《数据筑盾：让每一页历史都在安全值域里呼吸》

档案馆库房环境监控系统方案设计​

一、项目背景与设计目标​

档案作为国家重要的文化遗产和历史凭证，其保存环境直接决定了档案的寿命与完整性。传统档案馆库房依赖人工巡检的管理方式，难以应对温湿度波动、生物侵害等多维度风险，亟需构建智能化监控体系。本方案基于《档案馆建筑设计规范》(JGJ 25)、《档案安全保护技术管理暂行规定》等标准要求，以 "八防"（防火、防盗、防光、防高温、防潮、防尘、防鼠、防虫）为核心目标，打造集实时监测、智能调控、风险预警于一体的智慧化环境管理系统。​

系统设计目标包括：实现库房环境参数的 24 小时不间断采集，其中温度控制在 14~24℃、相对湿度保持 45~60%，日波动分别不超过 ±2℃和 ±5%；建立多维度异常预警机制，确保超标数据 15 秒内触发报警；通过智能联动控制，使环境调控响应时间缩短至 30 秒以内；构建完整的数据分析体系，实现风险趋势预测与预防性维护。​

 

 

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二、系统总体架构​

本系统采用 "四层架构" 设计，通过环境感知层、智能控制层、数据传输层和用户交互层的协同工作，形成全方位的环境监控网络。​

（一）环境感知层​

基于库房空间布局和风险等级进行传感器布点，实现无盲区监测：​

 

• 温湿度监测：选用盛世宏博 H-THNSJ0A 型高精度传感器，精度达 ±0.5℃/±2% RH，每 50㎡布设 1 个，重点区域（如密集架顶部、空调出风口附近）加密部署​

 

 

• 光照与紫外线：采用 MX78-LE-A 型 LORA 无线光照传感器，内置 3500mAh 锂电池，设置 300 秒采样周期可实现 1 年以上续航，安装于窗户侧墙及照明下方​

 

 

• 安防监测：配置 HB-YG201 型烟感探测器、HB-FD12 型红外双鉴传感器，在出入口及通道形成立体防护网​

 

 

• 特殊风险监测：沿管道及窗边铺设 MKM6891 型无线水浸传感器，采用 NB-IoT 通信，电池寿命达 2 年以上；在墙角部署 TVOC / 甲醛传感器及虫情监测装置​

 

（二）智能控制层​

以盛世宏博 HB-ZH 系列综合智能触摸一体机为核心，构建自动化控制逻辑：​

 

• 温湿度超标时，自动启停恒温恒湿净化一体机（HB-670-120 型）及空调设备​

 

 

• 光照过强时联动电动窗帘遮蔽直射光，紫外线超标自动切断相关照明电源​

 

 

• 烟雾报警触发时，立即切断非消防电源并启动气体灭火系统​

 

 

• 检测到水浸信号后，精准定位渗漏点并联动排水泵​

 

 

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（三）数据传输层​

采用混合组网方式保障数据传输可靠性：​

 

• 关键传感器采用工业级 RS485 总线连接，支持 Modbus-RTU 协议​

 

 

• 无线设备选用 LORA 扩频通信技术，实现 500 米级远距离传输，空旷区域覆盖半径达 300 米​

 

 

• 安防与环境数据通过以太网加密传输至中央平台，支持 MQTT 协议实现跨系统集成​

 

（四）用户交互层​

开发多终端管理系统：​

 

• 中央管理平台采用 3D 可视化技术，实时展示库房布局、设备状态及环境参数曲线​

 

 

• 移动端应用支持远程查看、阈值设置与报警接收，实现无人值守运维​

 

 

• 配置 60 寸高清显示屏，单独设置后端监控系统满足保密要求​

 

三、核心技术与功能模块​

（一）多参数环境调控系统​

构建动态平衡的环境控制体系：​

 

• 恒温恒湿系统：通过 PID 算法实现空调、除湿机、加湿器的精准协同，湿度波动超过 ±3% 时自动启动备用设备​

 

 

• 空气质量优化：新风系统联动 PM2.5 及有害气体传感器，过滤效率达 99.97%，每 2 小时完成一次全库房空气置换​

 

 

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• 节能运行模式：结合室外气象数据智能调节设备负荷，夜间时段自动切换至节能模式，降低能耗 30% 以上​

 

（二）智能安防集成方案​

实现多重安全防护：​

 

• 门禁系统采用生物识别技术，刷卡或人脸识别触发同步录像，记录保存时长不少于 90 天​

 

 

• 红外入侵传感器与视频监控联动，异常情况时自动推送现场画面至管理人员​

 

 

• 配置 UPS 不间断电源，确保断电后关键设备持续工作不少于 4 小时​

 

（三）预测性维护体系​

基于大数据分析构建智慧管理模型：​

 

• 建立温湿度、虫害等风险因素的历史趋势数据库，通过机器学习预测环境变化​

 

 

• 雨季前自动强化除湿机运行功率，提前 72 小时启动防霉预案​

 

 

• 传感器校准周期智能提醒，根据漂移系数动态调整校准频率​

 

（四）应急响应机制​

设计分级处置流程：​

 

• 一级报警（如火灾、严重漏水）：立即启动声光报警，同步发送短信至管理员，触发预设应急预案​

 

 

• 二级报警（如温湿度超标）：系统自动尝试调控，15 分钟未恢复正常则通知管理人员​

 

 

• 三级预警（如设备异常）：生成维护工单，跟踪处理进度直至闭环​

 

四、实施与运维管理​

（一）系统部署流程​

分阶段推进项目实施：​

 

1. 前期勘测：评估库房结构、现有设施及环境基线数据，重点标记管道走向、承重位置等关键节点​

 

 

1. 建筑改造：完成防水处理、线路优化及设备安装位预留，窗户加装防紫外线玻璃​

 

 

1. 设备安装：采用总线型拓扑结构布线，传感器安装避开空调出风口及直射光源，线缆选用 RVVP2*1.0 型护套线​

 

 

1. 联调测试：验证 100% 传感器通讯正常，模拟 20 种异常场景测试联动逻辑准确性​

 

（二）运维保障体系​

建立全生命周期管理机制：​

 

• 日常维护：制定传感器巡检计划，每季度校准温湿度探头，定期更换防虫药剂及空气滤网​

 

 

• 数据管理：采用本地服务器 + 云端备份模式，存储至少 5 年历史数据，支持一键导出检测报告​

 

 

• 应急演练：每半年开展一次消防、漏水等应急处置演练，确保响应流程顺畅​

 

（三）验收标准​

依据相关规范制定验收指标：​

 

• 传感器数据准确率≥99.5%，报警响应时间≤10 秒​

 

 

• 温湿度控制精度达到设计标准，连续运行 30 天无故障​

 

 

• 系统平均无故障时间 (MTBF)≥60000 小时​

 

五、效益分析与推广价值​

本系统实施后将实现三大价值提升：​

 

1. 保护效能提升：通过精准环境控制，使纸质档案预期寿命延长 50% 以上，霉变率降低至 0.1% 以下​

 

 

1. 管理效率提升：替代传统人工巡检模式，节省 80% 的人力成本，异常处置效率提高 6 倍​

 

 

1. 决策科学性提升：基于数据积累形成的环境优化方案，为档案保护提供量化决策依据​

 

随着人工智能与物联网技术的发展，系统可进一步拓展 AI 图像识别虫情、区块链存证环境数据等功能，为智慧档案馆建设提供核心支撑。本方案已在邢台市某政府档案馆等项目中验证了可行性，其模块化设计可满足不同规模档案馆的个性化需求，具有广泛的推广应用价值。

 

 

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