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行空板K10—文物保护新手段《古建筑保护系统》 中等

头像 于恺 2025.01.18 12 0

文物保护新手段是第五单元《物联网应用探索》的第一课,信息科技为文物保护带来了革命性的变化,新技术的应用不仅提升了文物保护的效率,还为文物的研究、展示和教育提供了更多可能性。文物保护包括对古建筑、历史遗址、艺术品等文物的保护和修复。为了实现对文物的保护,特选择古建筑的保护检测。

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古建筑有一定旅游价值,会吸引很多的游客,所以古建筑的保护要考虑到认为因素,考虑保护建筑物的同时也要考虑保护游客,在设计这个物联网项目时考虑以人为本。首先搭建一个房屋模拟古建筑场景。

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设计项目共有两部分,一部分是古建筑室内外环境信息数据的获取,另一部分是远程控制建筑物的亮化效果及室内氛围灯、排涝。具体思维导图如下图。

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运用K10及扩展板链接对应的传感器和执行器。K10的模拟信号接口只有P0和P1所以在使用时一定要让模拟信号的传感器链接P0和P1。为了使用灯带和水泵,通过使用继电器控制设备的工作,提高控制板的效率。下图为罗列的传感器的引脚和介绍。

传感器名称 链接引脚
模拟压电陶瓷震动传感器P0
火焰传感器P1
灯带继电器P9
水泵继电器P12
人体红外热释能传感器P15
雨量传感器I2C
光线传感器行空板自带
温湿度传感器行空板自带
彩色氛围灯行空板自带
水泵 
灯带 
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材料清单

  • 行空板K10 X1 链接
  • micro:bit掌控IO扩展板(兼容行空板M10/K10、micro:bit、掌控) X1 链接
  • 模拟压电陶瓷震动传感器 X1 链接
  • 火焰传感器 X1 链接
  • 人体热释电红外传感器 X1 链接
  • 雨量传感器 X1 链接
  • 水泵 X1 链接
  • 灯带 X1 链接
  • 继电器 X2 链接

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传感器链接好以后,上电准备写程序,写程序前,启动SIOT物联网平台,添加对应的topic,该案例采用局域网的方式实现。topic主题如下图。本案例主要是数据的获取,并没有根据数据给与相关的条件判断,实现古建筑的保护。

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开始编写程序,第一步链接物联网服务器。首先行空板K10链接无线网络,让笔记本和K10在共一个网络内,屏幕显示网络OK和MQTT OK,这样物联网服务可以使用。

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第二部分向物联网平台发送数据的同时,在K10屏幕也显示,这样更加直接的观察到数据的发送的准确性和效果,测试过程中K10的相应速度挺快的,数据的发送延时不是很高,效果比较好。

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本系统使用了大量的传感器检测文物的环境,其目的是更好的保护古建筑文物。下面介绍文物传感器的设计作用及效果。

文物检测的传感器的设计作用及效果

传感器

设计作用

人体热释电红外传感器检测古建筑内是否有人,方便检测闭馆后是否有人员逗留,也防止有不法分子进入建筑物,造成破坏。
火焰传感器对古建筑物的火情进行检测,及早发现火情,防止造成损失。
模拟压电陶瓷震动传感器对建筑物墙面进行检测,对有墙面震动脱落现象进行检测,防止造成建筑物的倒塌;同时对地震进行检测,及时疏散人群。
雨量传感器对古代建筑物附近的下雨量进行检测,如果雨水过大,打开水泵及时排涝,防止雨水对建筑物造成损坏。
温度传感器对建筑室内温度检测,如果温度过高打开冷风,温度过低打开暖风。
湿度传感器 加强对建筑物内湿度检测,防止湿气过重对建筑物造成损害。
光线传感器检测建筑物内光线,防止光线过强造成文物的快速氧化,造成文物破坏。
  

远程控制LED灯,这里采用色盘控制室内的氛围灯,灯带用于夜晚的景区亮化。通过灯的使用增强古建筑的美。

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氛围灯的数据需要进行处理后才可以使用,三元色原理,三组数字是通过“,”符号进行隔离的,M10的程序中有列表,很容易实现数据的分解,在K10中只有基础指令,通过位置的确定可以实现对数据分解,幸好只有两个逗号,再多估计就不好分解了。这个地方研究了很长时间才能够算出来。

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K10的程序智能订阅5个主题,比较少,但是使用效果很好,基本都能够立马反应效果,这点比M10要强很多。

 

 

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下面分享整个项目的程序

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