CN117472128B - 一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，涉及文物展柜环境调节技术领域，该系统通过展柜换气率采集模块、照明采集模块、第一关联模块、温湿度采集模块、展柜外部环境采集模块、第二关联模块、建模模块、第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块；实时监测每个展柜的换气率数据、当前展柜环境的光照数据Gz、温湿度数据、展柜周围的人流量和CO₂浓度，并通过第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块和第四控制模块多维度的进行恒温恒湿调节，以及异常情况的处理，实时进行调整和维护。第三控制模块实现对人流影响的评估和控制。第四控制模块通过对比展柜内外的温湿度差异，调节展柜内外的环境条件，防止冷凝水的产生。

Description

一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统

技术领域

本发明涉及文物展柜环境调节技术领域，具体为一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统。

背景技术

馆藏文物展柜作为文物保护的关键环节，传统的恒温恒湿调节系统主要聚焦于对展柜内部温湿度的控制，而忽略了展柜外部因素的影响。这种系统在提供基本环境控制的同时，未能全面考虑到人流量和展柜换气率等因素，导致对文物的全面保护存在一定不足。

首先，传统系统通常通过精密的温湿度控制设备来保持展柜内部的相对稳定环境。然而，展览现场常常面临人流涌入的情况，大量的观众进出可能导致展柜内外的温湿度波动，进而影响文物的长期保存。此外，人流量的增加还可能引发空气中二氧化碳浓度的升高，对文物产生不利影响。

其次，展柜的换气率和光照也是重要的考虑因素。传统调节系统通常无法有效监测和调整展柜的换气率和光照，光照低会导致文物不清晰，光照强度过强，会使游客产生眩目反光的情况，换气率低会增加文物表面有颗粒物沉积或霉菌的风险。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，以解决背景技术提到的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，包括展柜换气率采集模块、照明采集模块、第一关联模块、温湿度采集模块、展柜外部环境采集模块、第二关联模块、建模模块、第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块；

所述展柜换气率采集模块用于采集每个展柜内部的换气率数据，提取气体流动值Y；

所述照明采集模块用于采集当前展柜环境的光照强度数据Gz；

所述第一关联模块用于将气体流动值Y和光照强度数据Gz进行无量纲处理后，计算获取第一评估系数PG1，所述第一评估系数PG1通过以下公式生成：

；

b1和b2分别为气体流动值Y和光照强度数据Gz的比例系数，0.55≤b1≤0.65，0.25≤b2≤0.35，且0.80≤b1+b2≤1.0，b1和b2的具体值由用户依据文物的属性调整设置，E为第一修正常数；

所述温湿度采集模块用于采集展柜外部以及每个展柜内部的温度数据T和湿度数据Sd；所述展柜外部环境采集模块用于采集实时人流量数据Rll以及CO₂浓度数据；

所述建模模块用于建立馆藏文物三维模型，将每个文物的属性信息输入至馆藏文物三维模型中，并收集文物的展览历史以及历史展览的环境数据，并进行分析获得每个文物的第一评估阈值Q1，第二温度阈值Q21、第二湿度阈值Q22和第三人流影响阈值Q3；

所述第一控制模块用于将第一评估系数PG1与第一评估阈值Q1和第二评估阈值Q2进行对比，获得第一评估结果，并依据第一评估结果生成相关第一控制命令；

所述第二控制模块用于将温度数据T与第二温度阈值Q21进行对比，获得第一温度差值C1，由第二控制模块依据第一温度差值C1进行调节当前展柜内的温度；且将湿度数据Sd与第二湿度阈值Q22进行对比，获得第一湿度差值S1，由第二控制模块依据第一湿度差值S1进行调节当前展柜内湿度；

所述第二关联模块用于将实时人流量数据Rll和CO₂浓度数据进行通过皮尔逊关联方法进行关联，获得人流相关联系数R；并由第三控制模块将人流相关联系数R与第三人流影响阈值Q3对比，获得第二评估结果，并依据第二评估结果进行第二控制指令。

优选的，所述展柜换气率采集模块通过在每个展柜内部安装气体流量计，采集每个展柜内部的换气率数据，提取气体流动值Y；

所述照明采集模块在每个展柜内部安装光照强度传感器，采集当前展柜环境的光照强度数据Gz。

优选的，所述建模模块包括建立模型单元，采集历史数据单元和分析单元；

所述建立模型单元使用3D扫描仪对文物进行扫描数字化，并依据当前馆藏环境区域的三维设计图，建立馆藏文物三维模型；并将每个文物的属性信息录入馆藏文物三维模型中，每个文物的属性信息包括：文物名称、编号、分类、创作者、制作时间和材质；

所述采集历史数据单元，用于采集汇总每个文物的展览历史，包括参与的各个展览的名称、时间、地点、展览目的和主题信息；并记录每个文物在历史展览中的环境数据，包括温度、湿度、光照条件和人流量数据；

所述分析单元根据每个文物的属性信息和历史展览情况，利用计算机模拟，模拟文物在不同环境条件下的响应，以推断文物的阈值和敏感性，进而制定获得第一评估阈值Q1，第二温度阈值Q21、第二湿度阈值Q22和第三人流影响阈值Q3；

其中：采用统计分析法分析文物材质、年代、制作工艺和光照的敏感性分析后，制定第一评估阈值Q1；采用统计分析法分析文物对换气率的敏感性，制定第二评估阈值Q2；

根据文物的材质和历史展览的环境数据，采用统计分析法分析每个文物对温度和湿度的敏感性，制定第二温度阈值Q21和第二湿度阈值Q22；

根据历史人流量数据和文物历史展览的环境数据，采用统计分析法分析人流对文物的影响，制定第三人流影响阈值Q3。

优选的，所述第一控制模块用于将第一评估系数PG1与第一评估阈值Q1和第二评估阈值Q2进行对比，获得第一评估结果，包括：

若第一评估系数PG1小于第一评估阈值Q1，评估结果为正常：

若第一评估系数PG1大于或等于第一评估阈值Q1，表示由光照强度低引起文物清晰度低，评估结果为异常：

如果第一评估系数PG1大于或等于第二评估阈值Q2，表示换气率合格，评估结果为正常；如果第一评估系数PG1小于第二评估阈值Q2，表示换气率不合格，有产生霉菌或污染物沉积的风险；

并生成第一控制命令，包括：如果评估结果异常，由光照强度低引起，则开启人工照明设备，提高展柜内的照明强度，如果由换气率不合格问题引起，进行文物展柜内空气处理系统检查和维护并发出报警通知，提醒工作人员对展柜进行检修。

优选的，所述温湿度采集模块用于采集展柜外部以及每个展柜内部的温度数据T和湿度数据Sd；通过温湿度传感器，采集展柜外部的温度值T1、展柜内部的温度值T2、展柜外部的湿度值Sd1和展柜内部的湿度值Sd2；

所述第二控制模块用于将温度数据T中提取展柜内部的温度值T2，与第二温度阈值Q21进行对比，获得第一温度差值C1，所述第一温度差值C1通过以下公式进行计算获得：

；

由第二控制模块依据第一温度差值C1进行调节当前展柜内的温度；

且将湿度数据Sd进行提取，提取展柜内部的湿度值Sd2与第二湿度阈值Q22进行对比，获得第一湿度差值S1，所述获得第一湿度差值S1由以下公式进行计算获得；

；

由第二控制模块依据第一湿度差值S1进行调节当前展柜内湿度。

优选的，还包括第四控制模块；

所述第四控制模块用于对展柜内外部的温湿度差进行调节；所述第四控制模块包括冷凝水影响分析单元和第四控制单元；

因展柜外部的温度值T1和展柜内部的温度值T2相差大，或者展柜外部的湿度值Sd1与展柜内部的湿度值Sd2相差大，会产生冷凝水，由所述冷凝水影响分析单元，收集实际运行的数据经验，预设第五温度差阈值Q51和第五湿度差阈值Q52；并计算展柜内外的第二温度差值C2和第二湿度差值S2；所述第二温度差值C2和第二湿度差值S2通过以下公式计算获得：

；/>；

并通过第四控制单元将所述第二温度差值C2与第五温度差阈值Q51进行对比，如果第二温度差值C2超过第五温度差阈值Q51，表示展柜内外温度差异过大，存在冷凝水风险，控制展柜外空气流通，控制温度差异值，降到第五温度差阈值Q51范围内；

将第二湿度差值S2与第五湿度差阈值Q52对比，如果第二湿度差值S2超过第五湿度差阈值Q52，表示展柜内外湿度差异过大，存在冷凝水风险，调整湿度控制系统，第二湿度差值S2在第五湿度差阈值Q52范围内为止，或者开启加热装置烘干柜体，减少冷凝水的产生。

优选的，所述展柜外部环境采集模块用于采用红外传感器实时监测展柜周围的实时人流量；

通过CO₂浓度传感器采集展柜外部的CO₂浓度数据。

优选的，所述人流相关联系数R通过皮尔逊关联公式进行获取：

；

式中，Rll_i和CO_2i分别表示对应时间i的实时人流量数据和CO₂浓度数据；表示实时人流量数据的均值，/>表示为CO₂浓度数据的均值。

优选的，所述第三控制模块用于将人流相关联系数R与第三人流影响阈值Q3进行对比，获得第二评估结果，包括：

如果人流相关联系数R大于等于第三人流影响阈值Q3，表示人流影响异常；

如果人流相关联系数R小于第三人流影响阈值Q3，表示人流影响正常；

并依据第二评估结果生成第二控制命令，包括当人流影响异常时，表示当前环境人流量多，生成的CO₂浓度高，会对文物有影响，需要启动通风口的开合程度，控制空气流通；并触发安全警报，通过门禁系统或工作人员协调，设置导向标识，引导人流走向，分散人群。

（三）有益效果

本发明提供了一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统。具备以下有益效果：

（1）该一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，通过换气率采集模块，实时监测每个展柜的换气率数据，提取气体流动值Y。这有助于及时发现换气率问题，推动新鲜空气流入展柜，提高展柜内的空气的清洁度，提高空气质量，减少空气颗粒的沉积和发霉情况。照明采集模块采集当前展柜环境的光照强度数据Gz，使系统能够感知光照条件。这对于保护文物、提升观展体验和调整环境条件具有益处。通过第一控制模块，根据第一评估系数PG1与第一评估阈值Q1的比较，实现对光照强度和换气率的评估。对异常情况的处理有助于保障文物的安全，及时进行调整和维护。

（2）该一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，温湿度采集模块实时监测展柜内外的温湿度数据，第二控制模块通过对比第二温度阈值Q21和第二湿度阈值Q22，调节展柜内部的温湿度，有助于维持文物所处环境的恒温恒湿状态。

（3）该一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，通过展柜外部环境采集模块，系统实时监测展柜周围的人流量和CO₂浓度。第三控制模块通过对比人流相关联系数R和第三人流影响阈值Q3，实现对人流影响的评估和控制。

（4）该一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，第四控制模块通过对比展柜内外的温湿度差异，调节展柜内外的环境条件，防止冷凝水的产生。这有助于防止水分对文物的损害。

附图说明

图1为本发明一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统框图流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例1

本发明一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，请参阅图1，包括展柜换气率采集模块、照明采集模块、第一关联模块、温湿度采集模块、展柜外部环境采集模块、第二关联模块、建模模块、第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块；

所述展柜换气率采集模块用于采集每个展柜内部的换气率数据，提取气体流动值Y；

所述照明采集模块用于采集当前展柜环境的光照强度数据Gz；

所述第一关联模块用于将气体流动值Y和光照强度数据Gz进行无量纲处理后，计算获取第一评估系数PG1，所述第一评估系数PG1通过以下公式生成：

；

b1和b2分别为气体流动值Y和光照强度数据Gz的比例系数，0.55≤b1≤0.65，0.25≤b2≤0.35，且0.80≤b1+b2≤1.0，b1和b2的具体值由用户依据文物的属性调整设置，E为第一修正常数；

所述温湿度采集模块用于采集展柜外部以及每个展柜内部的温度数据T和湿度数据Sd；所述展柜外部环境采集模块用于采集实时人流量数据Rll以及CO₂浓度数据；

所述建模模块用于建立馆藏文物三维模型，将每个文物的属性信息输入至馆藏文物三维模型中，并收集文物的展览历史以及历史展览的环境数据，并进行分析获得每个文物的第一评估阈值Q1，第二温度阈值Q21、第二湿度阈值Q22和第三人流影响阈值Q3；

所述第一控制模块用于将第一评估系数PG1与第一评估阈值Q1和第二评估阈值Q2进行对比，获得第一评估结果，并依据第一评估结果生成相关第一控制命令；

所述第二控制模块用于将温度数据T与第二温度阈值Q21进行对比，获得第一温度差值C1，由第二控制模块依据第一温度差值C1进行调节当前展柜内的温度；且将湿度数据Sd与第二湿度阈值Q22进行对比，获得第一湿度差值S1，由第二控制模块依据第一湿度差值S1进行调节当前展柜内湿度；这确保了在不同温湿度环境条件下，文物的温湿度得以有效控制。

所述第二关联模块用于将实时人流量数据Rll和CO₂浓度数据进行通过皮尔逊关联方法进行关联，获得人流相关联系数R；并由第三控制模块将人流相关联系数R与第三人流影响阈值Q3对比，获得第二评估结果，并依据第二评估结果进行第二控制指令。通过对实时人流量数据Rll和CO₂浓度数据的关联，获得人流相关联系数R。这为系统提供了人流对文物环境的影响信息。将人流相关联系数R与第三人流影响阈值Q3进行对比，获得第二评估结果。根据评估结果生成第二控制指令，可以限制人流量或者采取其他措施以保护文物。

本实施例中，通过采集每个展柜内部的换气率数据，提取气体流动值Y，实现了对展柜换气率的实时监测。这有助于防止外部空气对展柜内部环境的影响，提高系统的稳定性和文物的安全性。通过采集当前展柜环境的光照强度数据Gz，系统可以动态调整照明，确保文物在适宜的光照条件下展示，同时减少不必要的照明能耗，更符合环保理念。结合气体流动值Y和光照强度数据Gz，通过无量纲处理和计算生成第一评估系数PG1。这个系数综合考虑了换气率和光照强度对文物的影响，提供了更全面的文物保护评估。通过采集展柜外部以及每个展柜内部的温度数据T、湿度数据Sd、实时人流量数据Rll以及CO₂浓度数据，系统实现了对环境参数的全方位感知。

实施例2

本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的，所述展柜换气率采集模块通过在每个展柜内部安装气体流量计，采集每个展柜内部的换气率数据，提取气体流动值Y；采集每个展柜内部的换气率数据，提取气体流动值Y。这一设计有助于实时监测每个展柜的换气率状况，通过气体流量计获得的气体流动值Y可用于量化展柜的换气率能力。

所述照明采集模块在每个展柜内部安装光照强度传感器，采集当前展柜环境的光照强度数据Gz。通过在展柜内部布置光照强度传感器，系统可以更准确地获取展柜内的光照情况，实现对光照强度的精细控制。这有助于调整展柜的照明条件，保证文物在适宜的光照环境下展示，同时最大程度地减少对文物的光照损害。

本实施例中，增强了系统对展柜内部环境的监测能力，通过精密的传感器采集展柜内部的换气率和光照信息，为后续的智能控制提供了更为准确的数据基础。展柜换气率采集模块和照明采集模块的结合，使得系统能够更全面地考虑展柜内外环境因素，提升了文物的长期保存效果。

实施例3

本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的，所述建模模块包括建立模型单元，采集历史数据单元和分析单元；

所述建立模型单元使用3D扫描仪对文物进行扫描数字化，并依据当前馆藏环境区域的三维设计图，建立馆藏文物三维模型；并将每个文物的属性信息录入馆藏文物三维模型中，每个文物的属性信息包括：文物名称、编号、分类、创作者、制作时间和材质；有助于系统全面了解文物的特征和构成。

所述采集历史数据单元，用于采集汇总每个文物的展览历史，包括参与的各个展览的名称、时间、地点、展览目的和主题信息；并记录每个文物在历史展览中的环境数据，包括温度、湿度、光照条件和人流量数据；通过采集文物历史数据，系统能够获取文物在不同环境下的表现情况，为后续阈值的制定提供参考。

所述分析单元根据每个文物的属性信息和历史展览情况，利用计算机模拟，模拟文物在不同环境条件下的响应，以推断文物的阈值和敏感性，进而制定获得第一评估阈值Q1，第二温度阈值Q21、第二湿度阈值Q22和第三人流影响阈值Q3；

其中：采用统计分析法分析文物材质、年代、制作工艺和光照的敏感性分析后，制定第一评估阈值Q1；采用统计分析法分析文物对换气率的敏感性，制定第二评估阈值Q2；

根据文物的材质和历史展览的环境数据，采用统计分析法分析每个文物对温度和湿度的敏感性，制定第二温度阈值Q21和第二湿度阈值Q22；

根据历史人流量数据和文物历史展览的环境数据，采用统计分析法分析人流对文物的影响，制定第三人流影响阈值Q3。

本实施例中这一综合分析过程有益于系统更准确地了解每个文物在不同环境下的响应情况，为后续的控制策略提供科学依据，进一步增强了系统对文物保护的全面性和智能性。

实施例4

本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的，所述第一控制模块用于将第一评估系数PG1与第一评估阈值Q1和第二评估阈值Q2进行对比，获得第一评估结果，包括：

若第一评估系数PG1小于第一评估阈值Q1，评估结果为正常：

若第一评估系数PG1大于或等于第一评估阈值Q1，表示由光照强度低引起文物清晰度低，评估结果为异常：

如果第一评估系数PG1大于或等于第二评估阈值Q2，表示换气率合格，评估结果为正常；如果第一评估系数PG1小于第二评估阈值Q2，表示换气率不合格，有产生霉菌或污染物沉积的风险；

并生成第一控制命令，包括：如果评估结果异常，由光照强度低引起，则开启人工照明设备，提高展柜内的照明强度，如果由换气率不合格问题引起，进行文物展柜内空气处理系统检查和维护并发出报警通知，提醒工作人员对展柜进行检修。

如果评估结果异常，由光照强度低引起，系统会开启人工照明设备，提高展柜内的照明强度，以保障文物展览的可见性和观赏性。

如果异常是由换气率问题引起的，系统会进行文物展柜内空气处理系统的检查和维护，并发出报警通知，提醒工作人员对展柜进行检修。这有助于及时发现并解决换气率问题，确保展柜内部环境的稳定性，从而有效地保护文物减少产生霉菌或污染物沉积的风险。

本实施例中，通过获取第一评估结果，系统能够生成第一控制指令，便于及时响应不同的异常情况，保障文物的安全保存和观展体验，提高展柜系统的智能化程度。

实施例5

本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的，所述温湿度采集模块用于采集展柜外部以及每个展柜内部的温度数据T和湿度数据Sd；通过温湿度传感器，采集展柜外部的温度值T1、展柜内部的温度值T2、展柜外部的湿度值Sd1和展柜内部的湿度值Sd2；

所述第二控制模块用于将温度数据T中提取展柜内部的温度值T2，与第二温度阈值Q21进行对比，获得第一温度差值C1，所述第一温度差值C1通过以下公式进行计算获得：

；

由第二控制模块依据第一温度差值C1进行调节当前展柜内的温度；

且将湿度数据Sd进行提取，提取展柜内部的湿度值Sd2与第二湿度阈值Q22进行对比，获得第一湿度差值S1，所述获得第一湿度差值S1由以下公式进行计算获得；

；

由第二控制模块依据第一湿度差值S1进行调节当前展柜内湿度。

本实施例中，通过这样的控制策略，系统能够实时监测并调整展柜内部的温湿度，保持在设定的阈值范围内，以满足文物保存的要求。这有助于防止因温湿度波动而导致的文物损害。

实施例6

本实施例是在实施例5中进行的解释说明，请参照图1，具体的，还包括第四控制模块；

所述第四控制模块用于对展柜内外部的温湿度差进行调节；所述第四控制模块包括冷凝水影响分析单元和第四控制单元；

因展柜外部的温度值T1和展柜内部的温度值T2相差大，或者展柜外部的湿度值Sd1与展柜内部的湿度值Sd2相差大，会产生冷凝水，由所述冷凝水影响分析单元，收集实际运行的数据经验，预设第五温度差阈值Q51和第五湿度差阈值Q52；并计算展柜内外的第二温度差值C2和第二湿度差值S2；所述第二温度差值C2和第二湿度差值S2通过以下公式计算获得：

；/>；

并通过第四控制单元将所述第二温度差值C2与第五温度差阈值Q51进行对比，如果第二温度差值C2超过第五温度差阈值Q51，表示展柜内外温度差异过大，存在冷凝水风险，控制展柜外空气流通，控制温度差异值，降到第五温度差阈值Q51范围内；

将第二湿度差值S2与第五湿度差阈值Q52对比，如果第二湿度差值S2超过第五湿度差阈值Q52，表示展柜内外湿度差异过大，存在冷凝水风险，调整湿度控制系统，第二湿度差值S2在第五湿度差阈值Q52范围内为止，或者开启加热装置烘干柜体，减少冷凝水的产生。

本实施例中，通过本实施例的控制策略，第四控制模块有助于防止冷凝水的产生，从而避免对展柜内部文物的不利影响。

实施例7

本实施例是在实施例1中进行的解释说明，请参照图1，具体的，所述展柜外部环境采集模块用于采用红外传感器实时监测展柜周围的实时人流量；实时人流量数据的采集有助于系统更准确地评估展柜周围的环境状况，包括观众密集区域和流动性，为后续的环境控制提供更精准的数据基础。

通过CO₂浓度传感器采集展柜外部的CO₂浓度数据。CO₂浓度是人体呼吸释放的一种指标，高浓度可能表示观众密集，及时监测CO₂浓度有助于判断人流情况，提供环境控制的参考依据。

本实施例中，通过这样的展柜外部环境采集模块设计，系统可以更全面地感知观众活动，并在环境调节中更灵活地应对不同的人流情况，提高文物展柜的保护效果。

实施例8

本实施例是在实施例7中进行的解释说明，请参照图1，具体的，所述人流相关联系数R通过皮尔逊关联公式进行获取：

；

式中，Rll_i和CO_2i分别表示对应时间i的实时人流量数据和CO₂浓度数据；表示实时人流量数据的均值，/>表示为CO₂浓度数据的均值。

具体的，所述第三控制模块用于将人流相关联系数R与第三人流影响阈值Q3进行对比，获得第二评估结果，包括：

如果人流相关联系数R大于等于第三人流影响阈值Q3，表示人流影响异常；

如果人流相关联系数R小于第三人流影响阈值Q3，表示人流影响正常；

并依据第二评估结果生成第二控制命令，包括当人流影响异常时，表示当前环境人流量多，生成的CO₂浓度高，会对文物有影响，需要启动通风口的开合程度，控制空气流通；并触发安全警报，通过门禁系统或工作人员协调，设置导向标识，引导人流走向，分散人群。

本实施例中，当人流影响异常时，说明当前环境人流量多，生成的CO₂浓度高，可能对文物产生不利影响。此时，需要启动通风口的开合程度，以控制空气流通，确保环境新鲜。同时，触发安全警报，通过门禁系统或工作人员协调，设置导向标识，引导人流走向，分散人群，这有助于平衡展览现场的人流分布，减轻文物所处区域的压力。进一步降低环境压力，保护文物的安全。这样的智能控制系统有益于更好地应对展览现场的人流波动，保障文物的安全保存。第二控制命令的有益效果在于通过智能调控系统，能够及时有效地响应展览现场的人流波动，从而更好地保护文物。整体来说，第二控制命令的实施有助于降低环境对文物的不利影响，提高文物的安全保存水平。通过智能控制系统的综合调度，展柜内外的温湿度、空气流通等环境因素能够更好地适应变化，有助于文物的长期保存和展览效果的提升。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，其特征在于：包括展柜换气率采集模块、照明采集模块、第一关联模块、温湿度采集模块、展柜外部环境采集模块、第二关联模块、建模模块、第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块；

所述展柜换气率采集模块用于采集每个展柜内部的换气率数据，提取气体流动值Y；

所述照明采集模块用于采集当前展柜环境的光照强度数据Gz；

所述第一关联模块用于将气体流动值Y和光照强度数据Gz进行无量纲处理后，计算获取第一评估系数PG1，所述第一评估系数PG1通过以下公式生成：

；

b1和b2分别为气体流动值Y和光照强度数据Gz的比例系数，b1和b2的具体值由用户依据文物的属性调整设置，E为第一修正常数；

所述温湿度采集模块用于采集展柜外部以及每个展柜内部的温度数据T和湿度数据Sd；所述展柜外部环境采集模块用于采集实时人流量数据Rll以及CO₂浓度数据；

所述建模模块用于建立馆藏文物三维模型，将每个文物的属性信息输入至馆藏文物三维模型中，并收集文物的展览历史以及历史展览的环境数据，并进行分析获得每个文物的第一评估阈值Q1，第二温度阈值Q21、第二湿度阈值Q22和第三人流影响阈值Q3；

所述建模模块包括建立模型单元，采集历史数据单元和分析单元；

所述建立模型单元使用3D扫描仪对文物进行扫描数字化，并依据当前馆藏环境区域的三维设计图，建立馆藏文物三维模型；并将每个文物的属性信息录入馆藏文物三维模型中，每个文物的属性信息包括：文物名称、编号、分类、创作者、制作时间和材质；

所述采集历史数据单元，用于采集汇总每个文物的展览历史，包括参与的各个展览的名称、时间、地点、展览目的和主题信息；并记录每个文物在历史展览中的环境数据，包括温度、湿度、光照条件和人流量数据；

所述分析单元根据每个文物的属性信息和历史展览情况，利用计算机模拟，模拟文物在不同环境条件下的响应，以推断文物的阈值和敏感性，进而制定获得第一评估阈值Q1，第二温度阈值Q21、第二湿度阈值Q22和第三人流影响阈值Q3；

其中：采用统计分析法分析文物材质、年代、制作工艺和光照的敏感性分析后，制定第一评估阈值Q1；采用统计分析法分析文物对换气率的敏感性，制定第二评估阈值Q2；

根据文物的材质和历史展览的环境数据，采用统计分析法分析每个文物对温度和湿度的敏感性，制定第二温度阈值Q21和第二湿度阈值Q22；

根据历史人流量数据和文物历史展览的环境数据，采用统计分析法分析人流对文物的影响，制定第三人流影响阈值Q3;

所述第一控制模块用于将第一评估系数PG1与第一评估阈值Q1和第二评估阈值Q2进行对比，获得第一评估结果，并依据第一评估结果生成相关第一控制命令；

所述第二控制模块用于将温度数据T与第二温度阈值Q21进行对比，获得第一温度差值C1，由第二控制模块依据第一温度差值C1进行调节当前展柜内的温度；且将湿度数据Sd与第二湿度阈值Q22进行对比，获得第一湿度差值S1，由第二控制模块依据第一湿度差值S1进行调节当前展柜内湿度；

所述第二关联模块用于将实时人流量数据Rll和CO₂浓度数据进行通过皮尔逊关联方法进行关联，获得人流相关联系数R；并由第三控制模块将人流相关联系数R与第三人流影响阈值Q3对比，获得第二评估结果，并依据第二评估结果进行第二控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，其特征在于：所述展柜换气率采集模块通过在每个展柜内部安装气体流量计，采集每个展柜内部的换气率数据，提取气体流动值Y；

所述照明采集模块在每个展柜内部安装光照强度传感器，采集当前展柜环境的光照强度数据Gz。

3.根据权利要求1所述的一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，其特征在于：所述第一控制模块用于将第一评估系数PG1与第一评估阈值Q1和第二评估阈值Q2进行对比，获得第一评估结果，包括：

若第一评估系数PG1小于第一评估阈值Q1，评估结果为正常：

若第一评估系数PG1大于或等于第一评估阈值Q1，表示由光照强度低引起文物清晰度低，评估结果为异常：

如果第一评估系数PG1大于或等于第二评估阈值Q2，表示换气率合格，评估结果为正常；如果第一评估系数PG1小于第二评估阈值Q2，表示换气率不合格，有产生霉菌或污染物沉积的风险；

并生成第一控制命令，包括：如果评估结果异常，由光照强度低引起，则开启人工照明设备，提高展柜内的照明强度，如果由换气率不合格问题引起，进行文物展柜内空气处理系统检查和维护并发出报警通知，提醒工作人员对展柜进行检修。

4.根据权利要求1所述的一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，其特征在于：所述温湿度采集模块用于采集展柜外部以及每个展柜内部的温度数据T和湿度数据Sd；通过温湿度传感器，采集展柜外部的温度值T1、展柜内部的温度值T2、展柜外部的湿度值Sd1和展柜内部的湿度值Sd2；

所述第二控制模块用于将温度数据T中提取展柜内部的温度值T2，与第二温度阈值Q21进行对比，获得第一温度差值C1，所述第一温度差值C1通过以下公式进行计算获得：

；

由第二控制模块依据第一温度差值C1进行调节当前展柜内的温度；

且将湿度数据Sd进行提取，提取展柜内部的湿度值Sd2与第二湿度阈值Q22进行对比，获得第一湿度差值S1，所述获得第一湿度差值S1由以下公式进行计算获得；

；

由第二控制模块依据第一湿度差值S1进行调节当前展柜内湿度。

5.根据权利要求4所述的一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，其特征在于：还包括第四控制模块；

所述第四控制模块用于对展柜内外部的温湿度差进行调节；所述第四控制模块包括冷凝水影响分析单元和第四控制单元；

因展柜外部的温度值T1和展柜内部的温度值T2相差大，或者展柜外部的湿度值Sd1与展柜内部的湿度值Sd2相差大，会产生冷凝水，由所述冷凝水影响分析单元，收集实际运行的数据经验，预设第五温度差阈值Q51和第五湿度差阈值Q52；并计算展柜内外的第二温度差值C2和第二湿度差值S2；所述第二温度差值C2和第二湿度差值S2通过以下公式计算获得：

；/>；

并通过第四控制单元将所述第二温度差值C2与第五温度差阈值Q51进行对比，如果第二温度差值C2超过第五温度差阈值Q51，表示展柜内外温度差异过大，存在冷凝水风险，控制展柜外空气流通，控制温度差异值，降到第五温度差阈值Q51范围内；

将第二湿度差值S2与第五湿度差阈值Q52对比，如果第二湿度差值S2超过第五湿度差阈值Q52，表示展柜内外湿度差异过大，存在冷凝水风险，调整湿度控制系统，第二湿度差值S2在第五湿度差阈值Q52范围内为止。

6.根据权利要求1所述的一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，其特征在于：所述展柜外部环境采集模块用于采用红外传感器实时监测展柜周围的实时人流量；

通过CO₂浓度传感器采集展柜外部的CO₂浓度数据。

7.根据权利要求1所述的一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，其特征在于：所述人流相关联系数R通过皮尔逊关联公式进行获取：

；

式中，Rll_i和CO_2i分别表示对应时间i的实时人流量数据和CO₂浓度数据；表示实时人流量数据的均值，/>表示为CO₂浓度数据的均值。

8.根据权利要求7所述的一种馆藏文物展柜用恒温恒湿调节系统，其特征在于：所述第三控制模块用于将人流相关联系数R与第三人流影响阈值Q3进行对比，获得第二评估结果，包括：

如果人流相关联系数R大于等于第三人流影响阈值Q3，表示人流影响异常；

如果人流相关联系数R小于第三人流影响阈值Q3，表示人流影响正常；

并依据第二评估结果生成第二控制命令，包括当人流影响异常时，表示当前环境人流量多，生成的CO₂浓度高，会对文物有影响，需要启动通风口的开合程度，控制空气流通；并触发安全警报，通过门禁系统或工作人员协调，设置导向标识，引导人流走向，分散人群。