專利名稱：陳列柜框架的溫濕度及安全無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)和單片機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)陳列柜框架微環(huán)境下的溫濕度及安全狀態(tài)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，廣泛的應(yīng)用在博物館藏品、產(chǎn)品陳列室、字畫框架、陳列架上物品的溫濕度監(jiān)控和安全保護(hù)。
背景技術(shù)：
藏品是我國(guó)重要的歷史文化財(cái)富，它反映了社會(huì)發(fā)展變革，社會(huì)進(jìn)步的全過(guò)程。藏品安全是一切藏品管理工作的基礎(chǔ)，只有保證藏品的安全，博物館才有存在的價(jià)值。在博物館免費(fèi)開放的今天，藏品的利用率日益加大，這對(duì)于博物館的發(fā)展帶來(lái)良好機(jī)遇的同時(shí)，我們也不能不看見這給博物館藏品安全帶來(lái)的嚴(yán)重隱患。博物館是保存珍貴文物的重要場(chǎng)所，而文物的保存對(duì)環(huán)境有著復(fù)雜而嚴(yán)格的要求。藏品在保存中易受到環(huán)境氣候、空氣污染、光線輻射、昆蟲危害、微生物繁殖等環(huán)境因素的影響?？茖W(xué)研究文物藏品在文物庫(kù)房中的保存環(huán)境可避免文物在自然環(huán)境中受到的損壞，延長(zhǎng)文物藏品的壽命。庫(kù)房?jī)?nèi)溫度和濕度的環(huán)境變化是影響文物保存最佳狀態(tài)的主要因素。巨大的藏品市場(chǎng)以及各類博物館、文史館對(duì)藏品安全、防盜、保存環(huán)境的溫濕度監(jiān)控的裝置的需求就會(huì)日益劇增。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種陳列柜框架微環(huán)境下的溫濕度及安全狀態(tài)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，主要由圖像傳感器、溫濕度傳感器、三維加速度傳感器、圖像傳感處理器、數(shù)據(jù)信號(hào)前端處理電路、數(shù)據(jù)處理器、晶振電路、數(shù)據(jù)接口電路、射頻電路、PCB天線和可充電電源電路組成。如圖I所示，圖像傳感器、溫濕度傳感器、三維加速度傳感器用來(lái)監(jiān)測(cè)裝置周邊的溫濕度值，裝置周圍以及裝置本身的狀態(tài)變化值，圖像傳感器對(duì)周邊的環(huán)境進(jìn)行拍照，傳感器的輸入信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)信號(hào)前端處理電路，濾波、整形、放大處理后，將信號(hào)傳送到數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器，會(huì)對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，處理后的數(shù)據(jù)信號(hào)，傳輸給射頻芯片，射頻芯片內(nèi)部固化了 ZIGBEE協(xié)議，通過(guò)該協(xié)議可以方便的將同類裝置，自行組成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的路由交替?zhèn)鬏?，每個(gè)裝置既是傳感數(shù)據(jù)的采集節(jié)點(diǎn)，又可以充電無(wú)線數(shù)據(jù)路由，射頻芯片將得到的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)PCB天線將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸，完成整個(gè)傳感數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程。在電路設(shè)計(jì)時(shí)，我們采用了低功耗的芯片，電源電路采用了可充電的方式，在有外接電源的時(shí)候可以接外接電源，同時(shí)給內(nèi)置的電池進(jìn)行充電，在沒有外接電源和外接電源突然意外斷電的情況下，啟用內(nèi)部電池供電，保證電路的正常工作。所有的元器件采用了集成度較高的IC芯片，在線路的設(shè)計(jì)上可以做到足夠的超小，便攜性強(qiáng)，在沒有外接電源的工作狀況下，可以隨意安裝固定粘貼在物品的表面，內(nèi)部和周邊，由于采用了 ZIGBEE短距離無(wú)線傳輸協(xié)議，所有裝置自己之間可以自行構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)裝置的網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，由于裝置具有低功耗和超小便攜的特點(diǎn)，可以將任意安裝放置，因此可以對(duì)一些狹小、密閉的環(huán)境進(jìn)行溫濕度數(shù)據(jù)和裝置周邊以及裝置本身狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。裝置的工作原理過(guò)程，裝置的溫濕度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)周邊的環(huán)境溫濕度數(shù)值，并將數(shù)值通過(guò)組成的自身網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。裝置的三維加速度傳感器記錄并保存裝置本身和裝置周邊環(huán)境的狀態(tài)，當(dāng)三維加速度傳感器的值放生變化是，就會(huì)觸發(fā)和啟動(dòng)圖像傳感器，同時(shí)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)控制范圍內(nèi)的所有圖像傳感器，進(jìn)行實(shí)時(shí)拍照和圖像數(shù)據(jù)傳輸，完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域圖像的拍照和數(shù)據(jù)傳輸?？蛻舳送ㄟ^(guò)互聯(lián)網(wǎng)功能將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜胤?wù)器，通過(guò)本地服務(wù)器和具體的應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)顯示和控制。


圖I原理示意 圖2典型應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一個(gè)最為典型的應(yīng)用是將發(fā)明裝置應(yīng)用于博物館藏品的溫濕度監(jiān)控和安全狀態(tài)監(jiān)控，目前在博物館的溫濕度控制是在整個(gè)博物館的展廳中布置一些溫濕度的感知設(shè)備用于檢測(cè)房間的溫濕度，由于面積較大和空間的布局，溫濕度的測(cè)量值是一個(gè)平均值或者說(shuō)是一個(gè)溫濕度感知設(shè)備附近的值，那么對(duì)于藏品周邊和展廳的某個(gè)位置，會(huì)由于各種因素的影響，溫濕度的值和檢測(cè)到的溫濕度值有較大的變化，這樣就很不利于藏品的保存和管護(hù)。由于本裝置具有體積小，重量輕，無(wú)需外接電源，易于安裝等特點(diǎn)，我們可以將本發(fā)明裝置，安放在藏品的附近或者藏品之中，如圖2所示，這樣就可以有效的檢測(cè)到藏品所在位置微環(huán)境狀況的溫濕度值，通過(guò)裝置本身具有的自組網(wǎng)和短距離無(wú)線傳輸特性，就可以在客戶端方便的檢測(cè)到藏品微環(huán)境下的溫濕度的變化情況，并且將溫濕度測(cè)量值記錄保存下來(lái)，形成檔案材料。在本裝置中還裝有三維加速度傳感器和微型攝像裝置，三維加速度傳感器可以記錄本裝置的三維狀態(tài)，通過(guò)實(shí)際測(cè)量三維加速度值的變化來(lái)判斷裝置本身及其周邊發(fā)生的變化，當(dāng)發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)圖像傳感器對(duì)裝置周邊的環(huán)境進(jìn)行拍照記錄當(dāng)時(shí)的實(shí)際狀況，同時(shí)又會(huì)通過(guò)裝置本身的短距離無(wú)線傳輸技術(shù)，將藏品的變化的狀態(tài)及時(shí)反映到客戶端進(jìn)行相應(yīng)的處理。由于本裝置使用干電池供電，功耗低，待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，可以使裝置始終處于工作狀態(tài)，不會(huì)因?yàn)槭芡ｋ姷挠绊懀斐刹仄芬馔庠馐芷茐?，這樣就可以對(duì)藏品周邊環(huán)境狀態(tài)以及藏品本身的安全進(jìn)行更為有效的監(jiān)測(cè)和保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種陳列柜框架微環(huán)境下的溫濕度及安全狀態(tài)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，其特征在于主要由圖像傳感器、溫濕度傳感器、三維加速度傳感器、圖像傳感處理器、數(shù)據(jù)信號(hào)前端處理電路、數(shù)據(jù)處理器、晶振電路、數(shù)據(jù)接口電路、射頻電路、PCB天線和可充電電源電路組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種陳列柜框架微環(huán)境下的溫濕度及安全狀態(tài)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，其特征在于圖像傳感器，圖像傳感器采用低功耗微型傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種陳列柜框架微環(huán)境下的溫濕度及安全狀態(tài)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，其特征在于射頻芯片，芯片固化了 ZIGBEE協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，低功耗，高可靠性和自組網(wǎng)的高擴(kuò)容性。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種陳列柜框架微環(huán)境下的溫濕度及安全狀態(tài)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，其特征在于數(shù)據(jù)接口電路，通過(guò)數(shù)據(jù)接口電路實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備與數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)傳輸通信，方便對(duì)數(shù)據(jù)處理的編程、修改、控制，以及應(yīng)用軟件的恢復(fù)和升級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種陳列柜框架微環(huán)境下的溫濕度及安全狀態(tài)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，其特征在于可充電電源電路，采用雙路供電方式，在有外接電源的情況下使用外接電源，同時(shí)對(duì)電路內(nèi)的可充電電池供電，在沒有外接電源的情況下使用充電電池為裝置提供能量。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種陳列柜框架微環(huán)境下的溫濕度及安全狀態(tài)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，其特征在于PCB天線，射頻電路的無(wú)線傳輸，通過(guò)PCB天線完成，天線集成在電路板上,減小體積。
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種陳列柜框架微環(huán)境下的溫濕度及安全狀態(tài)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，其特征在于由于采用了射頻電路固化了 ZIGBEE協(xié)議，整個(gè)線路板體積小重量輕，方便裝置的安裝，無(wú)需鋪設(shè)線路。
8.根據(jù)權(quán)利要求書3、5、7所述的一種陳列柜框架微環(huán)境下的溫濕度及安全狀態(tài)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，其特征在于本裝置可以在裝置之間自組網(wǎng)絡(luò)，形成數(shù)據(jù)傳輸鏈路，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，由于體積小重量輕電池供電，也可以將裝置安放在任意位置，特別是一些狹小的空間，密閉空間，也可以粘貼固定在物品的表面，便于檢測(cè)微環(huán)境下的溫濕度值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種陳列柜架框的溫濕度及安全狀態(tài)無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，主要由圖像傳感器、溫濕度傳感器、三維加速度傳感器、圖像傳感處理器、數(shù)據(jù)信號(hào)前端處理電路、數(shù)據(jù)處理器、晶振電路、數(shù)據(jù)接口電路、射頻電路、PCB天線和可充電電源電路組成。該裝置使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和遠(yuǎn)程無(wú)線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)字畫、古董、文化產(chǎn)品陳列柜(架框)微環(huán)境的溫濕度無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)采用三維傳感技術(shù)和微型攝像技術(shù)，對(duì)陳列柜(架框)中的物品進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，當(dāng)被監(jiān)控物品的三維狀態(tài)發(fā)生變化，外圍環(huán)境發(fā)生振動(dòng)的時(shí)候，借助無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)出安全警報(bào)，同時(shí)啟動(dòng)裝置中的微型圖像傳感器，對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)記錄，提供現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)的場(chǎng)景狀態(tài)。
文檔編號(hào)G01D21/02GK102882924SQ20121027238
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者劉镕暢, 劉永, 邱義波 申請(qǐng)人:劉镕暢