1 引言
麦积山石窟是位于甘肃省天水市麦积区小陇山中的一座孤峰，前期由甘肃省文化文物部门直属管理，但石窟文物保护管理和展示弘扬水平受石窟所在地方经济水平影响，面临着保护基础薄弱、专业人才匮乏、研究滞后、以及利用不足等诸多问题。保护工作以往主要停留在安保，以及物理加固防护等方面，在旅游经济作为区域第一辅助经济的今天，石窟的可持续发展和利用成为地方及甘肃省政府都极为关注的问题。2017 年 1 月，由甘肃省文物局召开的省直石窟管理机构整合移交仪式，确定将麦积山石窟交由敦煌研究院管理，研究院在今后的石窟保护工作中会提供丰富的经验和技术支持。本文针对麦积山石窟的特殊结构及石窟文物的病害现状进行分析，提出一种基于计算机平台的物联网环境监测系统设计方案，该系统可以通过电子信息化技术进行实时数据收集、整理，为石窟文物的专业维护提供可靠的数据支持和依据。
2 存在的问题
麦积山石窟受地理位置的影响，石窟周边环境潮湿，对窟内的壁画及木胎泥塑雕像的破坏十分严重。石窟还毗邻当地居民聚居区，人类的生产生活，以及旅游经济发展都对石窟造成了严重的破坏。2017年进行的洞窟现状调查评估显示，石窟均不同程度地出现大面积严重空鼓、岩体风化、渗水，起甲、酥碱、微生物病害等多种病害问题[1]。环境问题已经成为麦积山石窟保护的最大影响因素。
3 保护与管理监测
麦积山石窟的保护与管理监测在文物部门和政府的共同努力下，一直在稳步推进，但是从技术应用方面而言，由于专项资金的投入，以及专业技术人员的欠缺，仍然局限于隔离网、监控摄像头等简单的物理防护，保护工作更多的是后期补救，而非前期预防。根据其他大型石窟、泥塑文物保护的经验[2]，这类特殊材质的文物保护应该加强监测，并且建立系统监测体系，工作的重点应该以区域环境监测结合微环境监测技术的方式，准确全面地对文物环境质量进行监测，将挽救变成预防，为文物的科学管理和保护提供决策依据。
4 物联网技术构建文物保护微环境监测系统结构
在文物保护领域，敦煌莫高窟使用的环境监测数据服务系统，主要采集现场的温度、湿度，以及二氧化碳等相关数据。故宫博物院采用的环境监测系统，也主要监测展室中的温、湿度和光照度等环境指标[3-6]。普通的气体污染自动监测系统已经发展的比较成熟，但是和基于物联网技术的监测体系相比，需要使用的设备体积过大，且价格昂贵，对监测点的位置选择和周围条件要求也比较严格，而且监测点的距离间隔远、数量有限，这些都不能满足麦积山石窟监测的要求。
麦积山石窟石像大多独立成龛，石窟体积小，分散于整个山体崖面，所以基于物联网技术的气体监测体系将更好地实现全覆盖、实时监测的要求。本监测系统主要设计监测项目为气体污染物监测，考虑需要监测的对象相对位置集中，为满足全覆盖需求设置 221 个监测点，系统选择采用 Zigbee 网络技术，确定为网状拓扑结构，利用其结构灵活及整体稳定性高的特点[7]。系统采用 Browser/Server 架构的服务平台，基于 Java EE 设计实现[8]。系统中所需的传感器芯片选用市场供应的技术非常成熟的电化学模组，这种传感器在使用过程中表现出精度高、性能稳定、抗干扰能力强等性能特点[9]。
5 结语
随着物联网技术在环境监测领域应用研究的深入，监测方式及监测结果的应用范围越来越广泛，将这种技术引入特殊文物保护领域，监测系统所提供及时、可靠的数据支持，对麦积山石窟及同类文物的保护起到非常积极的作用。本文研究的基于物联网的环境监测系统是要将文物的抢救性保护有效的转变为预防性控制。
参考文献 [1] 麦积山石窟首次对洞窟现状进行系统“体检”[EB/OL].(2017-10-23)[2018-08]. http://gs.people.com.cn/n2/2017/1023/ c366766-30851555.html.
[2] 孙满利.土遗址保护研究现状与进展[J].文物保护与考古科学,2007(04):64-70.
[3] 谢彬彬,邢天璋,肖云.物联网技术在大型遗址保护领域的应用 [ J ] .物联网技术 , 2 0 1 3 , 3(02):67-70.
[4] 刘云浩.物联网导论[M].北京：科学出版社, 2010.
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