2021-4-9 | 户外广告论文
作者：王任华 单位：浙江日报报业集团
户外广告无线监控系统研究的意义
经过几年来的发展，数字标牌已经走过了单机、网络、交互几个阶段，并逐步向智能化迈进。虽然已经有部分户外数字标牌广告同时拥有着显示屏、CPU和板卡，甚至在相当比例的数字标牌解决方案中，每一块独立的数字标牌均可以通过网络进行远程管理。但是除了这部分数字标牌广告以外，大部分广告牌户外广告牌本身不具备网络连接能力，自身无法实现数字图像的远程监控。因此研发一套针对户外广告牌的远程监控系统势在必行。
户外广告牌无线监控系统的架构设想
整个系统从根据功能划分包括三部分：由嵌入设备组成的前端信号采集处理系统；运行在服务器端、由监控和管理软件构成的指挥中心数据分析管理发布系统；连接两部分的数据传输系统。本文中的客户端数据浏览没有作为单独模块划分出来[1]。前端信号采集处理系统：系统前端布置摄像机、声音采集器、视频监控终端负责采集视音频数据、数字化压缩处理，并进行数据实时保存；同时接收和执行指挥中心发送的命令，如重启、拍照发送等指令信息。户外广告监控终端作为本系统的核心设备，集成数字视音频编码模块、视音频存储模块、无线网络传输模块、报警信息处理模块、GPS卫星定位模块（针对移动广告牌，如公交广告系统等），并提供多种扩展接口，可实现高清视音频录像、无线网络传输、报警信息上传、广告牌定位等功能。数据传输系统：系统将视频图像、报警信号、信息通过运营商的无线网络平台实时传输至监控中心，以便在突发事件或故障告警请求时提供现场图像数据。指挥中心数据分析管理发布系统：户外广告监控平台接收前端数据，并形成图片数据对比，如有异常告警，则显示该广告牌的ID并在电子地图上的位置、管理部门信息和电话，并可随时调取任意广告牌的监控图像，以实现户外广告牌的实时监控。
技术优势
本系统基于B/S模式，在网络传输和技术上具有如下优势：
（一）采用RTP/RTCP流媒体网络协议。采用TCP协议的实时性不好，而且容易丢帧，采用UTP传输的图像质量不好，而采用RTP/RTCP流媒体网络协议进行低带宽的视频流传输可得到较好的效果。这因为TCP网络协议可保证数据传送的质量，但是不符合流媒体传输时间控制的需求，而UDP协议不适用无线网络的特殊环境，RTP/RTCP协议符合流媒体实时传输的要求。因此，在无线网络视频监控系统中首选RTP/RTCP协议[2]。
（二）无线防火墙穿透技术。主动连接模式进行网络连接，穿透防火墙的阻碍。终端启动后自动和指挥中心的管理服务器进行注册，管理服务器通过对终端的ID和密码用户的认证，并与终端保持心跳连接。用户要浏览视频图像的时候，与管理服务器通讯，并向转发服务器申请调用图像即可。
（三）H.264编码与差错控制技术。H.264标准是由ITU-T、VCEG和ISO/IECMPEG联合组成的JVT开发的最新一代的视频压缩标准，是目前图像通信领域研究的热点。与以往标准相比，H.264在相同失真率的条件下获得更好的压缩性能，H.264的编码效率较H.263提高了50％左右；加强了对各种信道的适应能力，有利于对误码和丢包的处理；而且H．264的码流结构网络适应性强，增强了差错恢复能力，可以适应不同速率、不同传输场合和存储场合的需求，能够很好地适应无线网络的应用。抗误码技术，又被称作差错控制技术，一旦检测到误码，尽量使丢弃的数据量最小、或者使造成的伤害和影响最小，差错控制机制主要有：误码检测与误码隐藏，信源与信道的差错控制方法和编解码器交互式算法。
户外广告牌无线监控系统管理平台和终端功能
从监控终端和指挥中心两部分分别阐述。
（一）监控终端的功能实现。户外广告远程监控系统终端的工作是对模拟视频信号进行压缩编码使之成为数字信号在相应的网络平台上传输到监控管理中心的过程[3]。
1.前端信号采集处理。本系统监控终端负责采集和压缩视频数据，然后打包并将压缩数据通过CDMA无线网络传输到远端的视频监控服务器，视频监控服务器负责数据的存储和转发，各个客户端向视频监控服务器申请视频数据，对数据进行解压缩、播放，从而实现远程视频监控。
2.网络接入和传输。网络传输模块采用中兴的MC8630CDMA模块，具有语音、短信、数据业务传输功能，为用户提供高速互联网接入和无线数据业务。
3.GPS定位实现。对广告牌目标进行定位，以便监控管理中心随时读取经度、纬度定位等信息。
（二）监控管理平台的功能实现。监控中心由多台服务器和管理终端组成：负载均衡服务器、注册服务器、流媒体转发服务器、GIS服务器，主要实现如下功能：
1.数据存储和流媒体转发。前端采集数据通过无线网络传输系统到达管理中心平台服务器，若有终端PC或其他设备请求查看数据，管理中心数据将通过转发服务器提供视音频数据、信令和GPS定位信息的转发工作，可将单路视频复制到多个终端显示。根据数据交互并发流量测算，目前每套流媒体转发服务器支持300～500个终端同时数据交互。
2.对于数字广告牌的监控管理平台还具有数字广告发布功能。数字广告发布系统，监控管理平台可以启用发布功能。发布系统通过CDMA和internet公网基于TCP/IP发布数据，可以实现实时多点发布，具有可实时统一更新屏幕内容的特点。
3.浏览用户可以直接查看前端视频数据，支持手机用户wap查询。
无线监控系统在广告牌应用的前景思考
户外广告牌监控产品的开发和应用，对于户外广告的发展具有推进作用，但是基于这套监控系统成本较高的原因，应用没有得到大规模的推广。同时，也有一些问题值得我们思考：
1.为了使户外广告牌监控系统能得到更广泛的应用，降低硬件的开发成本，通信模块可以用GPRS模块替换。改装后利用GSM通讯网络，同时接口要做改动，以短信和GPRS形式进行数据传输，数据格式由视频流改为图片帧格式，布线安装更为简单，适合非LED户外广告牌监控应用。
2.采用数据挖掘技术，监控数据进行智能分析和分类，还可以得到深层次应用。英特尔中国有限公司产品市场经理潘锋曾经预言数字标牌未来的应用场景：放置在加油站的广告牌会对到来的每一辆汽车按照品牌进行分类，智能分析和判断出车主的消费习惯，并据此推送更有针对性的广告。我们必须看到，互动式的媒体传播和营销方式将成为主流，这需要我们对视频数据进行更深层次的挖掘，使户外广告监控系统得到更好的应用。