4、无线传感器网络在文化遗产监测中的应用综述

无线传感器网络在文化遗产监测中的应用综述

1. 无线传感器网络在文化遗产监测中的应用案例

无线传感器网络（WSN）在文化遗产监测领域有着广泛的应用。例如，在中世纪塔楼的监测中，结构健康监测（SHM）系统可提供塔楼的位移和振动信息，并利用所得数据预测塔楼的异常行为。在葡萄牙的一个历史遗址，由多个温度和光纤位移传感器组成的WSN被用于监测遗址的损坏情况，数据用于更新有限元模型（FEM）以评估遗址的损坏状态。在教堂的地震评估中，WSN的设计和数据处理策略着重于不同情况下教堂的安全管理，数据采集系统无线连接到信号处理单元，采集的数据用于更新教堂的FEM。

在博物馆中，有项目部署WSN来监测艺术品的健康状况，考虑了各种关键环境参数，该系统包含实时警报、网络管理和数据可视化等工具，但功能未集成且不免费。另一个项目则集成了前者的所有功能，还引入了室内地理空间数据分层功能，并且系统免费。

2. WSN标准和通信技术

在物联网时代，可用于文化遗产监测的通信协议有多种，以下是一些常见的标准和通信协议：
|标准/协议|频率范围|通信距离|数据速率|特点|
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|蓝牙|2.4 GHz（2400 - 2483.5 MHz）|约10 m| - |主要用于短距离无线设备通信，电池寿命有限，不适合大面积部署|
|IEEE 802.15.4| - |可达20 m| - |低功耗、低成本，定义了低速率无线个人区域网络（LR - WPANs）的物理和数据链路层操作|
|ZigBee|基于IEEE 802.15.4标准，2.4 GHz、915 MHz、868 MHz|通常50