专利名称：陈列柜框架的温湿度及安全无线远程监控装置的制作方法
技术领域：
本发明通过无线传感网络技术、图像识别技术和单片机控制技术实现陈列柜框架微环境下的温湿度及安全状态无线远程监控装置，广泛的应用在博物馆藏品、产品陈列室、字画框架、陈列架上物品的温湿度监控和安全保护。
背景技术：
藏品是我国重要的历史文化财富，它反映了社会发展变革，社会进步的全过程。藏品安全是一切藏品管理工作的基础，只有保证藏品的安全，博物馆才有存在的价值。在博物馆免费开放的今天，藏品的利用率日益加大，这对于博物馆的发展带来良好机遇的同时，我们也不能不看见这给博物馆藏品安全带来的严重隐患。博物馆是保存珍贵文物的重要场所，而文物的保存对环境有着复杂而严格的要求。藏品在保存中易受到环境气候、空气污染、光线辐射、昆虫危害、微生物繁殖等环境因素的影响。科学研究文物藏品在文物库房中的保存环境可避免文物在自然环境中受到的损坏，延长文物藏品的寿命。库房内温度和湿度的环境变化是影响文物保存最佳状态的主要因素。巨大的藏品市场以及各类博物馆、文史馆对藏品安全、防盗、保存环境的温湿度监控的装置的需求就会日益剧增。

发明内容
本发明公开了一种陈列柜框架微环境下的温湿度及安全状态无线远程监控装置，主要由图像传感器、温湿度传感器、三维加速度传感器、图像传感处理器、数据信号前端处理电路、数据处理器、晶振电路、数据接口电路、射频电路、PCB天线和可充电电源电路组成。如图I所示，图像传感器、温湿度传感器、三维加速度传感器用来监测装置周边的温湿度值，装置周围以及装置本身的状态变化值，图像传感器对周边的环境进行拍照，传感器的输入信号经数据信号前端处理电路，滤波、整形、放大处理后，将信号传送到数据处理器，数据处理器，会对得到的数据进行相应的处理，处理后的数据信号，传输给射频芯片，射频芯片内部固化了 ZIGBEE协议，通过该协议可以方便的将同类装置，自行组成网络，实现数据的路由交替传输，每个装置既是传感数据的采集节点，又可以充电无线数据路由，射频芯片将得到的数据，经过PCB天线将数据无线传输，完成整个传感数据的传输过程。在电路设计时，我们采用了低功耗的芯片，电源电路采用了可充电的方式，在有外接电源的时候可以接外接电源，同时给内置的电池进行充电，在没有外接电源和外接电源突然意外断电的情况下，启用内部电池供电，保证电路的正常工作。所有的元器件采用了集成度较高的IC芯片，在线路的设计上可以做到足够的超小，便携性强，在没有外接电源的工作状况下，可以随意安装固定粘贴在物品的表面，内部和周边，由于采用了 ZIGBEE短距离无线传输协议，所有装置自己之间可以自行构建网络，实现装置的网络连接，实现数据的网络传输，由于装置具有低功耗和超小便携的特点，可以将任意安装放置，因此可以对一些狭小、密闭的环境进行温湿度数据和装置周边以及装置本身状态数据实时监测。装置的工作原理过程，装置的温湿度传感器实时检测周边的环境温湿度数值，并将数值通过组成的自身网络传输数据，数据保存到本地数据库。装置的三维加速度传感器记录并保存装置本身和装置周边环境的状态，当三维加速度传感器的值放生变化是，就会触发和启动图像传感器，同时通过无线网络启动网络控制范围内的所有图像传感器，进行实时拍照和图像数据传输，完成整个网络区域图像的拍照和数据传输。客户端通过互联网功能将数据传输到本地服务器，通过本地服务器和具体的应用软件实现远程数据的监测显示和控制。


图I原理示意 图2典型应用示意图。
具体实施例方式本发明一个最为典型的应用是将发明装置应用于博物馆藏品的温湿度监控和安全状态监控，目前在博物馆的温湿度控制是在整个博物馆的展厅中布置一些温湿度的感知设备用于检测房间的温湿度，由于面积较大和空间的布局，温湿度的测量值是一个平均值或者说是一个温湿度感知设备附近的值，那么对于藏品周边和展厅的某个位置，会由于各种因素的影响，温湿度的值和检测到的温湿度值有较大的变化，这样就很不利于藏品的保存和管护。由于本装置具有体积小，重量轻，无需外接电源，易于安装等特点，我们可以将本发明装置，安放在藏品的附近或者藏品之中，如图2所示，这样就可以有效的检测到藏品所在位置微环境状况的温湿度值，通过装置本身具有的自组网和短距离无线传输特性，就可以在客户端方便的检测到藏品微环境下的温湿度的变化情况，并且将温湿度测量值记录保存下来，形成档案材料。在本装置中还装有三维加速度传感器和微型摄像装置，三维加速度传感器可以记录本装置的三维状态，通过实际测量三维加速度值的变化来判断装置本身及其周边发生的变化，当发生变化时，就会启动图像传感器对装置周边的环境进行拍照记录当时的实际状况，同时又会通过装置本身的短距离无线传输技术，将藏品的变化的状态及时反映到客户端进行相应的处理。由于本装置使用干电池供电，功耗低，待机时间长，可以使装置始终处于工作状态，不会因为受停电的影响，造成藏品意外遭受破坏，这样就可以对藏品周边环境状态以及藏品本身的安全进行更为有效的监测和保护。
权利要求
1.一种陈列柜框架微环境下的温湿度及安全状态无线远程监控装置，其特征在于主要由图像传感器、温湿度传感器、三维加速度传感器、图像传感处理器、数据信号前端处理电路、数据处理器、晶振电路、数据接口电路、射频电路、PCB天线和可充电电源电路组成。
2.根据权利要求书I所述的一种陈列柜框架微环境下的温湿度及安全状态无线远程监控装置，其特征在于图像传感器，图像传感器采用低功耗微型传感器。
3.根据权利要求书I所述的一种陈列柜框架微环境下的温湿度及安全状态无线远程监控装置，其特征在于射频芯片，芯片固化了 ZIGBEE协议，实现数据的无线传输，低功耗，高可靠性和自组网的高扩容性。
4.根据权利要求书I所述的一种陈列柜框架微环境下的温湿度及安全状态无线远程监控装置，其特征在于数据接口电路，通过数据接口电路实现外部设备与数据处理器的数据传输通信，方便对数据处理的编程、修改、控制，以及应用软件的恢复和升级。
5.根据权利要求书I所述的一种陈列柜框架微环境下的温湿度及安全状态无线远程监控装置，其特征在于可充电电源电路，采用双路供电方式，在有外接电源的情况下使用外接电源，同时对电路内的可充电电池供电，在没有外接电源的情况下使用充电电池为装置提供能量。
6.根据权利要求书I所述的一种陈列柜框架微环境下的温湿度及安全状态无线远程监控装置，其特征在于PCB天线，射频电路的无线传输，通过PCB天线完成，天线集成在电路板上,减小体积。
7.根据权利要求书I所述的一种陈列柜框架微环境下的温湿度及安全状态无线远程监控装置，其特征在于由于采用了射频电路固化了 ZIGBEE协议，整个线路板体积小重量轻，方便装置的安装，无需铺设线路。
8.根据权利要求书3、5、7所述的一种陈列柜框架微环境下的温湿度及安全状态无线远程监控装置，其特征在于本装置可以在装置之间自组网络，形成数据传输链路，实现数据的无线传输，由于体积小重量轻电池供电，也可以将装置安放在任意位置，特别是一些狭小的空间，密闭空间，也可以粘贴固定在物品的表面，便于检测微环境下的温湿度值。
全文摘要
本发明公开了一种陈列柜架框的温湿度及安全状态无线远程监控装置，主要由图像传感器、温湿度传感器、三维加速度传感器、图像传感处理器、数据信号前端处理电路、数据处理器、晶振电路、数据接口电路、射频电路、PCB天线和可充电电源电路组成。该装置使用物联网技术、传感网络技术和远程无线通信技术，实现对字画、古董、文化产品陈列柜(架框)微环境的温湿度无线远程监控，同时采用三维传感技术和微型摄像技术，对陈列柜(架框)中的物品进行状态监控，当被监控物品的三维状态发生变化，外围环境发生振动的时候，借助无线传感网络技术发出安全警报，同时启动装置中的微型图像传感器，对周边环境进行图像数据记录，提供现场实时的场景状态。
文档编号G01D21/02GK102882924SQ20121027238
公开日2013年1月16日 申请日期2012年8月2日 优先权日2012年8月2日
发明者刘镕畅, 刘永, 邱义波 申请人:刘镕畅