博物館文物保護(hù)裝備管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

朱靜坤

摘 要：博物館是集中存放展覽文物的場(chǎng)所，所以需要確保文物處于安全的環(huán)境下，避免由于外部環(huán)境變化對(duì)文物造成破壞。利用現(xiàn)代化的文物保護(hù)裝備和管理系統(tǒng)，可以有效對(duì)博物館內(nèi)部的溫度、濕度、光照、有害氣體進(jìn)行全面分析與控制，還可以和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接，以此分析博物館內(nèi)部的環(huán)境變化。通過(guò)裝備管理系統(tǒng)可以為博物館管理提供有效支持，以此實(shí)現(xiàn)博物館的良好發(fā)展。本文從博物館設(shè)計(jì)模型入手，討論系統(tǒng)的功能需求，闡述系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，最后分析服務(wù)層界面，希望對(duì)博物館的管理提供有效參考。

關(guān)鍵詞：博物館;文物保護(hù)裝備;管理系統(tǒng);設(shè)計(jì)

我國(guó)是5000年的文化大國(guó)，在漫長(zhǎng)的歲月長(zhǎng)河中，遺留下諸多寶貴的文物資源，對(duì)于當(dāng)前的歷史文化、建筑、美術(shù)等多學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生著重要影響。博物館是歷史的窗口，在陳列諸多文物的過(guò)程中，必須對(duì)環(huán)境因素進(jìn)行分析，以此避免對(duì)文物造成破壞。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)文物和文化遺產(chǎn)的保護(hù)愈加重視，同時(shí)在文物保護(hù)裝備研發(fā)上取得了顯著成效，比如雙服務(wù)器的BS構(gòu)架管理平臺(tái)是一種4層設(shè)計(jì)模型，讓系統(tǒng)更加靈活簡(jiǎn)便、兼容性更強(qiáng)，具有易安裝、易擴(kuò)展和表現(xiàn)力強(qiáng)的特點(diǎn)，可以為博物館文物保護(hù)工作提供有力支持。

一、博物館設(shè)計(jì)模型

從物理層面分析，博物館是一組相對(duì)集中的建筑群，在邏輯上可以構(gòu)成雙重一對(duì)多的結(jié)構(gòu)。從文物保護(hù)的角度講，通常一個(gè)展柜可以為一套文物提供特定的保護(hù)裝備，對(duì)一組文物進(jìn)行有效保護(hù)。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，獨(dú)立的博物館內(nèi)會(huì)建立覆蓋性的局域網(wǎng)，并且每個(gè)展柜對(duì)應(yīng)的文物保護(hù)裝備都有固定的IP地址，對(duì)于文物保護(hù)裝備管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其本質(zhì)就是對(duì)展柜內(nèi)的儀器進(jìn)行管理，在常規(guī)的儀器管理系統(tǒng)中容易出現(xiàn)儀器的差異性，并且儀器更新時(shí)也會(huì)對(duì)系統(tǒng)有很高的要求，在博物館環(huán)境下，雖然展柜內(nèi)部的儀器不同，但是總體所需的監(jiān)測(cè)物理量有限，因此選擇展柜作為管理系統(tǒng)的基本單位。如果利用博物館的特殊應(yīng)用場(chǎng)景，可以極大簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，讓系統(tǒng)兼容性得到提升。根據(jù)文物保護(hù)裝備管理需要可以將系統(tǒng)劃分為終端層網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層以及服務(wù)層，具體說(shuō)來(lái)：

首先，終端層。這是博物館內(nèi)部全部文物保護(hù)裝備的總和，并且每套終端儀器都可以獨(dú)立運(yùn)行，可以對(duì)展柜內(nèi)的微環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。在終端層可以對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，短時(shí)間進(jìn)行離線(xiàn)存儲(chǔ)，同時(shí)還可以保留網(wǎng)絡(luò)接口，與網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議兼容，終端層是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的根基和微環(huán)境監(jiān)控的執(zhí)行者[1]。

其次，網(wǎng)絡(luò)層。這是博物館的局域網(wǎng)，所有終端都會(huì)接入網(wǎng)絡(luò)中。在網(wǎng)絡(luò)層中網(wǎng)絡(luò)形式可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的要求進(jìn)行選擇，目前有多種通訊方式都可以用于網(wǎng)絡(luò)層當(dāng)中。在考察博物館應(yīng)用環(huán)境的過(guò)程中，系統(tǒng)終端會(huì)對(duì) WiFi通訊模塊加以利用，終端服務(wù)器可以對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)方案復(fù)合。

再次，數(shù)據(jù)層。這是數(shù)據(jù)管理以及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的軟件，主要是對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行交換、存儲(chǔ)和維護(hù)。管理系統(tǒng)會(huì)把數(shù)據(jù)庫(kù)作為服務(wù)層和數(shù)據(jù)層交換的橋梁，然后同時(shí)傳遞指令，把數(shù)據(jù)層在整個(gè)系統(tǒng)中分離出來(lái)，確保數(shù)據(jù)層技術(shù)的專(zhuān)業(yè)性。

最后，服務(wù)層。這是面向用戶(hù)的一組服務(wù)軟件，可以具象化顯示整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。服務(wù)層主要是為用戶(hù)提供交互體驗(yàn)，具有靈活多變的特點(diǎn)。在保證展示效果的同時(shí)，也能夠減少安裝和維護(hù)成本。

二、系統(tǒng)的功能需求

在文物保護(hù)裝備的管理系統(tǒng)中涵蓋人員管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、信息管理、系統(tǒng)預(yù)警、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)、人工控制等功能。在整個(gè)管理系統(tǒng)中，博物館監(jiān)控平臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)鍵在于數(shù)據(jù)中心可以獨(dú)立存在于本地服務(wù)器，隨時(shí)處于運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)可以保證儀器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、服務(wù)器、云服務(wù)器相互的數(shù)據(jù)連接，又能讓整個(gè)儀器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，其具體功能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一可以讓終端層儀器與內(nèi)部?jī)x器網(wǎng)絡(luò)相互連接，對(duì)各種儀器數(shù)據(jù)定期采集之后存儲(chǔ)在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中;其二，借助數(shù)據(jù)庫(kù)可以獲取監(jiān)控平臺(tái)的控制指令。然后轉(zhuǎn)譯成為儀器的控制指令，并且對(duì)控制結(jié)果有效反饋;其三可以經(jīng)過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，保證和云端數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)同步，之后可以定期將信息備份到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。此外，還具有日志記錄，狀態(tài)指示等監(jiān)控功能[2]。

三、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

文物保護(hù)裝備管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心是系統(tǒng)的運(yùn)行核心，接入儀器網(wǎng)絡(luò)并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對(duì)儀器運(yùn)行有效控制，定期在數(shù)據(jù)庫(kù)中分析控制指令，然后實(shí)現(xiàn)云服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步。在數(shù)據(jù)中心運(yùn)行界面中，主要包括狀態(tài)區(qū)以及控制區(qū)，其中狀態(tài)區(qū)下的數(shù)據(jù)庫(kù)、同步網(wǎng)絡(luò)、表征儀器網(wǎng)絡(luò)三個(gè)方向接口都具有可用性。在控制區(qū)中又涵蓋用戶(hù)名和基本控制按鈕，滿(mǎn)足軟件的簡(jiǎn)單操作需要。在界面底欄中能夠顯示當(dāng)前工作狀態(tài)，數(shù)據(jù)中心可以高效穩(wěn)定的并行編程，可以更加容易利用多核處理器編寫(xiě)代碼，省去托管線(xiàn)程環(huán)節(jié)，以此編寫(xiě)出更加高質(zhì)量的并發(fā)軟件。具體說(shuō)來(lái)：

首先，主線(xiàn)程。該部分由操作系統(tǒng)創(chuàng)建。為了提升界面響應(yīng)效果通常不會(huì)做大負(fù)載的操作和運(yùn)算，主線(xiàn)程的運(yùn)行流程包括手動(dòng)退出系統(tǒng)，運(yùn)行系統(tǒng)自檢，用戶(hù)登錄和啟動(dòng)系統(tǒng)。

其次，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊。該模塊是數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵功能模塊。在主線(xiàn)程處于運(yùn)行狀態(tài)下，會(huì)定時(shí)啟動(dòng)，一般運(yùn)行周期為5分鐘。在啟動(dòng)模塊的同時(shí)，會(huì)從數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的列表讀取，更新緩存中節(jié)點(diǎn)字典信息，然后調(diào)用相匹配的通訊協(xié)議和節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)交換[3]。

再次，控制檢驗(yàn)?zāi)K。該模塊可以響應(yīng)一組用戶(hù)，在其運(yùn)行流程中主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)、檢測(cè)連接、目標(biāo)節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)交換，隨著系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)，控制檢測(cè)的模塊也會(huì)同時(shí)啟動(dòng)。用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的操作目標(biāo)終端，在指令接收后會(huì)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)中心也會(huì)對(duì)未完成的用戶(hù)任務(wù)獲取信息，然后轉(zhuǎn)譯成為節(jié)點(diǎn)控制指令，之后下發(fā)到目標(biāo)儀器，然后反饋存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中。

最后，數(shù)據(jù)處理模塊。該模塊每天定時(shí)運(yùn)行一次，會(huì)對(duì)當(dāng)天采集的全部節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行分析。進(jìn)而幫助博物館對(duì)微環(huán)境監(jiān)控水平進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，有利于直接獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，分析出博物館的文物保護(hù)工作。博物館的數(shù)據(jù)安全至關(guān)重要，管理系統(tǒng)不僅需要同步本地?cái)?shù)據(jù)，然后傳送到云端和實(shí)時(shí)備份，同時(shí)還需要開(kāi)啟數(shù)據(jù)記錄功能，每天進(jìn)行一次數(shù)據(jù)操作。

四、服務(wù)層界面

在整個(gè)系統(tǒng)下，終端層相對(duì)獨(dú)立的微環(huán)境監(jiān)控儀器可以在網(wǎng)絡(luò)層中聯(lián)結(jié)，然后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度。在終端設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)和服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)信息交換，以此滿(mǎn)足博物館對(duì)所有文物的監(jiān)控需要。在服務(wù)層面，主要向本地和云端兩種用戶(hù)提供服務(wù)，對(duì)于本地用戶(hù)來(lái)說(shuō)，通過(guò)本地局域網(wǎng)可以獲得完整服務(wù)遠(yuǎn)程監(jiān)控博物館的文物保護(hù)裝備，對(duì)于云端用戶(hù)來(lái)說(shuō)，可以在網(wǎng)絡(luò)中訪問(wèn)云端服務(wù)器以此保證博物館儀器安全能夠有效屏蔽外來(lái)訪問(wèn)人員。同時(shí)訪問(wèn)人員可以獲取對(duì)博物館數(shù)據(jù)的分析權(quán)限，便于國(guó)家監(jiān)管部門(mén)對(duì)博物館進(jìn)行監(jiān)控[4]。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，通過(guò)博物館構(gòu)建文物保護(hù)裝備管理系統(tǒng)，可以完成環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，有效降低人工成本，最終提升博物館的智能化管理水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫久群.分析文物保護(hù)措施在博物館文物管理中的應(yīng)用[J].百科論壇電子雜志，2019，（24）：780-781.

[2]林娟.探究合浦縣博物館文物管理中的文物保護(hù)措施[J].文物鑒定與鑒賞，2019，（22）：124-125.

[3]王偉婷.淺析博物館文物管理中的文物保護(hù) ——以前郭爾羅斯蒙古族自治縣文物保護(hù)管理所為例[J].文物鑒定與鑒賞，2019，（22）：118-119.

[4]張政君.淺談博物館文物管理中的文物保護(hù)措施[J].魅力中國(guó)，2019，（46）：370.