Desenvolupament d’un sistema IoT per monitorar paràmetres mediambientals en entorns de béns culturals

Abstract

Aquest Treball de Final de Grau és un treball col·laboratiu dins del marc de smARTS - Smart technology for analysis and monitoring of Cultural Heritage materials -, un projecte enfocat a preservar el patrimoni cultural que és està liderat per Mainardo Gaudenzi, investigador del grup de recerca MECAMAT de la Universitat de Vic i que està finançat per la Unió Europea en el marc de Horizon2020. Actualment en entorns de béns culturals com museus o edificis històrics, s’implementen noves tecnologies per contribuir a perllongar el màxim possible qualsevol mena d’obra, ja sigui arquitectònica, escultòrica, de pintura, etc. S’han realitzat estudis científics en aquest camp que demostren que certs paràmetres de l’ambient tenen una important incidència en la degradació que pateixen els béns. Des de fa anys s’ofereixen solucions en aquest àmbit per realitzar controls ambientals i poder mitigar els efectes del temps. Tanmateix, la majoria d’aquestes solucions no són del tot pràctiques i són cares en la majoria dels casos, i com a conseqüència, no totes les institucions i organitzacions es poden permetre invertir en aquestes tecnologies. Així doncs, el principal motiu d’aquest TFG és el d’oferir una solució pràctica i econòmica per a qualsevol institució o organització que es dediqui a preservar el patrimoni cultural. Per altra banda, es vol anar més enllà a l’hora d’oferir aquesta solució, fins al punt de voler promoure iniciatives a qualsevol col·lectiu o individu que tingui estima i estigui compromès amb el patrimoni de la seva localitat, on possiblement no hi hagi prou recursos. És per aquest motiu que el projecte pren com a caràcter el concepte open source perquè estigui obert a tothom , ja sigui per fomentar-ne la millora o la seva rèplica. Com a resultat del projecte s’ha obtingut una eina que consta d’una sèrie de dispositius, més concretament CFS (Ciber-Physical Systems), que adquireixen mesures mediambientals i envien les dades al núvol. A més a més, es disposa d’una plataforma IoT (Internet of Things), dissenyada i desenvolupada expressament per al camp dels béns culturals, que facilita a investigadors, conservadors, restauradors, administratius o a qualsevol persona relacionada en l’àmbit, poder fer un monitoratge en temps real o descarregar les dades per a qualsevol tipus d’estudi que vulguin fer. Si és cert que algun aspecte com el consum dels CFS és millorable i la plataforma IoT conté les funcions més bàsiques, s’han complert els objectius d’oferir una eina cent per cent funcional, útil i de baix cost.

This Degree Final Project is carried in collaboration with smARTS - Smart technology for analysis and monitoring of Cultural Heritage materials - an EU-funded project under the Horizon2020 programme focused on cultural heritage preservation, led by Mainardo Gaudenzi, researcher at the MECAMAT research group of the Universitat de Vic. Nowadays, several technologies are developed and implemented for the preservation of cultural heritage environments such as museums or historical buildings. Scientific studies demonstrate that environmental parameters can seriously affect cultural heritage artifacts. Since many years, several solutions have been provided for environmental monitoring that could reduce degradation effects. However, most of these solutions are not practical and are too expensive; as a consequence, many institutions and organizations have not enough resources to invest on this kind of technology. Thus, the main aim of this DFP is to offer a practical and low cost solution for whatever institution or organization engaged with cultural heritage conservation. Moreover, this work would provide an additional boost for communities or individuals committed to their local cultural heritage, especially in those areas affected by lack of resources. Therefore, this project is based on the open source paradigm so that its outcomes can be accessible, replicable and improvable by everyone. As a result, this project shows a series of modular devices, specifically CFS (Cyber-Physical Systems), which collect environment data and send these in to the cloud. An IoT platform was especially designed and developed to give cultural heritage researchers, conservation and restoration experts, administrators, or whoever committed to the field, a tool to manage real time monitoring, and data download for their purposes. Although there are some improvable points such as the CFS’s consumption or the IoT platform functionalities, the aim to offer a totally functional, useful and low cost tool has been achieved.