物聯網技術對圖書館發展的影響

李燮慧

（柳州職業技術學院，廣西 柳州 545006）

1 物聯網技術的特點

物聯網技術2005年在信息社會世界峰會（WSIS）上由國際電信聯盟 ITU首次正式提出，在最近兩年中得到人們的重點關注并開展了相關研究。在2009年，IBM提出了智慧地球的概念，其核心的技術特點即為物聯網技術。在2009年8月，溫總理在無錫考察時也提出了要建立屬于中國自己的“感知中國中心”。這一信息感知項目的核心技術仍然是物聯網技術，正是在這種國際、國內共同推動的環境下，物聯網技術在各行各業中都開始被重視并嘗試著開始構建應用系統[1][2]。

物聯網技術強調的是每一個物體都是具有信息感知、信息處理以及信息通信能力的智能節點，各個智能節點與節點之間能夠進行信息的交互和信息的處理能力。因此，這種由物與物組成的新型網絡就被稱之為物聯網。從物聯網的設計理念和典型的構建方式可以看出，在物聯網中最為核心的技術是由具有信息感知能力的傳感器節點所組成的，在傳感器節點中又融入了具有信息處理能力嵌入式節點所具備的功能，并且在實現過程中通常是將具有這兩種功能的節點融合為一體，以一個獨立的節點模塊展示出來[3]。例如，目前由西安優勢微電子公司所研制出來的物聯網核心芯片——“唐芯一號”，該芯片即為一塊具有信息感知，信息處理和無線通信等多功能融合在一起的高集成度，高數低功耗產品，專門針對物聯網應用的需求而設計出來的專用芯片。物聯網的第三個特點即為所有的節點之間要通過網絡進行信息的傳遞和交互，這種網絡并不僅局限于傳統的互聯網技術，它可以采用無線射頻技術、藍牙技術、無線局域網技術、紅外技術、ZigBee協議等[4][5]。無論采用何種技術，最終目的都是為傳感器的節點提供多種途徑的信息通信能力。因此，應用物聯網技術之后，其一種通俗的描述就是所有的物體都具有了智慧與生命，所有的物體之間都具備了信息的交互能力，物體和物體之間形成了一個全新的巨大的網絡。

2 圖書館知識服務發展趨勢

網絡和信息時代的發展也使圖書館迎來了一個嶄新的發展機遇，在網絡和信息時代中，圖書文獻的發展促使傳統的圖書館建設和應用方式都有了很大的變化[6]。目前，網絡和信息技術在推動著社會各行各業的迅猛發展，對圖書館的建設同樣是起著巨大的推動作用，在當前的信息環境下，圖書館的知識服務也發生了巨大改變[7]，主要呈現以下三個方向的發展趨勢。

2.1 知識的擴展

在信息時代，圖書館的建設已無法滿足于傳統的模式下通過購買大量的紙質圖書來給讀者提供服務，而是充分利用現在的各種信息媒介，如數據庫、以電子形式存儲的數據硬盤、互聯網等形式存儲和傳播大量的信息內容[8]。目前，很多圖書館都建立了電子信息服務部門，通過將網絡上的各種知識經過采集、整理、匯編最后組織并存儲在圖書館的本地服務器中，為圖書館的讀者提供內容更加豐富、形式更加多樣的知識服務。例如，目前以國家名義建設的萬方數據庫、維普數據庫、國內優秀博士（碩士）畢業論文數據庫、國內主要會議論文集數據庫等，這些數據庫由國家圖書館或圖書館相關機構組織并建立起來，他們通過將分布在不同地域、不同組織機構的圖書資源進行整理匯編以轉換成數字的形式，并以數據庫的方式進行存儲和組織管理。目前，國內很多高校的圖書館都以各種形式引進了這種由國家建立的大型知識數據庫，通過這種數據庫可以極大的擴展該圖書館知識的容量，為圖書館各個層次的讀者提供非常豐富的知識服務。

2.2 知識的融合

在圖書館通過網絡和電子信息共享的途徑，大幅度的擴展其知識涵蓋面的同時，現代圖書館利用這些知識提供服務的另外一個發展趨勢是對知識的內容進行融合。在知識融合的過程中，需要剔除重復的知識，刪除一些錯誤或者殘缺不全的知識，對于成系列的知識要進行重新的組織和整理，以一個知識整體的形式呈現在讀者的面前。由于目前網絡上的電子資源非常豐富，有些資源是通過一些官方途徑有組織地進行整理匯編后，公布在網絡上供大家共享使用，有些知識是由個人或者團體進行整理發布在網絡上，甚至還有一些未經任何整理的原始素材也被放在網絡上進行共享使用，這些知識來源渠道不一樣，決定了這些知識的內涵、表現形式、組織方式的水平都相差甚遠，得到的知識應用價值也是良莠不齊。為了能夠降低讀者在大量的電子資源中尋找有價值的資源信息的難度，提高讀者檢索和獲取知識的效率，有必要對當前數量繁多的電子資源進行知識的融合與匯編，避免讀者陷入知識爆炸的困境中。

2.3 知識的挖掘

通過對知識的融合與匯編，在一定程度上提高了知識與知識之間的結構性，消除大量的冗余知識，使得知識的表現形式和組織形式更具有規律性。但是，對知識的后期處理僅經過這樣的環節還遠遠不夠，此時呈現在讀者面前的知識量仍然是浩瀚無邊的，讀者進行梳理的工作量仍然非常大，需要花大量時間和精力從這些知識庫中搜尋和提取其感興趣的部分知識點。為了能夠進一步提高讀者獲取知識的效率，還需要對這些知識進行深度的挖掘，提取知識和知識之間的關聯關系，將屬于同一個知識點的知識內容建立起引用關系。對于出現在網絡上共享的各種電子信息資源，能夠自動的對這些資源進行知識內容的識別和提取，實現對這些知識內容的自動分類，并能夠根據這些知識所包含內容的深淺，對知識所表達的內涵進行層次劃分，從而使得最終呈現在讀者面前的知識形式不再是簡單的知識羅列，而是經歷了一定的智能化知識自動處理后形成的具有層次關系，相互之間具有邏輯指導意義的知識群體。知識群體和群體之間的邏輯關系在知識庫中能夠得到體現，讀者在閱讀和獲取這些知識信息時能夠快速準確的得到讀者感興趣的知識。

3 物聯網技術帶來的發展機遇

物聯網技術的出現給圖書館的構建和發展帶來了新的發展機遇。相對于網絡和信息時代對圖書館所帶來的信息服務上的發展機遇[9]，物聯網帶來的發展機遇更多的體現在圖書館的服務方式和對信息的組織能力方面的發展[10]，具體而言物聯網技術對圖書館發展所帶來的機遇主要體現在以下三個方面：

（1）信息的深度感知能力。在應用了物聯網技術之后，圖書館在進行信息和圖書館藏資源管理時，能夠具備更強更深的信息感知能力。以目前最為典型的智慧圖書館的構建為例，在圖書館中會引入大量的智能傳感節點，基本上是每一本圖書都會被植入一個信息傳感節點，在信息傳感節點中，根據傳感節點的信息感知能力的設計功能不同，其主要能夠完成的功能分為對圖書內容、圖書類別以及圖書存放位置等信息的記錄和感知能力。

此外，部分感知節點還加入了對圖書周圍環境的感知能力，如圖書周圍的溫度、濕度等信息的感知能力。同時，有些功能更為強大的信息感知節點還能夠對其所感知和存儲的信息進行一些數據的處理能力，如在一些感知節點中可能存入讀者的相關信息，并且通過信息收發模塊和外部的信息中轉系統能夠與讀者直接建立相應的信息交流服務。利用植入在圖書中的這些功能強大的信息感知節點，可以實現對圖書的內容、物理位置、周圍環境以及讀者借閱情況等相關信息的采集存儲和處理能力。因此，引入物聯網技術之后可以讓圖書館更深的感知到圖書的詳細信息。

（2）信息更廣泛的流通和交換能力。物聯網技術的產生實際上融合了信息處理技術和網絡技術，在物聯網技術中所使用的網絡傳輸技術也不再僅局限于傳統的互聯網技術，而是任何可以進行數據交換和傳遞的通信技術都能夠被應用于物聯網技術之中[11]。在應用了物聯網技術的智慧圖書館中，圖書節點與節點之間的智能傳感節點不僅具有信息的感知、采集和處理能力，還有一個最為重要的能力，即信息的傳輸和交互能力。在物聯網技術中，信息的交互完全是一種自組織行為的信息交互行為，即無需人工的干預，傳感節點與傳感節點之間能夠進行獨立的信息交互。應用物聯網技術的圖書館中，所有被植入傳感節點的圖書或相關的設備，都成為一個具有智能感知和處理能力的網絡節點，所有節點通過物聯網技術連成一個大的信息交互網絡，因此節點和節點之間具備了更加廣泛的信息交流和通信的能力，這為物聯網實現更為復雜的信息處理和服務提供了可能。

（3）從被動到互動的角色轉變。正是因為物聯網中應用了大量的具有智能感知能力的傳感節點，使得基于物聯網的圖書館信息系統中信息的服務對象、信息的服務過程以及信息的演化過程都具備了互動的應用特點[12]。

①參與對象不再是圖書館面向讀者之間的單向服務模式，而轉換成物聯網中所有聯網的物與物之間的相互信息交流的過程。在傳統的圖書館服務中，圖書館是面向讀者服務的，讀者在圖書館中是處于被服務的角色，因此這樣的一種服務過程所有參與的對象比較單一，而且是一個被動的過程；而在物聯網中每個具有智能感知能力的節點都可以參與信息的交互和服務，由于智能感知節點大量的分布在每一個圖書管理設備上，因此在基于物聯網的圖書館中，圖書和圖書可以進行信息的交互，圖書和圖書的信息管理系統可以進行自動的信息交互，讀者和圖書之間也可以進行之間的信息交互。因此，在物聯網中參與信息交互的對象更加豐富，對象和對象之間沒有了主與次之間的關系，而是具有平等地位的相互互動的信息交換。

②服務過程從被動轉換到互動的過程。在傳統的圖書服務過程中，每一個提供服務的環節都是依靠圖書管理人員來進行執行與驅動，如圖書資源的獲取、圖書的采購、圖書信息的整理、圖書館向讀者提供圖書的借閱或資源的拷貝服務等，這些過程都需要依賴于圖書館的管理人員來執行與驅動，因此整個服務過程都是呈現方向單一、角色固定的機械化服務過程[13]；而在基于物聯網的圖書館服務過程中，所有參與服務的對象變得非常豐富，包括了讀者、圖書、圖書信息管理系統等各種具有獨立的信息感知能力的節點，而且在這些節點進行信息交互和服務提供過程中都是自組織自驅動的一個過程。即：當一個節點感知到另外一個節點的存在時，節點和節點之間會根據每個節點所需要的信息需求，結合自身所能夠提供的信息服務內容，自動的進行信息的交換，兩者之間進行信息服務的過程無需圖書館管理人員的干預和驅動，整個信息的服務過程呈現出自動化和平等化的過程，由此可見，在引入了物聯網技術之后圖書館內部的服務過程發生了明顯的變化。

③知識的擴展、融合和挖掘的過程發生了根本性的改變。在傳統的圖書館發展過程中，對信息的擴展、信息與信息之間的融合以及知識內容的挖掘，都需要借助于專門的人力、物力和財力，甚至不同的人員在處理這些知識融合和挖掘的過程中所采用的技術不同，還會導致得到的信息處理結果的差異化。而在引入物聯網技術之后，由于所有的感知節點都具有智能的和自動的信息處理能力，因此，在圖書館的信息感知節點中能夠得到自動的融合和處理，并且圖書感知節點還能夠根據這些知識的特點進行自動的數據分析和數據挖掘，從而打破了傳統的圖書館中信息的擴展和融合等發展過程，形成了一套自組織能力，自動處理的信息擴展融合過程。

4 物聯網技術應用圖書館領域面臨的問題

物聯網的技術應用到圖書館領域雖然可以為圖書館的發展帶來很多新的機遇，但是在應用過程中也同樣面臨著一些問題和挑戰，主要表現在以下四個方面：

（1）傳感器的感知能力。在物聯網應用過程中，由于對每一個傳感器節點所賦予的信息傳感能力要求不一樣，對傳感器本身設計也提出了不同的需求。以目前圖書館的應用需求為例，在應用于圖書館領域中的傳感器節點通常是要求能夠感知和存儲圖書的名稱、類型和主要內容，以及對圖書周圍的溫度、濕度等環境進行感知。除此之外，還有一個非常重要的功能，即能夠對圖書的位置進行感知和定位。在獲取這樣的一些基礎信息之外，還要求圖書的智能感知節點具備一定的信息處理能力，能夠對圖書的這些信息進行深入的數據匯集和數據處理的能力。這些設計需求包含了不同的關鍵技術，要在一個傳感器節點上實現所有功能本身就是一項非常具有挑戰性的工作。

（2）成本的控制問題。目前，應用物聯網技術的圖書館，其設計思想是在每一本圖書中植入一個傳感器節點以實現對該圖書和圖書周圍環境等相關信息的感知和數據處理。而事實上，圖書館中所包含的圖書書目非常龐大，要對每一本圖書都植入這樣一個傳感器節點，在建設過程中將是一個非常大的成本負擔。為了使得物聯網技術能夠順利的在圖書館領域得到拓展和應用，因此非常有必要對傳感器節點的成本，以及整個物聯網網絡環境的建造成本進行深入的研究，并嚴格控制整個網絡的構造成本。

（3）功耗的控制問題。在傳感器節點中，由于每一個傳感器節點要能夠提供不間斷的信息服務能力，因此這對傳感器節點本身的供電提出了非常高的要求。而由于所有的傳感器節點數量龐大，并且一旦植入到每一本圖書和圖書館的相關設備中之后，對這些傳感器節點進行更換和電源維護并非一件輕松的事情。因此，最為常用的方式是將所有的傳感器節點都采用電池供電的應用模式，而電池的蓄電能力非常有限，如何能夠在有限的蓄電范圍之內解決傳感器節點長時間工作的問題，就必須要對傳感器節點的功耗問題進行深入的研究，采用科學合理的策略，既做到降低傳感器節點的功耗，又滿足傳感器節點不間斷信息服務的能力。

（4）穩定性控制問題。由于傳感器節點需要長時間的工作并提供相關的信息服務，因此傳感器節點必須能夠非常穩定的工作，并且為用戶提供正確的信息，如果傳感器節點工作不穩定，或者容易頻繁出現故障，那么一方面會導致整個傳感器網絡出現異常，讓用戶采集到錯誤的信息而做出錯誤的判斷和決策；另外一方面，當用戶去維護或者更換這些傳感器節點時同樣也是具有十分浩瀚的工作量。因此，在推廣和應用物聯網技術到圖書館領域中時，還需要解決傳感器節點以及物聯網整個網絡的穩定性問題。

5 總結

物聯網技術作為一項最近幾年才產生并得到迅猛發展的新技術，它融合了信息采集、信息處理和網絡通信等多個學科的專業技術。從未來的發展趨勢看，其應用前景十分廣泛，甚至有學者預言，物聯網技術將是一個繼互聯網技術之后一個新的信息革命的里程碑式的產物。因此，深入研究物聯網技術對圖書館領域的應用價值和發展過程中的影響具有十分重要的理論與現實意義。通過分析物聯網技術對圖書館發展過程中的影響，可以在建設圖書館軟硬件的過程中有針對性的創建更好的條件和環境，為物聯網技術的引入和發展奠定基礎，同時在研究這一問題時，也能夠意識到物聯網技術在應用到圖書館領域中所面臨的問題和調整，同時有針對性的對這些問題和挑戰進行研究，掃清物聯網技術在圖書館領域中應用的障礙。

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