物联网技术支持下的智慧图书馆建设_陈安子.pdf

31网络通信与安全Network Communication&Security电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering阅读对每个人的精神成长至关重要。现阶段，图书馆是人文、知识汇聚之地，随着物联网技术的不断发展，图书馆也在不断迭代更新。物联网技术的出现和广泛应用，不仅使图书馆更加智能化，同时让图书馆从传统的借阅模式，转化成为拥有多样化的学习场景、人性化的便捷设计等多个方面的现代化智慧图书馆，更为符合读者需求。1 智慧图书馆近年来，全民阅读连续 8 次写进政府工作报告，城市竞争力之战升级为城市文化建设、精神幸福指数之争，社会阅读风气日渐高涨，全民阅读、终身学习，逐渐成为一种习惯和自觉，但从国际人均阅读量统计数据来看，中国仍落后于世界主流国家，究其原因，中国的全民阅读已经成为一种习惯和自觉，中国城市图书馆建设数量不足、场馆分布不均、图书获取方便程度不高、知识分享时效不到位等问题，都在影响着城市阅读习惯的养成，城市图书馆的图书馆建设面临着诸多问题：与此同时，图书管理工作日益繁杂，许多问题也在阻碍着图书馆的发展，诸如读者兴趣多元，图书快速增长，藏书浩瀚，上架缓慢，图书难找等1。目前，全国各地建设了许多不同规模的数字图书馆或数据库，为图书馆数字化发展在馆藏资源数字化建设和网络信息服务方面发挥了重要作用。但与此同时，数字图书馆的局限性也逐渐显现出来，主要问题在于它没有发挥信息通信技术应有的优势，而是迁就了传统图书馆的专业要求，使数字化馆藏成为馆与馆、库与库之间互不联系、与用户互动不足的“孤岛”。智慧图书馆的设想也因此而产生。人们期待，通过体制机制和业务创新，以智慧图书馆为引领的数字化建设，为图书馆新一轮发展提供新的技术支撑。2 智慧图书馆特点智慧图书馆是由感知层、网络层、应用层三大部分组成的不受空间限制，但同时又能被实际感知的存在，也是知觉、服务、管理的智慧化中心。感知层负责对象的辨认和信息的收集；网络层用于对感知层获取的图书和读者资料进行传递和加工；应用层属于智慧图书馆的实际应用层面，主要是为了实现智慧化的管理和人性化的服务，在智慧图书馆的应用层面，智慧图书馆以上各层之间相互依存，相互重叠，从而以下面几个主要特点为用户提供高水平的知识服务2。2.1 知识共享性智慧图书馆以智能化为基础，外部特点是数字化、网络化、智能化。通过 Internet 技术将各类独立的文献信息与读者、管理者等互联互通，将所有信息串联起来，实现读者与图书馆的智能连接，前台与后台的智能连接，实现知识共享，通过知识与管理的共享，为读者解决各种问题提供全方位的整合服务，同时也为读者在借阅过程中节省更多的时间。以更快的速度管理馆员，使馆员更好的服务于读者。2.2 服务高效性在新的发展形势下，图书馆纸质库管理面临着较大的挑战，服务效率不高等一系列问题日益突出。数字化、智能化发展对图书馆提出的新要求是高效、便捷、灵活物联网技术支持下的智慧图书馆建设陈安子（南阳医学高等专科学校 河南省南阳市 473061）摘要：本文对物联网技术支持下的智慧图书馆建设展开探究，首先介绍了智慧图书馆的概念及特点，通过理论分析为文章提供了相应的理论支撑。其次分析了智慧图书馆的创新点及功能，以及物联网技术支持下智慧图书馆应用途径，如 RFID 技术、DP2-Library 整合系统、DP2Inventory 盘点系统等。以期为相关从业人员提供一定的理论参考，希望能够对打造更加智慧化的图书馆有所帮助。关键词：物联网技术；智慧图书馆；RFID 技术32网络通信与安全Network Communication&Security电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering和一体化的图书馆3。各类图书馆的建筑面积越来越大，基础设施的负荷也越来越大，服务系统的信息量和负荷也越来越大，图书馆只有借助更加灵敏的管理、更加智能的信息系统、更加完善的服务，才能在千变万化的发展态势面前，为读者提供更加全面的信息服务，从而提升自身的服务能力。2.3 使用便利性智慧图书馆以人为本、公益惠民为理念，让每一位读者都能在享受智慧图书馆带来的便利性与方便性的同时，获得空间一致的阅读学习解决方案。基于图书馆+物联网+云计算+智慧设备的智慧图书馆，能够在为广大读者提供信息查询、阅读等快捷便利的综合服务的基础上，为馆员实现智能化、自主化的更高效管理。3 智慧图书馆创新点及功能3.1 数据可视化一站式图书馆数据中台 PaaS 数栈系统，帮助图书馆构建数据集中共享处理能力中心，从数据同步、数据分析、数据挖掘、数据质量、数据地图、数据模型、数据 API 等各个层面的应用构建数据，实现数据采集、治理、挖掘，使馆内图书和读者画像得以全方位、立体化呈现。数据可视化技术流程如图 1 所示。3.2 场馆智慧化5G+WIFI 高速网络覆盖全馆，融合式联网、RFID、云计算、大数据、人工智能、VR等技术，人工智能机器人、人脸身份认证、资源高速下载、5G+5D 观影、大数据分析阅读行为、光影触控技术、VR技术与电子资源融合等，让智慧科技在馆内处处体现。场馆智慧化技术流程如图2 所示。3.3 借阅无感化图书馆通过无感借还通行系统替代现有的 RFID 借还方案，实现人脸识别、书刊借还 3 秒内完成，无人自图 1：数据可视化技术流程33网络通信与安全Network Communication&Security电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering助借还机 10 余倍的借还效率，可为高峰时段（从原来的人均 5 分钟缩短到 30 秒内）借还读者带来无感智能借还体验，人均排队时间缩短 90%以上。借阅无感化技术流程如图 3 所示。3.4 阅读智能化智慧阅读空间(SmartReadingSpace)是以智慧沃家产品设计理念为基础，结合图书馆场景，旨在为读者带来轻松舒适的阅读环境，体验科技未来阅读感受的智能自主阅读空间。智能阅读空间内部的卡座和包厢，无论是单人还是多人的阅读环境都可以提供。当读者通过人脸识别进入后，智能迎宾机器人会上前引导，落座后可通过人机对话调节阅读环境（如灯光、座椅、窗帘），通过 Pad 浏览馆内百万种电子书、有声读物等资源，并可使用定制开发的智能阅读 APP 进行阅读4。APP 以资料中设定地区的读者画像、阅读喜好、历史阅览等为基础，智慧推荐阅读。此外，通过 5G 极速网络为读者提供超酷新奇的阅读体验的人工智能光影阅读和 VR 阅读也是两大黑科技亮点。阅读智能化技术流程如图 4 所示。4 物联网技术在智慧校园建设中的应用途径4.1 智能消费系统目前已有不少学校构建了“校园一卡通”，有物联网技术做支撑，这也是智慧校园建设成效最为显著的一项。物联网技术中的射频技术和数据库技术主要应用于“校园一卡通”的实现。“校园一卡通”等同于学生的“RFID”，绑定了学校的人物，在消费过程中就能实现人物识别控制，节省了校园管理工作的成本，同时也整合了各类系统应用服务。目前，手机已成为学生在校期间必备的生活用品，图 2：场馆智慧化技术流程图 3：借阅无感化技术流程图 4：阅读智能化技术流程34网络通信与安全Network Communication&Security电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering可以将个人信用的“RFID”标签和手机卡相互绑定，这样学生就可以在小卖部、水房、超市、浴池、商店等场所刷卡消费了。学生每消费完一笔，智能消费系统就会在后台动态地进行消费数据信息更新，读取学生消费数据信息，剔除消费金额。4.2 智能图书馆系统在智慧校园建设中，智慧图书馆技术也是必不可少的重要组成部分。在信息化时代大潮下，图书馆服务也呈现出信息化智能化的发展趋势。图书馆物联网应用的时间比较早，早期也主要是在关键技术“ERID”的帮助下应用。“ERID”在图书馆服务中，可实现图书馆物联网环境中的电子标签服务、文献资料服务、读者资料和馆内设备等内容。智能图书馆系统如图 5 所示。图书馆自主还书可以在“ERID”技术的支持下实现，真正做到“随放随还、随取随借”。图书馆借阅量的统计和个性化图书推荐服务的制定，借助对阅读者相关数据信息的收集。但真正意义上迎来智慧图书馆服务的阶段，应该还是物联网技术在图书馆服务中的深度应用。4.3 后勤智能服务系统物联网技术已经渗透到方方面面的智慧建设中，更广泛地应用在物流管理中。学校内部照明管理、交通服务、车管服务等多个层面都应用了目前的物联网技术。照明管理工作中应用物联网技术，能够根据场所内的需求，根据室内光线的实际情况进行亮度调节，加上相应的控制器，能够实现投影机、窗帘导轨、灯光器材之间的一体化控制，对灯光亮度进行适当的调节，实现照明器材管理系统的完善。在设备控制中也可应用物联网技术，借助电子标签技术对仪器进行控制，每个仪器内部都设置了存储设备，用来存储设备运行的各种数据信息，此时在进行设备管理工作时，管理人员就可以利用阅读器的无线读取来分析设备的运行情况，可以有效提高设备管理效率。5 以RFID技术为基础的智慧图书馆建设方案智慧图书馆主要是在物联网环境下，以云计算技术为基础，以 RFID 技术和智能设备为手段，实现书与书、书与人、人与人之间的互联互通，从技术层面为用户提供智能服务。智慧图书馆的核心是数据，以及中心服务器，专注于数据安全存储和商务功能。各种数据统一存储在中央服务器上，安全、备份机制严格。中心服务器向前端软件访问提供各种业务功能接口，以支持分析和挖掘数据的需求。就目前来看，需要解决各智能系统的兼容问题，模块与模块之间的无缝连接必不可少，这是制约智慧图书馆发展的主要瓶颈。基于微软.NET Framework 平台开发的 DP2 图书馆集成系统，其数据库底层支持多种数据库(PostgreSQL，MSSQLServer，acle，MySQL，SQLite)，内部数据结构采用可扩充性强的 XML 格式。数字平台图书馆应用服务器(DP2LIBRARY)提供各种业务功能的标准接口，各种前端计算机或 RFID 设备的应用软件通过 API 接口与DP2Server 实时交互。5.1 RFID馆员工作站RFID 典型功能的应用，如智能书柜、智能盘点、馆际互借等，为提高馆员工作效率奠定了基础。馆员工作站离不开智慧图书馆的基础建设工作。数字平台管理员工作站的优势在于 DP2 的内务标签处理过程是将 DP2 服务器实时连接起来，并根据册记录字段映射标签的要素，确保标签中的信息完整并与册记录相符。对系统内的异常情况，册记录也可以同时进行检查。除此之外，数字平台的馆员工作站是为了降低馆配成本，有效利用设备资源，将图书馆管理系统(DP2Inside)与 RFID 标签转换、RFID 借还等功能整合在一起。图 5：智能图书馆系统35网络通信与安全Network Communication&Security电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering5.2 智能书柜系列智能书柜是智能图书馆技术的必然发展趋势，它是可以与图书馆完美结合的无人值守智能借阅系统，由数字平台精心研发，采用国际最先进的 RFID 技术。可随意组合智能书柜、预约柜，满足不同需求的用户使用。5.3 自助借还机系列DigitalPlatform 自助借还系统(DP2SSL)根据自助触摸的操作习惯设计，采用微软 WPF 技术开发，界面美观大方，功能先进便捷。读者可自助借书、还书，是图书馆智能化管理的理想平台。5.4 RFID安全门RFID 安防门禁取代了以往的磁条防盗方式，它的好处是省去了专门进行磁填充和磁消除的操作步骤，省去了很多人工的操作。RFID 标识为智能标识，芯片内设有防盗标识位，用于门禁识别。系统会自动将特定状态信息写入标签内的防盗标志位，用于标签加工、借书、还书等，安防门禁对这些状态进行识别，当识别到馆内状态的图书会报警，只有通过门禁才能办理借书手续。安防门禁一般独立工作，处于脱机状态。除此之外，数字平台 RFID 门禁系统还支持同时联网报警，即在通过门禁、应用场景更广、资源利用更合理的情况下，使用非 RFID 的借还方式处理借还后，如手机或扫码枪等，也能正确报警。5.5 DP2Inventory 盘点系统DP2Inventory 盘点系统的主要功能是定位图书馆书架上的实物书，即设置永久位置和当前位置，此外还包括校验防盗标志位、自动还书、异常书检查、错乱货架检查、盘点报表导出等功能。DP2Inventory 系统通过DP2RFID 中心模块与移动点检仪连接。点检仪的连接方式为蓝牙、计算机。手持点检仪启动盘点系统后，扫描移动到图书的书脊上，扫描到的图书由系统统一处理。缓解员工人工盘点、每天找书等繁杂工作。5.6 RFID智能书架RFID 智能书架拥有相对完整的功能，能够全方位实现图书馆智能化管理。包含功能：自动盘点、图书定位、错误上架提示、自动上下架、上架还书、借阅图书上架等功能。5.7 读者身份识别方式一般建议用户在智慧库解决方案中配置 2 种或更多方式供读者辨认，提高阅读体验感，满足读者的不同需求。DP2-Library 整合系统支持多种方式的读者识别，用户可以任意搭配使用。（1）刷读者卡/证：支持ISO14443A协议和ISO15693协议的卡片；（2）扫码识别：支持一维码、二维码、一维码和二维码三种方式；（3）人脸识别：快速非接触识别，使用便捷；支持活体检测；（4）掌纹识别：非接触识别，疫情期间非接触非常重要，性价比高，推荐使用；（5）指纹识别：手指接触指纹仪识别，成本低，使用便捷。6 DP2系统RFID标签加工书籍资料处理包含三个流程：创建书目资讯、册页登记及 RFID 标签处理，也可视为两个环节：创建书目及册页登记。针对不同的使用场合，DP2 系统针对用户的不同需求提供了不同的处理接口。如图 6 所示：情形一：加工成批的图书。创建书目信息和图书登记工作，建议先行开展。然后在 DP2 内部服务的“批改卷窗口”中，用扫码器扫条形码快速完成 RFID 标签的改造。批修改册窗对流水作业的批量加工十分适用。情况二：加工图书的零星情况。DP2 内务的“宣传窗”还能实现 RFID 标签的转换。这个窗口对于管理员进行图书的零星加工是比较合适的。“册页”将加工RFID 标签的工作直接整合到 DP2 内务册登记环节中，无需再使用其他软件和额外的流程，馆员在不增加大量工作量的情况下，面对熟悉的界面、流畅的操作，能够实现高功能的整合度。标签加工如果不是连接 DP2 系统，标签中所写的资料就会残缺不全。比如册状态得不到，导致 05 应用类别要素的标签不能正确写入；索取号无法获取，导致排36网络通信与安全Network Communication&Security电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering架位置元素无法写入标签。现在很多 RFID 标签加工设备只写了一个简单的册条码就脱机了，而且信息量也少得可怜。有时写出来，连国标的编码格式都达不到。借书还书虽然也可以进行，但这样做只能实现一个图书馆内部基本的借书还书功能，后面的应用就没法再扩大了。不符合国家标准的，经加工的标签不能通过系统、设备等由其他厂家鉴定，不能跨行业互借，会造成用户日后的一些费用浪费。DP2 系统批处理加工 RFID 标签的流程：先将本子条形码扫一遍，在本子记录查询后写上RFID标签；再将第二本书的书条形码扫一遍，写好标签，再依次操作其他书。中间工序无需用手将扫描枪放下，是一个连续的高效率的批量加工工序。运行的流畅性与其他厂商提供的脱机过程并无二致。但重要的区别在于，DP2 系统保证完整，符合国家标准，是实时从图书馆应用服务器读入和写入的信息。网上加工 RFID 标签也能顺便把以前的资料清理干净。例如，在标签处理环节可以发现以下一些异常情况（1-5 条），并进行了进一步的处理，而脱机标签处理（图书馆中心服务器除外）就不能这样做。（1）册条码在系统中未找到，即未登记册信息的情况；（2）通过册条码查到的图书信息与实物图书信息不对应；（3）通过册条码能查到册信息，但书目记录找不到；（4）册条码重复问题；（5）盒装一套书只使用了一个条码的情况；（6）图书上未贴册条码；（7）册条码污损，条码枪扫不出来；（8）图书严重老旧破损。7 物联网技术支持下的智慧图书馆建设成效智慧图书馆改善了读者的阅览体验，提升了图书馆管理、工作人员的便捷性，图书流通效率提高了 90%，服务效果良好。智慧文库平台完成全馆办公系统云端部署（物流管理系统、OAOffice 系统、人事管理系统三大部分），打造一个 PC、移动端实时办公、高效管理的云端办公系统，一改传统办公审批繁琐的流程，解决各系统信息孤岛的困扰，集数字化、集中化、平台化于一体，提升了图书馆智能化的办公和管理水平。8 结束语总而言之，物联网技术的应用是图书馆建设领域的重大变革。在现代化技术的支持下，图书馆在服务用户的能力和水平方面会得到较大提升。只有做好基础建设，才能为智慧图书馆的业务拓展提供更多的可能性，从而为读者提供更加优质的服务，并最大限度上避免不必要的成本损失，为读者提供全新的阅读体验。参考文献1 陆征.物联网技术在开放大学智慧校园建设中的应用 J.广西广播电视大学学报,2020,31(04):45-48.2 倪静天,刘力.物联网技术在高校智慧校园管理中的应用与发展研究 J.辽宁教育行政学院学报,2020,37(02):68-71.3 余凯璇.运用物联网技术构建公共服务体系研究以江西省图书馆为例 J.科技广场,2019(03):80-85.4 陈晓雪,郭静静,王菲菲，等.大数据背景下高校智慧图书馆建设路径分析 J.黑龙江科学,2020,11(21):128-129.作者简介陈安子（1984-），女，河南省南阳市人。硕士研究生学历，馆员。研究方向为信息管理与数字图书馆。图 6：RFID 标签加工流程