[發明專利]環境監測裝置

有效

• 申請號: 201010194625.8
• 申請日: 2010-05-28
• 公開（公告）號: CN102262814A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 李棟;張招亮;祝賀;崔莉;趙澤;陸世龍;劉強
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04W52/04;G01D21/02;G01N17/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術領域

本發明涉及無線環境監測領域，尤其涉及一種針對文物展覽和儲藏的無線環境監測裝置。

背景技術

發掘出土后的文物的腐變除與其自身材料特性有關外，所處的環境對文物腐變影響也很大。例如，溫度過高會加速化學反應，同時也促使環境中的生物的滋長；水分會使有機材料或金屬制成的文物腐化，同時也促使許多物理和化學反應的發生；強光易使油墨及顏料發生褪色、變化；較大振動可使易碎文物破碎；酸堿度過高或過低會加速有機材料的水解，也有可能使物品發生假晶置換；酸性氣體和氧化氣體等有害氣體也會對文物構成侵蝕。因此，在展覽和儲藏文物過程中，對展覽和儲藏所用文物柜中的溫度、濕度、光照、有害氣體、振動、酸堿度等環境參數的監測極為重要，是文物保護工作的基礎和前提。

現有技術中存在對環境進行監測的系統，如對辦公樓內的環境進行監測的系統。但文物環境與傳統的開放環境相比有著明顯的區別。第一、在傳統開放環境監測中，可以采用太陽能電池供電或有源供電，即使采用電池供電方式，工作人員也可以隨時更換電池，因此，對監測設備的能耗通常沒有要求。然而，在展覽和儲藏過程中，文物處于室內密閉的展柜中，無法采用太陽能供電，另外，采用有源供電時所需的大量電線又影響展陳效果。因而，較理想的方式是使用電池供電。但是，展柜和儲柜的開啟次數是受嚴格限制的，所以，不能頻繁更換電池，這就要求監測設備工作能耗低，工作壽命長。第二、對傳統目標如果園、農田、河湖等的環境監測，其精度和可靠性要求不高，而文物展藏環境要求較高，監測數據的偏差或監測設備的異常工作可能會使工作人員采取錯誤的控制，從而對文物造成破壞。因而，已有開放環境中所采用的監測裝置難以適用于文物展藏環境的監測。

現有技術中也存在專用于文物展示和儲藏環境監測的相關設備，主要分為兩類，一類是恒溫或恒濕的一體化文物柜，將文物柜的溫度濕度的監測和控制結合起來，形成一個閉環控制系統；另一類是獨立的有源溫濕計，被放置在文物柜內對柜內溫度和濕度進行測量。

恒溫恒濕的一體化的文物柜采用主動式保護方式工作，首先通過溫濕度傳感器實時采集柜內的溫濕度參數，并與預設的溫濕度進行比較，若溫度值或濕度值低于預設值，則打開升溫或加濕裝置；否則，若溫濕度值高于預設值，則打開冷卻或除濕裝置。同時，也在本地顯示溫濕度參數。這種文物柜的不足是采用人工抄表方式記錄文物柜內的溫濕度，因受人力限制，只能定期去記錄各溫濕度讀數，以至于文物柜的某些故障在發現之前就可能已經對一些文物造成毀滅性的損壞。雖已有文物柜提供了無線收發模塊，卻未說明如何組網。通過無線方式實現可靠地收集數據是一項極為困難的工作，大型文博院館數量眾多的文物展柜和儲藏柜所帶來的可擴展性問題加劇了這個問題的復雜性。

獨立的有源溫濕計采用被動式保護，通常由電源供電，通過傳感器對溫濕度進行采集，并在指示器上進行顯示。使用獨立溫濕計和恒溫恒濕的一體柜一樣，必須要求大量人力定期到各文物柜處記錄柜內的溫濕度，需要耗費大量的人力成本。并且不能保證及時發現文物柜內的溫濕度異常。大量的溫濕計所連數據線也影響文物柜密封性和文物柜布置的靈活性。

總之，現有技術中的環境監測系統或者不適用于文物環境，或者在數據傳輸實時性上存在不足，不容易及時發現文物環境的異常。

發明內容

本發明的目的是克服現有的環境監測系統不適用于文物環境的缺陷，從而提供一種無線環境監測裝置。

為了實現上述目的，本發明提供了一種環境監測裝置，包括普通監測器、融合監測器以及監測基站；其中，

至少一個所述的普通監測器與一融合監測器構成一微型網絡；所述微型網絡中的普通監測器對所在區域內的環境進行監測，將監測結果發送到所屬微型網絡中的融合監測器上；所述融合監測器將所屬微型網絡中的所有普通監測器的監測結果以及自身的監測結果加以融合，然后將融合后的結果發送到所述的監測基站；所述的監測基站負責接收、綜合各個微型網絡的融合后的監測結果。

上述技術方案中，所述普通監測器包括傳感模塊、存儲模塊、控制模塊以及無線通信模塊；其中，所述的傳感模塊用于采集環境信息；所述的存儲模塊用于存儲采集到的環境信息，所述的控制模塊用于控制環境信息的采集、發送過程；所述的無線通信模塊用于發送所述的環境信息。

上述技術方案中，所述的控制模塊包括時間同步機構與功率控制機構；所述的時間同步機構用于將本地時間同步為監測基站的時間，所述的功率控制機構用于對所述無線通信模塊的發射功率進行調節。