基于无线传感器技术的无线文物环境监测系统

一、系统介绍

无线文物环境监测系统重点面向缺乏电源、通信等基础设施的野外等恶劣场景中的大范围环境监测应用。系统采用了无线数据采集网络、无线数据转发网络和Internet结合的三层网路通信架构。无线环境监测传感器采用电池长期供电，进行环境数据采集并通过低功耗多跳无线自组织网络进行数据传输，无需在数据采集网络范围内建设电缆和通信线缆等基础设施，各个传感器之间可 以自动地相互进行数据中继转发，从而可以保证组网和通信的可靠性，并能够扩大监测网络的部署范围，降低部署难度。长距离无线中继器通过长距离无线通信技术将环境数据转发到与Internet连接的环境监测路由器，从而大大拓展了在恶劣场景中的系统部署范围。环境监测路由器将数据推送到数据处理与访问服务器。相应的工作人员都可以使用计算机的Web浏览器实时查询最新的环境数据和历史数据，分析当前的环境状况。

为方便在恶劣场景下长期系统运行中的维护操作，该系统集成了远程系统状态监测功能。该功能可实时报告系统中所有设备的当前状态，并协助维护人员分析故障原因。



二、无线环境监测传感器



无线环境监测传感器针对气象监测、环境监测等需求，采用高精度的温 湿度传感器和气体传感器，并进行了宽温、高强度的防水、防尘、防紫外线节点设计，可以进行快速准确的环境数据采集。此外，考虑到环境监测应用提出的能够在 各种环境和场所快速灵活部署的要求，该设备采用了最新的无线传感器网络技术，以无线通信的方式进行监测数据的传输，设备之间可以相互进行数据中继，从而可以大大扩展数据的传输范围。设备功耗极低，在自组织多跳组网的模式下，采用2节5号电池（温湿度监测设备）可以连续工作1年以上（1分钟通信周期）。设备主要技术指标如下：

监测能力：温度、湿度、二氧化碳浓度等

量程：温度-40℃~+85℃，湿度0~100%，二氧化碳0~2000ppm、0~5000ppm

监测精度：温度±0.3℃，湿度±1.8%，二氧化碳浓度±3%

监测数据采集间隔：1秒~15分种可调

数据存储容量：≥10万条记录

无线通信频段：2.4GHz ISM频段

通信速率：250kbps

无线通信距离：400米（视距）

组网方式：网状网络

供电方式：2节5号电池（温湿度传感器），DC 12V输入(二氧化碳传感器)

连续工作周期：≥1年（温湿度传感器）

工作温度：-40~85℃（温湿度传感器），0~50℃（二氧化碳传感器）

设备安装方式：卧式/壁挂式

尺寸（L×W×H）：95×75×32mm（温湿度传感器）/ 95×75×47mm（二氧化碳传感器）（不含天线）

防护等级：IP53外壳防护

三、数据处理与访问服务器



数据处理与访问服务器接收由网关设备发送过来的监测数据，进行解析处理后保存在数据库中。服务器提供基于Web方式的数据查询、统计、分析等处理功能，并提 供完善的监测网络管理与设备管理功能。



数据观察页面



数据曲线观察



2节5号电池一年内放电曲线

北京云天创科技公司成立于2008年7月，是一家从事无线通信技术与产品的研究、开发、生产与销售的年轻公司。公司核心人员从05年开始，一直致力于无线传感器网络通信产品的研发和应用，有着丰富的无线通信系统设计经验，以专业的技术和良好的服务能力为用户提供个性化的网络通信解决方案。