無(wú)線傳感技術(shù)在文物保護(hù)中的應(yīng)用及案例分析

時(shí)間:2014-01-09

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語(yǔ):隨著無(wú)線感知傳感器的體積越來(lái)越小型化,與文物保護(hù)的特殊需求也更加無(wú)縫地結(jié)合在一起。將檢測(cè)和控制有機(jī)地融為一體,實(shí)現(xiàn)真正的可監(jiān)可控,是滿足文物保護(hù)需求的終極目標(biāo),是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在文物保護(hù)領(lǐng)域成功的關(guān)鍵。

適宜的溫濕度、潔凈的空氣是文物得以良好保存的必要條件。文物保存環(huán)境必須應(yīng)用現(xiàn)代無(wú)線測(cè)控技術(shù),依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)環(huán)境進(jìn)行多元化參數(shù)檢測(cè),利用環(huán)境綜合檢測(cè)無(wú)線傳感裝置(無(wú)線溫濕度傳感器、無(wú)線紫外線傳感器、無(wú)線光照度傳感器、無(wú)線二氧化碳與溫濕度一體傳感器、無(wú)線SO2與溫濕度一體傳感器、無(wú)線空氣質(zhì)量檢測(cè)傳感器)、無(wú)線信號(hào)中繼裝置、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(無(wú)線信號(hào)接收裝置)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心等組成文物保存環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)文物藏品的保存環(huán)境(溫濕度、紫外線、光照強(qiáng)度、空氣質(zhì)量、CO2含量等)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控,做到無(wú)安全隱患的實(shí)時(shí)監(jiān)控、同步記錄,確保文物存放環(huán)境的溫濕度、空氣質(zhì)量、光照度等各環(huán)節(jié)的絕對(duì)安全,并對(duì)各種類型的材質(zhì)、數(shù)量成千上萬(wàn)的文物藏品進(jìn)行科學(xué)有效的管理。

無(wú)線傳感技術(shù)在文物保護(hù)中的主要應(yīng)用方面

隨著無(wú)線感知傳感器的體積越來(lái)越小型化,與文物保護(hù)的特殊需求也更加無(wú)縫地結(jié)合在一起。將檢測(cè)和控制有機(jī)地融為一體,實(shí)現(xiàn)真正的可監(jiān)可控,是滿足文物保護(hù)需求的終極目標(biāo),是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在文物保護(hù)領(lǐng)域成功的關(guān)鍵。

當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的無(wú)線傳感器技術(shù),在文物保護(hù)中的應(yīng)用主要集中于兩個(gè)方面:一是,展柜文物保護(hù)中恒濕控制技術(shù)的應(yīng)用。另外一個(gè)就是,庫(kù)房文物保護(hù)恒濕恒溫控制技術(shù)的應(yīng)用。

而就目前而言,具有相關(guān)功能的產(chǎn)品已經(jīng)在文物保存環(huán)境監(jiān)控領(lǐng)域得到應(yīng)用,它采用進(jìn)口的檢測(cè)探頭及無(wú)線通訊模塊,基于成熟可靠的ZigBee2.4G無(wú)線通訊芯片設(shè)計(jì),網(wǎng)絡(luò)自組織,自愈合,傳輸頻率可達(dá)56秒/次,亦可根據(jù)文保環(huán)境需要調(diào)節(jié)設(shè)置該頻率。其協(xié)議編寫具有可糾錯(cuò)、防誤碼的通信特征,可以設(shè)置各種警報(bào)位,方便架構(gòu)云服務(wù)大數(shù)據(jù)體系(該頻段是國(guó)家規(guī)定免費(fèi)頻段,不會(huì)對(duì)現(xiàn)有無(wú)線產(chǎn)品產(chǎn)生干擾)。為方便展陳布展特性需要及文保環(huán)境需求,該無(wú)線傳感器具有低功耗,免維護(hù)的優(yōu)勢(shì),且供電采用超大容量鋰電池供電,電池使用周期為2~5年。

文物保護(hù)環(huán)境的多元化數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)可通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感器檢測(cè)技術(shù),在文物保存環(huán)境監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用,可根據(jù)文保環(huán)境監(jiān)測(cè)面積及建筑結(jié)構(gòu)與無(wú)線通訊信號(hào)中繼裝置、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等配套軟硬件結(jié)合使用,適合大規(guī)模廣范圍的局域和互聯(lián)組網(wǎng),能夠?qū)Χc(diǎn)范圍的區(qū)域進(jìn)行高密度環(huán)境多元化數(shù)據(jù)監(jiān)視采集,確保重點(diǎn)文物數(shù)據(jù)信息、保存環(huán)境的安全性。

應(yīng)用案例

衢州博物館總建筑面積9400平方米,博物館展陳面積3000平方米,現(xiàn)有館藏文物近3萬(wàn)件,其中一級(jí)文物24件,二級(jí)文物119件,三級(jí)文物608件。

衢州市屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),具有四季分明、冬夏長(zhǎng)春秋短、光溫充足、降雨豐沛而季節(jié)分配不均的地帶性特征,常年平均氣溫在16.3~17.3℃,其中1月平均氣溫4.5~5.3℃,7月平均氣溫27.6~29.2℃。年日照總時(shí)數(shù)沿江平原地區(qū)在1900小時(shí)以上,山區(qū)不足1600小時(shí),太陽(yáng)年輻射量4566.2兆焦耳。每年3~6月為多雨期,多年平均年降水量為1843毫米。室外相對(duì)濕度冬季最冷月月平均78%,室外相對(duì)濕度夏季最冷月月平均76%。

衢州博物館所在地區(qū)的環(huán)境污染已對(duì)文物的安全構(gòu)成相當(dāng)大的威脅。大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究顯示,文物存放環(huán)境的溫濕度、光照與紫外線強(qiáng)度、污染氣體為主要影響該館文物良好保存的環(huán)境因素。應(yīng)根據(jù)展柜及庫(kù)房的具體情況,通過(guò)多元化無(wú)線測(cè)控技術(shù)對(duì)溫濕度、光照紫外強(qiáng)度等對(duì)文物具有較為嚴(yán)重破壞作用的參數(shù)因素進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)對(duì)環(huán)境溫濕度參數(shù)按照館藏文物保存環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)給予嚴(yán)格控制,確保文物存放環(huán)境的安全。

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)的應(yīng)用,可拓展遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能,建立立體的文保服務(wù)系統(tǒng),以便更好實(shí)現(xiàn)以下功能及性能:

1通過(guò)無(wú)線通訊模式對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及文保環(huán)境等嚴(yán)控參數(shù)實(shí)時(shí)跟蹤記錄和監(jiān)控。

2每個(gè)無(wú)線環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)都有唯一的固定IP地址碼,能將展柜及庫(kù)房?jī)?nèi)實(shí)際位置環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤地傳送至數(shù)據(jù)中心,進(jìn)行運(yùn)算及分析。

3監(jiān)控電腦實(shí)時(shí)處理和分析來(lái)自數(shù)據(jù)中心的環(huán)境溫濕度與空氣質(zhì)量等數(shù)據(jù)。

4中英文顯示的系統(tǒng),可連接任何環(huán)境控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警記錄、報(bào)警電郵告知等,通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)真正的資源共享。

5在監(jiān)控屏幕中可顯示各個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)區(qū)的位置信息。

6可瀏覽2~3年內(nèi)由各內(nèi)置節(jié)點(diǎn)采集而來(lái)的所有環(huán)境參數(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息,并作出趨勢(shì)分析。

7當(dāng)某個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)內(nèi)環(huán)境濕度指標(biāo)超出限制值或恒濕裝置出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息,并對(duì)歷史報(bào)警信息進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的存儲(chǔ),以便日后分析。

8無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)借助無(wú)線通訊方式,可根據(jù)用戶需求,對(duì)展柜電動(dòng)開啟、展柜燈光的智能化控制進(jìn)行無(wú)線方式鏈接,方便用戶日常維護(hù)操作和科學(xué)管理。

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