物联网技术在历史建筑保护中的应用_鲁月新.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月 北京测绘 引文格式:鲁月新,颜宇,夏君 物联网技术在历史建筑保护中的应用 北京测绘,():,():收稿日期 作者简介 鲁月新(),男,重庆人,硕士,工程师,研究方向为测绘地理信息数据挖掘,地理信息工程。:物联网技术在历史建筑保护中的应用鲁月新 颜 宇 夏 君(重庆市勘测院,重庆)摘 要 针对历史建筑保护人工参与高,难以实现实时、远程、持续保护的问题,提出利用物联网技术,通过在历史建筑周边安装智能摄像机、倾斜传感器等物联网设备,实现对历史建筑人员侵入、倾倒变形、剧烈震动、火灾等情况的智能化监控。利用地理信息技术建设历史建筑监控管理平台,不仅可以实现物联网设备的集成接入,还
2、能及时将实时情况、地图预警信息推送到历史建筑监控管理中心和管理人员,在历史建筑保护中有较好的应用效果。关键词 物联网;历史建筑;智能摄像;倾斜监控;地图预警中图分类号 文献标识码 文章编号()引言党和国家高度重视历史文化遗产保护和弘扬中华优秀传统文化,重庆市根据政府工作报告要求,要延续城市文脉,留住重庆记忆,在 年颁布并施行了重庆市历史文化名城名镇名村保护条例。在国家、重庆市加大保护名城、保护文物、保护古建筑的大背景下,积极探索利用物联网技术和“互联网”技术在历史文物建筑的保护中开展应用。综合利用大数据、视频智能分析、物联网、地理信息等技术,实现对历史建筑的全方位、立体化、实时保护,可为历史建
3、筑突发事件的预警、处理和原因追溯提供及时、可靠的数据与技术支撑,创新历史建筑保护与管理的科技化、信息化手段,为历史建筑保护工作者安上“千里眼”、为历史建筑装上“护身符”。随着重庆市历史建筑保护工作的推进,从多个批次历史文化名镇、历史文化名村、历史文化街区等中选取重点历史建筑作为保护对象,持续推进更多历史建筑纳入监管保护范围。基于物联网技术在历史建筑保护中的应用,已覆盖重庆市“一区两群”.全市域范围,超过 处历史建筑已纳入持续监控保护。建设框架设计利用物联网技术方法助力重点历史建筑保护工作,总体思路是选取全市重点建筑作为保护对象,利用智能摄像机、倾斜传感器等物联网设备,对历史建筑本身及周边环境进
4、行全天候的实时监控,通过构建的 物联网数据传输网络体系,实现智能物联网设备与历史建筑监控管理中心实时监控数据、预警信息的交互,总体架构设计如图 所示。将前置物联网设备与历史建筑监控管理平台无缝集成,建立历史建筑监控日常巡查、预警响应机制,实现对历史建筑实时监控和预警防范,并定期自动生成监控周期报告,为突发事件提供第一手资料。平台硬件设备建设利用图像识别技术、动态捕捉技术、陀螺仪第 卷 第 期鲁月新,颜宇,夏君 物联网技术在历史建筑保护中的应用图 总体框架设计图三轴检测技术等实现对历史建筑的智能预警,并将预警信息集成到历史建筑监控管理平台中。当历史建筑发生墙体剧烈震动、墙体慢慢倾倒、关闭期间人员
5、非法闯入、火灾等突发状况时,自动发送对应预警信息至历史建筑监控管理平台,实现预警预报。安装在历史建筑前端的物联网设备主要包括智能摄像机监控设备和倾斜传感器设备。智能摄像机监控设备针对历史建筑保护的需求,采用支持 的高清网络摄像机,能够支持全天候全方位的高清监控,要求设备支持.和.编码,通过配备红外感应灯,实现 不间断图像录制。集成到历史建筑监控管理平台的智能摄像机信号优先采用.编码技术,既能在视频传输压缩率方面显著提升效率,又能保证视频图像清晰度。平台采用以网络硬盘录像机(,)为单位的分散部署方式,通过直接对高清 格式的码流进行录像,做到“存即所看”的效果,并做到在断链的情况下也能进行数据的可
6、靠备份。倾斜传感器设备本次选择布设监控设备的重点历史建筑,部分在偏远山区,网络信号覆盖差,故选用 低功耗倾斜传感器,可以保障数据的稳定传输。倾斜传感器采用 物联网作为网络通道,采用私有协议进行监测数据的传输。通过监控管理平台接收监测数据,并分析处理。用户终端通过互联网直接查看结果数据,工作模式如图 所示。图 传感器工作模式倾斜传感器集成高精度的陀螺仪、加速度计、地磁场传感器,采用高性能的微处理器和先进的动力学解算与卡尔曼动态滤波算法,能够快速求解出模块的实时运动姿态,采用先进的数字滤波技术,能有效降低测量噪声,提高测量精度。用户可自行设置报警值,当超过报警值时,倾斜传感器自动上报数据。倾斜报警
7、通过 网络向监控管理平台发出警报,同时可发送预警信息到用户移动手机终端,具有响应速度快,监控稳定的特点。倾斜传感器设备如图 所示。图 倾斜传感器设备 网络体系建设构建数据传输网络体系,用 物联网网络传输方式,实现物联网设备与历史建筑监控管理中心实时监控数据、预警信息的交互。其中视频信息的传输主要使用移动隧道传输技术。隧道技术是一种通过使用互联网络的基础设施在网络之间传递数据的方式,使用隧道传递的数据(或负载)可以是不同协议的数据帧或包。隧道协议将这些其他协议的数据帧或包重新封装在新的包头中发送,新的包头提供了路由信息,使封装的负载数据能够通过互联网络传递。被封装的数据包在隧道的两个端点之间通过
8、公共互联网络进行路由,而被封装的数据包在公共互联网络上传递时所经过的逻辑路径则称为隧道。数据传输体系采用 网络实现智能摄像机监控设备、倾斜传感器设备与历史建筑监控管理平台的数据交互,数据传输架构如图 所示。北京测绘第 卷 第 期图 数据传输架构图 历史建筑监控管理平台建设历史建筑监控管理平台是利用三维地理信息系统(,)技术进行开发,建设的信息集成管理平台,具有权限的用户可以在平台上直观浏览监控的历史建筑分布、建筑精细模型浏览、查看物联网数据实时数据和历史数据等,在历史建筑监控管理中心即可实现历史建筑远程巡查。平台的主要功能包括三维地图浏览、历史建筑详情介绍、历史建筑精细模型查看、智能摄像机监控
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