信息的管理；

进行系统菜单栏的管理；

记录所述前端监测单元的设备序列号、所在区域编码、破损阈值、设置启用时间、设备当前电压值及设备目前状态；同时用于设备指令的发布，所述指令包括：重启设备、初始化广告牌图像、启动定时监测任务、关闭定时监测任务、查看现场实时视频及修改破损阈值；

记录监测到的大型户外广告牌破损值超出相应阈值的数据；所述数据包括：警告ID、设备序列号、区域编码、报警时间、警报类型、破损阈值、定时采集的图像、初始化采集的图像；

记录发生破损时对应区域的管理人员的信息记录，发生破损时系统将会通过发送短信的方式通知该区域的维护人员进行维护；

记录后端管理单元接收的数据，以供维护人员进行查找分析。

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