{物聯(lián)網(wǎng)}物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在文物保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用

1、七ij（物聯(lián)網(wǎng)）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在文物保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用20XX年XX月物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)于文物保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用黑龍江省科學(xué)院自動化研究所隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷完善和成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)展，同時，文物保護(hù)對其技術(shù)要求也越來越高，于這樣壹 種客觀實際情況下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和文物保護(hù)的有機(jī)結(jié)合，就 有了廣泛的市場空間和前景。黑龍江省科學(xué)院自動化研究所 針對文物保護(hù)領(lǐng)域的客觀要求， 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)有水平， 研發(fā)了專門應(yīng)用于文物保護(hù)領(lǐng)域的無線安防系統(tǒng)和文物保護(hù) 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，通過具體應(yīng)用，體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)越性。壹、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本定義 物聯(lián)網(wǎng)是利用條碼，射頻識別、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等各種信息傳感設(shè)備，按約

2、定的協(xié)議，實現(xiàn)人和 人、人和物、物和物于任何時間、任何地點(diǎn)的連接，從而進(jìn) 行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控 和管理的龐大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如果說互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了人和人、人和信息、人和系統(tǒng)的融合，那么，物聯(lián)網(wǎng)就進(jìn)壹步實現(xiàn)了人和物、物和物的融合， 使人類對客觀世界具有更透徹的感知能力，更全面的認(rèn)識能 力，更智慧的處理能力。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從感知層到網(wǎng)絡(luò)層， 再到應(yīng)用層，將于工業(yè)生產(chǎn)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、公共安全監(jiān)控、城 市管理、智能交通、安全生產(chǎn)、文物保護(hù)、環(huán)境監(jiān)測、遠(yuǎn)程 醫(yī)療、智能家居等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。、針對文物保護(hù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)我國有數(shù)量眾多的文物保護(hù)單位和館藏文物，加強(qiáng)對這些具有極大價值的文物

3、的保護(hù)，是擺于各級文物部門面前的 重要而迫切的任務(wù)，如何提高文物保護(hù)的技術(shù)含量，提高文 物保護(hù)的質(zhì)量，更是目前刻不容緩要解決的問題。針對這壹 實際情況，黑龍江省科學(xué)院自動化研究所研發(fā)了文物保護(hù)無 線安防和環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括無線安防和環(huán)境監(jiān)測倆 個子系統(tǒng)。1、文物保護(hù)無線安防系統(tǒng)1）需求分析文物藏品是人類歷史文化的寶貴遺產(chǎn)，它于歷史見證、傳承、再現(xiàn)方面起著不可替代的作用，也是文博單位收藏、 陳列、研究、展出的物質(zhì)基礎(chǔ)?，F(xiàn)今，博物館、展覽館、美 術(shù)館已成為對外展示地方經(jīng)濟(jì)、歷史文化的重要窗口之壹， 其發(fā)展勢頭如火如荼，隨之而來的安全防范問題就擺于了各 級文物保護(hù)部門的面前。文博單位應(yīng)如何應(yīng)對

4、展出和安全的 問題，我們認(rèn)為，各文博單位，特別是既承擔(dān)著重要國保單位保護(hù)管理，又有可移動文物的單位，除了要進(jìn)壹步貫徹實 物系統(tǒng)博物館安全防范工程設(shè)計規(guī)范外，就是要把人防、 物防、技防有機(jī)地結(jié)合于壹起，這是做好文博安全工作的可 靠保證。而技防的要求，就為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)于文物保護(hù)方面的 應(yīng)用創(chuàng)造出了廣泛的應(yīng)用范圍和前景。施文物系統(tǒng)博物館風(fēng)險等級和安全防護(hù)級別的規(guī)定和文2）技術(shù)優(yōu)越性壹般安防工程項目布管布線很方便，哪里需要就于哪里按規(guī)范鋪設(shè)管線，相對簡單；文物保護(hù)施工現(xiàn)場則不同，有 些場所連釘子均不允許釘，何況打眼開槽布管，所以只能另 想辦法布管、布線。若使用傳統(tǒng)有線接入，則存于布線困難、 施工不便、周

5、期長等問題。同時大量布線仍會破壞原有的裝 潢而且會影響博物館的正常工作。因此，文博單位的安防監(jiān)控系統(tǒng)采用無線方式，就是壹個非常理想的選擇。它具有無須布線、架設(shè)方便、運(yùn)行、維 護(hù)成本低、 周期短等特點(diǎn)。 它不用破壞建筑結(jié)構(gòu)和內(nèi)部裝潢， 通過無線終端設(shè)備接入本地網(wǎng)絡(luò)，就能將各個關(guān)鍵區(qū)域的情 況實時掌握。3 ）系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)成無線安防系統(tǒng)包括前端采集系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)傳播系統(tǒng)以及監(jiān)控中心組成。A、前端采集系統(tǒng)由攝像機(jī)、電源、無線視頻服務(wù)器（或無線IPC ）等構(gòu)成。根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)的具體情況，于各監(jiān)控點(diǎn)安裝相應(yīng)的監(jiān)控攝 像機(jī)進(jìn)行前端信息采集，彩色或黑白、固定或活動云臺、定 焦或變焦）八、八、/B、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)使用無線傳

6、輸網(wǎng)絡(luò)。能夠?qū)⒉煌攸c(diǎn)的現(xiàn)場視頻信息通過無線通訊手段傳送到監(jiān)控中心。采用數(shù)字視頻，能夠保證 視頻流的穩(wěn)定持續(xù)傳輸。c、監(jiān)控中心監(jiān)控管理中心負(fù)責(zé)接收各監(jiān)控點(diǎn)通過 AP 傳輸過來的視頻信息，監(jiān)控中心能夠通過電視監(jiān)視器顯示各現(xiàn)場監(jiān)控點(diǎn)的 圖像信息，也可于通過電視墻進(jìn)行圖像的實時監(jiān)控，且進(jìn)行 數(shù)碼錄像，控制信號的協(xié)調(diào)，視頻數(shù)據(jù)可同時存入存儲服務(wù) 器，進(jìn)行錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。監(jiān)控人 員能夠通過計算機(jī)訪問存儲服務(wù)器查詢回放視頻錄像。4）系統(tǒng)應(yīng)用范圍文物保護(hù)無線系統(tǒng)應(yīng)用范圍比較廣泛。壹是各項各類不可移動文物，如：于遺址、古墓葬、古建筑等。二是博物館， 陳列館、展覽館、美術(shù)館、圖書館等具有文

7、物收藏、陳列， 保管功能的文博單位。三是各級文物考古研究單位的文物庫 房等。2 、文物保存環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng) 文物保護(hù)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要是為了滿足博物館文物保存環(huán)境、 遺址保護(hù)現(xiàn)場、 考古發(fā)掘現(xiàn)場等場所的環(huán)境監(jiān)測需要， 實現(xiàn)對文物保存環(huán)境參數(shù)，如大氣溫度、大氣相對濕度、土 壤溫度、土壤水分含量、文物表面溫度、大氣二氧化碳濃度、 光照度、紫外線輻射強(qiáng)度、浮塵、總揮發(fā)性、有機(jī)化合物含 量、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量等參數(shù)的實時監(jiān)測，且且對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘整理，建立環(huán)境參數(shù)歷史數(shù)據(jù)庫，為文物預(yù)防性保護(hù)提供技術(shù)支撐， 且為文物保護(hù)措施的制定提供科學(xué)依據(jù)文物保護(hù)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集監(jiān)測點(diǎn)、中繼、網(wǎng)關(guān)等硬件設(shè)備，以及

8、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、中間件和終端業(yè)務(wù)軟件等系統(tǒng)軟件。1）系統(tǒng)主要特點(diǎn)：A、監(jiān)測參數(shù)多樣性及專業(yè)性實現(xiàn)文物保存環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的多樣性，能夠?qū)Νh(huán)境中的大氣溫度、大氣相對濕度、土壤溫度、土壤水分含量、文物 表面溫度、大氣二氧化碳濃度、光照度、紫外線輻射強(qiáng)度、 浮塵、總揮發(fā)性、有機(jī)化合物含量、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量等 參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。B、實時化、網(wǎng)絡(luò)化及智能化系統(tǒng)結(jié)合了先進(jìn)的嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代自組網(wǎng)及無線通信技術(shù)、能夠?qū)崿F(xiàn)對文物保存環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測、自動 網(wǎng)組、自動采集，實現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測的實時化、網(wǎng)絡(luò)化及智能 化。C、專業(yè)友好的人機(jī)界面系統(tǒng)軟件針對文物保存環(huán)境監(jiān)測的實際應(yīng)用進(jìn)行定制開發(fā)，人機(jī)界面完全符合文物保護(hù)部門

9、的實際需要。軟件實現(xiàn) 了實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的列表顯示、圖形顯示、報表打印以及報警 值設(shè)置、實時報警、監(jiān)測點(diǎn)部署平面圖顯示、傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D顯示、自定義監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)計算公式、用戶權(quán)限分級管理等 各種功能。D、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲、查詢功能，提供全面可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)。 數(shù)據(jù)庫運(yùn)行速度快，具備簡單易用、擴(kuò)展性好、可移植性好、高可靠的特性，為系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā) 展提供保障。E、靈活的擴(kuò)展接口系統(tǒng)預(yù)留多個功能接口，為今后進(jìn)壹步的功能擴(kuò)展、系統(tǒng)集成、反向控制提供了可能。文物保護(hù)環(huán)境監(jiān)測的系統(tǒng)是壹個開放、兼容性強(qiáng)、可不斷擴(kuò)展的文物保護(hù)管理信息系統(tǒng)。隨著今后系統(tǒng)軟件功能的 不斷擴(kuò)展，監(jiān)測終端類型

10、的不斷增加，以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)加工、存 儲管理、數(shù)據(jù)服務(wù)為技術(shù)保障，以實時數(shù)據(jù)庫、歷史檔案庫、 集成知識庫為核心支撐體系，按統(tǒng)壹的數(shù)據(jù)格式向外提供或 接收關(guān)聯(lián)部門的監(jiān)測數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)系統(tǒng)軟件的持續(xù)發(fā)展，且 演進(jìn)成為文物保護(hù)管理動態(tài)信息系統(tǒng)和監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。2）系統(tǒng)的主要應(yīng)用范圍文物保護(hù)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，對于我國文物保護(hù)環(huán)境的改善，具有重大的意義。A 、博物館文物保存環(huán)境應(yīng)用 博物館文物保存環(huán)境主要指博物館建筑物內(nèi)文物庫房、陳列室、展柜等小環(huán)境以及博物館建筑物外圍空間的局部環(huán) 境。影響博物館文物保存環(huán)境的主要因素包括博物館所于地 區(qū)的宏觀氣候環(huán)境，空氣污染情況、館內(nèi)光線輻射等。于博物館內(nèi)重點(diǎn)文物展柜、展

11、區(qū)和庫房部署用于文物保存環(huán)境的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測。對前述區(qū)域的溫 度、相對溫度、紫外線輻射強(qiáng)度、空氣浮塵、二氧化碳濃度 等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測且積極大量數(shù)據(jù)， 以改善文物保存環(huán)境。文物庫房長期處于關(guān)閉狀態(tài)， 缺乏相應(yīng)的環(huán)境監(jiān)測手段，出現(xiàn)環(huán)境突變難以及時得知，對文物保存極為不利。文物保存環(huán)境無線實時監(jiān)測系統(tǒng)中采用自主研發(fā)的無線實時監(jiān)測系統(tǒng)軟件，和各類監(jiān)測點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)中繼等硬件設(shè) 備相結(jié)合， 能夠有效的防范庫房環(huán)境變化對文物帶來的損害。用戶可根據(jù)需要設(shè)置監(jiān)測參數(shù)許可范圍，當(dāng)監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)信息 超出許可范圍后，該監(jiān)測點(diǎn)異常數(shù)據(jù)背景色將會顯示紅色， 同時監(jiān)測點(diǎn)部署圖上的相應(yīng)標(biāo)識也會顯示紅色且伴有報警 聲

12、。B、遺址保護(hù)現(xiàn)場應(yīng)用遺址保護(hù)現(xiàn)場由遺存本體和關(guān)聯(lián)環(huán)境組成，具有遺存豐富、歷史信息蘊(yùn)涵量大、現(xiàn)存景觀宏偉，且年代久遠(yuǎn)、地域 廣闊、類型眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)。其關(guān)聯(lián)環(huán)境具有分布面 積大、設(shè)備工作環(huán)境惡劣，同時由于遺址所處地域的不同， 氣候環(huán)境變化也很大。于檢測點(diǎn)分別部署的基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng) 的文物保存環(huán)境無線實時監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對分布地域廣闊 的各個遺址環(huán)境參數(shù)實時采集監(jiān)測，大大提高了遺址的科技 保護(hù)水平。針對地下墓室溫度極高，墓室結(jié)露等現(xiàn)象而研發(fā)的防潮型系統(tǒng)傳感器，具有防潮、防塵的特點(diǎn)，能夠于高溫高濕環(huán) 境下持續(xù)工作。c、考古發(fā)掘現(xiàn)場應(yīng)用文物處于地下經(jīng)過壹段時間后，埋藏環(huán)境趨于穩(wěn)定，文物也處于相對的動態(tài)平衡之中。隨著考古發(fā)掘的進(jìn)行，固有 平衡被破壞，文物所處環(huán)境的溫濕度、光輻射等因素發(fā)生突 變，導(dǎo)致文物毀壞，加之出土后文物所處環(huán)境條件的反復(fù)波 動，加大了破壞反應(yīng)的進(jìn)程。因此對考古發(fā)掘現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行 實時監(jiān)測，制定相應(yīng)的出土文物的保護(hù)策略是考古發(fā)掘的重 要工作之壹。使用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的文物環(huán)境無線實時監(jiān)測系統(tǒng)，能夠通過視頻監(jiān)控、無線環(huán)境監(jiān)測和現(xiàn)場采樣精密化學(xué)分析等 方式，精確掌握文物埋藏的環(huán)境參數(shù)，實現(xiàn)對出土文物于第 壹時間的檢測分析以及文物出土環(huán)境參數(shù)的采集。、項目