智慧博物馆物联网体系建设初探
“物联网+”助推智慧博物馆管理与服务系统建设
博物馆物联网平台环境是智慧博物馆体系建设的必要基础
智慧博物馆以用户为中心，关联人、物、数据三大要素，集成物联网、互联网、大数据和云计算四大技术，突出感知度、交互性、体系化和决策力，推进服务、保护和管理三大业务智慧运转[1]。面对智慧博物馆这一更具挑战性的建设目标，文博行业的同仁们都在积极学习、深入探讨和努力尝试，并取得可观的社会协同与技术应用经验。
面对种种理论和实践难题，需要做的工作很多。如，技术和产品于同一技术平台下开发，增强兼容性；在设计、开发初期考虑预设资源建设，投入使用后便于升级改造；强化平台运营意识，整合品牌推广、数字化平台建设、展览活动组织、艺术品经营和文创产品开发等运营服务；实现产品的标准化、模式化和通用性，同时具备定制化和个性化，以积极主动融入智慧城市的建设之中。
在有待攻破的诸多难关中，我们将智慧博物馆物联网体系建设置于首位。我们正在着手搭建博物馆物联网技术平台，以期筑牢博物馆“耳目通达”和“反应敏捷”的根基，助推以人为中心的智慧博物馆建设。
智慧博物馆物联网体系四维元素分析模型
物联网的“物”包括藏品、展品、展陈设备、展厅、库房等博物馆资源，也包括管理者、研究者和观众等博物馆活动参与者。物联网将这些要素有机地关联起来，实时且长时间地监测、跟踪、传输、控制和管理相关信息。
图1 智慧博物馆物联网体系四维元素分析模型
在诸“物”之中，我们在这里突出四个要素，即观众要素、管理者要素、文物要素，和场馆要素。以物联网技术为基础，这四个要素交织成网络，覆盖宏观层面与微观层面，形成智慧博物馆物联网体系四维元素分析模型（见图1）。
物联网的突出特点是充分感知的能力，四维元素本身都能通过物联网得到感知。目前在博物馆中，物联网最常用于感知和监控文物的本体状态、存储环境和运输过程对文物的影响状况等。
在博物馆场馆中，展藏品、展板、多媒体、物体和功能区的位置等是需要感知的对象。管理者进行研究和管理的具体操作、流程和模式，及这些行为对其他元素的影响等，都应纳入感知的范围。如果说对于观众位置和所携带设备的感知技术日趋成熟，那么观众的身体动作、声音、手势、心跳、眼动等更为细腻切身的感知日益为博物馆领域所关注。
图2 四维元素与核心业务面
智慧博物馆建设中的物联网体系，不仅能够感知不同要素，更使这些要素的感知、信息采集、传输和管理等形成交互的整体。这里将这四个元素三三相联，从博物馆发展出发，以管理者和观众的需求为主，分别解决运营、保护管理、展陈交互和研究学习四个方面的核心业务问题（见图2）。
博物馆越来越成为国民文化生活的综合场所，成为一个城市或城镇的旅游亮点。博物馆管理者越来越多地考虑如何在博物馆场馆内为观众提供更优质多样的运营服务。通过主动导览、射频识别、定位和信号调节等技术，能够主动推送讲解语音、文字和其他图片、音视频相关导览信息；能够让观众的参观、休闲和消费等行为信息更精准有效地传达给管理者；馆方能够提供更贴近观众需求的智能导览、休闲交流、品牌推广、活动组织和文创产品开发等运营服务。
通过物联网，静止沉默的文物能够“说话”，管理者能够“听到”文物本体的健康状况、文物对展柜微环境和场馆大环境的“感受”和反应，据此进行评估、调控和管理。在管理者、文物和场馆这种实时动态的互动中，文物能够活得更健康更长寿。
文物和场馆的展互深度和多样性，符合观众参展体验的期待。通过物联网，知识技术线、技术成果展示线、艺术展示线、交互体验展示线、感悟与导览线等能够得到综合控制。物联网技术不断发展，可穿戴技术与物联网的融合、多点触控和运动感知、自然用户界面等，正在或将会让观众在展陈和交互之中的体验越发灵敏自然。
让文物说话，让文物活起来，管理者和观众才能更长久地研究和学习文物。对于文物内容价值的挖掘更充分，展示方式更丰富，研究和学习的信息量也会更大、接受程度更高、记忆更为深刻。此外，物联网与数字系统结合，能够为管理者搭建可移动研究平台，为观众提供长期的用户学习平台。
物联网体系四维元素分析模型解决案例
基于四维元素分析模型，能够产生多种技术和产品。这里主要介绍两个系统解决案例。这两个案例分别以场馆和文物为支点，建设宏观与微观层面的物联网系统。
01
以场馆为支点的物联网系统
以场馆为支点的物联网系统主要为一个四线集成控制平台，控制灯光、位置、多媒体和智能文物展示柜。四线控制集成于一体，每个展陈设备有一个终端，集成这些技术装置的数据，再汇集于控制平台。传统文博装备成为智慧文博装备，整个展厅乃至博物馆成为大的智慧物联网体系。
图3 以场馆为支点的物联网系统
灯光、位置、多媒体和黑匣子能够分单元控制，也能集成管理。通过灯光，塑造更符合展藏品特点和观众体验的展陈空间和氛围；基于位置信息，提供更好的文物动态保护和观众导览服务；通过多媒体控制，实现博物馆内所有科技展项的一体化和智能化管理，充分传播文物的价值和意义，给予观众更为沉浸而深度的参观和交互体验；通过控制微环境的黑匣子，感知和保护文物。
集成控制平台的诸种数据归入相应类别中，通过不同图表、模型、工具等进行趋势、类型、结构等数据挖掘和分析。馆方和服务企业能进行深度有效的策展、展览引进、布展、门票和文创产品销售、推送博物馆展览活动信息等服务，更为深入地挖掘文物和展品的价值、其在当下的实效和意义，还能促进绩效和人才梯队建设等人力资源管理。
02
以文物为支点的保护系统
只有让文物“说话”，才能让文物活下去，只有让文物活下去，才能让文物活起来。我们为文物配备了一位随时感知、能够听懂并有效传达文物需求的“文物保姆”，即微环境数据黑匣子。
图4 以文物为支点的保护系统
通过微环境数据黑匣子，完成对多种环境数据的监测、提取、记录和管理等工作，达到对文物存储环境的评估、分析和优化。实施微环境控制的黑匣子，监测包括空气污染、湿度、温度、震动、光辐射、生物灾害、展柜操作、视频等因素，完成整个系统中传感器数据采集、存储、传输、加密和防篡改文档输出等功能。
管理者通过黑匣子能够实时监控文物、随时提取、比对和分析数据。而标准配置环境数据的保存周期为一年，管理者也能够长期跟踪文物状况，优化文物保护环境，达到预防性保护的目的。
智慧博物馆物联网体系建设的展望
智慧博物馆物联网体系四维元素分析模型能够助力于技术和产品一体化，以管理者和观众的需求为中心，进行人、物和数据的交互，深入推进运营服务、展互服务、保护管理和研究学习诸业务的整体发展。
在智慧博物馆体系建设中，物联网的全面渗透将为其构筑牢固根基，互联网的移动便捷将为其插上飞翔的翅膀。物联网和互联网两者整合，让博物馆走进家庭、走进课堂、走到每个人的身边，让“物尽其用、服务尽其善”。
如此，博物馆之间可建成资源互通、服务互联、合作共赢的平台，博物馆与周边自然人文资源的关系得以盘活，跨行业、跨界、跨区域产生联动，进一步由智慧博物馆有机融入智慧城市。
作者系北京数字博文科技发展有限公司总经理
[1]参见宋新潮《关于智慧博物馆体系建设的思考》，《中国博物馆》2015年2期，第12-15页，第41页；陈刚：《智慧博物馆——数字博物馆发展新趋势》，《中国博物馆》2013年4期，第2-9页。
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