無線傳感技術在文物保護中的應用及案例分析

時間:2014-01-09

來源:網絡轉載

導語:隨著無線感知傳感器的體積越來越小型化,與文物保護的特殊需求也更加無縫地結合在一起。將檢測和控制有機地融為一體,實現(xiàn)真正的可監(jiān)可控,是滿足文物保護需求的終極目標,是物聯(lián)網系統(tǒng)在文物保護領域成功的關鍵。

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)境必須應用現(xiàn)代無線測控技術,依托物聯(lián)網技術對環(huán)境進行多元化參數(shù)檢測,利用環(huán)境綜合檢測無線傳感裝置(無線溫濕度傳感器、無線紫外線傳感器、無線光照度傳感器、無線二氧化碳與溫濕度一體傳感器、無線SO2與溫濕度一體傳感器、無線空氣質量檢測傳感器)、無線信號中繼裝置、物聯(lián)網網關(無線信號接收裝置)、物聯(lián)網數(shù)據(jù)中心等組成文物保存環(huán)境物聯(lián)網無線監(jiān)測系統(tǒng),對文物藏品的保存環(huán)境(溫濕度、紫外線、光照強度、空氣質量、CO2含量等)進行嚴密監(jiān)控,做到無安全隱患的實時監(jiān)控、同步記錄,確保文物存放環(huán)境的溫濕度、空氣質量、光照度等各環(huán)節(jié)的絕對安全,并對各種類型的材質、數(shù)量成千上萬的文物藏品進行科學有效的管理。

無線傳感技術在文物保護中的主要應用方面

隨著無線感知傳感器的體積越來越小型化,與文物保護的特殊需求也更加無縫地結合在一起。將檢測和控制有機地融為一體,實現(xiàn)真正的可監(jiān)可控,是滿足文物保護需求的終極目標,是物聯(lián)網系統(tǒng)在文物保護領域成功的關鍵。

當前,物聯(lián)網系統(tǒng)中的無線傳感器技術,在文物保護中的應用主要集中于兩個方面:一是,展柜文物保護中恒濕控制技術的應用。另外一個就是,庫房文物保護恒濕恒溫控制技術的應用。

而就目前而言,具有相關功能的產品已經在文物保存環(huán)境監(jiān)控領域得到應用,它采用進口的檢測探頭及無線通訊模塊,基于成熟可靠的ZigBee2.4G無線通訊芯片設計,網絡自組織,自愈合,傳輸頻率可達56秒/次,亦可根據(jù)文保環(huán)境需要調節(jié)設置該頻率。其協(xié)議編寫具有可糾錯、防誤碼的通信特征,可以設置各種警報位,方便架構云服務大數(shù)據(jù)體系(該頻段是國家規(guī)定免費頻段,不會對現(xiàn)有無線產品產生干擾)。為方便展陳布展特性需要及文保環(huán)境需求,該無線傳感器具有低功耗,免維護的優(yōu)勢,且供電采用超大容量鋰電池供電,電池使用周期為2~5年。

文物保護環(huán)境的多元化數(shù)據(jù)監(jiān)測可通過物聯(lián)網無線傳感器檢測技術,在文物保存環(huán)境監(jiān)控領域應用,可根據(jù)文保環(huán)境監(jiān)測面積及建筑結構與無線通訊信號中繼裝置、物聯(lián)網網關等配套軟硬件結合使用,適合大規(guī)模廣范圍的局域和互聯(lián)組網,能夠對定點范圍的區(qū)域進行高密度環(huán)境多元化數(shù)據(jù)監(jiān)視采集,確保重點文物數(shù)據(jù)信息、保存環(huán)境的安全性。

應用案例

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3萬件,其中一級文物24件,二級文物119件,三級文物608件。

衢州市屬亞熱帶季風氣候區(qū),具有四季分明、冬夏長春秋短、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℃。年日照總時數(shù)沿江平原地區(qū)在1900小時以上,山區(qū)不足1600小時,太陽年輻射量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。室外相對濕度冬季最冷月月平均78%,室外相對濕度夏季最冷月月平均76%。

衢州博物館所在地區(qū)的環(huán)境污染已對文物的安全構成相當大的威脅。大量的實驗和理論研究顯示,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。應根據(jù)展柜及庫房的具體情況,通過多元化無線測控技術對溫濕度、光照紫外強度等對文物具有較為嚴重破壞作用的參數(shù)因素進行實時檢測,結合物聯(lián)網控制技術對環(huán)境溫濕度參數(shù)按照館藏文物保存環(huán)境標準給予嚴格控制,確保文物存放環(huán)境的安全。

通過物聯(lián)網無線監(jiān)測與控制技術的應用,可拓展遠程網絡服務功能,建立立體的文保服務系統(tǒng),以便更好實現(xiàn)以下功能及性能:

1通過無線通訊模式對設備運行狀態(tài)及文保環(huán)境等嚴控參數(shù)實時跟蹤記錄和監(jiān)控。

2每個無線環(huán)境監(jiān)測點都有唯一的固定IP地址碼,能將展柜及庫房內實際位置環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)準確無誤地傳送至數(shù)據(jù)中心,進行運算及分析。

3監(jiān)控電腦實時處理和分析來自數(shù)據(jù)中心的環(huán)境溫濕度與空氣質量等數(shù)據(jù)。

4中英文顯示的系統(tǒng),可連接任何環(huán)境控制設備實現(xiàn)遠程監(jiān)控和設備運行狀態(tài)、報警記錄、報警電郵告知等,通過物聯(lián)網遠程服務平臺,實現(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環(huán)境監(jiān)測區(qū)的位置信息。

6可瀏覽2~3年內由各內置節(jié)點采集而來的所有環(huán)境參數(shù)狀態(tài)數(shù)據(jù)及設備運行狀態(tài)信息,并作出趨勢分析。

7當某個監(jiān)測區(qū)內環(huán)境濕度指標超出限制值或恒濕裝置出現(xiàn)故障時,系統(tǒng)自動發(fā)出報警信息,并對歷史報警信息進行長時間的存儲,以便日后分析。

8無線監(jiān)控系統(tǒng)借助無線通訊方式,可根據(jù)用戶需求,對展柜電動開啟、展柜燈光的智能化控制進行無線方式鏈接,方便用戶日常維護操作和科學管理。

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