一種基于圖像分析的宿舍環(huán)境智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能家居相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及智能家居環(huán)境下的智能監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們生活水平和消費(fèi)能力的不斷提高，對(duì)智能家居的需求日益強(qiáng)烈，越來(lái)越 迫切的的希望能夠智能化遠(yuǎn)程的控制家電設(shè)備，所以"智能家居"更是被炒得炙手可熱。但 幾年過(guò)去了，智能家居卻主要集中電器的智能和遠(yuǎn)程控制，而在居家環(huán)境的應(yīng)用領(lǐng)域卻沒(méi) 有進(jìn)行充分的研究和發(fā)展。而本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)高校學(xué)生宿舍這個(gè)特殊的應(yīng)用環(huán)境展 開(kāi)的，因?yàn)楦咝Ｋ奚崛丝诿芏却?，目前的管理模式總體較為陳舊，學(xué)生宿舍的環(huán)境衛(wèi)生、作 息規(guī)則與公共秩序等難以有效管理和維護(hù)，為使臟亂差的宿舍環(huán)境能得到及時(shí)監(jiān)管并加強(qiáng) 維護(hù)，避免因宿舍環(huán)境衛(wèi)生引發(fā)疾病傳播、不良習(xí)慣惡性循環(huán)等，本設(shè)計(jì)旨在研發(fā)智能家居 相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用，針對(duì)如何有效地監(jiān)測(cè)學(xué)生宿舍的環(huán)境，并對(duì)其進(jìn)行有效智能的分析，最后 給學(xué)生管理部門提供一套解決方案，智能地為優(yōu)化學(xué)生宿舍環(huán)境管理提供參考方案，最終 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多方位、人性化及相對(duì)智能化的宿舍管理新方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有被商業(yè)熱捧的智能家居應(yīng)用主要局限于高檔社區(qū)環(huán)境，且整體應(yīng)用面較 窄，缺乏具有很強(qiáng)實(shí)際針對(duì)性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品應(yīng)用。另外，我國(guó)目前從高等學(xué)校到中小 學(xué)的學(xué)生宿舍管理仍然采用傳統(tǒng)模式，總體存在智能監(jiān)控程度較低、應(yīng)急管理及預(yù)警措施 不足等主要弱點(diǎn)，本發(fā)明提供了一套基于圖像分析的宿舍環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，旨在自動(dòng)地檢測(cè) 學(xué)生宿舍的居住環(huán)境，并生成對(duì)應(yīng)的智能監(jiān)控、安全提示、優(yōu)化管理等方案，同時(shí)將這些數(shù) 據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)模塊中，便于通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢、訪問(wèn)、監(jiān)控等后續(xù)輔助管理使 用。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了以下技術(shù)過(guò)程：首先通過(guò)0V7670攝像頭對(duì)宿舍進(jìn)行基于 RGB顏色空間的圖像取樣，所采集的圖像經(jīng)無(wú)線傳輸模塊將圖像信息傳輸至電腦控制端，然 后采用計(jì)算機(jī)圖像分析模塊根據(jù)圖像的矩、直方圖、亮度等信息對(duì)采集圖像進(jìn)行特征提取、 圖像分割以及后續(xù)的分塊加權(quán)對(duì)比處理，得出宿舍環(huán)境情況，并通過(guò)預(yù)存數(shù)據(jù)對(duì)比，輸出環(huán) 境情況分析值，最后提供相應(yīng)的宿舍管理參考建議。同時(shí)，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與分析結(jié)果保存至數(shù) 據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)模塊，便于通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)人工查詢、訪問(wèn)、抽查等輔助管理手段。
[0005] -種基于圖像分析的宿舍環(huán)境智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括：圖像采集模塊、無(wú) 線數(shù)據(jù)傳輸模塊、PC端圖像分析模塊以及數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)模塊；通過(guò)攝像頭收集原始的宿舍環(huán) 境圖像，經(jīng)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸將收集到的圖片記錄傳輸?shù)诫娔X端，再經(jīng)過(guò)特征值提取、分塊、對(duì) 比的分析手段對(duì)圖像的不同區(qū)域進(jìn)行加權(quán)檢測(cè)，通過(guò)計(jì)算圖像的相似度計(jì)算評(píng)估宿舍內(nèi)部 的環(huán)境狀況，最后自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)提示及優(yōu)化方案，同時(shí)將這些數(shù)據(jù)都保存至數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)模 塊，便于通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)查詢。
[0006] 所述宿舍環(huán)境圖像的采集是指通過(guò)0V7670攝像頭實(shí)現(xiàn)。
[0007] 所述的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊是通過(guò)WIFI模塊及輔助電路實(shí)現(xiàn)。
[0008] 所述特征值提取、分塊、對(duì)比的分析手段，是首先通過(guò)圖像直方圖實(shí)現(xiàn)特征提取， 再通過(guò)區(qū)域分裂合并算法實(shí)現(xiàn)圖像區(qū)域的分塊，然后通過(guò)直方圖匹配方法進(jìn)行分塊區(qū)域的 對(duì)比，其中分塊區(qū)域的對(duì)比具體是通過(guò)計(jì)算直方圖均值、標(biāo)準(zhǔn)方差來(lái)獲取圖像的相似度實(shí) 現(xiàn)，最后基于對(duì)比結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行加權(quán)檢測(cè)。
[0009] 所述特征值提取、分塊、對(duì)比的分析手段是基于圖像的矩、直方圖、亮度實(shí)現(xiàn)特征 提取，通過(guò)區(qū)域分裂合并算法實(shí)現(xiàn)圖像區(qū)域分割，通過(guò)直方圖匹配方法進(jìn)行分塊區(qū)域?qū)Ρ龋?計(jì)算直方圖均值、標(biāo)準(zhǔn)方差、平滑度、三階矩、熵來(lái)獲取圖像的相似度。
[0010] 所述的優(yōu)化方案生成是指預(yù)先分析宿舍中出現(xiàn)的各種情況，并將這些情況的解決 方案預(yù)存于數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)位置，將分析結(jié)果和數(shù)據(jù)庫(kù)中內(nèi)容進(jìn)行綜合匹配，再調(diào)出對(duì)應(yīng)解決 方案。
[0011] 所述的互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)、查詢是指將數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)后，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接入，實(shí)現(xiàn)管 理人員對(duì)宿舍的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。
[0012] 由上述的技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明將對(duì)宿舍內(nèi)部的環(huán)境進(jìn)行圖像收集，并將收集到 的圖像經(jīng)過(guò)圖像特征值提取、分塊、對(duì)比分析，對(duì)圖像的不同區(qū)域進(jìn)行加權(quán)檢測(cè)，最后得出 宿舍內(nèi)部的環(huán)境狀況，并據(jù)此自動(dòng)生成一套優(yōu)化方案，從而極大地方便宿舍環(huán)境的管理，為 同學(xué)們美化宿舍出謀劃策，避免不良衛(wèi)生習(xí)慣的惡性循環(huán)，同時(shí)將這些數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù) 存儲(chǔ)模塊，供宿舍管理方方便地進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的一種基于圖像分析的宿舍環(huán)境智能監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)的各個(gè)模塊 及流程示意圖；
[0014] 圖2為本發(fā)明中所采用的基于區(qū)域分割的分裂合并算法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】，僅僅用以解釋本發(fā) 明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0016] 如圖1所示，本發(fā)明的一種基于圖像分析的宿舍環(huán)境智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括各模塊及 相應(yīng)的實(shí)施步驟如下：
[0017] 步驟S101、首先，對(duì)宿舍進(jìn)行統(tǒng)一地標(biāo)準(zhǔn)化整理，并將所有宿舍的標(biāo)準(zhǔn)化圖像氏預(yù) 存至數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，目的是為后續(xù)圖像H的分析及優(yōu)化管理方案提供參考；其 中，H s表示初始時(shí)期采集的標(biāo)準(zhǔn)化圖像，H表示后續(xù)采集到的系列圖像；
[0018] 步驟S102、與之同時(shí)，預(yù)先統(tǒng)計(jì)分析宿舍中可能出現(xiàn)的各類環(huán)境狀況，并將這些情 況的解決方案預(yù)存至數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成對(duì)應(yīng)的提示及解決方案庫(kù)；
[0019] 步驟S103、其次，采用0V7670攝像頭作為采集模塊，實(shí)現(xiàn)所有圖像氏及H的采集， 對(duì)宿舍進(jìn)行定期拍照取樣，包括收集不同時(shí)間段內(nèi)的宿舍環(huán)境原始圖像氏及后續(xù)環(huán)境狀況 發(fā)生改變后的定期圖像H ;
[0020] 步驟S104、然后通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊，后續(xù)定期將收集到的圖像H發(fā)送到下位 機(jī)；
[0021] 步驟S105、這時(shí)，下位機(jī)電腦對(duì)接收到的圖像H進(jìn)行系統(tǒng)的分析，判定宿舍環(huán)境的 變化情況，通過(guò)特征值檢測(cè)，比對(duì)前后圖形H以及與標(biāo)準(zhǔn)圖