基于無線傳感網(wǎng)的古建筑健康監(jiān)測技術(shù)

沈 澍 蔣維樂 單 玥 陳昊望 駱 鋮

（1.南京郵電大學(xué)計算機(jī)學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.江蘇省無線傳感網(wǎng)高技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210023；3.西安交通大學(xué)人文學(xué)院，陜西 西安 710049；4.西安交通大學(xué) 文化遺產(chǎn)現(xiàn)代科技保護(hù)研究院，陜西 西安 710049；5.南京郵電大學(xué)貝爾學(xué)院，江蘇 南京 210023）

基于無線傳感網(wǎng)的古建筑健康監(jiān)測技術(shù)

沈 澍1，2， 蔣維樂3，4， 單 玥1， 陳昊望5， 駱 鋮5

（1.南京郵電大學(xué)計算機(jī)學(xué)院，江蘇 南京 210023；2.江蘇省無線傳感網(wǎng)高技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210023；3.西安交通大學(xué)人文學(xué)院，陜西 西安 710049；4.西安交通大學(xué) 文化遺產(chǎn)現(xiàn)代科技保護(hù)研究院，陜西 西安 710049；5.南京郵電大學(xué)貝爾學(xué)院，江蘇 南京 210023）

針對如何利用信息技術(shù)有效保護(hù)古建筑，提出一種運(yùn)用多維信息融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)對古建筑的實(shí)時狀態(tài)進(jìn)行自動監(jiān)測的傳感器網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu),包括物理感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、服務(wù)分析層和管理決策層4個層次，并對體系中各層次的技術(shù)方案進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計。其中，為實(shí)現(xiàn)對古建筑的各項參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確地采集、預(yù)處理和傳輸，設(shè)計古建筑監(jiān)測無線傳感網(wǎng)。另外，為便于監(jiān)測數(shù)據(jù)的保存和分析，建立古建筑健康狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。為更準(zhǔn)確地判定古建筑現(xiàn)狀的健康程度，為管理部門提供決策依據(jù)，提出結(jié)合多源信息融合理論和預(yù)測算法對古建筑健康狀態(tài)進(jìn)行深度分析的方法。該體系已應(yīng)用在相關(guān)古建筑的實(shí)際監(jiān)測中，可以充分體現(xiàn)其便捷、實(shí)用、可靠性高的優(yōu)勢。

磚石結(jié)構(gòu)；古建筑；無線傳感網(wǎng)；信息融合；環(huán)境監(jiān)測；健康監(jiān)測

0 引 言

古建筑是古人遺留下來具有歷史價值的建筑，是研究古代社會政治經(jīng)濟(jì)、文化藝術(shù)與宗教信仰的珍貴的歷史資料，是不可再生的珍貴歷史文化遺產(chǎn)，更是國家文明的重要標(biāo)志。中國作為四大文明古國之一，至今留存著數(shù)量眾多并且價值很高的古建筑。然而，由于千百年來歲月的侵蝕，加之當(dāng)前自然環(huán)境的不斷惡化，大量古建筑的現(xiàn)況不容樂觀，急需有效的保護(hù)。因此，面向古建筑的保護(hù)與修復(fù)的科學(xué)研究正引起學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的普遍關(guān)注，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的來臨，無線傳感網(wǎng)[1]、大數(shù)據(jù)和云計算等信息技術(shù)在古建筑保護(hù)與修復(fù)領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。浙江大學(xué)開發(fā)了一套應(yīng)用于敦煌莫高窟文物遺址環(huán)境監(jiān)測的無線傳感系統(tǒng)，可以采集溫度、濕度、二氧化碳等微氣象數(shù)據(jù)[2]。漢陽陵文物保護(hù)環(huán)境實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)項目可以對環(huán)境因素數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲和共享，并把批量數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的處理軟件以圖、表和文字的形式直觀顯示出來[3]。文獻(xiàn)[4]采用基于知識庫方法的逆向工程，從磚石結(jié)構(gòu)中測量原始數(shù)據(jù)，分析和處理后搭建了三維模型。蘇州大學(xué)應(yīng)用RFID技術(shù)設(shè)計了古建筑監(jiān)測保護(hù)系統(tǒng)，對虎丘塔等古跡實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測[5]。文獻(xiàn)[6]探討了利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對中國古代木建筑保護(hù)保存的優(yōu)勢和現(xiàn)狀的情況。

本文以磚石結(jié)構(gòu)的古建筑為研究對象，運(yùn)用無線傳感網(wǎng)和人工智能等技術(shù)，探討并提出一種能夠長期、持續(xù)、穩(wěn)定的獲取、分析古建筑環(huán)境信息進(jìn)而有效預(yù)測其狀態(tài)的解決方案。

1 磚石結(jié)構(gòu)古建筑的概況及環(huán)境因素分析

圖1 磚石文物中各類文物的比例示意圖

石窟寺、石雕、石刻等石質(zhì)文物把大自然與人類的生產(chǎn)、生活、社會活動、宗教信仰、風(fēng)土人情、風(fēng)俗習(xí)慣等完美結(jié)合在一起，已成為人們研究古代人類社會的政治、經(jīng)濟(jì)、文化和藝術(shù)的珍貴實(shí)物資料[7]。如圖1所示，從數(shù)量上看，磚石結(jié)構(gòu)的古建筑在整個磚石文物中占據(jù)著較大的比例?，F(xiàn)存的磚石結(jié)構(gòu)古建筑的病害可歸結(jié)為風(fēng)化、形變、裂縫、坍塌、霉菌、蟲害等[7]。導(dǎo)致這些病害的因素很多，將這些因素歸為了4類，分別為內(nèi)部因素、化學(xué)因素、物理因素和生物因素。

內(nèi)部因素指的是古建筑石質(zhì)材料的內(nèi)部材質(zhì)組成和性質(zhì)的變化。磚石結(jié)構(gòu)古建筑所用的石材一般是從天然巖石中開采而得的毛料或經(jīng)初步加工成型后所得。天然石材一般可分為沉積巖、變質(zhì)巖和巖漿巖。因?yàn)槭窃诟邷亍⒏邏旱沫h(huán)境中形成，所以巖漿巖和變質(zhì)巖暴露于地表后一般很不穩(wěn)定；而沉積巖由于在地表形成，其組成的礦物則較穩(wěn)定。另外由于石材的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、裂隙發(fā)育程度的不同，其抵抗風(fēng)化能力也不盡相同[7]。

化學(xué)因素是指磚石結(jié)構(gòu)古建筑暴露于大氣環(huán)境中受到水化、溶解、酸化、氧化還原反應(yīng)以及碳酸鹽等化學(xué)作用的侵蝕而造成的影響[7]。對于石質(zhì)材料，短時間內(nèi)化學(xué)因素造成的影響微乎其微，不易被察覺，但是日積月累之后就可能會對表層造成難以估量的破壞。由于生態(tài)環(huán)境不斷惡化，化學(xué)因素對磚石結(jié)構(gòu)古建筑造成的影響和破壞愈發(fā)嚴(yán)重。其中較典型的例子便是酸雨。在現(xiàn)今的中國已呈現(xiàn)出非區(qū)域的特性，對露天石質(zhì)建筑物的腐蝕和破壞非常嚴(yán)重，大大加快了建筑物表面風(fēng)化、酥粉、開裂、剝落的速度。另外目前廣受關(guān)注的PM2.5、PM10等細(xì)微顆粒污染物，由于其往往附著了氮硫化物、重金屬等有害物質(zhì)，長期大量積累在古建筑的表面也會加速古建筑表面的腐蝕和風(fēng)化。

物理因素是指由于外界環(huán)境的物理條件發(fā)生變化后對磚石結(jié)構(gòu)古建筑所造成的影響。物理因素包括環(huán)境溫度、濕度、日照強(qiáng)度、風(fēng)、震動等。環(huán)境溫度和濕度會對石質(zhì)古建筑產(chǎn)生重要的影響，古建筑會根據(jù)周圍環(huán)境的溫濕度蒸發(fā)或吸收水分以達(dá)到動態(tài)的平衡，而這部分水分往往又可以作為化學(xué)因素造成腐蝕等破壞的媒介。物理因素中另一個十分重要的因素便是風(fēng)，其產(chǎn)生的風(fēng)化作用對磚石結(jié)構(gòu)的古建筑影響巨大。特別是在中國西部和北部地區(qū)，風(fēng)沙常年累月侵蝕著古建筑，導(dǎo)致嚴(yán)重的表層風(fēng)化、酥粉等現(xiàn)象[7-8]。此外，地震所引起的震動、火災(zāi)等自然或人為的事故也會對古建筑造成毀滅性的破壞。

生物因素是由菌類、苔蘚、藻類等微生物在古建筑上附著生存產(chǎn)生的腐蝕和破壞。由于生物因素的復(fù)雜性和多樣性，所以暫不具體討論。

因此，有必要結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)去監(jiān)測，分析各種病害因素影響下古建筑的變化，制定和實(shí)施科學(xué)性的保護(hù)措施，達(dá)到對古建筑的主動預(yù)防保護(hù)。

2 基于無線傳感網(wǎng)的古建筑健康監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

2.1 總體架構(gòu)

基于無線傳感網(wǎng)的古建筑健康監(jiān)測是利用無線傳感網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對影響磚石結(jié)構(gòu)古建筑的各因素的各項參數(shù)的采集、預(yù)處理和傳輸，然后利用大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)對所獲得的信息進(jìn)行保存和分析，從而建立古建筑健康信息大數(shù)據(jù)庫；通過建立描述古建筑健康情況的狀態(tài)模型，并以人工智能技術(shù)中的多源信息融合理論[9]為指導(dǎo)對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析后可以對古建筑的健康狀況進(jìn)行評估，進(jìn)而為相關(guān)部門的決策提出建議和改進(jìn)措施。

因此，建立了基于無線傳感網(wǎng)的古建筑健康監(jiān)測的體系架構(gòu)，具體分為了4層次，分別為物理感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、服務(wù)分析層和管理決策層，如圖2所示。其中，網(wǎng)絡(luò)傳輸層是利用有線或無線網(wǎng)絡(luò)將物理感知層采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)分析層的數(shù)據(jù)庫或是控制端，由于與現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)層并無本質(zhì)區(qū)別，因此不做介紹。本文將主要介紹物理感知層、服務(wù)分析層與管理決策層的相關(guān)技術(shù)與方案。

2.2 物理感知層

圖2 基于無線傳感網(wǎng)的古建筑健康監(jiān)測的體系架構(gòu)

感知層的主要任務(wù)是感知古建筑的狀態(tài)以及周圍環(huán)境信息。根據(jù)對磚石結(jié)構(gòu)古建筑環(huán)境影響因素的分析并考慮現(xiàn)有技術(shù)條件的制約，選取4種環(huán)境因素中適合監(jiān)測的典型參數(shù)作為物理感知層采集的原始參數(shù)。由于內(nèi)部因素與材料中的化學(xué)機(jī)理和物理性質(zhì)相關(guān)，生物因素多樣且復(fù)雜，現(xiàn)階段的傳感器技術(shù)無法直接監(jiān)測，因此這兩種因素不在監(jiān)測范圍內(nèi)。針對化學(xué)因素中的酸雨現(xiàn)象，利用pH傳感器對采集的雨水進(jìn)行測量。物理因素是監(jiān)測的重點(diǎn)對象，計劃對磚石結(jié)構(gòu)古建筑周圍的微氣象環(huán)境的各項主要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，包括環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、光照強(qiáng)度、PM2.5濃度、CO2濃度、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量、震動等，實(shí)現(xiàn)對日常的空氣污染和發(fā)生火災(zāi)和地震等事故等事件的全面監(jiān)測。

為了實(shí)現(xiàn)對上述各項參數(shù)的監(jiān)測，設(shè)計了古建筑健康監(jiān)測無線傳感網(wǎng)，包括了傳感節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)兩種實(shí)現(xiàn)不同功能的節(jié)點(diǎn)。傳感節(jié)點(diǎn)上配備了監(jiān)測各種參數(shù)的傳感器（如表1所示），對原始信號進(jìn)行采集并做預(yù)處理后通過無線通信模塊發(fā)送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。傳感節(jié)點(diǎn)的組成結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。其中的控制器模塊和無線通信模塊分別采用AVR單片機(jī)Atmega 328與CC2530芯片。為了擴(kuò)大監(jiān)測范圍，設(shè)計了網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖4所示。此時有一部分傳感節(jié)點(diǎn)需要同時承擔(dān)路由節(jié)點(diǎn)的功能，路由節(jié)點(diǎn)首先判斷下一跳是否為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，若是則將數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，否則按路由協(xié)議的規(guī)則將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至下一跳的路由節(jié)點(diǎn)，經(jīng)多次轉(zhuǎn)發(fā)后將數(shù)據(jù)傳至網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。古建筑環(huán)境監(jiān)測無線傳感網(wǎng)的工作流程如圖5所示。

表1 傳感器規(guī)格表

圖3 古建筑健康監(jiān)測無線傳感網(wǎng)感知節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖

圖4 古建筑環(huán)境監(jiān)測無線傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

圖5 古建筑健康監(jiān)測無線傳感網(wǎng)的工作流程圖

2.3 服務(wù)分析層

服務(wù)分析層將網(wǎng)絡(luò)傳輸層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)庫中，通過運(yùn)行專門設(shè)計的軟件對數(shù)據(jù)庫中保存的各項參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，進(jìn)而對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后實(shí)現(xiàn)可視化的圖形圖表的輸出、超閾值自動報警等功能。因此服務(wù)分析層的主要任務(wù)有兩項：1）古建筑健康狀態(tài)數(shù)據(jù)庫；2）古建筑健康監(jiān)測的可視化在線平臺。

由于在物理感知層采集的傳感器的原始數(shù)據(jù)種類多、數(shù)量大，因此服務(wù)分析層收集到的數(shù)據(jù)是非常龐雜的。從總體上看，這些數(shù)據(jù)具有實(shí)時性、分布性和異構(gòu)性的特點(diǎn)[10-11]，這些特點(diǎn)決定了古建筑健康狀態(tài)數(shù)據(jù)庫與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)有所區(qū)別。文獻(xiàn)[12]運(yùn)用SQL Server建立了古建筑空間數(shù)據(jù)庫，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了管理應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了古建筑空間數(shù)據(jù)的顯示、查詢、保存、測量、分析等功能。文獻(xiàn)[13]結(jié)合了上海市的文物建筑保護(hù)的情況，開發(fā)了基于GIS的文物建筑信息數(shù)據(jù)庫，可以發(fā)揮空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫各自的優(yōu)勢。

受以上文獻(xiàn)的啟發(fā)，古建筑健康狀態(tài)數(shù)據(jù)庫包含的數(shù)據(jù)類型可以分為環(huán)境數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)。其中，環(huán)境數(shù)據(jù)是指通過感知層采集到的各項環(huán)境指標(biāo)數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)是指通過三維激光掃描技術(shù)得到建筑物的三維模型以及運(yùn)用GIS技術(shù)得到的建筑物的地圖數(shù)據(jù)。管理數(shù)據(jù)則包含用戶信息、閾值參數(shù)設(shè)置、文件系統(tǒng)描述等。各類數(shù)據(jù)均存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，并以不同文件格式進(jìn)行保存，例如空間數(shù)據(jù)采用Arc/info的shp格式等較通用的存儲格式、環(huán)境數(shù)據(jù)采用MDB格式的報表型數(shù)據(jù)格式保存、圖紙采用DWG格式保存。為了使數(shù)據(jù)庫更好的運(yùn)行在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，并且能更好地為移動終端設(shè)備服務(wù)，可以采用美國ESRI公司的ArcIMS按照如圖6所示的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行設(shè)計[12]。

圖6 古建筑健康狀態(tài)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)圖

古建筑健康監(jiān)測的可視化在線平臺是在古建筑健康狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計的，將數(shù)據(jù)庫中的各項數(shù)據(jù)以實(shí)時數(shù)據(jù)列表或圖形化顯示的方式供用戶查詢和管理，并能實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)、地震等自然或人為災(zāi)害的報警功能。

2.4 管理決策層

古建筑健康監(jiān)測的管理決策層主要負(fù)責(zé)根據(jù)服務(wù)分析層所提供的古建筑健康狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行古建筑健康狀態(tài)的模型建模，從而判定出古建筑現(xiàn)狀的健康程度，防止可能病害的發(fā)生，管理決策層的模型如圖7所示。

圖7 管理決策層的模型

管理決策層的核心是古建筑健康狀態(tài)模型與病害預(yù)測體系。古建筑健康狀態(tài)模型的建立是一個將不確定性的影響因素進(jìn)行推理和表示的過程。與水質(zhì)和空氣質(zhì)量等環(huán)境監(jiān)測不同，古建筑的健康監(jiān)測沒有政府出臺的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并且由于環(huán)境因素對古建筑造成的破壞要經(jīng)歷較長的時間才能明顯的體現(xiàn)出來，因此如何合理地構(gòu)建古建筑的健康狀態(tài)模型是一個需要長期研究和探索的問題，為此，需要將服務(wù)分析層中古建筑健康狀態(tài)數(shù)據(jù)庫保存的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行多層次的多源信息融合，其過程如圖8所示。

圖8 多源信息融合過程

古建筑健康狀態(tài)模型需要將各種環(huán)境影響信息參數(shù)與各種病害和災(zāi)害有效地關(guān)聯(lián)起來，通過長期的跟蹤和探索得到外部的環(huán)境因素的靜態(tài)和動態(tài)的變化對古建筑的影響作用，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等智能算法構(gòu)建相應(yīng)的模型，在環(huán)境因素與健康狀態(tài)之間建立起有效的聯(lián)系，如圖9所示。預(yù)測體系是根據(jù)古建筑健康狀態(tài)模型和數(shù)據(jù)庫中存放的歷史數(shù)據(jù)，運(yùn)用馬爾可夫模型或證據(jù)理論模型等統(tǒng)計預(yù)測算法對未來的病害的出現(xiàn)進(jìn)行合理的預(yù)測，給出發(fā)生病害的可能性，從而為相關(guān)管理部門制定相應(yīng)的政策提供依據(jù)。

圖9 古建筑健康狀態(tài)模型

3 結(jié)果分析

參考之前的分析并依據(jù)實(shí)際情況，搭建了硬件實(shí)物。將測量風(fēng)向、風(fēng)速和降雨量傳感器放置在建筑物外圍，并配置相應(yīng)的太陽能供電系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行；煙霧、顆粒物、可燃性氣體等傳感器分散安置在建筑物里，監(jiān)測室內(nèi)環(huán)境的變化情況。系統(tǒng)中部分傳感器采集的數(shù)據(jù)如圖10所示。

圖10 移動終端實(shí)時顯示

在PC端，接入云端網(wǎng)絡(luò)后，啟動安裝在PC端的監(jiān)控系統(tǒng)軟件便可實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示；在移動終端，可以在手機(jī)、平板電腦上安裝移動終端實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)軟件或關(guān)注微信公眾賬號，同樣可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測功能，如圖11和圖12所示。移動終端解決了地域限制問題，使用戶可以遠(yuǎn)距離遙控監(jiān)測；當(dāng)數(shù)據(jù)超過閾值，會進(jìn)行報警，并將報警信息發(fā)送至微博。

圖11 移動終端顯示相對濕度含量變化圖

圖12 電腦端顯示部分參數(shù)變化

目前，對于管理決策系統(tǒng)的研究還處于起步階段。在不斷地在試驗(yàn)，通過分析實(shí)際測得的數(shù)值，用于準(zhǔn)確判斷古建筑現(xiàn)在的狀態(tài)，并結(jié)合預(yù)測模型完善古建筑的保護(hù)體系。

4 結(jié)束語

本文將無線傳感網(wǎng)、信息融合、智能計算等信息技術(shù)融入到古建筑的保護(hù)領(lǐng)域，提出了一種運(yùn)用多維信息融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)對古建筑的實(shí)時狀態(tài)進(jìn)行自動監(jiān)測的傳感器網(wǎng)絡(luò)體系，并對體系構(gòu)架中的物理感知層、服務(wù)分析層和管理決策層的技術(shù)方案進(jìn)行分析，希望借此可以為我國的古建筑保護(hù)領(lǐng)域的工作做出有益的探索。

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（編輯：劉楊）

Research on health monitoring technology for ancient building based on WSN

SHEN Shu1，2， JIANG Weile3，4， SHAN Yue1， CHEN Haowang5， LUO Cheng5
（1.School of Computer Science，Nanjing University of Post and Telecommunications，Nanjing 210023，China；2.Jiangsu High Technology Research Key Laboratory for Wireless Sensor Networks，Nanjing 210023，China；3.Humanities College，Xi'an Jiaotong University，Xi'an 710049，China；4.The Cultural Heritage Protection of Modern Science and Technology Research Institute，Xi'an Jiaotong University，Xi'an 710049，China；5.Bell Honors School，Nanjing University of Post and Telecommunications，Nanjing 210023，China）

This paper presents a sensor network architecture for automatic monitoring on real-time status of ancient buildings， which is based on multi-dimensional information fusion technology，including physical sensing layer， network transport layer， service analysis layer and management decision layer.In addition，the technical plan at all levels of the system is designed in relevant aspects.Moreover，we have designed the ancient building monitoring wireless sensor network to achieve the accurate collection，pre-processing and transmission for the parameters of ancient building.Besides， in order to facilitate the preservation and analysis of monitoring data， we have established the ancient building health status database.Furthermore，we have put forward a deep analysis method on the health status of the ancient buildings by combining the multisource information fusion theory and the forecasting algorithm to determine the health degree of the ancient building more accurately and provide the decision-making basis for the management department.The system has been applied in actual monitoring of ancient buildings and it has superior performances such as convenience and high reliability.

masonry structure； ancient architecture； wireless sensor network； networking information fusion； environmental monitoring； health monitoring

A

1674-5124（2017）11-0064-06

10.11857/j.issn.1674-5124.2017.11.013

2017-05-24；

2017-07-03

國家自然科學(xué)基金項目（61401221，51608437，51541804）；中國博士后基金項目（SBH16024）；南京郵電大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目（XYB2016520）；江蘇省研究生科研與實(shí)踐創(chuàng)新計劃項目（SJCX17_0237）；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項目（XJJ2014137）；陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計劃項目（2014JQ7283）

沈 澍（1982-），男，江蘇南京市人，講師，博士，研究方向?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)。

蔣維樂（1981-），男，陜西西安市人，副教授，博士，主要從事古建筑文化遺產(chǎn)保護(hù)與修復(fù)。