[发明专利]一种不可移动文物裂缝监测装置及方法

权利要求书

1.一种不可移动文物裂缝监测装置，其特征在于：包括控制平台、数据采集模块和服务端模块；

所述控制平台包括控制器模块、分别与控制器模块连接的时钟模块、温湿度采集模块、无线传输模块和电源模块；所述时钟模块用于计时，提供数据采集触发条件；所述温湿度采集模块用于采集裂缝监测点温湿度；所述电源模块供电；所述无线传输模块用于数据采集模块和控制器模块之间、控制器模块与服务端模块之间的通信；

所述数据采集模块包括裂缝宽度采集模块和裂缝距离采集模块，用于采集裂缝宽度像素值和裂缝距离；

所述服务端模块包括数据接收模块、数据存储模块、数据分析模块和预警信息判断模块，所述数据接收模块用于接收控制器模块发送的裂缝数据，所述数据存储模块用于将接收到的裂缝数据进行存储，所述数据分析模块将存储的裂缝数据进行比对计算，并将计算结果传输给预警信息判断模块，预警信息判断模块对计算结果进行判断。

2.根据权利要求1所述的不可移动文物裂缝监测装置，其特征在于：所述裂缝宽度采集模块包括OpenMV模块，OpenMV模块接收控制器模块的指令后，抓拍裂缝照片，计算出裂缝宽度像素值，并将裂缝宽度像素值回传至控制器模块。

3.根据权利要求1所述的不可移动文物裂缝监测装置，其特征在于：所述裂缝距离采集模块包括激光测距模块和MCU控制模块；所述MCU控制模块接收控制器模块的测量指令后激活激光测距模块，激光测距模块将测量到的裂缝距离通过MCU控制模块传输至控制器模块。

4.根据权利要求1或2或3所述的不可移动文物裂缝监测装置，其特征在于：所述无线传输模块包含ZigBee无线近距离传输模块和NB-IoT无线远距离传输模块，所述ZigBee无线近距离传输模块用于控制器模块与数据采集模块之间的通信，所述NB-IoT无线远距离传输模块用于控制器模块与服务端模块之间的通信。

5.一种不可移动文物裂缝监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、时钟模块达到计时条件，控制器模块向数据采集模块发送数据采集指令；

B、裂缝距离采集模块接收指令后，采集裂缝距离，并回传至控制器模块；

C、裂缝宽度采集模块接收指令后，抓拍裂缝照片，计算出裂缝宽度像素值，回传至控制器模块；

D、控制器模块根据裂缝距离和裂缝宽度像素值，通过预置算法计算出裂缝实际宽度，同时采集温湿度数据，并将裂缝实际宽度和温湿度数据传输至服务端模块；

E、服务端模块接收到裂缝实际宽度和温湿度数据后，对裂缝实际宽度和温湿度数据进行存储并分析，得到裂缝发育速度值和裂缝随温度变化情况，并根据文物保护相关规定进行判断是否满足触发预警信号条件。

6.根据权利要求5所述的不可移动文物裂缝监测方法，其特征在于，步骤B具体包括以下步骤：

B1、MCU控制模块通过UART1端口读取控制器模块的测量指令；

B2、MCU控制模块通过UART2端口激活激光测距模块工作，激光测距模块向裂缝所在处墙面发射激光，并记录返回时间，通过返回时间计算激光测距模块与裂缝所在墙面的距离，即裂缝距离H；

B3、将测量到的裂缝距离通过UART2端口传输至MCU控制模块，MCU控制模块再通过UART1端口将测量到的裂缝距离传输至控制器模块。

7.根据权利要求5所述的不可移动文物裂缝监测方法，其特征在于：步骤C具体包括以下步骤：

C1、OpenMV模块接收到控制器模块指令后开始工作；

C2、OpenMV模块抓拍裂缝照片，并对裂缝照片进行处理得到裂缝宽度像素值d_p；

C3、将裂缝宽度像素值传输至控制器模块。