基于物聯網的圖書館管理系統

黃今慧 薛子育 劉洋

【摘要】針對物聯網的基本概念、起源、發展以及物聯網關鍵技術，針對圖書館借書流程、圖書快速定位、圖書安全等問題與RFID技術的應用進行設計。通過介紹智能圖書館對于物聯網技術的應用，提出智能圖書館的智能化和便捷化，同時也提出了發展物聯網的重要意義，通過對只能圖書館的設計，讓人們真切感受到物聯網對人們生活的提升。

【關鍵詞】物聯網;RFID技術;智能圖書館

Computer and Information Engineering，Beijing Technology and Business University

Abstract：The thesis focus on the basic concept of Internet of things，its origin，development and key technology，and procedure of the library，rapid pinpoint of books，security of books and the design of the applications of RFID technology.Illustrating of the applications of intelligent library for Internet of things technology and design of library，the thesis proposes the intelligence and convenience of the intelligent library，the significance of the development of the Internet of things and the promotion of people's life which people can really feel.

Keyword：things;RFID technology;Intelligent Library

1.研究背景

解放后，我國的圖書館事業雖然經歷了一些波折，但還是取得了巨大的成就，形成了公共圖書館、高校圖書館、科學和專業圖書館、其它圖書館等構成的圖書館體系。在跨越新世紀的信息時代，圖書館又面臨新的發展機遇，數字圖書館、虛擬圖書館、電子圖書館等新名詞的出現和討論，成為現代圖書館的一大景觀。我們相信，我國的圖書館事業一定會有一個光輝的發展前景。[1]然而，伴隨著物聯網技術的不斷發展，智能圖書館逐漸成為了我國圖書館的發展趨向。

目前傳統在圖書館借書流程、圖書定位以及圖書館工作人員開支增大等方面尤為突出。如何快速定位人們需要的圖書以及如何為圖書館的高支出“減壓”，已經成為智能圖書館急需解決的主要問題。傳統圖書館主要有以下4個問題。

（1）圖書質量不能滿足人們日益增長的閱讀需求：圖書館購置新書太少，復本多，舊書多，讀者到館來查找自己所需要的書幾乎沒有。[2]

（2）圖書館借書流程繁瑣且信息滯后于網絡：網絡對傳統圖書館沖擊很大，現代生活的快節奏，讓更多人查詢資料選擇網絡而非圖書館。

（3）圖書館向社會開放、為讀者服務程度不高：從圖書館自身的弱勢來看，資金短缺，現代化設施落后，技術力量相對也較為薄弱。

（4）圖書館自身消耗較大：圖書館需要一定數量的工作人員和服務人員，人員開支等方面，有較大較好。

基于物聯網技術的電子標簽為解決這些問題提供了完善的科學依據和技術支持。本文就是利用物聯網中的電子標簽技術實現對圖書館的智能化管理并對借書流程進行優化。RFID[3]是用來識別物品的一種新技術，它是根據無線射頻識別原理（RFID）而生產的，它與讀寫器通過無線射頻信號交換信息。RFID射頻識別[4]是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便?；谖锫摼W技術的電子標簽技術為實現智能圖書館的快速結算、圖書定位圖書安全等都提供了較好的實現依據。

2.智能圖書館工作模式的提出

在上述背景下，本文提出利用射頻識別技術建立智能圖書館工作模式（以下簡稱工作模式）。

2.1 工作模式的基本思想

工作模式的基本思想和方案是：

（1）讀者憑身份證（或同類證件）和押金領取“讀書卡”，憑“讀書卡”進入圖書館;

（2）讀者可以根據圖書館控制終端或個人移動設備（圖書館已被WI-FI覆蓋）查詢需要閱讀的圖書位置;

（3）當讀者選定好相關書目后，可以通過終端查詢借閱信息、讀者當前所處位置，以及周圍書目信息;

（4）顧客購買好商品后攜借閱書目（粘貼有RFID標簽）通過結算通道進行計入“讀書卡”和個人借書檔案，不能成功借書者通道報警器予以提示不予放行;

（5）持個人移動設備的讀者可利用設備查詢圖書簡介、還書時間以及自己的借閱信息。

圖1 “讀書卡”和服務器終端（智能終端設備）

2.2 工作模式的描述

為實現只能圖書館工作模式，首先在圖書館圖書背后粘貼RFID標簽，組成一個位置傳感網絡。其次，安裝智能終端和配套個人移動設備APP（以下統稱為智能終端設備），并在數據庫中把貨架編號、書目信息、讀者信息進行統計。

智能終端設備會根據RFID定位位置，形成圖書館書目引導地圖。根據智能終端設備提示，可以把讀者引導到借閱位置。讀者可以隨時利用個人移動設備查詢書目信息、簡介、出版時間等。讀者可以利用智能終端設備隨時呼叫圖書館管理員，管理員可以利用智能終端設備與讀者互動。如圖2所示，是本文提出的工作模式和圖書館網絡的組成示意圖。

圖2 智能圖書館網絡建立示意圖

3.工作模式的實現技術可行性

本文提出的這種新的服務模式是基于RFID和WI-FI無線技術的，為了便于探討這種新型的服務模式的可行性，下面先介紹RFID以及WI-FI覆蓋的一些基本概念。

3.1 RFID無線網絡

RFID是一種無線通信技術，可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或者光學接觸。[5]和其他無線通信技術相比，RFID具有如下技術優勢：

（1）快速掃描。RFID辨識器可同時辨識讀取數個RFID標簽。方便借書讀者快速出入圖書館，提升效率。

（2）體積小型化。RFID電子標簽可以代替傳統條形碼粘貼于圖書背面。

（3）價格低廉。RFID制作簡單，同類商品中價格低廉，方便于圖書館大批量圖書的電子標簽化。

（4）可采用無緣RFID電子標簽。不用電池，方便使用。

（5）可重復使用?，F今的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFID標簽則可以重復地新增、修改、刪除RFID卷標內儲存的數據，方便數目信息的及時更新，可以實現標簽的復用等。

（6）安全性。由于RFID承載的是電子式信息，其數據內容可經由密碼保護，使其內容不易被偽造及變造[6]。

（7）高穿透性與強聯系性?？赏ㄟ^終端對電子標簽進行識別，電子標簽具有高穿透性，若未對書目進行正常借閱，終端可以報警并呼叫管理人員或計入個人誠信檔案。對圖書的安全性有一定保障。

圖3 傳統條形碼與無源RFID電子標簽對比圖

3.2 智能圖書館的無線網絡覆蓋技術覆蓋

結合智能圖書館無線網絡需求情況，為了滿足圖書館對網絡的要求，構建一個高速、穩定、安全、可靠、易于管理的無線接入網絡的需求，可按照AP+AC的結構化無線網絡解決方案進行設計。

框架可以基于“瘦AP”方式進行部署，采用AC（無線控制器）對AP進行集中管理、控制、配置下發，以及對接入終端的認證、數據分布式/集中式轉發、漫游等功能。操作和維護工作現在只需要在AC上進行就可以了。在這個架構里，AP只負責無線信號的收發，不作MAC層及其以上的協議層處理，所有的智能工作都由AC完成。[7]

無線網絡覆蓋對圖書館內所有的智能終端設備進行統一覆蓋，可以隨時隨地零流量查看圖書信息，方便讀者。

圖4 無線網絡覆蓋技術網絡拓撲結構

4.工作模式之研究成果

本文對智能圖書館工作模式的關鍵技術做了較深入地研究，并開發了新購物模式的關鍵設備的原理性樣機。

4.1 索引模塊

讀者進入圖書館，領取與個人信息綁定的圖書卡，根據智能終端設備查詢所需書目位置，進行路徑導航。當選擇好所需書目后，利用RFID進行書目快速結算，并計入讀者讀書卡。

圖5 智能圖書館工作流程圖

圖書管理員每日利用閱讀器統計書目信息，快速盤點當日借閱情況，入庫比較。

如圖5所示，智能圖書館工作流程圖。

4.2 智能借閱

建立RFID借閱通道，讀者手持RFID書目，通過結算出口，系統自動記錄書目信息，并計入讀者讀書卡，若讀者卡顯示不良記錄或者通過時帶有未結算圖書，立刻報警提醒并呼叫安保人員。如圖6所示，圖書館借閱通道。

圖6 智能圖書館結算通道

4.3 工作人員的優化管理

（1）圖書管理員的工作優化

由于條形碼閱讀機必須在近距離且沒有物體阻擋的情況下才能辨別條形碼，因此傳統的盤點工作量大、需要工作人員較多。而使用物聯網技術后，利用RFID非接觸、遠距離、快速讀取多個標簽的功能。圖案書管理員只需利用閱讀器[8]走過所有書架，就能將圖書館內所有書目進行收集和統計，數據庫可以根據每日書目信息進行對比、形成盤點日志。

（2）安保人員的工作優化

利用RFID非接觸的特點，未進行正常辦理的圖書，不能通過結算通道，進行報警提示安保人員注意，減少安保人員工作量、大力減少對讀者“查包”等不尊重行為，提升讀者滿意度。

5.結論

本文提出了一套基于物聯網的智能圖書館工作模式。從讀者初次利用圖書館資源，可在智能終端設備獲取書目路徑信息，并進行書目選擇或尋求幫助。圖書館被無線網絡覆蓋，讀者可隨時查詢書目信息。借閱系統會自動對讀書卡進行更改和記錄。對不良借閱方式，及時呼叫安保人員進行處理，以此提高對圖書的保護。盤點系統可以簡化圖書管理人員的工作流程，方便、快捷地進行每日盤點工作。

此方案可行、有一定發展方向，在圖書館工作人員利用和圖書館管理合理化等方面都有一定意義和作用。對物聯網進入日常生活方面起到了一定的推動作用。

參考文獻

[1]中國人力資源和社會保障出版集團有限公司.圖書館的發展歷史[M].

[2]孫菊珍.淺談當前圖書館存在的問題與對策[J].

[3]秦毅.計算機研究與發展（增刊）[J].2010.

[4]CHINA NEW TELECOMMUNICATIONS，2010（6）.

[5]Ari Juels RSA Laboratories，Bedford，MA，《RFID：security and privacy for five-cent wireless devices （abstract only）》

[6]百度文庫.無線網絡覆蓋技術方案書[OL].http：//wenku.baidu.com/link？url=BurkpPAxsD5hEzw-Ckn-qTDCjrcRfhLTlZ4thncbAz5ylrC2CvkVfECPQ_nNdiI0EMMk1Z_S1-i1aDobU-7pizmV41DdDsEJ6r7NM5fVLQG.

[7]楊穎.物聯網環境下的圖書館研究[J].情報探索（10）.