文物预防性保护环境监测系统

应用背景

      文物,见证了人类历史发展,是世界文化的传承,现如今由于自然环境的恶化以及保存中的众多不可抗因素,许多暴露文物遭到不同程度的损伤。长期研究发现:环境因素,对文物藏品的影响非常巨大,例如温度、湿度对文物的长期保存、防腐有重要影响,光照和紫外线是造成褪色和化学损坏的主要原因,人流密集场所大量的CO2聚集,加上日趋恶化的空气污染对文物的保存产生了更加严重的威胁。

      为了减少对文物的损伤,需要严格的监测文物存放空间的温度、湿度、CO2、有机挥发物等诸多不利因素。根据采集数据分析处理,为文物古迹保护工作提供重要手段。

系统特性

  • 避免繁杂施工

      面向建筑群及场馆的文化遗产保护,可避免施工破坏建筑,针对做展文物的转移挪动需求,避免频繁施工产生有的有害物质对文物造成二次损伤。

  • 还原文物所处环境数据

      更接近监测文物主体的传感器装置,解决狭小空间环境下的监测探头部署问题,确保采集数据的真实性与可靠性。

  • 复杂空间的无局限传输

      多种通讯模式与数据防丢失机制,为数据在复杂建筑结构间稳定传输,具备数据完整性保护机制,可避开民用通讯频段,更好的抗干扰能力提供了稳定的数据上报表现。

  • 电器性能安全稳定

      安全长效的电源配置与微功耗设计理念,满足珍贵文物对监测系统的电气安全要求。解决苛刻供电条件引发的数据稳定采集传输难题,完成长效持久的预防性监测任务。

  • 人性化后台监管系统

      智能易用的数据综合分析处理系统,配合完善的预警机制和数据处理算法,对突发情况做出快速响应,通过数据分析预测,发现潜在危险,及时预防可能造成的文物损伤,多种环境分布图实时显示,直观了解当前监测状态。

  • 多种环境参数采集

      依据实际需要选择:温度、湿度、光照、紫外、有机挥发物、CO2等多种采集配置,节约成本的同时满足不同保存环境对文物保护性监测需求。

  • 低成本部署与维护

      简洁与更适于快速安装的结构设计,实现低成本部署开销,低维护复杂度,非专业人员可快速上手。

系统结构

      根据文物环境保护现场布局的多样化特征,其监测系统采用模块化方式部署,从底层监测终端设备到实现用户的可控监管,以无线终端设备到以太网或公网传输的方式实现数据互联,其主要分为监测现场、管理服务平台以及用户系统三部分:

2 framework

1.监测现场

      根据需要,监测现场以地理范围或监测环境划分不同区域,部署满足不同需求的监测终端设备,以网关设备或路由器作为接入点,将数据上报给服务信息平台。

监测终端设备的特点:

  • 低功耗,超长工作时间,最长可达3 年以上
  • 超长通信范围,视距最远可达2000m 以上
  • 高可靠传输,100% 数据可达
  • 高精准数据,最高精度温度可达0.1℃,湿度可达 1.5%RH
  • ZigBee(IEEE802.15.4)、LORA 与WIFI (IEEE 802.11 b/g)灵活组网,覆盖大范围远距离部署
  • 1S-24H 采集周期因需而定
  • 自动记录与存储采集数据,传感器温度补偿,数据真实有效
  • 线上设备断电报警,温湿度告警
  • 数据后处理,意外断网状态,本地数据存储,设备上线自动上传
  • 多种安装方式:悬吊、壁挂,无需布线施工
  • 广泛应用于场馆、仓储、物流、生产、农业等多种领域
  • 外形美观小巧,液晶实时显示

 监测终端设备外观及功能见下图:device node

2.管理服务平台

      作为整个系统运行的中心,负责接收由监测终端设备所采集上报的信息数据,并将其处理为合适的格式存储分布式数据库系统,根据用户的不同需求,进行数据的分析、预测以及深度数据挖掘等功能,最后以简洁、精致、美观的状态呈献给用户。

管理服务平台主要特点:

  • 强大的数据及设备通用性适配功能,自适应匹配多参数监测
  • 分布式数据存储,保障数据稳定可靠
  • 监测数据挖掘与多维数据处理,协助环境状态分析
  • 远程设备管理与维护,缓解现场压力
  • 原始数据实时查询与导入导出接口,方便第三方数据处理
  • 丰富的数据分析与管理功能配合多终端监管系统,便捷易用

server

3.用户系统

      用户可以通过PC网页或手机客户端进行数据的实时查询、分析、统计等,并接收管理服务平台所发来的预警,报告等信息。

用户系统主要功能及特点:

  • 首页数据区域化展示,布局新颖美观
  • 地理环境数据曲线与热力图,直观显示现场环境状况分布
  • 按天/月/年等多时段报表曲线绘制、丰富的数据条件筛选
  • 快速监测部署区域,多用户权限管理
  • 线上线下多种警告方式,及时排除潜在风险
  • 报警阈值的自定义管理,更加人性化
  • 智能数据预测、深度数据挖掘与成因分析