[發明專利]面向野外文物發掘現場的移動無線環境監測系統

有效

• 申請號: 200910098250.2
• 申請日: 2009-05-04
• 公開（公告）號: CN101551937A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 董亞波;蘇伯民;薛平;林楠;夏明;魯東明
• 申請（專利權）人: 浙江大學;敦煌研究院
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及無線數據傳輸技術領域，尤其涉及一種針對野外文物發掘現場的移動無線環境監測系統。

背景技術

文物發掘現場的環境監測對文物的發掘來說具有重大的意義。文物發掘現場第一時間的溫濕度等信息直接反映了文物長期保存的環境信息，因此對文物的鑒定具有重要的意義。在野外文物發掘時，往往需要對文物發掘現場環境進行長時間的不間斷的數據采集，從而獲得文物發掘現場的第一時間的完整的環境信息。然而在傳統的文物發掘中，由于供電等方面所存在的限制，無法對野外文物發掘現場進行長時間的實時的監測和數據采集，尤其是在無人看守和文物發掘指揮中心遠離發掘現場的情況下，因此導致重要文物信息的丟失和數據分析的不及時。

發明內容

本發明提出了一種面向野外文物發掘現場的移動無線環境監測系統，實現了在野外文物發掘現場中進行快速實時的對環境信息的獲取。

面向野外文物發掘現場的移動無線環境監測系統，包括：

若干個用于監測數據采集的監測裝置；所述的監測裝置包括：

用于對檢測裝置的各模塊供電的電源；

用于處理信息的嵌入式處理器；

用于采集溫度、濕度等相關監測信息的信息傳感器；

用于存儲監測信息的存儲模塊；

用于監測裝置其他轉置通信的無線通信模塊，包括監測裝置之間的通信和檢測裝置與中繼站之間的通信，該無線通信模塊通常為短距離通信模塊。

在野外文物發掘現場中監測裝置以預設的時間間隔為工作周期，對環境中的溫度、濕度等參數進行監測和數據采集，監測裝置能夠以很低的功耗進行長期工作，對環境有很強的適應性，能夠在一個很大的溫度范圍內保持正常工作，并具有一定的防水、防塵、防震能力。

若干個用于監測數據轉發的中繼站；所述的中繼站包括：

用于對中繼站供電的電源；

電源通過可關斷的LDO穩壓器輸出5V電壓到中/長距離無線通信模塊，無線通信模塊的供電情況可以由嵌入式處理器的使能引腳來控制；通過LDO穩壓器輸出3.3V電壓到嵌入式處理器、短距離無線通信模塊等其他設備；

用于處理信息的嵌入式處理器；

用于存儲監測信息的大容量存儲模塊；

用于中繼站之間以及中繼站與其他裝置通信的無線通信模塊，包括短距離無線通信模塊和中/長距離無線通信模塊，短距離無線通信模塊用于中繼站與監測裝置之間的通信，中/長距離無線通信模塊用于中繼站與網關之間的通信。

中繼站負責收集周圍監測裝置發出的監測數據，并通過遠距離的通信方式將監測數據轉發到網關中。由于中繼站和監測裝置之間的通信距離相對比較近，部署中需要將中繼站放置在多個監測裝置的附近，因此中繼站和監測裝置一樣，具有無線通信、電池供電、低功耗長期工作等特性，從而支持快速高效的系統部署。

用于接收監測數據的網關；所述的網關以220V交流電作為能量供應，包括用于處理信息的嵌入式處理器、大容量存儲模塊、中/長距離無線通信模塊，支持以太網的接入，可以和數據服務器進行通信。網關被固定地部署在移動考古實驗室中，并支持以無線的方式，接收來自中繼站的數據。網關和中繼站之間采用中、遠距離的無線通信設備進行數據的發送。

用于對監測數據進行處理的數據服務器；所述的數據服務器以220V交流電作為能量供應包括：能處理大量數據的、具備很強數據處理能力的數據處理器；能存儲大量數據的固態硬盤，保證數據存儲的安全性；大型的數據庫服務和管理軟件；數據服務器能提供Web訪問服務，支持網絡接入。數據服務器負責接收所有的監測數據并對監測數據進行處理和實時的顯示。由于數據服務器和網關之間可以通過高速的以太網作為通信媒介。

監測裝置、中繼站、網關和數據服務器組成了一個在野外文物發掘現場中可以進行快速部署和實時監控的網絡系統結構。該網絡系統在結構上可以分為三層：

中繼站和多個監測裝置之間通過無線通信組成一個自組織低功耗無線網絡，實現了監測數據的采集和匯聚；

多個中繼站和網關一起組成一個mesh網絡，為數據的遠距離數據匯聚提供了支持；

網關和數據服務器之間使用有線以太網作為數據傳輸的媒介。

為了支持適合于文物發掘現場的環境監控，一個包含中繼站和多個監測裝置的監測組可以在沒有網關的情況下維持低功耗的數據采集，并在網關出現后再將數據上傳，這樣就允許監測組可以在無人職守的環境下繼續進行數據采集。