文物智能展柜微环境多参数测控系统研究与设计
发布时间：2021-02-17 19:35
文物的老化和消亡是不可逆转的自然规律,但人们可以通过改善文物储存的环境来延缓文物的老化速率。影响馆藏文物长期保存的主要因素包括温湿度、光照、有害气体和有害生物,因此本文研发设计了展柜微环境多参数测控系统,通过监测展柜内影响文物存储的温湿度等环境变量,同时控制湿度量,确保文物储藏环境符合管理需求,以达到对文物预防性保护的目的。本文所述系统通过自行设计仪器并利用温湿度传感器、光照传感器、紫外传感器、VOC传感器和CO2传感器获取展柜内相对应的参数,通过LoRa组网方案将参数发送至电脑端进行管理,同时利用改进的集中控湿方案对展柜内湿度进行调控。本文以STM32系列单片机为核心,研究设计开发了多参数测控仪和气量分配执行器,完成了两类仪器的硬件设计和软件设计。完成了仪器通信的设计,并对系统模块进行了模块功能调试和总体测控效果调试,实测表明系统可实时高效的监测展柜内温湿度、光照、紫外、VOC和CO2信息,并对展柜内湿度进行及时的调控。本文系统既可以实时监测展柜内影响文物保存的环境参数,又可及时调控展柜内湿度。系统可监测光照度范围0-2000Lux,紫外照...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 文物预防性保护
1.2.2 展柜内环境监测方式
1.2.3 展柜温湿度控制
1.2.4 物联网发展
1.3 课题研究意义
1.4 课题主要内容与结构
第二章 系统设计方案
2.1 系统方案设计
2.2 系统控湿方案
2.3 系统组网方案
2.4 系统传感器设计与选择
2.4.1 温湿度传感器
2.4.2 光照度和紫外度传感器
2.4.3 气体传感器
2.5 本章小结
第三章 系统硬件设计
3.1 系统硬件设计方案
3.2 多参数测控仪硬件设计
3.2.1 MCU最小系统电路设计
3.2.2 传感器信号采集处理电路设计
3.2.3 LoRa通讯电路设计
3.2.4 气量分配器通讯电路设计
3.2.5 人机交互电路设计
3.2.6 电源管理电路设计
3.3 气量分配执行器硬件设计
3.3.1 MCU最小系统电路设计
3.3.2 多参数测控仪通讯电路设计
3.3.3 人机交互电路设计
3.3.4 阀门控制反馈电路设计
3.3.5 预留电路设计
3.3.6 电源管理电路设计
3.4 本章小结
第四章 系统软件设计
4.1 系统软件设计方案
4.2 多参数测控仪软件设计
4.2.1 总体软件设计
4.2.2 传感器数据采集软件设计
4.2.3 人机交互软件设计
4.2.4 网关通讯软件设计
4.2.5 气量分配执行器通讯软件设计
4.2.6 控湿软件设计
4.3 气量分配执行器软件设计
4.3.1 总体软件设计
4.3.2 阀门开度检测显示软件设计
4.3.3 多参数通讯软件设计
4.3.4 预留功能软件设计
4.4 本章小结
第五章 系统调试
5.1 仪器功能调试
5.1.1 传感器信号采集调试
5.1.2 多参数与电脑通讯调试
5.1.3 多参数人机交互调试
5.2 系统在展柜中的实际测试与调控效果
5.2.1 温湿度监测实验
5.2.2 光照监测实验
5.2.3 紫外监测实验
5.2.4 控湿效果实验
5.2.5 电脑端监测效果
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要工作成果总结
6.2 主要特点
6.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Zigbee与WiFi的安防系统设计[J]. 乔重园,梁国富,杨钰娟. 集成电路应用. 2019(04)
[2]智能物联网技术应用及发展[J]. 詹剑. 电子技术与软件工程. 2019(04)
[3]浅谈馆藏文物的预防性保护[J]. 仇志琴. 上海鲁迅研究. 2018(03)
[4]不同光谱LED光源辐照对染色丝绸文物的表面色差变化影响研究[J]. 罗云,周伟,张军,李毅东,刘显明. 灯与照明. 2018(03)
[5]博物馆文物展柜简述[J]. 苏进. 中国民族博览. 2018(07)
[6]一种适用于NBIOT系统的小区信号强度估计方案[J]. 李静. 中国新通信. 2018(09)
[7]天水市博物馆文物预防性保护实践[J]. 王文刚. 文物鉴定与鉴赏. 2017(09)
[8]基于LoRa的物联网低功耗广域系统设计[J]. 杨磊,梁活泉,张正,司鹏搏,张延华. 信息通信技术. 2017(01)
[9]NB-IoT关键技术及应用前景[J]. 邹玉龙,丁晓进,王全全. 中兴通讯技术. 2017(01)
[10]互联网+下的云健康监护系统设计[J]. 王金海,国海丁,王慧泉,于双,李晓波. 仪器仪表学报. 2016(S1)
博士论文
[1]蜂窝网协作通信及相关技术研究[D]. 寇明延.北京邮电大学 2010
硕士论文
[1]展柜微环境空气质量检测与净化系统研究[D]. 王学琪.合肥工业大学 2018
[2]基于扩散吸收式制冷的文物展柜恒湿环境控制研究[D]. 段兵兵.浙江大学 2017
[3]智能展柜温湿度测量与控制系统设计[D]. 钟颖.合肥工业大学 2016
[4]文物预防保护类科技成果评价体系研究[D]. 夏瑞雪.北京化工大学 2014
[5]国内外物联网技术发展的比较研究[D]. 姚旭东.西南交通大学 2012
[6]基于蓝牙技术的无线局域网连接[D]. 南楠.西安电子科技大学 2009
[7]文物保存湿度指标的确定方法及展柜温湿度控制技术研究[D]. 侯华波.中南大学 2007
[8]文物保存展柜微环境控制技术实验研究[D]. 孙翠莲.北京工业大学 2005
本文编号：3038429
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 文物预防性保护
1.2.2 展柜内环境监测方式
1.2.3 展柜温湿度控制
1.2.4 物联网发展
1.3 课题研究意义
1.4 课题主要内容与结构
第二章 系统设计方案
2.1 系统方案设计
2.2 系统控湿方案
2.3 系统组网方案
2.4 系统传感器设计与选择
2.4.1 温湿度传感器
2.4.2 光照度和紫外度传感器
2.4.3 气体传感器
2.5 本章小结
第三章 系统硬件设计
3.1 系统硬件设计方案
3.2 多参数测控仪硬件设计
3.2.1 MCU最小系统电路设计
3.2.2 传感器信号采集处理电路设计
3.2.3 LoRa通讯电路设计
3.2.4 气量分配器通讯电路设计
3.2.5 人机交互电路设计
3.2.6 电源管理电路设计
3.3 气量分配执行器硬件设计
3.3.1 MCU最小系统电路设计
3.3.2 多参数测控仪通讯电路设计
3.3.3 人机交互电路设计
3.3.4 阀门控制反馈电路设计
3.3.5 预留电路设计
3.3.6 电源管理电路设计
3.4 本章小结
第四章 系统软件设计
4.1 系统软件设计方案
4.2 多参数测控仪软件设计
4.2.1 总体软件设计
4.2.2 传感器数据采集软件设计
4.2.3 人机交互软件设计
4.2.4 网关通讯软件设计
4.2.5 气量分配执行器通讯软件设计
4.2.6 控湿软件设计
4.3 气量分配执行器软件设计
4.3.1 总体软件设计
4.3.2 阀门开度检测显示软件设计
4.3.3 多参数通讯软件设计
4.3.4 预留功能软件设计
4.4 本章小结
第五章 系统调试
5.1 仪器功能调试
5.1.1 传感器信号采集调试
5.1.2 多参数与电脑通讯调试
5.1.3 多参数人机交互调试
5.2 系统在展柜中的实际测试与调控效果
5.2.1 温湿度监测实验
5.2.2 光照监测实验
5.2.3 紫外监测实验
5.2.4 控湿效果实验
5.2.5 电脑端监测效果
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 主要工作成果总结
6.2 主要特点
6.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Zigbee与WiFi的安防系统设计[J]. 乔重园,梁国富,杨钰娟. 集成电路应用. 2019(04)
[2]智能物联网技术应用及发展[J]. 詹剑. 电子技术与软件工程. 2019(04)
[3]浅谈馆藏文物的预防性保护[J]. 仇志琴. 上海鲁迅研究. 2018(03)
[4]不同光谱LED光源辐照对染色丝绸文物的表面色差变化影响研究[J]. 罗云,周伟,张军,李毅东,刘显明. 灯与照明. 2018(03)
[5]博物馆文物展柜简述[J]. 苏进. 中国民族博览. 2018(07)
[6]一种适用于NBIOT系统的小区信号强度估计方案[J]. 李静. 中国新通信. 2018(09)
[7]天水市博物馆文物预防性保护实践[J]. 王文刚. 文物鉴定与鉴赏. 2017(09)
[8]基于LoRa的物联网低功耗广域系统设计[J]. 杨磊,梁活泉,张正,司鹏搏,张延华. 信息通信技术. 2017(01)
[9]NB-IoT关键技术及应用前景[J]. 邹玉龙,丁晓进,王全全. 中兴通讯技术. 2017(01)
[10]互联网+下的云健康监护系统设计[J]. 王金海,国海丁,王慧泉,于双,李晓波. 仪器仪表学报. 2016(S1)
博士论文
[1]蜂窝网协作通信及相关技术研究[D]. 寇明延.北京邮电大学 2010
硕士论文
[1]展柜微环境空气质量检测与净化系统研究[D]. 王学琪.合肥工业大学 2018
[2]基于扩散吸收式制冷的文物展柜恒湿环境控制研究[D]. 段兵兵.浙江大学 2017
[3]智能展柜温湿度测量与控制系统设计[D]. 钟颖.合肥工业大学 2016
[4]文物预防保护类科技成果评价体系研究[D]. 夏瑞雪.北京化工大学 2014
[5]国内外物联网技术发展的比较研究[D]. 姚旭东.西南交通大学 2012
[6]基于蓝牙技术的无线局域网连接[D]. 南楠.西安电子科技大学 2009
[7]文物保存湿度指标的确定方法及展柜温湿度控制技术研究[D]. 侯华波.中南大学 2007
[8]文物保存展柜微环境控制技术实验研究[D]. 孙翠莲.北京工业大学 2005
本文编号：3038429
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