CN110300378B - 一种基于gnss的野外可移动文物保护装置及系统 - Google Patents

一种基于gnss的野外可移动文物保护装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于GNSS的野外可移动文物保护装置，包括；GNSS定位模块，安装在可移动文物上，通过卫星定位系统获取可移动文物的实时地理坐标信息；无线通信模块，与GNSS定位模块连接，通过无线通信网络发送实时地理坐标信息到远程监控终端；主控模块，与GNSS定位模块和无线通信模块连接，用于指示GNSS定位模块采集可移动文物的实时地理坐标信息、以及指示无线通信模块发送实时地理坐标信息。采用GNSS定位模块获取可移动文物的实时地理坐标信息，并通过无线通信模块将实时地理坐标信息发送至远程监控终端的方式，可以在远程监控终端收到相关监控信息，从而投机者起到有效的威慑作用，达到保护可移动文物安全的目的。

Description

一种基于GNSS的野外可移动文物保护装置及系统
技术领域
本发明涉及文物保护技术领域，具体涉及一种基于GNSS的野外可移动文物保护装置及系统。
背景技术
野外可移动文物不像是馆藏文物，它们先天位置一般比较偏僻、零散，地理环境复杂，在文物保护中难度最大。
目前，野外可移动文物的大多数保护方法还是通过半人工测量、巡视等来达到对文物监测的目的，仅依靠这种单一的手段来保护野外文物不被盗窃和侵蚀是远远不够的。
另外，还有一些防范监测手段如视频监控、红外监控、电子防入侵栅栏等对于不法分子来说还是不能起到立竿见影的效果，或多或少的漏洞都让投机者有机可乘。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中针对野外可移动文物的防范监测手段存在监测效果差、难以对投机者形成有效威慑的技术问题，从而提供一种基于GNSS的野外可移动文物保护装置。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种基于GNSS的野外可移动文物保护装置，所述文物保护装置包括；
GNSS定位模块，安装在可移动文物上，通过卫星定位系统获取可移动文物的实时地理坐标信息；
无线通信模块，与所述GNSS定位模块连接，通过无线通信网络发送所述实时地理坐标信息到远程监控终端。
进一步地，所述文物保护装置还包括：
主控模块，与所述GNSS定位模块和所述无线通信模块连接，用于指示所述GNSS定位模块采集可移动文物的实时地理坐标信息、以及指示所述无线通信模块发送所述实时地理坐标信息。
进一步地，所述文物保护装置还包括：
防拆卸模块，与所述主控模块连接，用于实时监测所述GNSS定位模块是否安装于所述可移动文物的安装状态信息；所述主控模块用于指示所述防拆卸模块采集所述GNSS定位模块的安装状态信息、以及指示所述无线通信模块发送所述安装状态信息。
进一步地，所述文物保护装置还包括：
陀螺仪模块，与所述主控模块连接，用于采集所述可移动文物的安装方位信息；其中，所述主控模块用于指示所述陀螺仪模块采集所述可移动文物的安装方位信息、以及指示所述无线通信模块发送所述安装方位信息。
进一步地，所述文物保护装置还包括：
温湿度模块，与所述主控模块连接，用于对所述可移动文物所处环境的实时温湿度进行感测以输出实时温度信息和实时湿度信息；所述主控模块用于指示所述温湿度模块采集所述可移动文物所处环境的实时温度信息和实时湿度信息、以及指示所述无线通信模块发送所述实时温度信息和所述实时湿度信息。
进一步地，所述无线通讯模块连接有音频电路，所述音频电路包括：
语音输入模块，用于实时采集可移动文物所处环境的语音信息；所述无线通信模块通过无线通信网络发送所述语音信息到远程监控终端；以及，
语音播报模块，通过所述无线通信模块接收来自所述远程监控终端侧的语音信息并进行播报。
进一步地，所述文物保护装置还包括：
供电模块，用于为所述文物保护装置提供工作所需电能；
电量采集模块，与所述主控模块连接，用于采集所述供电模块的剩余电量；所述主控模块用于指示所述电量采集模块采集所述供电模块的剩余电量信息、以及指示所述无线通信模块发送所述剩余电量信息。
进一步地，所述文物保护装置还包括固定在所述可移动文物上的受力感应模块和设于所述可移动文物的周边环境中的视频采集模块；
所述受力感应模块与所述主控模块连接，用于在所述可移动文物被撞击时向所述主控模块输出受力信息；
所述视频采集模块与所述主控模块电连接，用于在所述主控模块控制下采集所述可移动文物的画面信息；
其中，所述无线通信模块还用于传输所述画面信息至所述远程监控终端。
进一步地，所述无线通信模块包括2G模块、3G模块、4G模块、5G模块中的一种或几种。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种基于GNSS的野外可移动文物保护系统，包括：
可移动文物；
远程监控终端；以及，
文物保护装置，用于监控所述可移动文物，并传输监控信息到远程监控终端，其中，所述文物保护装置为如上所述的文物保护装置。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的基于GNSS的野外可移动文物保护装置，采用GNSS定位模块获取可移动文物的实时地理坐标信息，并通过无线通信模块将实时地理坐标信息发送至远程监控终端；这种采用无线通信方式进行信息传输的方式，在远程监控终端上就可以实现对可移动文物的实时监控，一旦可移动文物发生位置坐标的变化，就能在远程监控客户端收到相关监控信息，能对投机者起到有效的威慑作用，从而达到保护野外可移动文物安全的目的。
2.本发明提供的基于GNSS的野外可移动文物保护系统，通过GNSS定位模块实时监测被保护文物的所在的地理坐标信息，并通过防拆卸模块监测GNSS定位模块或文物保护装置的安装状态信息，同时通过陀螺仪模块、温湿度模块、受力感应模块和视频采集模块、音频模块等采集可移动文物的安装方位信息或所处环境信息，并将这些信息通过无线通信模块发送到远程监控终端，文物保护人员可以在远程根据这些采集到的信息判断野外的可移动文物是否安全和是否需要及时采取相应的保护措施，为野外的可移动文物提供了一种有效的保护装置，同时也可以对投机者形成有效的威慑作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中文物保护系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中文物保护装置的结构示意图。
附图标记说明：1、文物保护装置；101、GNSS定位模块；102、无线通信模块；103、主控模块；1031、微处理器；1032、接口转换电路；104、防拆卸模块；105、陀螺仪模块；106、温湿度模块；107、音频电路；1071、语音输入模块；1072、语音播报模块；108、供电模块；109、受力感应模块；110、视频采集模块；2、远程监控终端；3、通讯基站。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种基于GNSS的野外可移动文物保护装置，包括GNSS定位模块101和无线通信模块102。
其中，GNSS定位模块101安装在可移动文物上，通过卫星定位系统获取可移动文物的实时地理坐标信息；无线通信模块102与GNSS定位模块101连接，通过无线通信方式发送实时地理坐标信息到远程监控终端2。一般而言，野外的可移动文物一般处于静止状态，所以当野外的可移动文物发生地理坐标位置的变化时，可以认为可移动文物处于危险状态。GNSS定位模块101可以根据可移动文物的形状、质地采用不同的安装方式与被保护的可移动文物固定在一起；另外，也可以将文物保护装置1整体固定在可移动文物上。
这种文物保护装置1采用无线通信的方式将可移动文物的实时地理坐标信息发送到远程监控终端2，可以在远程监控终端2实现对可移动文物的实时监控，一旦可移动文物发生位置坐标的变化，就能在远程监控客户端收到相关监控信息，能对投机者起到有效的威慑作用，从而达到保护野外可移动文物安全的目的。
具体的，实时地理坐标位置信息可以以短消息的形式被发送至远程监控终端2，也可以以邮件的形式被发送至远程监控终端2，还可以以推送消息等其它形式被发送至远程监控终端2，无线通信模块102所采用的无线通信方式可以是互联网通信。即无线通信模块102可以先通过2G网络、GPRS网络、3G网络、4G网络、5G网络、无线路由或wifi信号等将地理坐标位置信息传输至通讯基站3或服务器，然后由通讯基站3或服务器将地理坐标位置信息转发至远程监控终端2。当可移动文物与远程监控终端2的距离较近的时候，无线通信模块102还可以采用蓝牙、红外、射频信号、NB－IoT等无线通信方式将地理坐标位置信息发送至远程监控终端2。
可选的，无线通信模块102还可以为支持与基站建立基于窄带物联网的通信模组，例如SARA－N2芯片。由于基于窄带物联网的通信信号的穿透力较强，能够穿透可移动文物的厚实的外壁，因而可以将文物保护装置1设置在可移动文物内部或其他一些较为隐蔽的位置以减少被发现破坏的问题；而且又不影响到无线通信模块102正常收发通讯信号，可以提高可移动文物上报地理坐标位置信息的成功率。
在图1所示的文物保护装置1的基础上，如图2所示，本实施例提供的文物保护装置1还可以包括主控模块103，主控模块103通过RS232总线与GNSS定位模块101和无线通信模块102电连接，用于指示GNSS定位模块101采集可移动文物的实时地理坐标信息、以及指示无线通信模块102发送实时地理坐标信息。进一步的，主控模块103包括微处理器1031和串口转换电路，微处理器1031和串口转换电路通过数据总线连接，串口转换电路和无线通信模块102、GNSS定位模块101分别通过RS232总线连接。
如图2所示，本实施例提供的文物保护装置1还包括与主控模块103的微控制器通过控制总线连接的防拆卸模块104，防拆卸模块104用于实时监测GNSS定位模块101或或主控模块103或整个文物保护装置1在可移动文物的安装状态信息；主控模块103用于指示防拆卸模块104采集GNSS定位模块101的安装状态信息、以及指示无线通信模块102发送安装状态信息。当整个文物保护装置1或其中的GNSS定位模块101或主控模块103被拆卸时，就意味被保护的可移动文物处于危险状态，此时防拆卸模块104可以产生文物保护装置1或GNSS定位模块101或主控模块103被拆卸的安装状态信息，并通过无线通信模块102发送到远程监控终端2，文物保护人员能在远程监控客户端收到相关监控信息，以便及时采取相应的保护措施。
具体的，防拆卸模块104可以通过防拆卸保护电路或防拆卸监测电路实现，防拆卸保护电路或防拆卸监测电路的具体电路结构为现有技术，此处不再赘述。
如图2所示，本实施例提供的文物保护装置1还包括与主控模块103的串口转换电路通过SPI总线连接的陀螺仪模块105，陀螺仪模块105用于采集可移动文物的安装方位信息。其中，主控模块103用于指示陀螺仪模块105采集可移动文物的安装方位信息、以及指示无线通信模块102发送安装方位信息。当可移动文物被盗窃或所处地质环境出现塌陷等情况时，可移动文物的安装方位就会出现变动，此时陀螺仪模块105可以产生文物保护装置1的安装方位出现变化的安装状态信息，并通过无线通信模块102发送到远程监控终端2，文物保护人员能在远程监控客户端收到相关监控信息，以便及时采取相应的保护措施。
如图2所示，本实施例提供的文物保护装置1还包括与主控模块103的串口转换电路通过SPI总线连接的温湿度模块106，温湿度模块106用于对可移动文物所处环境的实时温湿度进行感测以输出实时温度信息和实时湿度信息。主控模块103用于指示温湿度模块106采集可移动文物所处环境的实时温度信息和实时湿度信息、以及指示无线通信模块102发送实时温度信息和实时湿度信息。通过温湿度模块106可以获取可移动文物所处环境的温度和湿度，并通过无线通信模块102将可移动文物所处环境的温度信息和湿度信息发送到远程监控终端2，保护人员可以根据远程监控客户端收到的相关信息，决定是否采取相应措施对可移动文物进行保护。
如图2所示，本实施例提供的文物保护装置1还包括与主控模块103电连接的供电模块108，供电模块108用于为文物保护装置1提供工作所需电能，供电模块108可以是电源模块或电池等。主控模块103包括用于采集供电模块108剩余电量的电量采集电路，电量采集电路与主控模块103电连接；主控模块103用于指示电量采集模块采集电源的剩余电量信息、以及指示无线通信模块102发送剩余电量信息。电量采集电路可以采集供电模块108的剩余电量信息，并受主控模块103控制将剩余电量信息通过无线通信模块102发送至远程监控终端2，文物保护人员可以根据远程监控客户端收到的相关信息，决定是否需要对文物保护装置1的电源进行充电，以确保文物保护装置1能长期处于电量充足的状态，以更好地执行文物保护的相关功能。
如图2所示，本实施例提供的文物保护装置1还包括固定在可移动文物上的受力感应模块109和设于可移动文物的周边环境中的视频采集模块110。其中，受力感应模块109与主控模块103连接，用于在可移动文物被撞击时向主控模块103输出受力信息；
视频采集模块110与主控模块103通过SPI总线电连接，用于在主控模块103控制下采集可移动文物的画面信息；其中，无线通信模块102还用于传输画面信息至远程监控终端2。当一些处于山区的可移动文物受到山洪、泥石流、落石等自然灾害或人为外力冲击时，受力感应模块109感应到可移动文物受到的外力而向主控模块103输出受力信息，主控模块103受到受力信息后向视频采集模块110发出相应控制指令控制视频采集模块110采集可移动文物的画面信息，并通过无线通信模块102发送至远程监控终端2，保护人员可以根据远程监控客户端收到的画面信息，采取合适的应对保护措施和施救前的准备措施。
如图2所示，在本实施例中，无线通讯模块连接有音频电路107，音频电路107包括语音输入模块1071和语音播报模块1072。其中，语音输入模块1071用于实时采集可移动文物所处环境的语音信息；无线通信模块102通过无线通信网络发送语音信息到远程监控终端2；语音播报模块1072通过无线通信模块102接收来自远程监控终端2侧的语音信息并进行播报。音频模块的设置，可以实现可移动文物与远程监控中心之间的语音通话功能，当远程监控终端2收到来自于语音输入模块1071采集的可能危害可移动文物安全的语音信息时，可以通过远程监控终端2向可移动文物现场播报相应的语音信息对可移动文物的周边人员进行语音提醒和警告，以达到威慑投机分子的作用。具体的，远程监控终端2侧的语音信息可以是人工语音信息或机器智能语音信息。
综上所述，本发明实施例提供的基于GNSS的野外可移动文物保护装置1，通过GNSS定位模块101实时监测被保护文物的所在的地理坐标信息，并通过防拆卸模块104监测GNSS定位模块101或文物保护装置1的安装状态信息，同时通过陀螺仪模块105、温湿度模块106、受力感应模块109和视频采集模块110、音频模块等采集可移动文物的安装方位信息或所处环境信息，并将这些信息通过无线通信模块102发送到远程监控终端2，文物保护人员可以在远程根据这些采集到的信息判断野外的可移动文物是否安全和是否需要及时采取相应的保护措施，为野外的可移动文物提供了一种有效的保护装置，同时也可以对投机者形成有效的威慑作用。
如图1所示，本发明实施例还提供了一种基于GNSS的野外可移动文物保护系统，包括：
可移动文物；
远程监控终端2；以及，
文物保护装置1，用于监控可移动文物，并传输监控信息到远程监控终端2，其中，文物保护装置1为如上述实施例所述的文物保护装置1。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种基于GNSS的野外可移动文物保护装置，其特征在于，所述文物保护装置(1)设置在可移动文物内部；所述文物保护装置(1)包括；
GNSS定位模块(101)，安装在可移动文物上，通过卫星定位系统获取可移动文物的实时地理坐标信息；
无线通信模块(102)，与所述GNSS定位模块(101)连接，通过无线通信网络发送所述实时地理坐标信息到远程监控终端(2)；
主控模块(103)，与所述GNSS定位模块(101)和所述无线通信模块(102)连接，用于指示所述GNSS定位模块(101)采集可移动文物的实时地理坐标信息、以及指示所述无线通信模块(102)发送所述实时地理坐标信息；
防拆卸模块(104)，与所述主控模块(103)连接，用于实时监测所述GNSS定位模块(101)是否安装于所述可移动文物的安装状态信息；所述主控模块(103)用于指示所述防拆卸模块(104)采集所述GNSS定位模块(101)的安装状态信息、以及指示所述无线通信模块(102)发送所述安装状态信息；
陀螺仪模块(105)，与所述主控模块(103)连接，用于采集所述可移动文物的安装方位信息；其中，所述主控模块(103)用于指示所述陀螺仪模块(105)采集所述可移动文物的安装方位信息、以及指示所述无线通信模块(102)发送所述安装方位信息；
温湿度模块(106)，与所述主控模块(103)连接，用于对所述可移动文物所处环境的实时温湿度进行感测以输出实时温度信息和实时湿度信息；所述主控模块(103)用于指示所述温湿度模块(106)采集所述可移动文物所处环境的实时温度信息和实时湿度信息、以及指示所述无线通信模块(102)发送所述实时温度信息和所述实时湿度信息；
所述无线通讯模块连接有音频电路(107)，所述音频电路(107)包括：
语音输入模块(1071)，用于实时采集可移动文物所处环境的语音信息；所述无线通信模块(102)通过无线通信网络发送所述语音信息到远程监控终端(2)；以及，
语音播报模块(1072)，通过所述无线通信模块(102)接收来自所述远程监控终端(2)侧的语音信息并进行播报。
2.根据权利要求1所述的基于GNSS的野外可移动文物保护装置，其特征在于，所述文物保护装置(1)还包括：
供电模块(108)，用于为所述文物保护装置(1)提供工作所需电能；
电量采集模块，与所述主控模块(103)连接，用于采集所述供电模块(108)的剩余电量；所述主控模块(103)用于指示所述电量采集模块采集所述供电模块(108)的剩余电量信息、以及指示所述无线通信模块(102)发送所述剩余电量信息。
3.根据权利要求1所述的基于GNSS的野外可移动文物保护装置，其特征在于，所述文物保护装置(1)还包括固定在所述可移动文物上的受力感应模块(109)和设于所述可移动文物的周边环境中的视频采集模块(110)；
所述受力感应模块(109)与所述主控模块(103)连接，用于在所述可移动文物被撞击时向所述主控模块(103)输出受力信息；
所述视频采集模块(110)与所述主控模块(103)电连接，用于在所述主控模块(103)控制下采集所述可移动文物的画面信息；
其中，所述无线通信模块(102)还用于传输所述画面信息至所述远程监控终端(2)。
4.根据权利要求1所述的基于GNSS的野外可移动文物保护装置，其特征在于，所述无线通信模块(102)包括2G模块、3G模块、4G模块、5G模块中的一种或几种。
5.一种基于GNSS的野外可移动文物保护系统，其特征在于，包括：
可移动文物；
远程监控终端(2)；以及，
文物保护装置(1)，用于监控所述可移动文物，并传输监控信息到远程监控终端(2)，其中，所述文物保护装置(1)为权利要求1－4中任意一项所述的文物保护装置。
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