一种文物存储环境检测系统和储藏及展示装备

技术领域

本申请涉及文物储藏及展示的技术领域，尤其涉及一种文物存储环境检测系统和储藏及展示装备。

背景技术

文物珍贵易损，且大多需要展示，为了较好的保存文物，且不影响文物的展示，文物的持有机构例如博物馆等一般采用特定的储藏及展示装备来进行。为了更好的保存文物，一般需要在文物的储藏及展示装备中为文物提供特定的保存环境，例如特定的温度、特定的湿度等，储藏及展示装备中特定的温度、特定的湿度一般通过温湿度检测模块、温湿度调节模块以及反馈控制模块来实现。相关技术中，为了保障储藏及展示装备内的温湿度，一般需要进行持续的温湿度检测，持续的温湿度检测会造成较多的能耗。

发明内容

本申请提供了一种文物储存环境检测系统和储藏及展示装备，其有利于以较低能耗实现了文物保存环境的温湿度检测控制。

第一方面，本申请提供了一种文物存储环境检测系统。该系统包括：温度检测模块、湿度检测模块和采集控制模块；所述温度采集模块用于采集文物存储环境的温度数据，所述湿度采集模块用于采集文物存储环境的湿度数据；

所述采集控制模块被配置为：

控制温度采集模块和湿度采集模块基于采集间隔时长来采集文物存储环境的所述温度数据和湿度数据；

在第一采集时刻，

获取文物存储环境在第一预设时长内的历史温度数据和历史湿度数据；

根据所述历史温度数据和历史湿度数据分析文物存储环境在第二预设时长内的温度变化趋势和湿度变化趋势；

根据所述温度变化趋势和湿度变化趋势预测采集间隔时长后的预测温度数据和预测湿度数据；

在第一采集时刻之后采集间隔时长的第二采集时刻，

获取文物存储环境的温度数据和湿度数据；

根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围更新采集间隔时长。

通过采用上述技术方案，温度采集模块和湿度采集模块并非持续工作，而是在采集控制模块的控制下每隔采集间隔时长进行一次温度数据和湿度数据采集，较之持续采集能够节约能耗，并且采集间隔时长合理确定，也能够保障温度数据和湿度数据的可靠控制。

进一步地，所述根据所述历史温度数据和历史湿度数据分析文物存储环境在第二预设时长内的温度变化趋势和湿度变化趋势包括：

根据所述历史温度数据和历史湿度数据构建第一预设时长内的温度时变曲线和湿度时变曲线，所述温度时变曲线和湿度时变曲线连续且可导；

根据温度时变曲线和湿度时变曲线确定第一预设时长内的温度导函数图像和湿度导函数图像，温度导函数和湿度导函数为一次函数；

将温度导函数图像和湿度导函数图像延长至第二预设时长内；

根据第二预设时长内的温度导函数和湿度导函数确定第二预设时长内的温度时变曲线和湿度时变曲线，第二预设时长内的温度时变曲线反映所述温度变化趋势，第二预设时长内的湿度时变曲线反映所述湿度变化趋势。

进一步地，所述根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围更新采集间隔时长包括：

根据温度数据、湿度数据、预测温度数据和预测湿度数据计算温度预测差异值和湿度预测差异值；

判断温度数据是否处于温度阈值范围，并判断湿度数据是否处于湿度阈值范围；

若任一判断为否，则令采集间隔时长为第一预设间隔时长；

若均判断为是，则根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围计算第二预设间隔时长，并令采集间隔时长为第二预设间隔时长。

进一步地，所述根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围计算第二预设间隔时长包括：

其中，t表示第二预设间隔时长，T表示温度数据，RH表示湿度数据，T

第二方面，本申请提供了一种储藏及展示装备，该系统包括文物存储环境检测系统；

所述文物存储环境检测系统包括：温度检测模块、湿度检测模块和采集控制模块；所述温度采集模块用于采集文物存储环境的温度数据，所述湿度采集模块用于采集文物存储环境的湿度数据；

所述采集控制模块被配置为：

控制温度采集模块和湿度采集模块基于采集间隔时长来采集文物存储环境的所述温度数据和湿度数据；

在第一采集时刻，

获取文物存储环境在第一预设时长内的历史温度数据和历史湿度数据；

根据所述历史温度数据和历史湿度数据分析文物存储环境在第二预设时长内的温度变化趋势和湿度变化趋势；

根据所述温度变化趋势和湿度变化趋势预测采集间隔时长后的预测温度数据和预测湿度数据；

在第一采集时刻之后采集间隔时长的第二采集时刻，

获取文物存储环境的温度数据和湿度数据；

根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围更新采集间隔时长。

进一步地，所述根据所述历史温度数据和历史湿度数据分析文物存储环境在第二预设时长内的温度变化趋势和湿度变化趋势包括：

根据所述历史温度数据和历史湿度数据构建第一预设时长内的温度时变曲线和湿度时变曲线，所述温度时变曲线和湿度时变曲线连续且可导；

根据温度时变曲线和湿度时变曲线确定第一预设时长内的温度导函数图像和湿度导函数图像，温度导函数和湿度导函数为一次函数；

将温度导函数图像和湿度导函数图像延长至第二预设时长内；

根据第二预设时长内的温度导函数和湿度导函数确定第二预设时长内的温度时变曲线和湿度时变曲线，第二预设时长内的温度时变曲线反映所述温度变化趋势，第二预设时长内的湿度时变曲线反映所述湿度变化趋势。

进一步地，所述根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围更新采集间隔时长包括：

根据温度数据、湿度数据、预测温度数据和预测湿度数据计算温度预测差异值和湿度预测差异值；

判断温度数据是否处于温度阈值范围，并判断湿度数据是否处于湿度阈值范围；

若任一判断为否，则令采集间隔时长为第一预设间隔时长；

若均判断为是，则根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围计算第二预设间隔时长，并令采集间隔时长为第二预设间隔时长。

进一步地，所述根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围计算第二预设间隔时长包括：

其中，t表示第二预设间隔时长，T表示温度数据，RH表示湿度数据，T

综上所述，本申请至少包含以下有益效果：

1.提供了一种文物存储环境检测系统和储藏及展示装备，其并非持续采集温度数据和湿度数据，而是以合理确定的采集间隔时长来采集温度数据和湿度数据，在节约能耗的基础上也有利于支持文物保存环境的温湿度可靠控制；

2.自主设计的采集间隔时长确定的模型客观合理，有利于进一步支持文物保存环境的温湿度可靠控制。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本申请各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了本申请实施例中的一种文物存储环境检测系统的方框图；

图2示出了本申请实施例中的采集控制模块内控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

文物存储环境的检测一般服务于文物存储环境的控制调节。一般需要为文物存储环境预先设置目标环境，例如目标温度范围和目标湿度范围，当检测到文物存储环境的某些参数超出目标环境的相应参数时，进行文物存储环境的控制调节，以便动态保持文物存储环境处于目标环境，以便文物的长久保存。

目前文物存储环境一般为持续实时检测，或者说高频次的不间断检测，这当然有利于快速发现文物存储环境的变化，然而，随着文物存储环境的检测模块的技术发展，虽然能够进行更为高精度、高灵敏度的检测，但能耗也相应提高，这导致文物存储环境的持续实时检测会带来较高的电能消耗。

为了以较低的能耗实现文物存储环境的检测，本申请提供了一种文物储存环境检测系统和储藏及展示装备。该一种文物储存环境检测系统和储藏及展示装备能够以采集间隔时长来进行温度和湿度采集，既降低了能耗，又能够支撑文物保存环境的温湿度控制。

第一方面，本申请提供了一种文物存储环境检测系统。

图1示出了本申请实施例中的一种文物存储环境检测系统的方框图。该系统包括：温度检测模块、湿度检测模块和采集控制模块；所述温度采集模块用于采集文物存储环境的温度数据，所述湿度采集模块用于采集文物存储环境的湿度数据。

采集控制模块中包含用来确定温度采集模块和湿度采集模块的采集间隔时长的控制方法。图2示出了本申请实施例中的采集控制模块内控制方法的流程图。在该控制方法用于控制温度采集模块和湿度采集模块基于采集间隔时长来采集文物存储环境的所述温度数据和湿度数据。

参照图2，采集间隔时长的确定方法包括：

在第一采集时刻，

获取文物存储环境在第一预设时长内的历史温度数据和历史湿度数据；

根据所述历史温度数据和历史湿度数据分析文物存储环境在第二预设时长内的温度变化趋势和湿度变化趋势；

根据所述温度变化趋势和湿度变化趋势预测采集间隔时长后的预测温度数据和预测湿度数据；

在第一采集时刻之后采集间隔时长的第二采集时刻，

获取文物存储环境的温度数据和湿度数据；

根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围更新采集间隔时长。

前述第一采集时刻和第二采集时刻是相邻的两个数据采集时刻，是相对的命名，在文物存储环境检测的过程中，任意两个相邻的采集时刻(温度采集模块和湿度采集模块采集温度数据和湿度数据的时刻)均可以认为靠前时刻为第一采集时刻、靠后的采集时刻为第二采集时刻。可以理解，在三个相邻的采集时刻中，第一个采集时刻和第二个采集时刻构成一组第一采集时刻和第二采集时刻，第二个采集时刻和第三个采集时刻也构成一组第一采集时刻和第二采集时刻。

应理解，采集间隔时长存在初始预设值，本申请实施例中，采集间隔时长初始设置为较短的第一预设间隔时长，第一预设间隔时长为单位时间，单位时间为温度采集模块和湿度采集模块允许的最短采集间隔时间，单位时间在本申请实施例中取5s，当然单位时间也可以取其他时间，但为了保障文物保存环境的目标控制灵敏度，一般单位时间不超过10s。

基于采集间隔时长的初始预设值，基于前述算法，即可进行采集间隔时长的更新，当然，本方法需要具备一定量的历史温度数据和历史湿度数据积累后方可执行。

具体来说，所述根据所述历史温度数据和历史湿度数据分析文物存储环境在第二预设时长内的温度变化趋势和湿度变化趋势包括：

根据所述历史温度数据和历史湿度数据构建第一预设时长内的温度时变曲线和湿度时变曲线，所述温度时变曲线和湿度时变曲线连续且可导；

根据温度时变曲线和湿度时变曲线确定第一预设时长内的温度导函数图像和湿度导函数图像，温度导函数和湿度导函数为一次函数；

将温度导函数图像和湿度导函数图像延长至第二预设时长内；

根据第二预设时长内的温度导函数和湿度导函数确定第二预设时长内的温度时变曲线和湿度时变曲线，第二预设时长内的温度时变曲线反映所述温度变化趋势，第二预设时长内的湿度时变曲线反映所述湿度变化趋势。

上述内容中，前述温度时变曲线和湿度时变曲线是根据实际的历史温度数据和历史湿度数据拟合而来，而第一预设时长内的温度导函数图像和湿度导函数图像也并非温度时变曲线和湿度时变曲线的实际求导得到的导函数图像，而是以一条直线去拟合实际的温度导函数和湿度导函数，得到最为接近实际温度导函数和湿度导函数的温度导函数图像和湿度导函数图像，作为所述第一预设时长内的温度导函数图像和湿度导函数图像。

进一步地，所述根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围更新采集间隔时长包括：

根据温度数据、湿度数据、预测温度数据和预测湿度数据计算温度预测差异值和湿度预测差异值；

判断温度数据是否处于温度阈值范围，并判断湿度数据是否处于湿度阈值范围；

若任一判断为否，则令采集间隔时长为第一预设间隔时长；

若均判断为是，则根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围计算第二预设间隔时长，并令采集间隔时长为第二预设间隔时长。

在此处，温度阈值范围为文物保存环境的目标温度范围，湿度阈值范围为文物保存环境的目标湿度范围。若温度数据超出温度阈值范围或湿度数据超出湿度阈值范围，则说明文物保存环境并非处于目标环境，此时需要以较短的第一预设间隔时长(即单位时间)进行温度数据和湿度数据采集，以支持文物保存环境的温湿度调节到目标温湿度。若温度数据处于温度阈值范围内且湿度数据处于湿度阈值范围内，则说明文物保存环境在当前时刻处于目标环境，可以以合理的方式确定采集间隔时长为第二预设间隔时长，第二预设间隔时长长于第一预设间隔时长，如此，既能够降低温度数据和湿度数据的采集频次、达到节约能耗的目的，又能够避免采集间隔时长过长导致温度数据和湿度数据超出温度阈值范围和湿度阈值范围。

在本申请实施例中，根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围计算第二预设间隔时长具体通过以下算法模型实现：

其中，t表示第二预设间隔时长，T表示温度数据，RH表示湿度数据，T

在以上算法模型中，可以以当前时刻的近预设次数的温度预测差异值和湿度预测差异值的绝对值之和最小为指标来训练算法模型中的参数K

综上所述，本申请中的文物存储环境检测系统实现了温度数据和湿度数据的采集间隔时长的控制，以自主研发的算法模型来合理确定采集间隔时长，在保障温度数据和湿度数据可靠控制的基础上，能够在非必要高频采集时尽量延长采集间隔时长，进而实现了能耗的节约，在一定程度上也能够延长温度采集模块和湿度采集模块的使用寿命。

需要说明的是，对于前述的各控制方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

第二方面，本申请提供了一种储藏及展示装备。

具体来说，该系统包括文物存储环境检测系统；

所述文物存储环境检测系统包括：温度检测模块、湿度检测模块和采集控制模块；所述温度采集模块用于采集文物存储环境的温度数据，所述湿度采集模块用于采集文物存储环境的湿度数据；

所述采集控制模块被配置为：

控制温度采集模块和湿度采集模块基于采集间隔时长来采集文物存储环境的所述温度数据和湿度数据；

在第一采集时刻，

获取文物存储环境在第一预设时长内的历史温度数据和历史湿度数据；

根据所述历史温度数据和历史湿度数据分析文物存储环境在第二预设时长内的温度变化趋势和湿度变化趋势；

根据所述温度变化趋势和湿度变化趋势预测采集间隔时长后的预测温度数据和预测湿度数据；

在第一采集时刻之后采集间隔时长的第二采集时刻，

获取文物存储环境的温度数据和湿度数据；

根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围更新采集间隔时长。

进一步地，所述根据所述历史温度数据和历史湿度数据分析文物存储环境在第二预设时长内的温度变化趋势和湿度变化趋势包括：

根据所述历史温度数据和历史湿度数据构建第一预设时长内的温度时变曲线和湿度时变曲线，所述温度时变曲线和湿度时变曲线连续且可导；

根据温度时变曲线和湿度时变曲线确定第一预设时长内的温度导函数图像和湿度导函数图像，温度导函数和湿度导函数为一次函数；

将温度导函数图像和湿度导函数图像延长至第二预设时长内；

根据第二预设时长内的温度导函数和湿度导函数确定第二预设时长内的温度时变曲线和湿度时变曲线，第二预设时长内的温度时变曲线反映所述温度变化趋势，第二预设时长内的湿度时变曲线反映所述湿度变化趋势。

进一步地，所述根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围更新采集间隔时长包括：

根据温度数据、湿度数据、预测温度数据和预测湿度数据计算温度预测差异值和湿度预测差异值；

判断温度数据是否处于温度阈值范围，并判断湿度数据是否处于湿度阈值范围；

若任一判断为否，则令采集间隔时长为第一预设间隔时长；

若均判断为是，则根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围计算第二预设间隔时长，并令采集间隔时长为第二预设间隔时长。

进一步地，所述根据温度数据、湿度数据、预测温度数据、预测湿度数据以及预获取的温度阈值范围和湿度阈值范围计算第二预设间隔时长包括：

其中，t表示第二预设间隔时长，T表示温度数据，RH表示湿度数据，T

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的储藏及展示装备的具体工作过程，可以参考前述文物存储环境检测系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

综上所述，本申请至少包含以下有益效果：

综上所述，本申请至少包含以下有益效果：

1.提供了一种文物存储环境检测系统和储藏及展示装备，其并非持续采集温度数据和湿度数据，而是以合理确定的采集间隔时长来采集温度数据和湿度数据，在节约能耗的基础上也有利于支持文物保存环境的温湿度可靠控制；

2.自主设计的采集间隔时长确定的模型客观合理，有利于进一步支持文物保存环境的温湿度可靠控制。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。