基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的圖書館數(shù)據(jù)管理與信息服務(wù)共享技術(shù)研究

摘 要：在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的今天，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在圖書館的流通、圖書定位、借還等多方面得到廣泛的應(yīng)用。筆者嘗試從實(shí)現(xiàn)“文獻(xiàn)”與“閱讀者”之間的信息關(guān)聯(lián)的角度入手，從文獻(xiàn)資料管理、信息和知識(shí)轉(zhuǎn)移、更有效的信息獲取手段、信息共享與協(xié)同閱讀、跨館信息共享等幾個(gè)方面，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升圖書館的核心價(jià)值。

關(guān)鍵詞：圖書館云平臺(tái)；物聯(lián)網(wǎng)；信息關(guān)聯(lián)

中圖分類號(hào)：TP391.44；G258.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2018）11-0179-04

Research on Library Data Management and Information Service Sharing Technology

Based on Internet of Things Environment

LUO Zhaoxian，YU Wenpeng

（Jiangxi Institute of Economic Administrators，Nanchang 330088，China）

Abstract：With the rapid development of the internet of things technology，the internet of things has been widely used in many aspects，such as the circulation of the library，the positioning of books，and the loan and other aspects. The author tries to start from the angle of information association between “l(fā)iterature” and “reader”，and to improve the core value of library by using the technology of material union network in several aspects，such as the management of literature，information transfer and knowledge transfer，more effective means of information acquisition，information sharing and collaborative reading，cross library information sharing and so on.

Keywords：library cloud platform；internet of things；information association

0 引 言

二十世紀(jì)中期以來，隨著信息化進(jìn)程的推進(jìn)，公共圖書館的信息化成為了社會(huì)信息化的先驅(qū)，傳統(tǒng)圖書館正在向現(xiàn)代化圖書館轉(zhuǎn)變。圖書館核心價(jià)值主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：文獻(xiàn)保存、文化傳播、讀者服務(wù)[1]。利用物聯(lián)網(wǎng)在讀者、文獻(xiàn)、管理系統(tǒng)之間建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，是建設(shè)現(xiàn)代化圖書館的關(guān)鍵步驟。

1 研究現(xiàn)狀

無線射頻技術(shù)早在上個(gè)世紀(jì)就已經(jīng)進(jìn)入了商業(yè)化運(yùn)作的規(guī)模，其后更是得到了大規(guī)模的應(yīng)用，到今天無線射頻技術(shù)已經(jīng)從技術(shù)應(yīng)用階段上升到了與智能化管理相結(jié)合的階段，從而發(fā)展出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)早在上個(gè)世紀(jì)九十年代就因?yàn)槠洫?dú)特的非接觸式管理和與智能化相集合的特性而進(jìn)入了圖書館市場(chǎng)，對(duì)于智能化圖書館的完善起到了巨大的推動(dòng)作用。

自2009年提出了“感知中國(guó)”以來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為國(guó)家新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)得到了前所未有的重視。這一技術(shù)被迅速地應(yīng)用到了圖書館領(lǐng)域中。從國(guó)際視角看，截至2014年上半年，全球約有數(shù)千家圖書館已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了RFID系統(tǒng)的運(yùn)用。自2008年開始，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在圖書館領(lǐng)域應(yīng)用的年度增長(zhǎng)率超過50%。截止2014年，新加坡、美國(guó)、瑞典、德國(guó)、澳大利亞、新西蘭、日本、印度等國(guó)家的部分圖書館也已經(jīng)完成了RFID應(yīng)用系統(tǒng)的部署，典型的有新加坡國(guó)內(nèi)公共圖書館、美國(guó)西雅圖公共圖書館、國(guó)立新加坡大學(xué)圖書館、荷蘭阿姆斯特丹市公共圖書館、德國(guó)維也納市公共圖書館等[2]。

近年來，我國(guó)對(duì)智能化圖書館的建設(shè)給予了高度的重視，也獲得了較好的成效。截止2014年10月，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)使用了RFID技術(shù)的圖書館不少于367個(gè)[3]。中國(guó)最大的智能化圖書館項(xiàng)目在深圳圖書館，作為國(guó)內(nèi)第一家公共圖書館其全面使用RFID標(biāo)簽。通過RFID技術(shù)，公共圖書館極大的提高了工作效率，拓展延伸了服務(wù)，獲得了巨大的成功；目前有浙江圖書館、集美大學(xué)誠(chéng)毅學(xué)院圖書館、廈門市少年兒童圖書館、上海市長(zhǎng)寧區(qū)圖書館、華東政法大學(xué)圖書館、北京理工大學(xué)圖書館等率先實(shí)施或使用RFID系統(tǒng)[4]。

作為一種非接觸式的通訊技術(shù)，RFID有著傳統(tǒng)一維碼書籍編號(hào)識(shí)別無法相比的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過電子標(biāo)簽的植入可以大大提高書籍借還、信息查詢、借閱者服務(wù)等多方面的效率，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化，如自助借還、自動(dòng)排架、自動(dòng)盤點(diǎn)等。由此可知，其與云技術(shù)結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)公共圖書館的智能化管理。

目前，我國(guó)公共圖書館的發(fā)展現(xiàn)狀與RFID技術(shù)結(jié)合還存在很大的差距，RFID在中國(guó)公共圖書館的廣泛使用會(huì)受到很多因素的制約，如圖書館的管理模式、與現(xiàn)有圖書管理系統(tǒng)的銜接、RFID的標(biāo)準(zhǔn)問題、電子標(biāo)簽的價(jià)格因素等。

2 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境對(duì)圖書館數(shù)據(jù)管理與信息服務(wù)共享技術(shù)的影響

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的今天，可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)“文獻(xiàn)”與“閱讀者”之間的信息關(guān)聯(lián)，從而達(dá)到提升圖書館核心價(jià)值的目的。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)于信息服務(wù)共享的影響主要體現(xiàn)在文獻(xiàn)資料管理、人性化的信息傳遞及知識(shí)轉(zhuǎn)移、信息獲取手段、信息共享及協(xié)同閱讀、跨館信息共享等多個(gè)方面。

2.1 文獻(xiàn)資料管理方面

文獻(xiàn)的存放和整理是圖書館最主要也是最繁重的工作之一。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為圖書植入傳感器節(jié)點(diǎn)，從而使每本文獻(xiàn)變?yōu)椤盎钗铩保蛊淇梢浴坝涀　币恍┬畔ⅲ菇栝喺吲c文獻(xiàn)之間直接溝通變?yōu)榭赡堋Ｓ脩艨芍苯咏钑⑦€書而不必辦理手續(xù)，從而大幅提升借書、還書效率。另外管理員需要進(jìn)行的圖書分揀工作也可以借助機(jī)器高效完成。近年來，為了解決圖書錯(cuò)亂架問題和節(jié)點(diǎn)定位問題，不少學(xué)者紛紛嘗試使用無線射頻技術(shù)計(jì)算各個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)之間信號(hào)衰減情況及發(fā)送應(yīng)答情況，然后繪制成傳感網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D，從而得到各個(gè)節(jié)點(diǎn)相對(duì)位置的信息，并依靠這一信息解決圖書物理位置的定位問題，而且學(xué)者們也給出了各種可行的算法。

2.2 人性化的信息傳遞及知識(shí)轉(zhuǎn)移方面

傳遞與活化文獻(xiàn)信息和知識(shí)轉(zhuǎn)移是圖書館的另一項(xiàng)重要工作。近年，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展。這幾種技術(shù)大有融合發(fā)展的趨勢(shì)。云計(jì)算、云存儲(chǔ)的存儲(chǔ)與運(yùn)算優(yōu)勢(shì)，解決了終端機(jī)性能及存儲(chǔ)的不足，其與大數(shù)據(jù)分析手段的結(jié)合，使得各種傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)揮了更加重要的作用。在圖書館這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中，可以開發(fā)出各種更具價(jià)值的個(gè)性化服務(wù)。比如當(dāng)借閱者正在手?jǐn)y所選圖書進(jìn)行書籍的挑選工作時(shí)，可利用無線射頻技術(shù)感知其所攜帶圖書的信息，并通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將書籍相關(guān)信息（其它閱讀者閱讀評(píng)價(jià)、閱讀者人數(shù)、共同閱讀過的其它書籍推薦等）推送至借閱者的移動(dòng)設(shè)備中幫助其了解和選擇書籍。

2.3 信息獲取手段方面

在圖書館履行信息傳遞職責(zé)的過程中，讓借閱者獲取圖書信息是重要的信息傳遞手段。傳統(tǒng)的圖書卡式的查詢，獲取途徑單一且效率低下；隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，許多圖書館都建立了查詢系統(tǒng)從而使借閱者可以遠(yuǎn)程查詢信息；在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的今天，在大數(shù)據(jù)的支撐下，借助云平臺(tái)，人們可以通過移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)信息查詢，并且可以完全實(shí)現(xiàn)類似查詢、相關(guān)查詢等高級(jí)查詢工作。在查詢完成后，甚至可以完成遠(yuǎn)程訂閱工作。

2.4 信息共享及協(xié)同閱讀方面

協(xié)同閱讀是近年來國(guó)外圖書館較為重視的一種群體性學(xué)習(xí)方式，現(xiàn)代圖書館在設(shè)計(jì)時(shí)都設(shè)計(jì)了專門供協(xié)同閱讀的獨(dú)立閱讀區(qū)間，這種團(tuán)體性學(xué)習(xí)的方式所帶來的好處是毋庸置疑的，在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)達(dá)的今天，閱讀者可以通過移動(dòng)終端查詢正在閱讀同一本書的其它閱讀者并向他們發(fā)送協(xié)同閱讀請(qǐng)求，當(dāng)有兩人以上的參與者申請(qǐng)協(xié)同閱讀時(shí)，圖書館可以向其提供閱讀空間。這樣的方式既方便閱讀者之間的溝通又可以有效地利用資源。另外在云系統(tǒng)的幫助下，讀者也可以在家中通過各類終端參與或發(fā)起網(wǎng)絡(luò)協(xié)同閱讀。

2.5 跨館信息共享方面

傳統(tǒng)的圖書館借助其管理系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖然也能夠?qū)崿F(xiàn)圖書數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)，但是借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在每個(gè)書籍中植入傳感芯片，將每本書都變成獨(dú)立的擁有計(jì)算、記憶、通訊功能的智能節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)書籍之間的相互感知，最終實(shí)現(xiàn)跨館信息共享，這具有傳統(tǒng)圖書館無可比擬的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)感知的結(jié)果，既可以為借閱者提供各種諸如查找同主題圖書、跨館借閱、查看借閱分享信息等各類信息和個(gè)性化服務(wù)，又可以實(shí)現(xiàn)與云平臺(tái)中的信息交互，從而為用戶提供更加多元的信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息交流與共享。

3 圖書館數(shù)據(jù)管理與信息服務(wù)共享技術(shù)框架的構(gòu)建

圖書館核心價(jià)值主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：文獻(xiàn)保存、文化傳播、讀者服務(wù)。隨著云計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)及互聯(lián)網(wǎng)+等新技術(shù)被大規(guī)模地應(yīng)用，智慧型圖書館的概念也在不斷地發(fā)生變化，學(xué)術(shù)界不斷地研究在圖書館領(lǐng)域使用新技術(shù)的可能。陳進(jìn)認(rèn)為資源、技術(shù)、館員、讀者、服務(wù)是智慧圖書館的五大要素，將這五大要素整合服務(wù)于讀者是智慧型圖書館的發(fā)展方向。烏恩認(rèn)為給予信息資源的深度知識(shí)挖掘和具有用戶需求分析功能的專家模式是智慧圖書館的服務(wù)核心[5]。王世偉認(rèn)為智慧圖書館的特征是互聯(lián)（全面感知、立體互聯(lián)、共享協(xié)同）、高效（節(jié)能低碳、靈敏便捷、整合集群）和便利（無線泛在、就近一體、個(gè)性互動(dòng)）[6]。

綜合眾多學(xué)者的觀點(diǎn)，筆者認(rèn)為利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)平臺(tái)改變讀者、文獻(xiàn)、管理系統(tǒng)之間的關(guān)系（見圖1），是建設(shè)現(xiàn)代化圖書館的關(guān)鍵步驟。設(shè)計(jì)思路如下：

（1）使用RFID技術(shù)為每一本書增加電子標(biāo)簽，將借書卡與移動(dòng)終端捆綁，借助于RFID感知設(shè)備和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，搭建與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的物聯(lián)網(wǎng)。

（2）通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)讀者與文獻(xiàn)的直接溝通，讀者可以使用自己的移動(dòng)終端，安裝對(duì)應(yīng)的軟件以實(shí)現(xiàn)自主借書、自主還書、數(shù)目查找等操作。

（3）借助大型的書本識(shí)別設(shè)備，管理員可以輕松地使用機(jī)械做到書目的自動(dòng)分揀

（4）書本之間根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)在傳輸信息或者發(fā)送應(yīng)答信號(hào)時(shí)，根據(jù)能量的衰減情況或者傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息拓?fù)洌瑢?shí)現(xiàn)對(duì)圖書物理位置的定位。

（5）云平臺(tái)記錄書本信息、讀者信息、讀者閱讀歷史、數(shù)目與搜索關(guān)鍵詞關(guān)系等信息。利用以上信息進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，以確保快速準(zhǔn)確地為讀者查找書籍。

（6）讀者之間可以借助云平臺(tái)和終端相互溝通讀書心得或直接從另一位讀者處借得圖書，而不必再去圖書館辦理手續(xù)。

圖書館信息技術(shù)服務(wù)共享框架由RFID卡、RFID識(shí)別器、數(shù)據(jù)庫、綜合處理云平臺(tái)、移動(dòng)終端等幾個(gè)節(jié)點(diǎn)組成。

3.1 RFID傳感體系

RFID傳感系統(tǒng)的使用可以實(shí)現(xiàn)書籍的定位、書籍的快速借還、書籍的管理等圖書館館藏管理效率的提升。通過合理的方案，實(shí)現(xiàn)圖書精確定位和快速借還及書籍識(shí)別，從而提升讀者的借閱體驗(yàn)，例如解決通過檢索書號(hào)查找圖書難的問題、館藏目錄與書架不符、書籍借閱歷史查看中通過卡片查看信息不全、書籍評(píng)價(jià)無法了解等歷史難題。根據(jù)調(diào)查顯示58%的圖書館認(rèn)為，RFID可以發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過多種模式解決書籍亂架問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書的精確定位[7]。

在一般的普通圖書館中，圖書依據(jù)排架號(hào)（分類號(hào)+種次號(hào)）和排架規(guī)則定位[8]。在使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)代圖書館中，可以使用電子標(biāo)簽來識(shí)別不同的書籍，這種非接觸式的傳輸方式使得定位更加快速。利用RFID實(shí)現(xiàn)圖書定位總的來說可以劃分為動(dòng)態(tài)定位模式和靜態(tài)定位模式兩種。

3.1.1 靜態(tài)定位模式

靜態(tài)定位模式下，除了在書籍中植入RFID標(biāo)簽之外，還需要在書架上使用RFID標(biāo)簽（稱之為層架標(biāo)）并將各種標(biāo)簽與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)[9]。例如圖2編碼模式。

3.1.2 動(dòng)態(tài)定位模式

動(dòng)態(tài)定位模式采用大功率的RFID標(biāo)簽，通過多傳感器和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)對(duì)圖書進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。在前些年由于鋼鐵等房屋結(jié)構(gòu)中的材料及書架材料對(duì)RFID射頻信號(hào)的影響，信息識(shí)別經(jīng)常出現(xiàn)不準(zhǔn)確甚至丟失的現(xiàn)象，從而使得動(dòng)態(tài)定位模式實(shí)現(xiàn)的成本較高，因此其未被大規(guī)模采用。隨著RFID技術(shù)的進(jìn)步和ZigBee協(xié)議的應(yīng)用，動(dòng)態(tài)模式的實(shí)現(xiàn)難度正在呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這將在一定程度上促進(jìn)動(dòng)態(tài)定位模式在通過RFID而實(shí)現(xiàn)的圖書定位中的應(yīng)用[10]。

3.2 圖書云服務(wù)平臺(tái)

為了實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的借閱者服務(wù)，需要借助圖書館服務(wù)云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)電子借閱卡、書本定位指引、書籍信息查閱、讀者信息、筆記信息、評(píng)價(jià)信息、相關(guān)閱讀、協(xié)同閱讀、圖書傳閱、跨館查詢等功能。云平臺(tái)框架如圖3所示。

3.2.1 存放信息

在邏輯層中處理的信息包括電子圖書信息、架位信息、圖書標(biāo)簽、借閱人信息、借閱人圖書關(guān)聯(lián)信息、借閱人筆記信息、書籍評(píng)價(jià)信息、書籍推薦信息、書籍閱讀關(guān)聯(lián)度分析等數(shù)據(jù)信息，以方便實(shí)現(xiàn)功能模塊中的相關(guān)操作。

3.2.2 多數(shù)據(jù)庫架構(gòu)模型

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層使用多數(shù)據(jù)庫架構(gòu)模型。云平臺(tái)的功能實(shí)現(xiàn)是基于數(shù)據(jù)的，借閱服務(wù)平臺(tái)為讀者提供了手機(jī)端、平板端，為圖書館提供了PC端，這些終端機(jī)的使用都會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，包括文本型靜態(tài)信息如（借閱者信息、書籍信息、架位信息等），動(dòng)態(tài)且需要隨時(shí)更新的信息（如借閱記錄、行動(dòng)軌跡、停留時(shí)間等），圖形信息（如書籍掃描件、用戶筆記等），日志型數(shù)據(jù)等。

以上數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)對(duì)系統(tǒng)提供了很高的要求，有的需要很高的讀取效率，有的需要事務(wù)特性等。這就需要SQL及NOSQL數(shù)據(jù)庫的配合使用，MongoDB適合那些對(duì)數(shù)據(jù)庫具體數(shù)據(jù)格式不明確或者數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)格式經(jīng)常變化的需求模型，MySQL適合事務(wù)關(guān)系要求較高的操作以及較頻繁的插入修改操作[11]。

4 結(jié) 論

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的今天，本文利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)，以閱讀者和書本作為核心對(duì)象，在嘗試讓兩者之間進(jìn)行直接通信的基礎(chǔ)上，以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化圖書借還流程，促進(jìn)讀者之間的相互交流，提高圖書管理和使用效率，發(fā)揮藏書最大效率為目標(biāo)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)圖書館的影響、其未來應(yīng)用趨勢(shì)及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行研究論述，從而為物聯(lián)網(wǎng)在圖書館管理信息化方面發(fā)揮更大的作用提供有力的參考。

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作者簡(jiǎn)介：羅招賢（1983-），女，漢族，講師，碩士。研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。