基于物聯(lián)網(wǎng)模式的圖書信息化管理研究

周 靜，張楚涵

（山東理工大學(xué) 馬克思主義學(xué)院，山東 淄博 255049）

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT），最初是由美國麻省理工學(xué)院的Kevin Ashton教授在1999年第一次提起。同年，麻省理工學(xué)院的自動(dòng)識(shí)別中心提出“萬物皆可通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”這一概念。2005年，在國際電信聯(lián)盟（ITU-T）發(fā)布的物聯(lián)網(wǎng)報(bào)告中提出了物聯(lián)網(wǎng)的基本定義：通過各種信息傳感的互聯(lián)設(shè)備，如RFID（Radio Frequency IDentification，射頻識(shí)別）裝置、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、傳感器節(jié)點(diǎn)和激光掃描器等，利用互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信技術(shù)、智能嵌入式技術(shù)等方法，按照特定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使世界上的大多數(shù)物體都可以通過互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)為主的網(wǎng)絡(luò)互相連接在一起，從而達(dá)到物體與物體之間能夠相互通信，通過信息處理、智能計(jì)算和知識(shí)挖掘等手段，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、監(jiān)控和管理等功能的一種網(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)一詞被提出后，作為一種全新的先進(jìn)技術(shù)，掀起了一股研究熱潮。在2009年8月，國家總理溫家寶在對(duì)中國科學(xué)研究院無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究所調(diào)研和視察時(shí)，就明確提出“感知中國”的理念。在2010年3月溫家寶總理公布的《政府的工作報(bào)告》中，又一次明確提出，國家重點(diǎn)振興的產(chǎn)業(yè)之中將包括“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”，將物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用提升為國家戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)。由此，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的相關(guān)研究和應(yīng)用開發(fā)在我國迅速展開。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)建立在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，其本質(zhì)就是互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)和傳感網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)的融合，核心是完成對(duì)物體信息的感知，主要功能是實(shí)現(xiàn)物體與物體、物體與網(wǎng)絡(luò)的相連，因而實(shí)現(xiàn)智能化的生產(chǎn)和管理。

物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)主要包括三層，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層處于最底層，由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，其主要功能是對(duì)物體數(shù)據(jù)信息的智能感知、采集和識(shí)別等。

網(wǎng)絡(luò)層主要是以互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)為基礎(chǔ)，由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺(tái)等組成，其功能是實(shí)現(xiàn)物體數(shù)據(jù)信息的交互和通信，包括對(duì)感知數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析、處理、理解和挖掘等。應(yīng)用層主要是面向用戶，其主要功能是為用戶提供多種智能服務(wù)，針對(duì)不同行業(yè)可以為用戶提供不同的應(yīng)用服務(wù)。

2 圖書信息化管理

圖書館是知識(shí)的寶庫，也是信息的匯聚地。當(dāng)今時(shí)代是飛速發(fā)展的信息時(shí)代，各行各業(yè)都離不開信息處理，在當(dāng)今全球信息化浪潮的推動(dòng)下，成為現(xiàn)代社會(huì)的主要信息機(jī)構(gòu)之一，圖書館信息化建設(shè)工作正在如火如荼地開展。將圖書館進(jìn)行信息化管理，不僅可以提高工作效率，而且可以大大提高安全性。圖書館信息化建設(shè)的根本目的，就是最大限度地挖掘、利用、傳播知識(shí)，為讀者提供信息共享的平臺(tái)，更好地為讀者服務(wù)。

2.1 圖書信息化管理的內(nèi)容

圖書館信息化建設(shè)是一個(gè)非常復(fù)雜、非常龐大的工程。傳統(tǒng)圖書館管理的組成部分包括：圖書、期刊和其他類型文獻(xiàn)資料的采購管理，圖書、期刊和其他類型文獻(xiàn)資料的編目，館藏文獻(xiàn)的借閱管理，館藏文獻(xiàn)目錄的檢索查詢和與圖書館業(yè)務(wù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)功能等。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，圖書館信息化建設(shè)也在逐步進(jìn)步。例如，在圖書的編目和借閱管理方面，傳統(tǒng)的方式均由圖書管理員采用紙質(zhì)檔案登記，如對(duì)于圖書借閱情況（借閱天數(shù)、超過限定借書時(shí)間的天數(shù)、借閱權(quán)限）的統(tǒng)計(jì)和核實(shí)等往往采用人工檢查、人工計(jì)算和手抄進(jìn)行，其工作量大、且易出錯(cuò)。因此，關(guān)于圖書館信息化建設(shè)，率先就將上述提到的采購管理、編目、借閱管理和檢索查詢等等進(jìn)行了信息化管理。但值得注意的是，圖書作為每個(gè)圖書館的核心組成部分，似乎在這場信息化管理大戰(zhàn)中受到了冷落。

圖書信息化管理是圖書館信息化建設(shè)的重要組成部分。在圖書信息化管理方面，目前大多數(shù)圖書館均已實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖書書名、圖書內(nèi)容和圖書分類等信息的收集和存儲(chǔ)，借閱者可以根據(jù)不同的分類在借閱系統(tǒng)中進(jìn)行查詢，從而搜索到自己的目標(biāo)借閱物。還有不少圖書館管理系統(tǒng)可以根據(jù)借閱者的借閱喜好，推斷出未來借閱者可能借閱的圖書，定期推送其可能喜歡的館藏?cái)?shù)目或新書目錄，這能夠很好地增強(qiáng)讀者繼續(xù)閱讀的興趣，從而能夠提高圖書館的借閱量。這種圖書信息化管理是一種非常先進(jìn)、也非常可取的模式。但從中可以發(fā)現(xiàn)，這些管理系統(tǒng)針對(duì)的都是虛擬的圖書，而不是圖書實(shí)體，這些信息根本不能反饋到每一本真實(shí)的圖書本身。因此，圖書信息化管理不僅僅包括上述提到的虛擬圖書管理，還應(yīng)該包括對(duì)實(shí)體圖書的信息化管理。

2.2 圖書信息化管理的意義

眾所周知，雖然一般圖書館已經(jīng)對(duì)書目進(jìn)行了編排，但是經(jīng)過頻繁的借閱以及管理員人為操作的誤差，許多圖書的擺放位置均會(huì)出現(xiàn)不同程度的錯(cuò)誤。這會(huì)導(dǎo)致借閱者雖然能夠通過借閱系統(tǒng)查詢到某些圖書的存在，但是依據(jù)書目的編排順序在該圖書應(yīng)該存在的地方卻找不到此書。與此同時(shí)，圖書管理員的任務(wù)也愈加繁重。如果有可以對(duì)圖書實(shí)體進(jìn)行信息化管理，那么無論經(jīng)過多少次的借閱，圖書實(shí)體都可以向該系統(tǒng)反饋?zhàn)约旱奈恢眯畔ⅲ栝喺咭部梢愿鶕?jù)該系統(tǒng)查詢到每本書的精確位置，從而方便讀者快速找到自己所需要的圖書，這不僅為借閱者帶來了極大的方便，也大大減輕了圖書管理員的任務(wù)。當(dāng)然，上述例子只是對(duì)圖書實(shí)體進(jìn)行信息化管理的一小部分，但也只是這樣的一小塊，也會(huì)對(duì)圖書館信息化管理帶來巨大的進(jìn)步。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)模式的圖書信息化管理

基于物聯(lián)網(wǎng)模式的圖書信息化管理，是將先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)同傳統(tǒng)的圖書管理相結(jié)合，在所有圖書上安裝一個(gè)帶有圖書信息的電子標(biāo)簽，通過射頻識(shí)別裝置讀取標(biāo)簽上的信息，這樣就能得到每本圖書的實(shí)時(shí)信息，可以做到對(duì)每一本圖書的實(shí)時(shí)感知和監(jiān)測。這將會(huì)徹底解決傳統(tǒng)圖書管理模式中，圖書信息管理系統(tǒng)無法有效地對(duì)圖書進(jìn)行監(jiān)控和管理的問題。

圖書館可以在圖書的周圍安裝溫度傳感器、濕度傳感器等，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書周圍環(huán)境的感知，通過采集圖書周圍溫度、濕度等數(shù)據(jù)信息，利用相關(guān)網(wǎng)絡(luò)將圖書的溫度、濕度等數(shù)據(jù)信息反饋到圖書信息管理系統(tǒng)中。例如，當(dāng)圖書周圍的濕度傳感器感知到圖書周圍的濕度較大時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)地向以物聯(lián)網(wǎng)模式為技術(shù)的圖書信息管理系統(tǒng)中的上層管理節(jié)點(diǎn)發(fā)送圖書周圍的環(huán)境信息，說明圖書處于濕度較大的環(huán)境中，該圖書目前所處的位置不利于圖書的長期保存，及時(shí)通知圖書管理員清理圖書周圍的環(huán)境，降低了圖書館中某些圖書由于長期無人借閱，且保管不善導(dǎo)致圖書霉變腐爛等風(fēng)險(xiǎn)。最重要的是當(dāng)圖書實(shí)體具備了對(duì)周圍溫度、濕度信息的感知能力后，就相當(dāng)于建立起了一個(gè)圖書館防火監(jiān)測系統(tǒng)，哪怕是圖書周圍存在非常細(xì)微的火情警報(bào)，也能夠被圖書迅速感知并傳遞給圖書館的管理用戶。

此外，由于物聯(lián)網(wǎng)中每個(gè)聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)都具有獨(dú)立尋址的能力，因此，在每一本圖書傳遞周圍的環(huán)境信息時(shí)，通過傳遞的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)每一本圖書的智能感知和尋址，其主要思想就是根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)在傳輸環(huán)境信息時(shí)，根據(jù)能量的衰減情況或者傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫畔ⅲ瑢?shí)現(xiàn)對(duì)圖書物理位置的定位，從而有效解決了圖書管理中圖書的定位問題。這樣，圖書館并不需要專門在每本圖書上安裝一個(gè)GPS之類的定位裝置，而是通過現(xiàn)有的圖書信息管理系統(tǒng)完全可以去尋找到每一本圖書的物理位置。同時(shí)，圖書信息管理系統(tǒng)中的信息匯聚節(jié)點(diǎn)可以定時(shí)對(duì)圖書館中所有圖書的傳感節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輪詢檢測，以判定每一本圖書的狀態(tài)是否良好，對(duì)于圖書丟失的問題可以做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，提高了信息管理系統(tǒng)對(duì)圖書的監(jiān)管能力，有效地解決了圖書錯(cuò)亂的問題。基于物聯(lián)網(wǎng)模式的圖書信息管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

這個(gè)管理系統(tǒng)可以分為4個(gè)模塊，自下向上分別是：在圖書實(shí)體上裝有各種傳感器的數(shù)據(jù)采集層；可以接收到所采集的信息的網(wǎng)絡(luò)層；通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠?qū)κ占降男畔⑦M(jìn)行分析處理的中間層；應(yīng)用層。系統(tǒng)的最底層是數(shù)據(jù)采集層，通過射頻識(shí)別、溫/濕度傳感器等裝置完成對(duì)圖書數(shù)據(jù)信息的感知、采集和識(shí)別，然后通過網(wǎng)絡(luò)層將采集到的圖書數(shù)據(jù)信息傳送到數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫完成對(duì)圖書數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)、分析和處理，供圖書信息管理系統(tǒng)調(diào)用。系統(tǒng)最上層是圖書信息管理系統(tǒng)，主要是為圖書管理員和讀者提供有效的圖書信息。圖書管理員根據(jù)這些信息能及時(shí)、有效地發(fā)現(xiàn)圖書的自身狀態(tài)信息和環(huán)境信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書的有效監(jiān)控和管理。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)模式的圖書信息化管理系統(tǒng)

4 結(jié) 語

因此，圖書館將先進(jìn)的信息技術(shù)應(yīng)用在圖書管理中，形成以物聯(lián)網(wǎng)模式為基礎(chǔ)的圖書管理系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)感知周圍環(huán)境、自身狀態(tài)等信息，賦予圖書實(shí)體的自我感知能力和簡單信息處理能力，實(shí)現(xiàn)圖書信息管理系統(tǒng)與圖書之間的交互。圖書館信息管理系統(tǒng)不再是一個(gè)簡單、被動(dòng)的圖書信息查詢系統(tǒng)，而是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖書的智能化識(shí)別、定位、監(jiān)控和管理等功能，進(jìn)而構(gòu)建真正的“智慧圖書館”。

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