基于RFID技术的博物馆数字化管理及应用

张小松 马振 曹亮

（1.山东博物馆 山东省济南市 250000 2.山东太古飞机工程有限公司 山东省济南市 250000）

在日常服务中,如何既能契合好观众的需求又能为日常开放管理做好各项保障是博物馆在大数据现实背景下所面临的一个重要问题。而各业务环节的不断融合以及数据共享则能够为这个问题带来最好的答案。RFID 技术的应用可以很好的兼顾博物馆工作中重要的资产管理（包括文物）与安全管理。数据共享与融合是致力于提高组织、应用及信息之间的协调能力和协同效果最好的手段。因此，脱离单一部门或者单一业务的模式，从整体业务及信息技术层面分析并提出数据共享与业务融合需求，是打破各部门之间的壁垒、消除信息孤岛过程中首先需要解决的问题。

1 基于RFID技术的博物馆数字化管理应用需求概述

在基于RFID 技术的博物馆数字化管理应用中，主要的需求包括以下几个方面：

（1）目前安全管理只局限在空间、参观人流等大环境的监控，而展品的实时展览、存放情况并不能得到时刻的监控；一旦各展室建立RFID 读写场区，只要文物离开原指定位置（一般在10cm）即可实现报警。基于此可以与现有的安防系统连接，组成更加完善、准确的防入侵报警系统。

（2）文物出库、上展时的数字化记录一来可以准确记录各项工作信息，二来避免监守自盗、偷梁换柱的情况发生。同时信息自动建立数据库，使标签与文物形成唯一对应关系。

（3）每一件文物只要实现了身份标识，便可以通过射频信号来识别文物的数据，记录文物的静态、动态轨迹；记录从文物征集、入馆、入藏、鉴定、提用与退还、保护、修复、研究、注销等文物管理环节到展览环节的信息。

（4）数以万件的上展文物必须每天得到清晰、准确的核对，仅使用人工进行清点会不可避免的出现疏漏，同时也无法及时发现展品出现的微小情况变化，故需要通过RFID 技术来解决此类问题，避免人为因素导致的博物馆文物管理疏漏。

2 基于FRID技术的博物馆数字化管理系统总体结构

图1是本次所研究的基于RFID 技术的博物馆数字化管理系统的总体拓扑结构示意图。

在该系统中，3COM24 口形式的交换机是其核心部分，借助于这个交换机，可以将该博物馆RFID 技术型门禁系统和客户端、流动监控、展览大厅以及库房等的RFID 信息上传给服务器，然后再借助于该系统中的根服务器有选择性地将部分资料上传给广域网或者是局域网，以此来达到良好的数字化管理效果。在对博物馆中的客户端、流动监控、展览大厅以及文物库房等信息进行获取的过程中，则需要借助于3COM12 或3COM24 口形式的交换机来实现。在每一台交换机下面，都会和若干个RFID 型手持设备或者是固定设备相连接[1]。

图1：基于RFID 技术的博物馆数字化管理系统的总体拓扑结构示意图

图2：PDA 智能端主要的应用模块及其具体应用流程示意图

3 基于RFID技术的博物馆数字化管理具体应用分析

3.1 各个元件的工作原理分析

3.1.1 RFID 标签

在本次所研究的系统中，固定读写这一功能仅仅在馆内文物固定场合中适用；而移动读写这一工程的主要任务则是保障文物安全。移动读写这一功能主要是借助于手持式的读写机来进行文物的移动跟踪，使其安全得以最大限度的保障。在RFID 标签的具体工作中，其总体工作主要通过三个过程来实现，第一是工作期，第二是活动期，第三是准备期。

3.1.2 RFID 读写器

在该系统中，RFID 读写器主要借助于发射天线来进行特定频率射频信号的发送，在射频卡进入到了发射天线工作区域中之后，便会有一定程度的感应电流产生，进而让射频卡获取到足够的能量后启动，然后使其借助于内天线来实现自身编号等信息数据的发送。读写器会借助于接收天线对来自于射频卡的载波信号进行接收，再借助于天线调节器对其进行处理，然后将处理好的信号传输到读写器，在经过读写器的翻译与解调之后，再将信号传送到后台相应的软件系统中进行进一步的处理[2]。

3.2 RFID系统的具体实现分析

不管是在信息规范这一角度来看，还是在项目设立具体的合理性角度来看，在传统形式的博物馆计算机信息管理中，都存在着一定的缺点和不足。但是就整个的博物馆文物管理来看，电子信息卡片依然可以在很大程度上对文物的安全性起到保护作用，而且这种管理形式也被很多的文物管理者所认可。若要彻底将传统的博物馆文物管理模式转变，不仅需要花费大量的资金和资源，同时也需要花费大量的时间让管理者适应。因此，在本次所研究的基于RFID技术的博物馆数字化管理系统中，便保留了传统计算机信息管理系统中的精华部分，对其不够科学合理的部分进行适当调整，最后通过RFID 射频识别技术，借助于相应的传感器来进行所需信息的获取，以此来提升博物馆的数字化管理质量，尽最大限度保障了博物馆中的文物安全。

在本次所研究的基于RFID 的博物馆数字化管理系统中，因为博物馆不同于其他企业的管理要求，所以在相应软件的选择及其应用过程中，也都需要做到特殊考虑。

3.2.1 PDA 智能端的具体实现

在PDA智能端，主要的应用模块及其具体应用流程如图2所示。

在具体的应用过程中，借助于RFID 型中间插件，可以对模块后的博物馆展品进行ID 识别和确认。借助于RFID 识别模块，可以对来自于RFID 阅读器的相关控制指令进行回馈信息的接收。借助于RFID 阅读器模块，可以通过发射波的形式对存储卡以及ID序列号等各种类型的数据标签进行读取。借助于导览内容存储模块，可以对博物馆内文物的陈列、展览等的位置信息进行储存。借助于导览活动监控模块，可以对博物馆文物展览过程中所有参观者的活动进行监控，避免文物丢失和损坏等情况发生[3]。借助于导览内容展示模块，可以对所有文物展览区域中的文物展览情况进行查看，以便工作人员对文物展览做出合理调整。借助于RFID 互动模块，可根据工作人员的调整来实时进行系统中文物数据信息的更新。借助于移动交流模块，PDA 应用层可在后台实现相关数据的传输。

3.2.2 后台服务端子系统的具体实现

在后台服务端子系统：

在具体的应用过程中，借助于网络交流这一模块，可以对信息进行传递和接收，或者是通过PDA 来实现多媒体内容的引导。手持机能够取代阅读器，对附着在文物上的电子标签信息进行阅读，然后通过无线网络和后台的数据库之间保持同步。通过这样的方式，工作人员便可对文物状态做到随时查看，以便在文物出现问题的情况下及时通过相应的措施进行处理，使其安全性得到最大限度的保障。

在此过程中，如果附着在文物上的电子标签带有温度传感器和湿度传感器，无论文物处在什么位置上，温度传感器和湿度传感器都可以对其周边的环境温度以及湿度做到明确感知，一旦周边环境温度或者是湿度发生变化，阅读器便可及时对变化信息进行读取，然后通过计算机控制的方式对其周边的环境温度和湿度进行自动化控制，同时也会向相关的工作人员及时发出提醒，以此来实现文物的良好保护，避免由于温度或者是湿度变化的给文物带来的伤害。同时，工作人员也可以在此类电子标签上随时查看文物及其周边环境的具体状态，如果发现文物或者是周边环境发生变化，便可及时通过相应的措施来进行合理化处理，让文物安全性得到最大限度的保障。

固定读写这一功能仅仅在馆内文物固定不动的情况下才能够发挥出自身的作用，而一旦有文物离开了文物馆，或者是离开了其特定的存放场所，就需要借助于移动读写这一功能来保障文物安全。具体应用中，移动读写这一功能主要借助于手持读写机所进行的文物移动跟踪来实现，以此来使其安全性得到最大限度的保障。

3.3 RFID系统的文物保护与监控功能实现

在通过RFID 系统进行博物馆文物保护和监控管理的过程中，对于固定不动的文物，可通过无源标签的形式进行管理，而对于移动的文物，则可通过有源RFID 标签的形式来加以保护，这种标签具有不固定特征，可随着文物具体的移动而改变，在文物的长途运输过程中，借助于这种标签，便可对其运输环境、运输情况等做到实时监控，以此来最大限度降低文物损坏风险。同时，一旦带有此类标签的博物馆文物离开了其原来位置，系统就会立即通过读写器对其位置信息进行扫描，并及时将其具体的位置信息通知给相应的管理人员，以便管理人员对文物进行跟踪管理。

但是在具体工作中，考虑到长期持续工作将会缩短读写器的使用寿命，所以在具体的设计与应用中，设置闲暇时间段内读写器会自动恢复到关闭状态，仅仅借助于红外感应装置来实现自动监控[4]。一旦有工作人员到博物馆中对文物进行处理，红外线感应装置便会立即作出响应，读写器终端也会立即自动开启，并对工作人员在文物处理过程中的具体操作和行为进行全面监督。通过这样的方式，不仅可以有效保障读写器的使用寿命，以此来实现资源的最大化节约，同时也可以让博物馆内相关工作人员的文物处理工作得到良好监控，避免监守自盗和偷梁换柱等的情况发生，尽最大限度保障博物馆内的文物安全，并进一步保障工作人员文物处理的工作效率和工作质量。

4 结束语

综上所述，在基于RFID 技术的博物馆数字化管理过程中，应根据博物馆中文物以及人员的实际管理需求来进行数字化管理系统的设计与创建。具体应用中，可借助于相应的传感器来进行射频信息的获取，并以无源电子标签和有源电子标签的形式分别对博物馆中的固定文物和移动文物进行监控管理。通过这样的方式，便可有效保障博物馆内的文物安全。