本發(fā)明屬于智能管理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種博物館藏品智能管理系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)及室內(nèi)GIS的智能化博物館藏品管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

博物館具有收藏保管、陳列研究、宣傳教育職能，博物館的一切活動都是圍繞文物來進行的。通過對文物的搜集、保護、研究、展示，發(fā)掘其蘊藏的歷史、科學和藝術(shù)價值，是博物館的核心工作之一。因此，藏品管理水平的高低，直接影響博物館各項活動的開展，決定著博物館社會效益和經(jīng)濟效益的發(fā)揮，在博物館工作中有著舉足輕重的作用。隨著現(xiàn)代博物館事業(yè)的快速發(fā)展，如何實現(xiàn)對實物藏品科學有效智能的管理成為越來越重要的研究課題。

近些年發(fā)展起來的射頻識別技術(shù)（RFID），其無需接觸、無需光學可視、快速準確的讀寫等特點，使實現(xiàn)博物館藏品智能化管理變成了可能。在當前博物館藏品RFID管理系統(tǒng)中，主要為這樣一種方案：該系統(tǒng)包括電子標簽、手持機、服務器三部分。電子標簽一般使用貼、掛等方式與藏品固定在一起，其中存儲了文物的一些信息，用于藏品識別。手持機中裝有讀寫器，可以對電子標簽進行讀寫。服務器則存儲了館內(nèi)所有藏品的信息。該系統(tǒng)的工作流程為:在藏品入館前，先錄入信息至電子標簽，進入展區(qū)時系統(tǒng)對藏品標簽進行掃描；藏品的每次變動都要經(jīng)過系統(tǒng)的掃描，每次掃描信息都錄入數(shù)據(jù)庫，使標簽和藏品形成唯一對應關(guān)系。管理員拿著RFID閱讀器（帶有全館藏品數(shù)據(jù)庫信息）在藏館巡視一遍即可將藏品核對清楚。該方案在一定程度上實現(xiàn)了博物館藏品的信息化管理，但也有明顯的不足之處：1）該方案注重藏品資源自身的輸入、處理和管理，幾乎撇開了與藏品有關(guān)的空間地理信息。博物館作為藏品收藏展覽的實體具有空間地理形態(tài)，藏品除擁有各自的屬性信息外還具有與博物館地理坐標相關(guān)的空間信息，因而在博物館內(nèi)形成了縱橫錯雜的藏品資源布局，智能化的藏品管理系統(tǒng)不僅對藏品的屬性信息進行管理，還需要做到對藏皮管理中與空間位置有關(guān)的信息進行有效的管理，達到可視化和直觀的效果，并將定位信息、導航信息等同時顯示在用戶界面，實現(xiàn)信息資源的檢索與提取。2）藏品的管理還應該包括每個文物所處的環(huán)境信息的實時監(jiān)控，如溫度、濕度、光照、空氣狀況等；這些對藏品的保護至關(guān)重要，但是目前基于RFID的藏品管理系統(tǒng)僅僅是一個對藏品的自身屬性信息管理的孤立的系統(tǒng)，并沒有與整個博物館藏品管理中的傳感網(wǎng)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)及博物館的部門人員管理系統(tǒng)等其他系統(tǒng)有效的協(xié)同工作，管理綜合性差。3）按照RFID系統(tǒng)所使用的頻率分，RFID系統(tǒng)可分為低頻、高頻和超高頻系統(tǒng)。超高頻RFID系統(tǒng)識別距離遠，識別速度快，且能穿透障礙物識別，但在有金屬等可導介質(zhì)環(huán)境中其工作會受到干擾，此時僅依靠RFID技術(shù)對藏品進行管理是不可行的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明將RFID技術(shù)、傳感網(wǎng)技術(shù)及室內(nèi)GIS技術(shù)融合，提出了一種集移動管理終端與網(wǎng)絡后臺信息管理系統(tǒng)于一體的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及室內(nèi)GIS的博物館藏品智能管理系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的系統(tǒng)所采用的技術(shù)方案是：一種基于物聯(lián)網(wǎng)及室內(nèi)GIS的博物館藏品智能管理系統(tǒng)，其特征在于：包括系統(tǒng)管理平臺、數(shù)據(jù)倉庫、RFID標簽、博物館環(huán)境因子傳感器、移動終端和GIS矢量電子地圖；

所述博物館環(huán)境因子傳感器設置在博物館藏品周邊，所述RFID標簽設置在博物館藏品上；所述博物館環(huán)境因子傳感器用于采集博物館藏品的環(huán)境信息，并將所述環(huán)境信息送入所述系統(tǒng)管理平臺，存儲在所述數(shù)據(jù)倉庫中；所述移動終端通過讀取所述RFID標簽，獲取博物館藏品信息；

所述GIS矢量電子地圖，結(jié)合數(shù)據(jù)倉庫對博物館內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)、組織機構(gòu)分布以及各種藏品的地理位置、空間布局進行數(shù)據(jù)化管理、更新、維護， 實現(xiàn)博物館的定位導航功能。

作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)倉庫包括藏品信息數(shù)據(jù)庫、藏品活動軌跡數(shù)據(jù)庫、資源設施數(shù)據(jù)庫、傳感器觀測數(shù)據(jù)庫、地理空間數(shù)據(jù)庫、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)庫、館員數(shù)據(jù)庫庫、檔案數(shù)據(jù)庫，各數(shù)據(jù)信息采用遵循松散耦合聯(lián)系并交互通訊。

作為優(yōu)選，所述博物館環(huán)境因子傳感器包括溫濕度傳感器、光照傳感器、圖片采集傳感器、大氣陰離子傳感器、大氣顆粒物傳感器。

作為優(yōu)選，所述移動終端包括檔案管理單元、倉儲管理單元、預警管理單元、室內(nèi)地圖展示單元、信息查詢單元、系統(tǒng)管理單元、工作管理單元。

作為優(yōu)選，所述系統(tǒng)管理平臺采用B/S架構(gòu)，采用SSH框架；所述移動終端采用C/S架構(gòu)；所述系統(tǒng)管理平臺通過所述博物館環(huán)境因子傳感器實現(xiàn)藏品存放環(huán)境實時感知，同時利用所述GIS矢量電子地圖實現(xiàn)藏品實時定位、地圖在線展示及導航路徑規(guī)劃；所述移動終端調(diào)用藍牙連接接口與讀頭進行RFID標簽數(shù)據(jù)讀寫以及藏品信息傳輸，使用HTTP POST方法與所述系統(tǒng)管理平臺傳輸藏品信息。

本發(fā)明的方法所采用的技術(shù)方案是：一種基于物聯(lián)網(wǎng)及室內(nèi)GIS的博物館藏品智能管理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在移動終端構(gòu)建登記藏品基本信息；

步驟2：在線向系統(tǒng)管理平臺登記藏品；

步驟3：在移動終端的室內(nèi)地圖展示模塊按位置遷入或遷出文物；

步驟4：博物館環(huán)境因子傳感器對藏品存放環(huán)境智能感知監(jiān)控；

步驟5：在移動終端室內(nèi)GIS矢量電子地圖上顯示異常藏品位置及生成導航路徑。

作為優(yōu)選，步驟1的具體實現(xiàn)包括以下子步驟：

步驟1.1：所述移動終端調(diào)用藍牙連接接口與讀頭讀取RFID標簽的序列號；

步驟1.2：構(gòu)建藏品屬性信息，包括藏品名稱、藏品類別、藏品年代、藏品產(chǎn)地、歸屬博物館、關(guān)聯(lián)傳感器名稱、關(guān)聯(lián)傳感器ID、傳感器閥值、關(guān)聯(lián)攝像頭ID、藏品存放位置。

作為優(yōu)選，步驟2的具體實現(xiàn)包括以下子步驟：

步驟2.1：將信息寫入RFID標簽中；

步驟2.2：發(fā)送藏品數(shù)據(jù)登記請求到系統(tǒng)管理平臺，在線登記藏品信息。

作為優(yōu)選，步驟3的具體實現(xiàn)包括以下子步驟：

步驟3.1：在移動終端的GIS矢量電子地圖展示模塊上，館內(nèi)所有已登記的藏品顯示在GIS矢量電子地圖界面上；

步驟3.2：根據(jù)藏品圖標顏色不同判斷當前藍牙讀取到的藏品；

步驟3.3：點擊生成路徑按鈕，在GIS矢量電子地圖上生成藏品入館或出館的遷移路徑。

作為優(yōu)選，步驟4的具體實現(xiàn)包括以下子步驟：

步驟4.1：博物館環(huán)境因子傳感器將觀測數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)管理平臺；

步驟4.2：系統(tǒng)管理平臺將觀測數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)倉庫，并將觀測數(shù)據(jù)與設定的閥值進行比較；

步驟4.3：若觀測數(shù)據(jù)異常，系統(tǒng)管理平臺發(fā)送異常信息到移動終端；

步驟4.4：移動終端接收到異常信息后，產(chǎn)生振動及報警聲。

作為優(yōu)選，步驟5的具體實現(xiàn)包括以下子步驟：

步驟5.1：通過GIS矢量電子地圖顯示藏品在各個展廳及倉庫的分布位置；

步驟5.2：通過GIS矢量電子地圖上藏品圖標，查看圖標所代表的藏品的詳細信息及博物館環(huán)境因子傳感器觀測信息；

步驟5.3：當接收到系統(tǒng)管理平臺發(fā)送的異常信息后，藏品被設置為異常藏品；

步驟5.4：通過異常藏品圖標，獲取藏品異常原因；

步驟5.5：生成由當前位置到異常藏品的最佳路徑。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果：

（1）本系統(tǒng)包括文物從入館到出館整個生命周期，藏品入館、館內(nèi)管理、藏品出館及在不同博物館之間流通的業(yè)務流程更加安全便捷。文物進入博物館及離開博物館之前需要在移動終端進行登記，在移動終端有“初始登記”、“入館登記”、“離館登記”及“報廢登記”模塊：初始登記是指藏品由發(fā)現(xiàn)地遷入到本館，藏品在遷入本館之前不屬于任何博物館，初始登記需要給藏品新建標簽；入館登記包括借出返回、借入展覽和遷入本館三種類型，借出返回指本館藏品暫時借出到其他博物館進行展覽后返回本館中，借入展覽則是指其他博物館的藏品暫時借入本館中展覽，遷入本館是指其他博物館中的藏品遷入到本博物館中，入館登記需要修改藏品上的標簽；離館登記包括借出展覽和遷出本館，借出展覽指本博物館中的藏品借出到其他博物館，遷出本館指將藏品從本博物館遷出，離館登記需要修改藏品上的標簽；報廢登記是指藏品因損壞或其他原因而失去價值而需要進行的登記，報廢登記需要移除掉藏品上的標簽。這四個模塊包括了博物館管理藏品的所有業(yè)務，藏品在進行登記時不僅登記藏品的相關(guān)信息，還要登記與之關(guān)聯(lián)的傳感器、攝像頭信息及存放位置信息，通過服務器對這些信息資源綜合管理大大提升了博物館管理的信息化水平。移動終端調(diào)用藍牙連接接口與讀頭進行標簽數(shù)據(jù)讀寫以及藏品信息傳輸，大大提高了工作效率，藏品自從進入博物館后所有的變動都要進行登記，提高了博物館的業(yè)務管理能力，提高了管理人員的工作效率、減少差錯率。

（2）系統(tǒng)自動的進行主動地藏品安全管理，大大提高了問題發(fā)現(xiàn)的及時性和準確性，杜絕了依靠人工監(jiān)控因長期工作易產(chǎn)生疲勞、大意所造成的損失。系統(tǒng)將藏品與傳感器建立關(guān)聯(lián)，通過溫濕度傳感器、振動傳感器及光照度傳感器來對藏品進行安全管理，提高了博物館管理的智能化水平。

（3）支持在博物館藏品管理中與空間位置有關(guān)的信息資源、設施等信息進行統(tǒng)一管理。物聯(lián)網(wǎng)所聯(lián)系和管理的物體都具有時空屬性，依賴于由GIS所管理的地理空間信息。此外，GIS的信息集成、可視化表達以及強大的空間分析等技術(shù)特點可以為物聯(lián)網(wǎng)應用提供海量時空數(shù)據(jù)管理、時空關(guān)系與時空過程分析、時空信息動態(tài)可視化等強大能力。因此，GIS技術(shù)及應用成為了物聯(lián)網(wǎng)的核心支撐技術(shù)之一，也是智慧城市信息基礎(chǔ)框架的關(guān)鍵平臺。本系統(tǒng)基于GIS軟件建立室內(nèi)GIS矢量電子地圖模型，結(jié)合空間數(shù)據(jù)庫對博物館內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)、組織機構(gòu)分布以及各種信息資源的地理位置、空間布局等空間信息進行管理、更新、維護， 實現(xiàn)了博物館的定位導航功能。本系統(tǒng)改變了博物館藏品傳統(tǒng)的管理方式，使信息管理由數(shù)值領(lǐng)域進入到空間領(lǐng)域，即可保留原有信息管理系統(tǒng)的優(yōu)點，還可將整個博物館藏品的信息管理模擬到可視化環(huán)境中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)架構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明實施例的方法流程圖。

具體實施方式

為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述，應當理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參見圖1所示，本發(fā)明提供的一種基于物聯(lián)網(wǎng)及室內(nèi)GIS的博物館藏品智能管理系統(tǒng)，包括系統(tǒng)管理平臺、數(shù)據(jù)倉庫、RFID標簽、博物館環(huán)境因子傳感器、讀頭、作為藍牙-通訊信號轉(zhuǎn)換器的安卓智能手機、移動終端；數(shù)據(jù)倉庫包括有藏品信息數(shù)據(jù)庫、藏品活動軌跡數(shù)據(jù)庫、資源設施數(shù)據(jù)庫、傳感器觀測數(shù)據(jù)庫、地理空間數(shù)據(jù)庫庫、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)庫、館員數(shù)據(jù)庫庫、檔案數(shù)據(jù)庫等，各數(shù)據(jù)信息采用遵循松散耦合聯(lián)系并交互通訊；博物館環(huán)境因子傳感器包括溫濕度傳感器、光照傳感器、圖片采集傳感器、大氣陰離子傳感器、大氣顆粒物傳感器中的一種或多種；移動終端包括檔案管理單元、倉儲管理單元、預警管理單元、室內(nèi)地圖展示單元、信息查詢單元、系統(tǒng)管理單元、工作管理單元；

本實例包括采用B/S架構(gòu)的系統(tǒng)管理平臺（亦稱為“服務器端”）與采用C/S架構(gòu)的移動終端。服務器端采用SSH（Spring+Struts2+Hibernate）框架，通過整合傳感器觀測數(shù)據(jù)接入實現(xiàn)藏品存放環(huán)境實時感知，同時利用室內(nèi)導航定位電子地圖（即“GIS矢量電子地圖”）實現(xiàn)藏品實時定位、地圖在線展示及導航路徑規(guī)劃；服務器端部署在Tomcat 7.0.29網(wǎng)絡服務器下。移動終端調(diào)用藍牙連接接口與讀頭進行標簽數(shù)據(jù)讀寫以及藏品信息傳輸，使用HTTP POST方法與服務器端傳輸藏品信息。

參見圖2所示，本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)及室內(nèi)GIS的博物館藏品智能管理方法，包括以下步驟：

步驟1：在移動終端構(gòu)建藏品登記表單，表單內(nèi)容包括標簽ID、藏品名稱、藏品類別、藏品年代、藏品產(chǎn)地、歸屬博物館、關(guān)聯(lián)傳感器名稱、關(guān)聯(lián)傳感器ID、傳感器閥值設置、關(guān)聯(lián)攝像頭ID、藏品存放位置；

步驟1.1：通過藍牙發(fā)送數(shù)據(jù)讀取貼在文物上的RFID標簽ID；

步驟1.2：在移動終端填入藏品名稱、藏品類別、藏品年代、藏品產(chǎn)地、歸屬博物館、關(guān)聯(lián)傳感器名稱、關(guān)聯(lián)傳感器ID、傳感器閥值、關(guān)聯(lián)攝像頭ID、藏品存放位置；

通過移動終端對RFID標簽進行初始化寫入，將藏品名稱、藏品類別、藏品年代、藏品產(chǎn)地以及藏品位置信息寫入RFID標簽中，并與特定藏品關(guān)聯(lián)，作為該藏品的唯一標識。初始化過程在移動終端與讀頭中藍牙匹配之后進行，其中標簽ID是RFID標簽的自有屬性，其余信息由移動終端手動輸入或手動選擇。

步驟2：在移動終端向系統(tǒng)管理平臺登記藏品；

步驟2.1：利用移動終端將藏品屬性信息寫入RFID標簽中；

步驟2.2：利用移動終端發(fā)送藏品登記表單到系統(tǒng)管理平臺，在線登記藏品信息。移動終端會將信息通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至系統(tǒng)管理平臺，在系統(tǒng)管理平臺中登記藏品信息；

藏品登記主要有初始登記、入館登記、離館登記和報廢登記四種類型，初始登記是指藏品由發(fā)現(xiàn)地遷入到本館，藏品在遷入本館之前不屬于任何博物館，初始登記需要給藏品新建標簽；入館登記包括借出返回、借入展覽和遷入本館三種類型，借出返回指本館藏品暫時借出到其他博物館進行展覽后返回本館中，借入展覽則是指其他博物館的藏品暫時借入本館中展覽，遷入本館是指其他博物館中的藏品遷入到本博物館中，入館登記需要修改藏品上的標簽；離館登記包括借出展覽和遷出本館，借出展覽指本博物館中的藏品借出到其他博物館，遷出本館指將藏品從本博物館遷出，離館登記需要修改藏品上的標簽；報廢登記是指藏品因損壞或其他原因而失去價值而需要進行的登記，報廢登記需要移除掉藏品上的標簽。

步驟3：在移動終端的室內(nèi)GIS矢量電子地圖展示模塊按位置遷入或遷出文物；

步驟3.1：在移動終端的室內(nèi)GIS矢量電子地圖展示模塊上，館內(nèi)所有已登記的藏品顯示在GIS矢量電子地圖界面上；

步驟3.2：根據(jù)藏品圖標顏色不同判斷當前藍牙讀取到的藏品；

步驟3.3：點擊生成路徑按鈕，在GIS矢量電子地圖上生成藏品入館或出館的遷移路徑；

基于博物館的幾何網(wǎng)絡模型圖及博物館內(nèi)的展廳、樓梯及走廊連通關(guān)系可建立具有網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的博物館室內(nèi)平面圖，博物館空間數(shù)據(jù)采取分層的方式進行描述、表達和管理，博物館內(nèi)的展廳、樓梯及走廊各為一個數(shù)據(jù)層；每個展廳內(nèi)裝有固定的讀頭，藏品登記完成后系統(tǒng)管理平臺將藏品登記錄入的存放位置信息傳送到移動終端室內(nèi)GIS矢量電子地圖展示模塊，在移動終端室內(nèi)GIS矢量電子地圖的相應展廳上會顯示登記的藏品圖標，此時圖標為黃色；點擊生成路徑按鈕可根據(jù)展廳、樓梯及走廊的互通關(guān)系生成導航路徑，根據(jù)導航路徑將藏品遷入到相應展廳后，展廳內(nèi)的讀頭感應到藏品，此時藏品在GIS矢量電子地圖上的圖標變?yōu)榫G色；

步驟4：博物館環(huán)境因子傳感器對藏品存放環(huán)境智能感知監(jiān)控；

步驟4.1：博物館環(huán)境因子傳感器將觀測數(shù)據(jù)發(fā)送到服務器端；

步驟4.2：服務器端將觀測數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)倉庫，并將觀測數(shù)據(jù)與設定的閥值進行比較；

步驟4.3：若觀測數(shù)據(jù)異常，服務器端發(fā)送異常信息到移動終端；

步驟4.4：移動終端接收到異常信息后，產(chǎn)生振動及報警聲；

步驟5：在移動終端室內(nèi)GIS矢量電子地圖上顯示異常藏品位置及生成導航路徑；

步驟5.1：進入GIS矢量電子地圖界面即可顯示藏品在各個展廳及倉庫的分布位置；

步驟5.2：點擊GIS矢量電子地圖上藏品圖標，可查看圖標所代表的藏品的詳細信息及傳感器觀測信息；

步驟5.3：當接收到服務器端發(fā)送的異常信息后，藏品在GIS矢量電子地圖上的圖標變?yōu)榧t色；

步驟5.4：點擊異常藏品圖標，獲取藏品異常原因；

步驟5.5：點擊路徑導航按鈕生成由當前位置到異常藏品的最佳路徑；

應當理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細，并不能因此而認定為是對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請求保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。