[发明专利]一种基于图像分析的宿舍环境智能监测系统

说明书

本发明公开了一种基于图像分析的宿舍环境智能监测系统。本发明采用彩色摄像头作为传感器实现宿舍环境的图像采集，通过无线数据传输将所采集到的图像发送到电脑终端，采用特定的图像处理算法，与预先设置的标准图像进行分块加权对比，获取两幅图片的相似度指数，进而监测宿舍环境情况，同时系统自动地针对当前的宿舍环境给出对应提示及优化方案，并将这些数据与历史记录存储至数据库中，以便通过后续互联网接入，实现对宿舍的远程监控和管理。

技术领域

本发明属于智能家居相关应用领域，具体涉及智能家居环境下的智能监测技术应用。

背景技术

随着人们生活水平和消费能力的不断提高，对智能家居的需求日益强烈，越来越迫切的的希望能够智能化远程的控制家电设备，所以“智能家居”更是被炒得炙手可热。但几年过去了，智能家居却主要集中电器的智能和远程控制，而在居家环境的应用领域却没有进行充分的研究和发展。而本系统设计主要是针对高校学生宿舍这个特殊的应用环境展开的，因为高校宿舍人口密度大，目前的管理模式总体较为陈旧，学生宿舍的环境卫生、作息规则与公共秩序等难以有效管理和维护，为使脏乱差的宿舍环境能得到及时监管并加强维护，避免因宿舍环境卫生引发疾病传播、不良习惯恶性循环等，本设计旨在研发智能家居相关的技术应用，针对如何有效地监测学生宿舍的环境，并对其进行有效智能的分析，最后给学生管理部门提供一套解决方案，智能地为优化学生宿舍环境管理提供参考方案，最终实现远程多方位、人性化及相对智能化的宿舍管理新方案。

发明内容

针对现有被商业热捧的智能家居应用主要局限于高档社区环境，且整体应用面较窄，缺乏具有很强实际针对性的系统设计与产品应用。另外，我国目前从高等学校到中小学的学生宿舍管理仍然采用传统模式，总体存在智能监控程度较低、应急管理及预警措施不足等主要弱点，本发明提供了一套基于图像分析的宿舍环境监测系统，旨在自动地检测学生宿舍的居住环境，并生成对应的智能监控、安全提示、优化管理等方案，同时将这些数据保存到数据库存储模块中，便于通过互联网实现远程查询、访问、监控等后续辅助管理使用。

为实现上述目的，采用了以下技术过程：首先通过OV7670摄像头对宿舍进行基于RGB颜色空间的图像取样，所采集的图像经无线传输模块将图像信息传输至电脑控制端，然后采用计算机图像分析模块根据图像的矩、直方图、亮度等信息对采集图像进行特征提取、图像分割以及后续的分块加权对比处理，得出宿舍环境情况，并通过预存数据对比，输出环境情况分析值，最后提供相应的宿舍管理参考建议。同时，将监测数据与分析结果保存至数据库存储模块，便于通过互联网或内部网络实现人工查询、访问、抽查等辅助管理手段。

一种基于图像分析的宿舍环境智能监测系统，其特征在于包括：图像采集模块、无线数据传输模块、PC端图像分析模块以及数据库存储模块；通过摄像头收集原始的宿舍环境图像，经无线数据传输将收集到的图片记录传输到电脑端，再经过特征值提取、分块、对比的分析手段对图像的不同区域进行加权检测，通过计算图像的相似度计算评估宿舍内部的环境状况，最后自动生成对应提示及优化方案，同时将这些数据都保存至数据库存储模块，便于通过互联网访问查询。

所述宿舍环境图像的采集是指通过OV7670摄像头实现。

所述的无线数据传输模块是通过WIFI模块及辅助电路实现。

所述特征值提取、分块、对比的分析手段，是首先通过图像直方图实现特征提取，再通过区域分裂合并算法实现图像区域的分块，然后通过直方图匹配方法进行分块区域的对比，其中分块区域的对比具体是通过计算直方图均值、标准方差来获取图像的相似度实现，最后基于对比结果实现对不同区域进行加权检测。

所述特征值提取、分块、对比的分析手段是基于图像的矩、直方图、亮度实现特征提取，通过区域分裂合并算法实现图像区域分割，通过直方图匹配方法进行分块区域对比，计算直方图均值、标准方差、平滑度、三阶矩、熵来获取图像的相似度。