图书馆温湿度监控系统解决方案

一、项目背景与核心需求

图书馆作为文献、文物的集中保存与阅览场所，不同区域（普通阅览室、古籍库房、特藏室、电子阅览室）对温湿度均有明确要求：普通区域温湿度失衡易影响读者舒适度与文献纸张老化；古籍、特藏文献等珍贵资料对温湿度极为敏感，波动过大将加速霉变、虫蛀、纤维降解。

当前部分图书馆存在人工监测效率低、数据无追溯、预警不及时、区域监测不均等问题，本方案旨在构建一套精准、实时、智能的温湿度监控系统，核心需求如下：

1. 分区精准监测：普通阅览室（20±2℃，40%-60% RH）、古籍 / 特藏室（18±2℃，50%±5% RH），测量精度≤±0.3℃（温度）、≤±2% RH（湿度）；

2. 实时数据管控：数据采样周期 1 次 / 分钟，支持本地 + 云端实时查看，存储周期≥2 年；

3. 多级预警机制：参数超标时触发声光、短信、APP 推送报警，支持自定义阈值与通知人员；

4. 联动调控可?。涸ち羯璞噶涌?，可对接空调、加湿器等设备实现自动调控；

5. 易运维扩展：设备安装便捷、校准简单，支持新增监测点位与功能升级。

二、系统总体设计

（一）设计原则

1. 精准优先：选用高精度传感器，确保数据采集准确性与稳定性；

2. 实用高效：聚焦温湿度监控核心，简化冗余功能，降低运维成本；

3. 分级适配：针对不同区域定制监测精度与功能模块，兼顾通用性与特殊性；

4. 安全可靠：数据加密传输与双重备份，设备符合图书馆、低功耗要求；

5. 灵活扩展：支持与图书馆智慧管理平台对接，预留多设备联动接口。

（二）系统架构

采用 “感知 - 传输 - 管理” 三层轻量化架构，实现全流程监控：

1. 感知层：部署分区温湿度传感器（含普通型与高精度型），按需配置门窗传感器（防止环境扰动），实时采集环境数据；

2. 传输层：采用 “LoRa 无线 + 以太网” 双模传输，无线传输距离≤100 米（穿墙≥3 堵），数据延迟≤5 秒，无布线困扰；

3. 管理层：由本地监控终端（触控屏）与云端管理平台组成，支持数据可视化、报警管理、历史查询、参数配置等功能。

三、核心技术与设备选型

（一）温湿度感知技术

1. 传感器选型：

? 普通区域（阅览室、电子阅览室）：数字式温湿度传感器，测量范围 - 10℃~60℃、0% RH~99% RH，精度 ±0.3℃/±2% RH，供电 DC 5V，功耗≤10mA；

? 特殊区域（古籍 / 特藏室）：高精度进口传感器（如 SHT30），测量范围 - 10℃~60℃、0% RH~99% RH，精度 ±0.2℃/±1% RH，支持定期校准，每 50㎡部署 1 个；

? 辅助传感器：门窗传感器（监测异?？簦凸纳杓?，待机时长≥3 年。

1. 部署原则：

? 安装高度距地面 1.5-2 米，远离空调出风口、门窗、阳光直射区域；

? 古籍 / 特藏室传感器均匀分布，确保无监测死角，温湿度均匀度≤±0.5℃/±3% RH。

（二）数据传输技术

1. 传输方式：LoRa 无线传输为主（支持穿墙、低功耗），机房等核心区域采用以太网有线传输，确保数据稳定；

2. 网关设备：选用工业级 LoRa 网关，支持≤32 个传感器接入，传输距离≤100 米，供电 AC 220V，运行噪音≤30dB（A）；

3. 数据加密：采用 AES-128 加密传输，防止数据泄露，网关支持断网缓存（缓存容量≥1 万条），网络恢复后自动上传。

（三）智能管理平台

1. 本地监控终端：7 英寸工业触控屏，部署于图书馆运维办公室，功能包括：

? 实时显示：分区温湿度数据、设备在线状态，图表化呈现；

? 本地操作：参数阈值设置、报警、设备校准、数据导出（Excel 格式）；

1. 云端管理平台（B/S 架构，支持电脑端 + 手机 APP）：

? 数据监控：分区查看实时数据，支持多库房、多区域统一管理；

? 历史追溯：按日 / 周 / 月 / 年查询历史数据，生成趋势曲线，支持导出打??；

? 报警管理：分级报警（预警 / 紧急），记录报警时间、地点、原因，支持报警处理追踪；

? 运维提醒：设置传感器校准、设备巡检提醒，记录维护日志；

? 权限管理：分管理员、运维人员、负责人等角色，自定义操作权限。

（四）联动调控可选?？?/span>

若需实现自动调控，可新增联动控制器，对接图书馆现有空调、加湿器、除湿机等设备：

1. 联动逻辑：当区域温湿度连续 3 分钟超出阈值，系统自动发送指令启动对应设备，参数回归正常后自动?；?；

2. 核心设备：智能联动控制器，支持 Modbus 通信协议，可接入≤8 台调控设备，支持手动 / 自动模式切换。

四、系统安装与调试

（一）安装要求

1. 传感器安装：采用壁挂式安装，打孔直径≤6mm，安装牢固无振动，避免与金属物体近距离接触；

2. 网关安装：部署于库房中部或高层位置，确保无线信号覆盖全区域，远离大功率电器（避免干扰）；

3. 布线规范：有线部分采用屏蔽线，穿管?；?，电源线与信号线间距≥20cm，避免电磁干扰。

（二）调试流程

1. 设备通电测试：逐一检查传感器、网关是否正常上线，数据传输是否稳定；

2. 数据校准：使用标准温湿度仪对传感器进行校准，确保测量误差在允许范围；

3. 阈值设置：按区域需求设置温湿度报警阈值、采样周期、报警方式；

4. 联动测试（可?。耗Ｄ獠问瓿【埃馐粤璞甘欠裾Ｏ煊?；

5. 试运行验收：连续试运行 48 小时，记录数据稳定性与报警准确性，培训管理人员操作。

五、运维与保养方案

（一）日常运维

1. 每日巡检：通过本地终端或 APP 查看设备在线状态与区域温湿度数据；

2. 每月清洁：擦拭传感器探头（用干布），检查安装牢固性与网关网络连接；

3. 每季度校准：使用标准仪器对高精度传感器进行校准，普通传感器每半年校准 1 次。

（二）定期保养

1. 每 6 个月：检查网关运行状态，清理设备灰尘，测试报警功能是否正常；

2. 每年：升级云端平台软件，备份历史数据，检查传感器电池（无线款），必要时更换；

3. 故障处理：提供 7×12 小时技术支持，传感器故障 24 小时内更换，网关故障 48 小时内修复。

六、安全与可靠性保障

1. 数据安全：云端数据采用阿里云 / 华为云存储，本地终端备份关键数据，传输加密，防止丢失泄露；

2. 设备安全：传感器与网关符合国家电气安全标准，外壳采用阻燃材料，运行电压稳定，无漏电风险；

3. 环境适配：设备运行噪音≤30dB（A），功耗低（网关≤15W，传感器≤10mA），不影响图书馆环境；

4. 冗余设计：网关支持双网备份（有线 + 无线），传感器支持断网缓存，确保监控不中断。

七、项目预算（参考）

注：预算按 1500㎡图书馆（含 500㎡古籍 / 特藏室）配置，实际可根据面积、监测点位调整。

八、项目实施周期

1. 方案确认与设备采购：15 天；

2. 现场安装与布线：5 天；

3. 系统调试与校准：3 天；

4. 人员培训与验收：2 天；

总实施周期：25 天。

九、结语

本温湿度监控系统聚焦图书馆核心需求，通过精准感知、实时传输、智能管理，为不同区域提供定制化监测解决方案，既满足普通阅览室的舒适需求，又保障古籍、特藏文献的长期保存环境。系统安装便捷、运维简单、成本可控，可显著提升图书馆环境管理的科学化水平，为文献保护与读者体验提供双重保障。支持按需扩展联动调控、多维度数据统计等功能，适配图书馆未来智慧化升级需求。