本实用新型属于文物保护领域，尤其涉及一种野外文物的安全防护和管理系统。
背景技术：
暴露在野外环境中的文物和遗迹是人类文化遗产的重要组成部分，对历史、文化和科研都有着重要的意义。此类文物一方面受自然环境风化侵蚀的现象严重，另一方面受到人为破坏和盗窃的风险也很大，需要保护和监管。
然而野外文物具有分布广、点多线长的特点，总数量庞大，不适合靠文物保护工作者通过巡查来保护，传统的视频监控系统需要的信号传输系统和供电，覆盖面不广，效率低下。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种野外文物的安全防护和管理系统，以解决现有技术中野外文物监管不力的问题。
在本实用新型的一个实施例中，所述野外文物的安全防护和管理系统，包括：
管理装置和安装于文物上的监测装置；
所述监测装置包括用于对所述文物进行定位的定位单元，用于对所述文物进行震动监测的震动监测单元，用于标识所述文物的身份信息的电子标签单元，用于将所述定位单元发送的定位信息、所述震动监测单元发送的震动监测信息和所述电子标签单元发送的身份信息发送至窄带物联网接入单元的主控单元，用于将所述主控单元发送的信息发送至所述管理装置的窄带物联网接入单元；
所述管理装置获取所述定位信息、所述身份信息和所述震动监测信息，并根据所述震动监测信息、所述定位信息和所述身份信息生成报警信息。
在本实用新型的一个实施例中，所述定位单元包括北斗定位系统和全球定位系统中的至少一种。
在本实用新型的一个实施例中，所述震动监测单元包括微机电系统惯性传感器。
在本实用新型的一个实施例中，所述震动监测单元包括温度传感器。
在本实用新型的一个实施例中，所述监测装置通过文物保护蜡固定安装在所述文物的表面。
在本实用新型的一个实施例中，所述监测装置还包括用于为所述监测装置供电的供电单元，所述供电单元与所述主控单元连接。
在本实用新型的一个实施例中，所述监测装置还包括声光报警单元，所述主控单元在检测到所述震动监测信息大于预设震动阈值时，发送报警指令至所述声光报警单元，所述声光报警单元根据所述报警指令进行声光报警。
在本实用新型的一个实施例中，所述管理装置包括用于获取并存储所述定位信息、所述身份信息和所述震动监测信息的存储单元。
在本实用新型的一个实施例中，所述管理装置包括发送查询指令至所述存储单元，并获取及显示所述存储单元发送的文物安全查询结果的文物安全查询单元。
在本实用新型的一个实施例中，所述管理装置还包括当所述震动监测信息大于预设阈值时，将所述定位信息、所述身份信息和所述震动监测信息生成报警信息的报警单元。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，所述野外文物的安全防护和管理系统包括监测装置和管理装置，其中监测装置安装在位于野外的文物上，获取所在文物的定位信息、震动监测信息和身份信息，并通过窄带物联网传输到管理装置，管理装置根据监测装置传输的定位信息、震动监测信息和身份信息生成报警信息。本实施例通过以上技术方案能够提高野外文物安全防护和管理效率，解决野外文物监管不力的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的野外文物安全防护和管理系统的一种结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
参见图1，在本实用新型的一个实施例中，所述野外文物的安全防护和管理系统，包括：
管理装置200和安装于文物上的监测装置100；
监测装置100包括用于对所在文物进行定位的定位单元130，用于对所在文物进行震动监测的震动监测单元140，用于标识所在文物的身份信息的电子标签单元160，用于将定位单元130发送的定位信息、震动监测单元140发送的震动监测信息和电子标签单元160发送的身份信息发送至窄带物联网接入单元170的主控单元150，用于将主控单元150发送的信息发送至管理装置200的窄带物联网接入单元170；
管理装置100获取定位信息、身份信息和震动监测信息，并根据震动监测信息、定位信息和身份信息生成报警信息。
在本实施例中，监测装置100尺寸可以达到70mm×80mm×8mm，体积小便于隐蔽安装。
在本实施例中，监测装置100的功耗很低，具体的实现方式一是在没有异常的情况下仅定期上传数据，减少窄带物联网接入单元170、电子标签单元160和定位单元130的用电时间；二是采用低功耗的窄带物联网接入技术，减少通信能耗；三是在选择元器件时就选择低功耗元器件或具有低功耗模式的器件。
在本实施例中，优选的，主控单元150使用芯片stm32f103zet6，该芯片具有节能模式，在正常状态下使用此节能模式，保持极低的功耗，仅按照设定的时间间隔通过窄带物联网接入单元170向管理装置200上传震动监测单元140、定位单元130和电子标签单元160传输的信号。当所在文物发生震动、出现加速度或温度异常升高时，即所在文物遭到破坏或移动时，震动监测单元140传输至主控单元150的震动监测信息超出预设震动阈值，则主控单元150将定位单元130和电子标签单元160唤醒，持续获得定位信息和身份信息，主控单元150将定位信息、震动监测信息和身份信息持续通过窄带物联网接入单元170传输至管理装置200，同时控制声光报警单元110向破坏文物的人员发出警报。stm32f103zet6芯片采用薄型封装，芯片引脚距离小，整体封装仅有1.4mm厚，便于微型化，该芯片的工作温度为零下四十摄氏度至八十五摄氏度。
在本实施例中，由于该监测装置100的能耗很小，所以可以通过电池供电，同时监测装置100与管理装置200通过无线网络连接，故整个系统不需要架设供电线路和信号传输线路，便捷且成本低。
在本实施例中，由于文物位于野外，随着地理位置的不同，气候条件差别极大，所以监测装置100选择温度、湿度适应性强的元器件。
在本实施例中，通过窄带物联网接入单元170，将主控单元150收集的来自震动监测单元140、定位单元130、和电子标签单元160的信号传输至管理装置200进行存储和处理。窄带物联网的组网难度低，成本低，可与现有网络共存，功耗低，连接稳定。
在本实施例中，优选的，窄带物联网接入单元170包括usr-nb-75模组。该模组使用防静电包裹封装，工作温度零下三十五摄氏度至七十五摄氏度，工作湿度百分之五至百分之九十五。
在本实施例中，电子标签单元160用于确定所在文物的身份信息，标识所在文物的id(identitydocument，身份证标识号)号，将身份信息通过主控单元150发送至管理装置200，管理装置200基于电子标签单元160的身份识别和无线读取技术为野外文物进行数字建档。
在本实施例中，优选的，电子标签单元160包括电子标签，电子标签可以为型号mifarerc522的芯片，mifarerc522芯片的环境适应性好，工作温度范围为零下三十摄氏度至八十摄氏度，工作湿度范围为百分之五至百分之九十五。
在本实施例中，管理装置200可实时监测野外文物的安全状态，在监测装置100发送的震动监测信息超出预设震动信息范围时，进行报警。
在本实用新型的一个实施例中，定位单元130包括北斗定位系统和全球定位系统中的至少一种。
在本实施例中，在主控单元150不发出指令时，定位单元130仅依照预设的时间间隔向主控单元150发送位置信息，一方面有助于节能，另一方面也减少冗余数据。当震动监测单元140向主控单元130发送的震动监测信息超出预设的震动信息阈值和温度信息阈值时，主控单元150向定位单元130发出获取定位信息指令，定位单元130根据获取定位信息指令持续发送定位信息，以对所在文物跟踪定位，从而在文物被移动时能及时找回。
本实施例中，多个文物上的定位单元130提供的定位信息可以将一定地理范围内的文物进行标定，使野外文物的分布情况更加直观。
在本实施例中，定位单元130为gps(全球定位系统)加北斗双模定位模块atk1218-bd。双模定位模块atk1218-bd可以三十秒快速精确定位，同时环境适应性好，工作温度为零下四十摄氏度至八十五摄氏度。
在本实用新型的一个实施例中，震动监测单元140包括微机电系统惯性传感器。
在本实施例中，微机电系统惯性传感器内的核心部件包括陀螺仪和加速度计，能够监测所在文物的震动、移动等情况。当文物被人为搬动、破坏时，不可避免的会产生震动和加速度，震动监测单元监测文物震动生成震动监测信息，通过设定合理的预设震动阈值，当震动监测信息大于或等于预设震动阈值时，控制单元唤醒定位单元和电子标签单元，并将文物的振动监测信息、定位信息和身份信息发送至监测装置，震动监测单元的效率和准确率都可以得到保证。
在本实施例中，优选的，微机电系统惯性传感器为芯片mpu6050。芯片mpu6050具有环境适应性强，敏感度高的特点，敏感度可以达到131lsbs/°/sec，能监测到极其微弱的震动。该芯片的工作温度范围为零下四十摄氏度至八十五摄氏。
在本实用新型的一个实施例中，震动监测单元140包括温度传感器。
在本实施例中，震动监测单元同时具有测温功能，当温度监测信息高出预设的阈值甚至超出量程时，可以判断该监测装置100所在文物的周围出现火灾的等意外情况，主控单元150将会把此温度监测信息通过窄带互联网接入单元170传输至管理装置200。
在本实用新型的一个实施例中，监测装置100通过文物保护蜡固定安装在文物的表面。
在一个实施例中，监测装置100通过文物保护蜡直接粘贴在文物表面，这是一种无损的安装方式，简单易行的同时不会对文物本身产生损害。选择与文物本身颜色相近的文物保护蜡，进行仿文物表面的伪装，并选择较为隐蔽的安装位置，既不破坏文物的整体外观，也防止人为破坏监测装置100。
在一个实施例中，文物保护蜡可以将监测装置100完全包裹，达到密封的效果，起到保护作用，使监测装置100整体具有防雨、防潮、防烟雾、防霉和防虫的功能。
在本实用新型的一个实施例中，监测装置100还包括用于为监测装置100供电的供电单元120，供电单元120与主控单元150连接。
在本实施例中，供电单元110为电池，无需为监测装置100的供电进行布线，使监测装置100安装便捷，位置适应性强。
在本实施例中，供电电池可以为普通蓄电池，也可以为太阳能光伏电池，通过太阳能光伏电池能够将太阳能转化为电能，从而持续的为监测装置供电。
在本实用新型的一个实施例中，监测装置100还包括声光报警单元110，主控单元100在检测到震动监测信息大于预设震动阈值时，发送报警指令至声光报警单元110，声光报警单元110根据报警指令进行声光报警。
在本实施例中，声光报警单元110根据主控单元的指令进行声光报警，对破坏或盗窃的人员进行警告。
在本实用新型的一个实施例中，管理装置200包括用于获取并存储定位信息、身份信息和震动监测信息的存储单元210。
在一个实施例中，存储单元210用以存储监测装置获取的文物的定位信息、震动监测信息和身份信息，并与文物安全查询单元220和报警单元230进行信息交换。
在本实施例中，存储单元210包括云存储器，云存储器具有台分布式存储，信息量大，数据安全和访问方便的特点。
在本实用新型的一个实施例中，管理装置200包括发送查询指令至存储单元210，并获取及显示存储单元210发送的文物安全查询结果的文物安全查询单元220。
在本实施例中，文物安全查询单元220根据存储单元210中存储的文物的定位信息、震动监测信息和身份信息，为所管辖区域内的野外文物建立档案，在档案中可预先输入各个文物除监测装置100监测到的数据以外的其他档案信息，如各个文物的历史时期，种类属性等，并可以进行更新。
在本实施例中，当没有超出阈值的数据出现的正常情况下，文物安全查询单元220可以全面的展示所管辖区域内的文物分布和各个文物的资料，供研究人员全面直观的掌握该区域内野外文物的情况，方便文物保护单位对数量众多的野外文物进行综合管理。
在本实施例中，文物安全查询单元220可以以软件的形式安装在移动终端或电脑上。
在本实用新型的一个实施例中，管理装置200还包括当所述震动监测信息大于预设阈值时，将所述定位信息、所述身份信息和所述震动监测信息生成报警信息的报警单元230。
在本实施例中，报警单230元用以向使用人员和安保单位提供报警信息，可以向预设的特定电脑和移动终端发送报警信息。在报警信息中，具体显示文物的身份信息、定位信息和震动信息。
以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种野外文物安全防护和管理系统，其特征在于，包括：管理装置和安装于文物上的监测装置；
所述监测装置包括用于对所述文物进行定位的定位单元，用于对所述文物进行震动监测的震动监测单元，用于标识所述文物的身份信息的电子标签单元，用于将所述定位单元发送的定位信息、所述震动监测单元发送的震动监测信息和所述电子标签单元发送的身份信息发送至窄带物联网接入单元的主控单元，用于将所述主控单元发送的信息发送至所述管理装置的窄带物联网接入单元；
所述管理装置获取所述定位信息、所述身份信息和所述震动监测信息，并根据所述震动监测信息、所述定位信息和所述身份信息生成报警信息。
2.如权利要求1所述的野外文物安全防护和管理系统，其特征在于，所述定位单元包括北斗定位系统和全球定位系统中的至少一种。
3.如权利要求1所述的野外文物安全防护和管理系统，其特征在于，所述震动监测单元包括微机电系统惯性传感器。
4.如权利要求1所述的野外文物安全防护和管理系统，其特征在于，所述震动监测单元包括温度传感器。
5.如权利要求1所述的野外文物安全防护和管理系统，其特征在于，所述监测装置通过文物保护蜡固定安装在所述文物的表面。
6.如权利要求1所述的野外文物安全防护和管理系统，其特征在于，所述监测装置还包括用于为所述监测装置供电的供电单元，所述供电单元与所述主控单元连接。
7.如权利要求1所述的野外文物安全防护和管理系统，其特征在于，所述监测装置还包括声光报警单元，所述主控单元在检测到所述震动监测信息大于预设震动阈值时，发送报警指令至所述声光报警单元，所述声光报警单元根据所述报警指令进行声光报警。
8.如权利要求1所述的野外文物安全防护和管理系统，其特征在于，所述管理装置包括用于获取并存储所述定位信息、所述身份信息和所述震动监测信息的存储单元。
9.如权利要求8所述的野外文物安全防护和管理系统，其特征在于，所述管理装置包括发送查询指令至所述存储单元，并获取及显示所述存储单元发送的文物安全查询结果的文物安全查询单元。
10.如权利要求8所述的野外文物安全防护和管理系统，其特征在于，所述管理装置还包括当所述震动监测信息大于预设阈值时，将所述定位信息、所述身份信息和所述震动监测信息生成报警信息的报警单元。
技术总结