■ 齐 敏

无论是收藏于博物馆的文物，还是地处乡间的古迹，都面临着自然或人为的威胁、损害，甚至是灭顶之灾。国家文物主管部门为加强文物保护相继出台多项规范和要求，对文物保存环境进行实时监测。而现有安全防范手段或半人工监测方法，很难实现对文物保存环境的全面监测。因此，基于物联网技术的无线环境监测系统，为实现对文物安全的“提前做预防、被动变主动”保护做了良好的示范。

一、物联网技术在文物保护方面的天然优势

物联网技术和互联网技术有着本质上的不同，互联网是人与人之间的信息交流，实现的是信息数据共享，而物联网是实现人与物、物与物之间的交流融合，使接触者近似直观地感知世界、了解世界。

物联网技术之所以对我国的文物保护工作有着重要的意义，是因为这项技术使文物的保护工作在更广泛的领域得到了开展。通过传感器网络、RFID、激光扫描器等多种传感设备，按照一定的通信协议，将物与物连接，信息通过接入网络进行交流，能够智能化识别监控对象，实现对文物的定位、追踪和探查，以及对文物所处环境的监测等工作，全方位有效保护文物。而且，物联网以计算机和手机等作为载体，以网络技术为主要的支撑手段来实现监控、跟踪及识别等功能，构建庞大的网络管理系统。与传统方式相比，可以减少人力的消耗，全面提升文物保护工作的效率和工作质量。

二、无线环境监测系统在文物保护中的作用

（一）文物保存环境检测的必要性

对馆藏文物来说，根据相关标准设置阈值，随时监测环境中的温度、湿度、二氧化碳浓度、甲醛浓度、PM 值、光照、紫外线等环境因子；与阈值对比，汇总形成分析表或分析图，为文物保存环境提供准确的参考依据，方便专业保护人员进行风险评估。而且，常见的金属腐蚀、古籍书页酸化变脆、竹木裂变变形等主要是保存不当所导致的文物损坏。文物在未发掘时的保存状态与挖掘后的保存状态大有不同，很难通过人工测量来模拟出适合文物保存的环境。而无线环境监测系统，可以十分便捷地对文物所处环境进行分析模拟，利用现代科技手段对文物保存条件进行复刻，进而提醒我们改善文物赋存环境，提高文物保护的效果和质量。

对处于野外的不可移动文物来说，此系统能随时监测大气中的污染物或是其他影响文物安全的相关数值，利用大数据分析处理，借助现代互联网技术及三维扫描设备，为文物建立匹配的数字化监测档案，随时对比存储数据，为文物保护措施的制定提供有力的科学依据。

（二）无线环境监测系统的准确性和全面性

文物保存环境检测系统主要包括网络协议、监测现场、网络传输节点、云服务平台四部分。其工作流程为：通过监测现场布置的“外接传感器”，根据软件预先设置的网络协议对文物所处环境中需要采集的数据进行精准采集；再通过“路由节点”和“网关节点”，保障数据能够传输到云服务平台；云服务平台在接收到数据后，一是将信息反馈给监测人员，同时保障平台可以对数据进行分析校准及保存等工作，二是通过监测人员将需要反馈和控制的信息通过指令传回给现场，进行适时干预。

无线环境监测系统对文物所处环境中的各类数据进行全面、多次采集，从而保障信息的准确度，提高文物保护基础数据的专业性。再者，还可以预先设定网络传输、存储和处理形式，实现信息的智能化管理和发布，节省大量的管理和运营成本。此外，服务平台能够快速简便地储存和提取各种监测数据，实现实时观看、备份、查询、对比和分析等功能。此系统最大的功用就是利用采集到的各类数据来建立安全稳定的文物保存环境诊断评价模型，并依据此模型来模拟文物适宜的保存环境，真正为文物的预防性保护起到信息收集和反馈作用。

（三）无线环境监测系统的运用案例

探究无线环境监测系统的实际运用，以温湿度模块为例。此模块是通过外接传感器获取当前需要监测的文物周边湿度和温度等环境数据，将采集到的数据传输至云服务平台，再由平台监测人员查看这些信息，对比历史数据进行分析，重点关注引起警示的内容，对需要调整的部分发出调整指令，对不利因素迅速判断和分析，进而调试出科学合理的保存环境，也为后续的专业文物保护提供可靠的信息依据。简单来说，就是通过“环境监测—数据评估—科学预警—合理调控”的流程，实现对馆藏文物所处环境的实时监测，为文物保存环境的变化提供基础数据，为改善馆藏文物的保存环境提供科学依据，随时按需调整文物的预防性保护工作。

三、无线安防系统在文物保护中的作用

（一）文物安全保护的迫切性

保护文物安全是文物工作的重要内容。利用物联网技术建设文物保护无线安防系统，对文物进行实时监控，掌握本体和周边环境的实际情况，将人力安防和系统安防相结合，不但可以提升数据利用的准确度，提高文物保护的工作效率，还有利于回溯分析文物受损过程，为防范文物损坏提供经验和数据资料。

（二）无线安防系统技术的优越性

无线安防系统具有安防程度高、维护成本低、无需布线、架设方便等特点，已经广泛应用于各类文物安防保护中。此系统主要包括前端采集系统、网络传输系统和后端监控中心，实现监控和文物现场保持同步的效果。而且，监控中心还可以对监控数据进行备份储存，有利于野外文物保护工作更好开展。

（三）无线安防系统的应用

以火灾破坏为例。对于处在野外或是无人照管的文物，人力巡查和简单的热源探测设备很难实现24 小时火情监控，而无线安防系统则可以通过预先植入的或是与文物所在地联动的防火感知设备进行实时监控，一旦发现隐患或是火情，感知设备会及时传输回安防系统的监控中心，为防范和及时处理火灾隐患起到至关重要的作用。

再以文物盗掘、破坏为例。目前常用的技术手段，如视频监控、红外监控等，对夜间的地下挖掘、爆破起到的作用有限。面对这种情况，无线安防系统能够进行科学化处理，实时监控。其工作原理是：无线安防系统通过太阳能光伏发电设备蓄电和供电，监控盗掘行为；采集入侵信号，发送到信息数据中心进行解析；再传送到远程控制中心进行处理，并判断是否有盗掘、侵害行为发生。其中，入侵识别功能基于震动信号识别技术；预警系统则是同文物执法部门监控平台纳入统一管理，在发生文物盗掘或侵害时立即报警。为保证自然震动变量不会“误触”识别系统，还要利用红外监控技术结合视频音频监控技术，将人为引起的震动信号的产生机理与自然因素导致的震动信号的传播衰减特性进行区分，达到对盗掘、侵害行为及时预警的目的。并与执法部门联动，及时处置突发事件，为文物安全保驾护航。

结语

物联网技术模块化程度高、图形界面显示直观，具有历史数据回溯和对比功能，为文物保护、文物安全带来了新的机遇。构建文物保护无线环境监测系统和无线安防系统，将有利于提高文物保护工作质量，高效解决文物的安防问题，在文物保护和文物安全方面发挥重要作用。