基于物聯網的智慧圖書館

嚴 棟

（華僑大學廈門校區圖書館，福建 廈門 361021）

2009年初，IBM首次提出“智慧地球”的概念，在業界引起了巨大反響。隨著物聯網的快速發展，以及相關技術的不斷成熟，將會對現代圖書館的發展產生深遠影響。

1 物聯網

1.1 物聯網的概念

1999年，在美國召開的移動計算和網絡國際會議提出了依托于射頻識別（RFID）的物聯網概念雛形。2005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯盟（ITU）發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，正式提出了“物聯網”的概念[1]。

物聯網（The Internetof things）是指通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡[2]。它有兩重含義：第一是要把物連接到互聯網上，第二是要把和物相關的信息傳到互聯網上[3]。物聯網的實質是泛在網絡要融合協同的一種網絡工作模式，是泛在網絡及信息化在行業應用角度的一個重要體現；它物理上涵蓋泛在周邊的延伸網，也涵蓋了泛在互聯的網絡，但其更多強調的是物與物（things）能夠在網絡下提供自身信息以方便識別和處理的這種工作交互模式。

1.2 物聯網的特點

物聯網由傳感網絡設備、傳輸網絡和應用控制網絡系統構成，具有全面感知、可靠傳遞、智能處理3個重要特征。

1.2.1 全面感知

利用RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息，實現物體的識別，是物聯網系統的前提。

1.2.2 可靠傳遞

通過現有的各種通信網絡與互聯網的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去，是實現異地感知的基礎。

1.2.3 智能處理

利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術，對海量的數據信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制和管理。

2 智慧圖書館

2.1 智慧圖書館的背景

通過超級計算機和云計算機，將物聯網整合起來，實現人類社會與物理系統的整合。這也就意味著，經濟可行的智能技術將被應用到幾乎所有的行業、用于各種產品，催生過去無法實現的服務。在此基礎上，無論自然體系，還是行業系統，甚至人類本身，都將更緊密地相互關聯整合，形成各種各樣的智慧系統。

2009 年初，IBM 提出了“智慧地球”（Smarter Planet）的概念，此概念一經提出，即得到美國各界的高度關注，甚至有分析認為IBM公司的這一構想極有可能上升至美國的國家戰略[4]。2009年8月，溫家寶總理在無錫考察時指示“盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫感知中國中心”[5]。基于這種“智慧”的理念，圖書館作為信息服務機構的前沿，應該抓住機遇，通過物聯網的系統化發展與應用，推動現代圖書館向智慧圖書館演進。

2.2 智慧圖書館的概念

智慧圖書館（Smarter Library）就是以一種更智慧的方法，通過利用新一代信息技術來改變用戶和圖書館系統信息資源相互交互的方式，以便提高交互的明確性、靈活性和響應速度，從而實現智慧化服務和管理的圖書館模式。

智慧圖書館=圖書館 +物聯網+云計算+智慧化設備，它通過物聯網來實現智慧化的服務和管理。智慧圖書館通過物聯網實現用戶間的通信、用戶與圖書館的通信、圖書館間的通信、用戶與信息資源的通信以及信息資源間的通信。它的最高階段就是各部分都由圖書館智慧化地完成，無需人工干預，達到“智慧”狀態。

2.3 智慧圖書館的特點

基于物聯網的智慧圖書館，是全方位開放式的圖書館、綜合的學術資源信息服務中心、配套齊全的活動中心、高效便捷和節能的智慧中心。它具備以下3個主要特征：

2.3.1 溝通智慧化

利用物聯網多種內部及外部信息交換手段，以及先進的物聯網通信設備，構成一個基于物聯網的通信智慧系統。在智慧圖書館，不僅可以利用現有的互聯網開展文獻信息服務，更重要的是還可以利用物聯網技術實現更大范圍的信息資源共享。

2.3.2 建筑智慧化

對圖書館建筑內的各種機器設備進行智慧化程序控制及綜合管理，構成一個建筑物智慧系統。它的消防與保衛系統具備智慧化，空調系統能監測出空氣中的有害污染物含量，能自動通風和消毒，從而確保館內人員的安全和健康。它還能對溫度、濕度、照明度加以智慧調節，控制背景噪音，為讀者提供一個相當舒適的環境。同時，智慧系統能使圖書館各種機器設備的運行、保養、維護更趨智慧化，從而優化人力和物質資源的配置，達到降低成本、節能減排的目的[6]。

2.3.3 服務智慧化

在智慧圖書館中，通過物聯網把各項獨立的事務處理通過信息交換和資源共享聯系起來，構建一個具有事務處理、管理和決策機能的服務智慧系統。工作人員通過利用它，可以以科學、全新、高速的方式學習和接受各種知識技能，提高對各種信息的分析、比較、提煉的能力，從而實現服務智慧化[7]。

3 智慧圖書館對物聯網技術的基本要求

3.1 更透徹的感知

這是超越傳統傳感器、數碼相機和RFID的更為廣泛的一個概念。具體來說，它是指智慧圖書館采用了可以隨時隨地感知、測量、捕獲和傳遞信息的新設備、新系統或新流程。通過應用這些物聯網技術，從文獻資料、數據資源到圖書館運行狀態或用戶需求等任何信息，都可以被快速獲取并進行分析，便于立即采取應對措施。

3.2 更全面的互聯互通

互聯互通是指通過各種形式的高速且高帶寬的通信網絡工具，將用戶電子設備、圖書館資源和其他信息服務機構中收集、儲存的分散信息及數據連接起來，進行交互和多方共享。從全局的角度分析數據并實時解決問題，使得學習、工作和任務可以通過多方協作得以遠程完成，從而更好地為各類用戶進行智慧化服務，徹底地改變了整個圖書館的運作方式。

3.3 更深入的智慧化

這是指智慧圖書館系統深入分析收集到的數據，更加新穎、系統且全面地解決特定問題。這要求使用先進技術（如數據挖掘和分析工具、科學模型和功能強大的運算系統）來進行復雜的數據分析、匯總和計算，以便智慧地整合與分析海量的跨地域、跨學科領域的數據和信息，并將特定的知識更加智慧化地應用到特定的行業、特定的場景、特定的問題中，以滿足人們更加深入和多樣化的需求。

4 基于物聯網的智慧圖書館發展階段

4.1 摸索階段

目前物聯網在圖書館的應用，主要是以RFID為關鍵技術的簡單應用。如2006年7月開放的深圳圖書館新館是中國最大的RFID項目，從文獻的采訪、分編、加工到流通、典藏和讀者證卡，RFID標簽和閱讀器完全取代了原有的條碼、磁條等傳統設備[8]。圖書館應用這項技術后，簡化了借還書刊的操作程序，提高了清點館藏書刊的速度以及書刊整架歸位和流通的效率，并為讀者提供了一系列的自助服務，實現了圖書館的高效運轉[9]。然而這只是物聯網技術在圖書館的初步探索，距離真正意義上的智慧圖書館還尚遠。

4.2 初級階段——信息匯聚

將分布于圖書館多領域、不同類型傳感網絡所采集的信息進行數據匯聚，即傳感網絡與移動通信網絡初步結合，將感知數據匯聚至某一集中平臺進行信息的處理與共享，提供較為簡單的應用服務，實現圖書館各物體、各信息載體的互聯互通。

4.3 發展階段——協同感知

以事件、任務和目標為驅動，進行感知、網絡和應用各個層面的協同工作，對環境、目標等進行智慧獲取和處理，提供更為智慧、更為精確、多元化感知的信息服務，使圖書館進入半智慧化狀態。

4.4 目標階段——泛在聚合

物聯網技術廣泛應用于圖書館各個領域，實現了任何人、任何物、任何信息載體、任何時間、任何地點的互聯互通，海量信息在物聯網平臺的聚合而產生新的信息，并引發全新的業務和服務模式，實現物聯網在圖書館應用的最高目標——智慧圖書館。

5 現階段構建智慧圖書館的關鍵問題

5.1 成本是首要關注的因素

物聯網要全面應用于智慧圖書館，就要解決其經濟問題。用戶與物、物與物相連，即使是局部的物聯網，圖書館都需較大投入。目前RFID電子標簽的價格大約在0.6美元到0.85美元之間[9]，短時間內不會降到更低水平，而圖書館擁有數以百萬計的文獻資源，再加上要組建龐大網絡需要的系統和設備等，其中的成本投入將相當巨大。

5.2 標準是發展的核心問題

當前發展物聯網的困境源于無統一的標準，導致產品創新慢、業務成本高、服務質量差等突出問題。此外，RFID系統和現有圖書館自動化集成系統（ILAS）的整合難度大。ILAS在設計時是以條碼技術和磁條技術為基礎的，RFID系統則是以RFID標簽技術為基礎，二者需要在通信協議、接口、數據格式等方面進行整合，如果沒有成熟的平臺和技術是很難完成的。最后，還必須解決不同異構系統之間的信息互通與信息交換問題。

5.3 關鍵技術是發展的瓶頸

無處不在的無線傳感網絡是實現物聯網必不可少的基礎設施，安置在實物上的電子介質產生的數字信號可隨時隨地通過它傳送出去。因此，建立一個完整的物聯網，將短距離至長距離無線網絡全部囊括其中，是我們面臨的首要課題。RFID作為關鍵技術，其核心領域還未全面進入產業化。目前國內RFID以低頻為主，而超高頻RFID剛進入產業化應用的初期，如中間件、應用解決方案等產業鏈還需完善[10]。此外，基于物聯網的智慧圖書館構建還必須在通信支撐技術、信息加工、過濾、存儲、命令響應技術以及網絡接口與傳輸技術等方面實現全面協調。

5.4 隱私安全問題的困擾

物聯網承載了比現有網絡都龐大的數據信息，射頻識別系統中任意一個標簽的標識（ID）或識別碼都能在遠程被任意地掃描，且標簽會自動地不加區別地回應閱讀器的指令，并將其所存儲的信息傳輸給閱讀器。特別是傳感器和智能標簽能夠跟蹤用戶的行動、習慣以及偏好等，這勢必會使個人的隱私問題受到侵犯，因此，信息資源及用戶隱私如何得到保護成為構建智慧圖書館亟待解決的問題。

5.5 智慧圖書館新模式的開發和管理

不同行業會有不同的應用，也會有各自不同的要求。要成功構建智慧圖書館，就必須結合智慧圖書館的特點，對物聯網進行深入的研究和有價值的開發。運營商和物聯網技術企業要開發出能使智慧圖書館達到理想狀態的應用系統，這是比較困難的一步，也需要一定的時間。它需要一個物聯網的體系基本形成，需要一些應用形成示范。

更困難的是圖書館為了利用這個系統必須進行調整，也就是要改變圖書館原有的業務流程和工作形式，調整圖書館與外界和用戶的關系，甚至圖書館的文化和行為。這種不同于從前需要的管理方法，需要一個循序漸進的、基于創新的日程表；培養一種歡迎和包容“智慧”的組織文化和流程；需要培養工作人員具備持續調整和不斷發展的新技能[11]。

6 結語

綜上所述，在物聯網環境下，最新物聯網技術將不斷應用到圖書館中，推進圖書館向智慧圖書館發展，給用戶提供各種智慧化的服務，掀起現代圖書館新的發展浪潮。筆者初步探討了智慧圖書館的概念、特征以及構建過程，希望能為探索新型的圖書館發展模式提供一些借鑒。

[1]ITU互聯網報告2005：物聯網[EB/OL].[2010-01-02].http://labs.chinamobile.com/mblog/104257_29504?f-layenxoaencysxyant.

[2] 孔曉波.物聯網概念和演進路徑[J].電信工程技術與標準化，2009（12）：12-14.

[3] 侯自強.方興未艾的物聯網[J].電信工程技術與標準化，2009（12）：1-2.

[4] 馮禹丁.IBM 拋磚“智慧的地球”[J].商務周刊，2009（7）：72-74.

[5] 溫家寶提出將無錫建成“感知中國”中心，指導物聯網發展[EB/OL].[2010-01-02].http://www.cnii.com.cn/20080623/ca599217.htm.

[6] 潘登.論高等院校圖書館建筑智能化建設[J].長春理工大學學報：高教版，2010（1）：186-187.

[7] 陰月華.圖書館工作者服務智慧探析[J].河北農業大學學報，2009（1）：123-125，128.

[8]秦紅.RFID技術在圖書館應用的分析探討[J].現代情報，2009（6）：130-132.

[9] 隋秀芝.高校圖書館引進RFID技術的思考[J].圖書館工作與研究，2009（7）：64-65.

[10] 胡清，詹宜巨,黃小虎.基于RFID企業物聯網及中間件技術研究[J].微計算機信息，2009（20）：158-160.

[11]張銳.智慧服務——圖書館信息服務的新理念[J].科技信息：學術研究，2008（8）：318-319.