文物智能展柜微環(huán)境多參數(shù)測(cè)控系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-02-17 19:35
文物的老化和消亡是不可逆轉(zhuǎn)的自然規(guī)律,但人們可以通過改善文物儲(chǔ)存的環(huán)境來延緩文物的老化速率。影響?zhàn)^藏文物長(zhǎng)期保存的主要因素包括溫濕度、光照、有害氣體和有害生物,因此本文研發(fā)設(shè)計(jì)了展柜微環(huán)境多參數(shù)測(cè)控系統(tǒng),通過監(jiān)測(cè)展柜內(nèi)影響文物存儲(chǔ)的溫濕度等環(huán)境變量,同時(shí)控制濕度量,確保文物儲(chǔ)藏環(huán)境符合管理需求,以達(dá)到對(duì)文物預(yù)防性保護(hù)的目的。本文所述系統(tǒng)通過自行設(shè)計(jì)儀器并利用溫濕度傳感器、光照傳感器、紫外傳感器、VOC傳感器和CO2傳感器獲取展柜內(nèi)相對(duì)應(yīng)的參數(shù),通過LoRa組網(wǎng)方案將參數(shù)發(fā)送至電腦端進(jìn)行管理,同時(shí)利用改進(jìn)的集中控濕方案對(duì)展柜內(nèi)濕度進(jìn)行調(diào)控。本文以STM32系列單片機(jī)為核心,研究設(shè)計(jì)開發(fā)了多參數(shù)測(cè)控儀和氣量分配執(zhí)行器,完成了兩類儀器的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。完成了儀器通信的設(shè)計(jì),并對(duì)系統(tǒng)模塊進(jìn)行了模塊功能調(diào)試和總體測(cè)控效果調(diào)試,實(shí)測(cè)表明系統(tǒng)可實(shí)時(shí)高效的監(jiān)測(cè)展柜內(nèi)溫濕度、光照、紫外、VOC和CO2信息,并對(duì)展柜內(nèi)濕度進(jìn)行及時(shí)的調(diào)控。本文系統(tǒng)既可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)展柜內(nèi)影響文物保存的環(huán)境參數(shù),又可及時(shí)調(diào)控展柜內(nèi)濕度。系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)光照度范圍0-2000Lux,紫外照...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 文物預(yù)防性保護(hù)
1.2.2 展柜內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)方式
1.2.3 展柜溫濕度控制
1.2.4 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
1.3 課題研究意義
1.4 課題主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2.1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.2 系統(tǒng)控濕方案
2.3 系統(tǒng)組網(wǎng)方案
2.4 系統(tǒng)傳感器設(shè)計(jì)與選擇
2.4.1 溫濕度傳感器
2.4.2 光照度和紫外度傳感器
2.4.3 氣體傳感器
2.5 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案
3.2 多參數(shù)測(cè)控儀硬件設(shè)計(jì)
3.2.1 MCU最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
3.2.2 傳感器信號(hào)采集處理電路設(shè)計(jì)
3.2.3 LoRa通訊電路設(shè)計(jì)
3.2.4 氣量分配器通訊電路設(shè)計(jì)
3.2.5 人機(jī)交互電路設(shè)計(jì)
3.2.6 電源管理電路設(shè)計(jì)
3.3 氣量分配執(zhí)行器硬件設(shè)計(jì)
3.3.1 MCU最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
3.3.2 多參數(shù)測(cè)控儀通訊電路設(shè)計(jì)
3.3.3 人機(jī)交互電路設(shè)計(jì)
3.3.4 閥門控制反饋電路設(shè)計(jì)
3.3.5 預(yù)留電路設(shè)計(jì)
3.3.6 電源管理電路設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案
4.2 多參數(shù)測(cè)控儀軟件設(shè)計(jì)
4.2.1 總體軟件設(shè)計(jì)
4.2.2 傳感器數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)
4.2.3 人機(jī)交互軟件設(shè)計(jì)
4.2.4 網(wǎng)關(guān)通訊軟件設(shè)計(jì)
4.2.5 氣量分配執(zhí)行器通訊軟件設(shè)計(jì)
4.2.6 控濕軟件設(shè)計(jì)
4.3 氣量分配執(zhí)行器軟件設(shè)計(jì)
4.3.1 總體軟件設(shè)計(jì)
4.3.2 閥門開度檢測(cè)顯示軟件設(shè)計(jì)
4.3.3 多參數(shù)通訊軟件設(shè)計(jì)
4.3.4 預(yù)留功能軟件設(shè)計(jì)
4.4 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)調(diào)試
5.1 儀器功能調(diào)試
5.1.1 傳感器信號(hào)采集調(diào)試
5.1.2 多參數(shù)與電腦通訊調(diào)試
5.1.3 多參數(shù)人機(jī)交互調(diào)試
5.2 系統(tǒng)在展柜中的實(shí)際測(cè)試與調(diào)控效果
5.2.1 溫濕度監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)
5.2.2 光照監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)
5.2.3 紫外監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)
5.2.4 控濕效果實(shí)驗(yàn)
5.2.5 電腦端監(jiān)測(cè)效果
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 主要工作成果總結(jié)
6.2 主要特點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Zigbee與WiFi的安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 喬重園,梁國(guó)富,楊鈺娟. 集成電路應(yīng)用. 2019(04)
[2]智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展[J]. 詹劍. 電子技術(shù)與軟件工程. 2019(04)
[3]淺談館藏文物的預(yù)防性保護(hù)[J]. 仇志琴. 上海魯迅研究. 2018(03)
[4]不同光譜LED光源輻照對(duì)染色絲綢文物的表面色差變化影響研究[J]. 羅云,周偉,張軍,李毅東,劉顯明. 燈與照明. 2018(03)
[5]博物館文物展柜簡(jiǎn)述[J]. 蘇進(jìn). 中國(guó)民族博覽. 2018(07)
[6]一種適用于NBIOT系統(tǒng)的小區(qū)信號(hào)強(qiáng)度估計(jì)方案[J]. 李靜. 中國(guó)新通信. 2018(09)
[7]天水市博物館文物預(yù)防性保護(hù)實(shí)踐[J]. 王文剛. 文物鑒定與鑒賞. 2017(09)
[8]基于LoRa的物聯(lián)網(wǎng)低功耗廣域系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊磊,梁活泉,張正,司鵬搏,張延華. 信息通信技術(shù). 2017(01)
[9]NB-IoT關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用前景[J]. 鄒玉龍,丁曉進(jìn),王全全. 中興通訊技術(shù). 2017(01)
[10]互聯(lián)網(wǎng)+下的云健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王金海,國(guó)海丁,王慧泉,于雙,李曉波. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(S1)
博士論文
[1]蜂窩網(wǎng)協(xié)作通信及相關(guān)技術(shù)研究[D]. 寇明延.北京郵電大學(xué) 2010
碩士論文
[1]展柜微環(huán)境空氣質(zhì)量檢測(cè)與凈化系統(tǒng)研究[D]. 王學(xué)琪.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于擴(kuò)散吸收式制冷的文物展柜恒濕環(huán)境控制研究[D]. 段兵兵.浙江大學(xué) 2017
[3]智能展柜溫濕度測(cè)量與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 鐘穎.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[4]文物預(yù)防保護(hù)類科技成果評(píng)價(jià)體系研究[D]. 夏瑞雪.北京化工大學(xué) 2014
[5]國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的比較研究[D]. 姚旭東.西南交通大學(xué) 2012
[6]基于藍(lán)牙技術(shù)的無線局域網(wǎng)連接[D]. 南楠.西安電子科技大學(xué) 2009
[7]文物保存濕度指標(biāo)的確定方法及展柜溫濕度控制技術(shù)研究[D]. 侯華波.中南大學(xué) 2007
[8]文物保存展柜微環(huán)境控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究[D]. 孫翠蓮.北京工業(yè)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3038429
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 文物預(yù)防性保護(hù)
1.2.2 展柜內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)方式
1.2.3 展柜溫濕度控制
1.2.4 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
1.3 課題研究意義
1.4 課題主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2.1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.2 系統(tǒng)控濕方案
2.3 系統(tǒng)組網(wǎng)方案
2.4 系統(tǒng)傳感器設(shè)計(jì)與選擇
2.4.1 溫濕度傳感器
2.4.2 光照度和紫外度傳感器
2.4.3 氣體傳感器
2.5 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案
3.2 多參數(shù)測(cè)控儀硬件設(shè)計(jì)
3.2.1 MCU最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
3.2.2 傳感器信號(hào)采集處理電路設(shè)計(jì)
3.2.3 LoRa通訊電路設(shè)計(jì)
3.2.4 氣量分配器通訊電路設(shè)計(jì)
3.2.5 人機(jī)交互電路設(shè)計(jì)
3.2.6 電源管理電路設(shè)計(jì)
3.3 氣量分配執(zhí)行器硬件設(shè)計(jì)
3.3.1 MCU最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
3.3.2 多參數(shù)測(cè)控儀通訊電路設(shè)計(jì)
3.3.3 人機(jī)交互電路設(shè)計(jì)
3.3.4 閥門控制反饋電路設(shè)計(jì)
3.3.5 預(yù)留電路設(shè)計(jì)
3.3.6 電源管理電路設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案
4.2 多參數(shù)測(cè)控儀軟件設(shè)計(jì)
4.2.1 總體軟件設(shè)計(jì)
4.2.2 傳感器數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)
4.2.3 人機(jī)交互軟件設(shè)計(jì)
4.2.4 網(wǎng)關(guān)通訊軟件設(shè)計(jì)
4.2.5 氣量分配執(zhí)行器通訊軟件設(shè)計(jì)
4.2.6 控濕軟件設(shè)計(jì)
4.3 氣量分配執(zhí)行器軟件設(shè)計(jì)
4.3.1 總體軟件設(shè)計(jì)
4.3.2 閥門開度檢測(cè)顯示軟件設(shè)計(jì)
4.3.3 多參數(shù)通訊軟件設(shè)計(jì)
4.3.4 預(yù)留功能軟件設(shè)計(jì)
4.4 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)調(diào)試
5.1 儀器功能調(diào)試
5.1.1 傳感器信號(hào)采集調(diào)試
5.1.2 多參數(shù)與電腦通訊調(diào)試
5.1.3 多參數(shù)人機(jī)交互調(diào)試
5.2 系統(tǒng)在展柜中的實(shí)際測(cè)試與調(diào)控效果
5.2.1 溫濕度監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)
5.2.2 光照監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)
5.2.3 紫外監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)
5.2.4 控濕效果實(shí)驗(yàn)
5.2.5 電腦端監(jiān)測(cè)效果
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 主要工作成果總結(jié)
6.2 主要特點(diǎn)
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Zigbee與WiFi的安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 喬重園,梁國(guó)富,楊鈺娟. 集成電路應(yīng)用. 2019(04)
[2]智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展[J]. 詹劍. 電子技術(shù)與軟件工程. 2019(04)
[3]淺談館藏文物的預(yù)防性保護(hù)[J]. 仇志琴. 上海魯迅研究. 2018(03)
[4]不同光譜LED光源輻照對(duì)染色絲綢文物的表面色差變化影響研究[J]. 羅云,周偉,張軍,李毅東,劉顯明. 燈與照明. 2018(03)
[5]博物館文物展柜簡(jiǎn)述[J]. 蘇進(jìn). 中國(guó)民族博覽. 2018(07)
[6]一種適用于NBIOT系統(tǒng)的小區(qū)信號(hào)強(qiáng)度估計(jì)方案[J]. 李靜. 中國(guó)新通信. 2018(09)
[7]天水市博物館文物預(yù)防性保護(hù)實(shí)踐[J]. 王文剛. 文物鑒定與鑒賞. 2017(09)
[8]基于LoRa的物聯(lián)網(wǎng)低功耗廣域系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 楊磊,梁活泉,張正,司鵬搏,張延華. 信息通信技術(shù). 2017(01)
[9]NB-IoT關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用前景[J]. 鄒玉龍,丁曉進(jìn),王全全. 中興通訊技術(shù). 2017(01)
[10]互聯(lián)網(wǎng)+下的云健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王金海,國(guó)海丁,王慧泉,于雙,李曉波. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(S1)
博士論文
[1]蜂窩網(wǎng)協(xié)作通信及相關(guān)技術(shù)研究[D]. 寇明延.北京郵電大學(xué) 2010
碩士論文
[1]展柜微環(huán)境空氣質(zhì)量檢測(cè)與凈化系統(tǒng)研究[D]. 王學(xué)琪.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于擴(kuò)散吸收式制冷的文物展柜恒濕環(huán)境控制研究[D]. 段兵兵.浙江大學(xué) 2017
[3]智能展柜溫濕度測(cè)量與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 鐘穎.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[4]文物預(yù)防保護(hù)類科技成果評(píng)價(jià)體系研究[D]. 夏瑞雪.北京化工大學(xué) 2014
[5]國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的比較研究[D]. 姚旭東.西南交通大學(xué) 2012
[6]基于藍(lán)牙技術(shù)的無線局域網(wǎng)連接[D]. 南楠.西安電子科技大學(xué) 2009
[7]文物保存濕度指標(biāo)的確定方法及展柜溫濕度控制技術(shù)研究[D]. 侯華波.中南大學(xué) 2007
[8]文物保存展柜微環(huán)境控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究[D]. 孫翠蓮.北京工業(yè)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3038429
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