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一種基于振動(dòng)傳感器的野外智能文物監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于振動(dòng)傳感器的野外智能文物監(jiān)控系統(tǒng)，包括中心監(jiān)控部分、網(wǎng)絡(luò)連接部分和數(shù)據(jù)采集部分：數(shù)據(jù)采集部分包括振動(dòng)傳感器和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；網(wǎng)絡(luò)連接部分包括路由節(jié)點(diǎn)、中心節(jié)點(diǎn)；中心監(jiān)控部分包括上位機(jī)。本實(shí)用新型對(duì)分離出的單個(gè)信號(hào)作如何處理的時(shí)候采用了小波變換，它的優(yōu)點(diǎn)在于在信號(hào)的低頻部分具有較低的時(shí)間分辨率和較高的頻率分辨率，在高頻部分具有較高的時(shí)間分辨率和較低的頻率分辨率，很適合于分析非平穩(wěn)信號(hào)和提取信號(hào)的局部特征，尤其在野外文物看護(hù)環(huán)境下的雜波信號(hào)分析處理顯的尤為重要。
【專利說(shuō)明】-種基于振動(dòng)傳感器的野外智能文物監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及文物保護(hù)系統(tǒng)，特別是一種基于振動(dòng)傳感器的野外智能文物監(jiān)控 系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)現(xiàn)存大量石刻或其他質(zhì)地的文物散落于野外，該些珍貴文物在上千年的自然 營(yíng)力和人為因素的作用下，表層劣化嚴(yán)重，加之現(xiàn)有的交通運(yùn)輸工具和公路的發(fā)展，加大了 石刻被搬運(yùn)盜竊的危險(xiǎn)，除個(gè)別石陵保存狀況尚好外，其他很多處都只有一兩件，散落于荒 郊野外，保存狀況堪憂。從人為角度來(lái)講，近年來(lái)野外文物頻頻失竊遭損是文物遭到破壞 的一個(gè)主要因素，現(xiàn)有的保護(hù)方法大多數(shù)還是W人工巡邏看管為主，加之輔W對(duì)《文物保護(hù) 法》的宣傳和普及，從道德觀念上去約束人們的行為，該種做法加大了人力物力，但還是不 能從根本上阻止文物被盜搶的發(fā)生。
[0003] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，智能化的文物保護(hù)方案開(kāi)始被人們所采用。現(xiàn)階段智 能化的野外文物保護(hù)系統(tǒng)一般采用的是加裝防盜竊振動(dòng)傳感器在文物所處的地表下，但是 在野外監(jiān)測(cè)的時(shí)候振動(dòng)傳感器容易受到來(lái)自于自然環(huán)境的變化或周遭干擾源的干擾而引 發(fā)的誤報(bào)警。因此，如何能有效的識(shí)別振動(dòng)信號(hào)的來(lái)源，降低振動(dòng)傳感器的誤報(bào)警，具有重 要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的是要提供一種基于振動(dòng)傳感器的野外智能文物監(jiān)控系統(tǒng)。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是按照W下技術(shù)方案實(shí)施的：
[0006] 一種基于振動(dòng)傳感器的野外智能文物監(jiān)控系統(tǒng)，包括中屯、監(jiān)控部分、網(wǎng)絡(luò)連接部 分和數(shù)據(jù)采集部分：
[0007] 所述數(shù)據(jù)采集部分包括振動(dòng)傳感器和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：
[000引所述振動(dòng)傳感器采集野外大型文物周圍的混合的雜波信號(hào)；
[0009] 所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集振動(dòng)傳感器收到的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)通過(guò)路由節(jié)點(diǎn)上發(fā) 至中屯、節(jié)點(diǎn)處理；
[0010] 所述網(wǎng)絡(luò)連接部分包括路由節(jié)點(diǎn)、中屯、節(jié)點(diǎn)：
[0011] 所述路由節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)在中屯、節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)；
[0012] 所述中屯、節(jié)點(diǎn)將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)監(jiān)控軟件之間聯(lián)系起來(lái)，上位機(jī)通 過(guò)串口給中屯、節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將振動(dòng)傳感器采集到 的數(shù)據(jù)通過(guò)路由節(jié)點(diǎn)發(fā)送至中屯、節(jié)點(diǎn)，中屯、節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS232串口發(fā)給上位機(jī)并判斷是否報(bào) 警；
[0013] 所述中屯、監(jiān)控部分包括上位機(jī)：
[0014] 所述上位機(jī)接收網(wǎng)絡(luò)連接部分傳送的信息數(shù)據(jù)，并對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析并 判斷是否報(bào)警，通過(guò)串口給中屯、節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)。
[0015] 進(jìn)一步的，所述每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可連接多個(gè)振動(dòng)傳感器。
[0016] 具體的，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和振動(dòng)傳感器一起固定在野外大型文物周圍。
[0017] 野外現(xiàn)場(chǎng)的振動(dòng)傳感器從周圍環(huán)境采集到混合的雜波信號(hào)，從該些混合信號(hào)中分 離出某一路或幾路信號(hào)供我們進(jìn)行分析和處理，由于信號(hào)源的不可知性使該一過(guò)程成為盲 信源分離問(wèn)題，上位機(jī)通過(guò)獨(dú)立分量分析（Independent Component Analysis, ICA)方法可 對(duì)含有相互獨(dú)立的真實(shí)信號(hào)和噪聲信號(hào)的混合信號(hào)進(jìn)行盲源信號(hào)分離，達(dá)到對(duì)信號(hào)源的有 效識(shí)別。
[0018] 獨(dú)立分量分析（Independent Component Analysis, ICA)方法是一種把混合信息 分解成具有統(tǒng)計(jì)獨(dú)立性成分的線性組合的新方法，它能夠有效地提取混合信息的主要特 征。因?yàn)橛迷摲N方法分解出的各信號(hào)分量之間是相互獨(dú)立的，而測(cè)得的信號(hào)往往包含若干 相對(duì)獨(dú)立的成分，所W用該種方法測(cè)得的結(jié)果更有利于去除干擾和偽差。
[0019] 從本質(zhì)來(lái)看ICA是一個(gè)優(yōu)化算法，其目標(biāo)函數(shù)在于實(shí)現(xiàn)獨(dú)立成分的最大化非高斯 性，該目標(biāo)函數(shù)的設(shè)定可由中屯、極限定理直觀地推出。中屯、極限定理表明，在大樣本條件 下，獨(dú)立隨機(jī)變量的和趨于高斯分布。獨(dú)立成分模型表明觀測(cè)變量是獨(dú)立成分的線性組合， 獨(dú)立成分比任何一個(gè)觀測(cè)變量更偏離高斯分布。我們可通過(guò)對(duì)輸出向量y的各個(gè)分量進(jìn)行 非高斯性度量來(lái)判斷是否得到獨(dú)立信號(hào)源，用場(chǎng)用負(fù)滴作為度量。
[0020] 根據(jù)負(fù)滴（用符號(hào)J[p(y)]或J(y)來(lái)表示）的概念，可得在單變量情況下：
[0021]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于振動(dòng)傳感器的野外智能文物監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括中心監(jiān)控部分、網(wǎng) 絡(luò)連接部分和數(shù)據(jù)采集部分： 所述數(shù)據(jù)采集部分包括振動(dòng)傳感器和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)： 所述振動(dòng)傳感器采集野外大型文物周圍的混合的雜波信號(hào)； 所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集振動(dòng)傳感器收到的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)通過(guò)路由節(jié)點(diǎn)上發(fā)至中 心節(jié)點(diǎn)處理； 所述網(wǎng)絡(luò)連接部分包括路由節(jié)點(diǎn)、中心節(jié)點(diǎn)： 所述路由節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)在中心節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)的中繼轉(zhuǎn)發(fā)； 所述中心節(jié)點(diǎn)將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)監(jiān)控軟件之間聯(lián)系起來(lái)，上位機(jī)通過(guò)串 口給中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將振動(dòng)傳感器采集到的數(shù)據(jù) 通過(guò)路由節(jié)點(diǎn)發(fā)送至中心節(jié)點(diǎn)，中心節(jié)點(diǎn)通過(guò)RS232串口發(fā)給上位機(jī)并判斷是否報(bào)警； 所述中心監(jiān)控部分包括上位機(jī)： 所述上位機(jī)接受網(wǎng)絡(luò)連接部分傳送的信息數(shù)據(jù)，并對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析并判斷 是否報(bào)警，通過(guò)串口給中心節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于振動(dòng)傳感器的野外智能文物監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所 述每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接多個(gè)振動(dòng)傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于振動(dòng)傳感器的野外智能文物監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所 述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和振動(dòng)傳感器一起固定在野外大型文物周圍。
【文檔編號(hào)】G01H17/00GK204206232SQ201420754157
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】秦剛, 陳中孝, 王沛, 尚宇, 楊珊珊 申請(qǐng)人:西安工業(yè)大學(xué)