■ 齊 敏

無論是收藏于博物館的文物，還是地處鄉(xiāng)間的古跡，都面臨著自然或人為的威脅、損害，甚至是滅頂之災(zāi)。國家文物主管部門為加強文物保護相繼出臺多項規(guī)范和要求，對文物保存環(huán)境進行實時監(jiān)測。而現(xiàn)有安全防范手段或半人工監(jiān)測方法，很難實現(xiàn)對文物保存環(huán)境的全面監(jiān)測。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，為實現(xiàn)對文物安全的“提前做預(yù)防、被動變主動”保護做了良好的示范。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在文物保護方面的天然優(yōu)勢

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有著本質(zhì)上的不同，互聯(lián)網(wǎng)是人與人之間的信息交流，實現(xiàn)的是信息數(shù)據(jù)共享，而物聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)人與物、物與物之間的交流融合，使接觸者近似直觀地感知世界、了解世界。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之所以對我國的文物保護工作有著重要的意義，是因為這項技術(shù)使文物的保護工作在更廣泛的領(lǐng)域得到了開展。通過傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID、激光掃描器等多種傳感設(shè)備，按照一定的通信協(xié)議，將物與物連接，信息通過接入網(wǎng)絡(luò)進行交流，能夠智能化識別監(jiān)控對象，實現(xiàn)對文物的定位、追蹤和探查，以及對文物所處環(huán)境的監(jiān)測等工作，全方位有效保護文物。而且，物聯(lián)網(wǎng)以計算機和手機等作為載體，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主要的支撐手段來實現(xiàn)監(jiān)控、跟蹤及識別等功能，構(gòu)建龐大的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。與傳統(tǒng)方式相比，可以減少人力的消耗，全面提升文物保護工作的效率和工作質(zhì)量。

二、無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在文物保護中的作用

（一）文物保存環(huán)境檢測的必要性

對館藏文物來說，根據(jù)相關(guān)標準設(shè)置閾值，隨時監(jiān)測環(huán)境中的溫度、濕度、二氧化碳濃度、甲醛濃度、PM 值、光照、紫外線等環(huán)境因子；與閾值對比，匯總形成分析表或分析圖，為文物保存環(huán)境提供準確的參考依據(jù)，方便專業(yè)保護人員進行風險評估。而且，常見的金屬腐蝕、古籍書頁酸化變脆、竹木裂變變形等主要是保存不當所導(dǎo)致的文物損壞。文物在未發(fā)掘時的保存狀態(tài)與挖掘后的保存狀態(tài)大有不同，很難通過人工測量來模擬出適合文物保存的環(huán)境。而無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，可以十分便捷地對文物所處環(huán)境進行分析模擬，利用現(xiàn)代科技手段對文物保存條件進行復(fù)刻，進而提醒我們改善文物賦存環(huán)境，提高文物保護的效果和質(zhì)量。

對處于野外的不可移動文物來說，此系統(tǒng)能隨時監(jiān)測大氣中的污染物或是其他影響文物安全的相關(guān)數(shù)值，利用大數(shù)據(jù)分析處理，借助現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及三維掃描設(shè)備，為文物建立匹配的數(shù)字化監(jiān)測檔案，隨時對比存儲數(shù)據(jù)，為文物保護措施的制定提供有力的科學依據(jù)。

（二）無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的準確性和全面性

文物保存環(huán)境檢測系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、監(jiān)測現(xiàn)場、網(wǎng)絡(luò)傳輸節(jié)點、云服務(wù)平臺四部分。其工作流程為：通過監(jiān)測現(xiàn)場布置的“外接傳感器”，根據(jù)軟件預(yù)先設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對文物所處環(huán)境中需要采集的數(shù)據(jù)進行精準采集；再通過“路由節(jié)點”和“網(wǎng)關(guān)節(jié)點”，保障數(shù)據(jù)能夠傳輸?shù)皆品?wù)平臺；云服務(wù)平臺在接收到數(shù)據(jù)后，一是將信息反饋給監(jiān)測人員，同時保障平臺可以對數(shù)據(jù)進行分析校準及保存等工作，二是通過監(jiān)測人員將需要反饋和控制的信息通過指令傳回給現(xiàn)場，進行適時干預(yù)。

無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對文物所處環(huán)境中的各類數(shù)據(jù)進行全面、多次采集，從而保障信息的準確度，提高文物保護基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的專業(yè)性。再者，還可以預(yù)先設(shè)定網(wǎng)絡(luò)傳輸、存儲和處理形式，實現(xiàn)信息的智能化管理和發(fā)布，節(jié)省大量的管理和運營成本。此外，服務(wù)平臺能夠快速簡便地儲存和提取各種監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時觀看、備份、查詢、對比和分析等功能。此系統(tǒng)最大的功用就是利用采集到的各類數(shù)據(jù)來建立安全穩(wěn)定的文物保存環(huán)境診斷評價模型，并依據(jù)此模型來模擬文物適宜的保存環(huán)境，真正為文物的預(yù)防性保護起到信息收集和反饋作用。

（三）無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的運用案例

探究無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的實際運用，以溫濕度模塊為例。此模塊是通過外接傳感器獲取當前需要監(jiān)測的文物周邊濕度和溫度等環(huán)境數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至云服務(wù)平臺，再由平臺監(jiān)測人員查看這些信息，對比歷史數(shù)據(jù)進行分析，重點關(guān)注引起警示的內(nèi)容，對需要調(diào)整的部分發(fā)出調(diào)整指令，對不利因素迅速判斷和分析，進而調(diào)試出科學合理的保存環(huán)境，也為后續(xù)的專業(yè)文物保護提供可靠的信息依據(jù)。簡單來說，就是通過“環(huán)境監(jiān)測—數(shù)據(jù)評估—科學預(yù)警—合理調(diào)控”的流程，實現(xiàn)對館藏文物所處環(huán)境的實時監(jiān)測，為文物保存環(huán)境的變化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為改善館藏文物的保存環(huán)境提供科學依據(jù)，隨時按需調(diào)整文物的預(yù)防性保護工作。

三、無線安防系統(tǒng)在文物保護中的作用

（一）文物安全保護的迫切性

保護文物安全是文物工作的重要內(nèi)容。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)文物保護無線安防系統(tǒng)，對文物進行實時監(jiān)控，掌握本體和周邊環(huán)境的實際情況，將人力安防和系統(tǒng)安防相結(jié)合，不但可以提升數(shù)據(jù)利用的準確度，提高文物保護的工作效率，還有利于回溯分析文物受損過程，為防范文物損壞提供經(jīng)驗和數(shù)據(jù)資料。

（二）無線安防系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)越性

無線安防系統(tǒng)具有安防程度高、維護成本低、無需布線、架設(shè)方便等特點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類文物安防保護中。此系統(tǒng)主要包括前端采集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和后端監(jiān)控中心，實現(xiàn)監(jiān)控和文物現(xiàn)場保持同步的效果。而且，監(jiān)控中心還可以對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行備份儲存，有利于野外文物保護工作更好開展。

（三）無線安防系統(tǒng)的應(yīng)用

以火災(zāi)破壞為例。對于處在野外或是無人照管的文物，人力巡查和簡單的熱源探測設(shè)備很難實現(xiàn)24 小時火情監(jiān)控，而無線安防系統(tǒng)則可以通過預(yù)先植入的或是與文物所在地聯(lián)動的防火感知設(shè)備進行實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)隱患或是火情，感知設(shè)備會及時傳輸回安防系統(tǒng)的監(jiān)控中心，為防范和及時處理火災(zāi)隱患起到至關(guān)重要的作用。

再以文物盜掘、破壞為例。目前常用的技術(shù)手段，如視頻監(jiān)控、紅外監(jiān)控等，對夜間的地下挖掘、爆破起到的作用有限。面對這種情況，無線安防系統(tǒng)能夠進行科學化處理，實時監(jiān)控。其工作原理是：無線安防系統(tǒng)通過太陽能光伏發(fā)電設(shè)備蓄電和供電，監(jiān)控盜掘行為；采集入侵信號，發(fā)送到信息數(shù)據(jù)中心進行解析；再傳送到遠程控制中心進行處理，并判斷是否有盜掘、侵害行為發(fā)生。其中，入侵識別功能基于震動信號識別技術(shù)；預(yù)警系統(tǒng)則是同文物執(zhí)法部門監(jiān)控平臺納入統(tǒng)一管理，在發(fā)生文物盜掘或侵害時立即報警。為保證自然震動變量不會“誤觸”識別系統(tǒng)，還要利用紅外監(jiān)控技術(shù)結(jié)合視頻音頻監(jiān)控技術(shù)，將人為引起的震動信號的產(chǎn)生機理與自然因素導(dǎo)致的震動信號的傳播衰減特性進行區(qū)分，達到對盜掘、侵害行為及時預(yù)警的目的。并與執(zhí)法部門聯(lián)動，及時處置突發(fā)事件，為文物安全保駕護航。

結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)模塊化程度高、圖形界面顯示直觀，具有歷史數(shù)據(jù)回溯和對比功能，為文物保護、文物安全帶來了新的機遇。構(gòu)建文物保護無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和無線安防系統(tǒng)，將有利于提高文物保護工作質(zhì)量，高效解決文物的安防問題，在文物保護和文物安全方面發(fā)揮重要作用。