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
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