作為我國文化遺產的杰出代表，多年來，因地基沉降、地下水位變化、邊坡松弛及地震影響等原因，傾斜變形成為我國各地現(xiàn)存古塔中普遍存在的問題，并成為古塔面臨的主要安全風險之一。
護珠塔，資料圖
近年來，為掌握上海市區(qū)古塔傾斜變形的現(xiàn)狀及變化趨勢，上海市文保單位和相關企業(yè)，以松江區(qū)的斜塔護珠塔為研究對象，開展了對上海古塔安全遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)的課題研究。課題基于智能傳感、網(wǎng)絡通信、自動控制、大數(shù)據(jù)技術，構建了古塔物聯(lián)網(wǎng)遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對護珠塔的遠程實時監(jiān)測。
據(jù)了解，該系統(tǒng)基于最小干預原則，采用先進低功耗智能傳感器，通過大數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、分析和挖掘等技術應用，實現(xiàn)了對古塔風險的精準識別和及時預報。
無線傾角、加速度、溫濕度等傳感器構成了護珠塔的傾斜監(jiān)測子系統(tǒng)。資料圖
在上海市護珠塔物聯(lián)網(wǎng)遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)中，通過固態(tài)高清攝像機、無線傾角傳感器、風力風向傳感器以及加速度傳感器、溫濕度傳感器等智能監(jiān)測傳感器構建了傾斜監(jiān)測子系統(tǒng)、風荷載監(jiān)測子系統(tǒng)、振動監(jiān)測子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)，進而對古塔傾斜狀況及相關影響因素進行了較為全面的監(jiān)測。
例如，在該系統(tǒng)感知層建設中，為完善對塔體的傾斜變形監(jiān)測，塔體上特定位置部署有若干雙軸無線傾角傳感器，以監(jiān)測塔體各層的局部變形情況。
另外，由于溫濕度、風速風向等環(huán)境因素的變化會對古塔結構安全產生影響，同時也會引發(fā)磚石古塔的風化、酥堿問題，所以溫濕度傳感器、風速風向傳感器也運用在了護珠塔物聯(lián)網(wǎng)遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)中。
護珠塔物聯(lián)網(wǎng)遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖，資料圖
我們知道，傳感系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)的傳輸方式，可以分為有線傳輸和無線傳輸兩種。隨著數(shù)字無線技術的發(fā)展，Zigbee近距無線組網(wǎng)通信技術以及3G／4G遠程通信傳輸技術已廣泛應用于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構建。
具體到該系統(tǒng)的網(wǎng)絡層建設中，系統(tǒng)以Zigbee自組網(wǎng)的方式通過網(wǎng)關節(jié)點連接各數(shù)據(jù)采集節(jié)點，并利用3G／4G無線通信網(wǎng)絡的方式與遠程監(jiān)控中心節(jié)點連接，從而實現(xiàn)了對塔體結構健康狀況的遠程實時監(jiān)測。
