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摘要：随着计算机和信息技术的发展，博物馆数字化是现代博物馆发展的必然趋势，也是各博物馆亟待解决的问题。本文针对实施博物馆数字化建设过程中的实际情况，提出了将物联网技术应用于博物馆数字化建设的思路。通过对当前流行的识别技术（条形码、二维码和RFID）进行对比，选择RFID技术作为博物馆藏品管理的技术手段，并在此基础上，对应用RFID技术实现智能导游进行了深入的研究，提出了相应的系统设计模型，完成了藏品管理、智能导游的实现原型，为博物馆的智能化建设提供了一种新的参考模式。
关键词：物联网；RFID；数字化；智能导游；藏品管理
1、数字化博物馆概述
博物馆是典藏、陈列和研究代表自然和人类文化遗产实物的场所，为公众提供服务，以学习、教育和传播知识为目的。现代化的博物馆已不再像传统博物馆那样，只是简单的藏品收藏、展示和研究的机构，它需要迎合时代的发展，利用高科技技术不断发展自身，向着更先进、更科学的大方向发展。博物馆数字化建设，是博物馆适应时代发展的必然需求，是提高博物馆管理水平、促进其自身发展的必然选择。
博物馆数字化是指采用计算机技术、多媒体技术、互联网技术作为基础载体，将博物馆的藏品进行数字化建模，构建藏品的数据库、多媒体库，通过Internet进行展现，同时在馆内对藏品进行信息化管理。
2、基于RFID的博物馆智能导游
目前观众到博物馆参观时，对藏品的认识有三种方式：
（1）根据自己原有的知识进行了解。
（2）根据藏品旁边的字板文字介绍。
（3）请导游进行讲解。
这三种方式都存在介绍内容单一、介绍内容少、无法进行关联介绍的特点。比如观众想了解该藏品更多的内容，展板的文字介绍内容有限，而导游的水平也参差不齐，不能满足观众的需求。
随着智能手机和WLAN的普及，为智能导游提供了实现基础（焦金涛和林宏基，2012；刘应成，2014）。当观众到博物馆参观时，下载博物馆的APP，该APP可以通过馆内的无线局域网连接到博物馆的WEB服务器上，无需额外的收费手机流量即可使用。观众进入到博物馆后，通过扫描藏品的RFID标签，自动在手机上显示该藏品的信息，并可以对藏品的介绍进行语音播放以及视频播放，实现博物馆的智能导游，观众在查看具体藏品时，还可以智能搜索和该藏品相关的其他信息。
2.1智能导游系统模型
（1）对所有藏品附加RFID标签，考虑到博物馆的特殊应用，特选用无源RFID标签（不需要电池供电）。该RFID标签采用符合ISO/IEC18000-6C标准的无源标签，频率为860～960MHz，具有读写次数多（高达10万次）、保存时间长（10年）、读写距离远（稳定读取距离15m）等特点。藏品RFID标签包括了藏品基本信息的文字介绍，对每个藏品生成一张RFID标签。
（2）蓝牙RFID读卡器：在观众进入博物馆时，为观众发放专用的蓝牙RFID读卡器，该读卡器可以通过蓝牙和手机进行连接。
（3）手机APP：观众进入博物馆后，可以通过手机连接到馆内的局域网上，下载手机APP软件。该APP软件搜索到蓝牙读卡器并连接后，观众就可以通过蓝牙读卡器读取RFID标签内（EPCID为该藏品的编号，用户存储区中存储藏品介绍）的信息，获取该藏品的文字介绍。也可以连接到后台数据库和流媒体服务器，查看有关该藏品的语音介绍和视频。
（4）藏品数据库：该数据库包括藏品的分类、名称、文字介绍、图片介绍、语音介绍以及视频介绍、存放地点、存放时间等信息。
2.2藏品的RFID标签选型
博物馆内的藏品种类繁多， 针对藏品的不同特性，需要选择不同的RFID类型。本课题的应用背景为中国地质博物馆，地质博物馆内的藏品分类，包括矿石类、宝玉石类、古生物类，矿石类展品的展示区域包括室内和室外。
（1）室外展品：室外展品的RFID标签选用防雨、耐高温、耐腐蚀的PPS有机材料制作的标签，对室外展品而言，防盗功能可以不予考虑，主要目的是展品的标识，用于导览的目的。
（2）室内贵重展品：室内贵重展品一般都有保护装置（玻璃罩、保护盒等），对该类展品采用双RFID标签的方式，一个RFID标签置于保护装置内，采用ABS材质的抗金属屏蔽的防撕陶瓷标签，作为该藏品的身份证书。另一个RFID标签置于保护装置外，粘贴在标识藏品名称和性能的标牌上，采用防撕的纸质RFID标签，用于导览的目的。
（3）大型展品：大型展品可以不考虑防盗目的，为了便于观众浏览，可以对该展品设置多个RFID标签，安装在展品前的不同位置，供观众在观览时可以从不同位置来扫描RFID标签。
（4）其他展品：其他类展品采用防撕的陶瓷RFID标签，粘贴在展品名称的标牌上。
2.3蓝牙RFID读卡器设计
RFID射频模型主要是由电子标签、射频读卡模块、CPU组成。电子标签和射频读卡器之间通过耦合元件实现射频信号的空间耦合。在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。
2.4智能导游软件功能
智能导游软件功能包括：用户注册、用户登录、博物馆导览、藏品搜索、藏品扫描、仿品购买、意见和反馈等。
2.4.1博物馆导览
博物馆导览包括藏馆介绍、每个藏馆内藏品的分类、藏品数量、藏品的名称等，该导览提供地图和文字两种方式，可以进行切换。在导览地图中，包含参观路线、藏馆分布图、逃生路线等，观众进入到博物馆后，通过博物馆导览对博物馆有大致的了解，确定参观顺序。博物馆导览分为二级甚至更多级别，第一级为藏馆分布图，第二级为藏馆内藏品分布图。
2.4.2藏品扫描
观众到藏品前时，通过RFID读卡器扫描藏品的RFID标签，该信息通过蓝牙发送到手机导游APP。在藏品的RFID标签中，包括了藏品的文字介绍，文字介紹不需要连接后台服务器即可查看，这样即使在无线网络故障的情况下，仍然可以使用智能导游。观众也可以点击“语音介绍”或“视频介绍”获取语音信息和视频信息。更多的文字介绍以及其他多媒体介绍、智能关联等功能需要连接到后台服务器才可以浏览。
3、结论
目前很多博物馆都在进行数字化建设，本文针对实施博物馆数字化建设过程中的实际情况，提出了将物联网技术应用于博物馆数字化建设的思路。基于RFID技术实现了藏品智能导游系统设计，并介绍了具体的实现内容，实践表明物联网技术可以作为博物馆藏品管理的有效技术手段，该应用研究成果也可以为其他博物馆的智能化建设提供设计参考。
关键词：物联网；RFID；数字化；智能导游；藏品管理
1、数字化博物馆概述
博物馆是典藏、陈列和研究代表自然和人类文化遗产实物的场所，为公众提供服务，以学习、教育和传播知识为目的。现代化的博物馆已不再像传统博物馆那样，只是简单的藏品收藏、展示和研究的机构，它需要迎合时代的发展，利用高科技技术不断发展自身，向着更先进、更科学的大方向发展。博物馆数字化建设，是博物馆适应时代发展的必然需求，是提高博物馆管理水平、促进其自身发展的必然选择。
博物馆数字化是指采用计算机技术、多媒体技术、互联网技术作为基础载体，将博物馆的藏品进行数字化建模，构建藏品的数据库、多媒体库，通过Internet进行展现，同时在馆内对藏品进行信息化管理。
2、基于RFID的博物馆智能导游
目前观众到博物馆参观时，对藏品的认识有三种方式：
（1）根据自己原有的知识进行了解。
（2）根据藏品旁边的字板文字介绍。
（3）请导游进行讲解。
这三种方式都存在介绍内容单一、介绍内容少、无法进行关联介绍的特点。比如观众想了解该藏品更多的内容，展板的文字介绍内容有限，而导游的水平也参差不齐，不能满足观众的需求。
随着智能手机和WLAN的普及，为智能导游提供了实现基础（焦金涛和林宏基，2012；刘应成，2014）。当观众到博物馆参观时，下载博物馆的APP，该APP可以通过馆内的无线局域网连接到博物馆的WEB服务器上，无需额外的收费手机流量即可使用。观众进入到博物馆后，通过扫描藏品的RFID标签，自动在手机上显示该藏品的信息，并可以对藏品的介绍进行语音播放以及视频播放，实现博物馆的智能导游，观众在查看具体藏品时，还可以智能搜索和该藏品相关的其他信息。
2.1智能导游系统模型
（1）对所有藏品附加RFID标签，考虑到博物馆的特殊应用，特选用无源RFID标签（不需要电池供电）。该RFID标签采用符合ISO/IEC18000-6C标准的无源标签，频率为860～960MHz，具有读写次数多（高达10万次）、保存时间长（10年）、读写距离远（稳定读取距离15m）等特点。藏品RFID标签包括了藏品基本信息的文字介绍，对每个藏品生成一张RFID标签。
（2）蓝牙RFID读卡器：在观众进入博物馆时，为观众发放专用的蓝牙RFID读卡器，该读卡器可以通过蓝牙和手机进行连接。
（3）手机APP：观众进入博物馆后，可以通过手机连接到馆内的局域网上，下载手机APP软件。该APP软件搜索到蓝牙读卡器并连接后，观众就可以通过蓝牙读卡器读取RFID标签内（EPCID为该藏品的编号，用户存储区中存储藏品介绍）的信息，获取该藏品的文字介绍。也可以连接到后台数据库和流媒体服务器，查看有关该藏品的语音介绍和视频。
（4）藏品数据库：该数据库包括藏品的分类、名称、文字介绍、图片介绍、语音介绍以及视频介绍、存放地点、存放时间等信息。
2.2藏品的RFID标签选型
博物馆内的藏品种类繁多， 针对藏品的不同特性，需要选择不同的RFID类型。本课题的应用背景为中国地质博物馆，地质博物馆内的藏品分类，包括矿石类、宝玉石类、古生物类，矿石类展品的展示区域包括室内和室外。
（1）室外展品：室外展品的RFID标签选用防雨、耐高温、耐腐蚀的PPS有机材料制作的标签，对室外展品而言，防盗功能可以不予考虑，主要目的是展品的标识，用于导览的目的。
（2）室内贵重展品：室内贵重展品一般都有保护装置（玻璃罩、保护盒等），对该类展品采用双RFID标签的方式，一个RFID标签置于保护装置内，采用ABS材质的抗金属屏蔽的防撕陶瓷标签，作为该藏品的身份证书。另一个RFID标签置于保护装置外，粘贴在标识藏品名称和性能的标牌上，采用防撕的纸质RFID标签，用于导览的目的。
（3）大型展品：大型展品可以不考虑防盗目的，为了便于观众浏览，可以对该展品设置多个RFID标签，安装在展品前的不同位置，供观众在观览时可以从不同位置来扫描RFID标签。
（4）其他展品：其他类展品采用防撕的陶瓷RFID标签，粘贴在展品名称的标牌上。
2.3蓝牙RFID读卡器设计
RFID射频模型主要是由电子标签、射频读卡模块、CPU组成。电子标签和射频读卡器之间通过耦合元件实现射频信号的空间耦合。在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。
2.4智能导游软件功能
智能导游软件功能包括：用户注册、用户登录、博物馆导览、藏品搜索、藏品扫描、仿品购买、意见和反馈等。
2.4.1博物馆导览
博物馆导览包括藏馆介绍、每个藏馆内藏品的分类、藏品数量、藏品的名称等，该导览提供地图和文字两种方式，可以进行切换。在导览地图中，包含参观路线、藏馆分布图、逃生路线等，观众进入到博物馆后，通过博物馆导览对博物馆有大致的了解，确定参观顺序。博物馆导览分为二级甚至更多级别，第一级为藏馆分布图，第二级为藏馆内藏品分布图。
2.4.2藏品扫描
观众到藏品前时，通过RFID读卡器扫描藏品的RFID标签，该信息通过蓝牙发送到手机导游APP。在藏品的RFID标签中，包括了藏品的文字介绍，文字介紹不需要连接后台服务器即可查看，这样即使在无线网络故障的情况下，仍然可以使用智能导游。观众也可以点击“语音介绍”或“视频介绍”获取语音信息和视频信息。更多的文字介绍以及其他多媒体介绍、智能关联等功能需要连接到后台服务器才可以浏览。
3、结论
目前很多博物馆都在进行数字化建设，本文针对实施博物馆数字化建设过程中的实际情况，提出了将物联网技术应用于博物馆数字化建设的思路。基于RFID技术实现了藏品智能导游系统设计，并介绍了具体的实现内容，实践表明物联网技术可以作为博物馆藏品管理的有效技术手段，该应用研究成果也可以为其他博物馆的智能化建设提供设计参考。