基于物聯網的智慧圖書館建設研究

田麗梅

（渤海大學圖書館，遼寧 錦州121000）

1 引言

物聯網給智慧型圖書館的建設帶來了新曙光，將物聯網技術應用到圖書館的各項服務中，給讀者帶來更便捷、優質、高效的讀書體驗。智慧圖書館以用戶為本作為服務理念，實現全方位感知、捕捉信息，創新多種服務模式和智能化管理方式，有效提高了圖書館服務水平。物聯網技術為智慧型圖書館的各項業務發展提供了有利的技術支持，筆者現就此問題展開分析，并提出點滴建議。

2 物聯網的相關概述

2.1 物聯網的基本內涵

物聯網概念產生于20 世紀末，其意為通過既定的協議，將射頻識別、傳感器、GPS 系統、激光掃描儀等信息識別系統通過互聯網和任何物品相連，共同進行信息交流和溝通。物聯網實現了物品的智能識別、定位、跟蹤和監管，將“物和物”進行有效連接。目前，物聯網已應用于多個領域，在不同領域有著不同的定義，物聯網技術綜合定義為通過智能傳感器、識別技術和定位技術，將對象監視、連接和交互進行集合，幫助人們收集到所需信息，實現“物網相連、物物相連和物人相連”，達到智能感知、識別和監管的目的[1]。

2.2 物聯網的基本特征

從物聯網的基本定義中可以看出，物聯網技術的核心就是物與物之間和人與物之間的相互作用，其基本特征表現在整體感知、可靠傳輸和智能處理3 個方面。人們利用各種感知設備獲得物體的各項信息，再將互聯網和物聯網結合，通過網絡實現物與物之間的信息共享交流。物聯網處理信息的功能主要體現在獲取信息、傳送信息、處理信息和施效信息等方面。首先，物聯網識別物品的各種信息，通過某種方式將其狀態表達出來。其次，將對象狀態的信息進行發送、運輸和接受等，從一個時間點、空間點傳送到另一個時間點、空間點。最后，對傳送的信息進行處理、轉化，將已知信息轉化為全新的信息。

2.3 物聯網的傳輸層

物聯網的傳輸層介于感知層和應用層之間，將傳感層獲得的信息完整、精準傳遞到下一個傳輸層，根據物聯網傳輸層的功能，可以分為接入網、承載網和匯聚網3個部分。物聯網集成了各種網關設備，表現出多種訪問方法，采用統一訪問的形式，將信息進行轉發和控制。物聯網建設需要信息交換和無線通訊網絡的支持，同時利用通信設備轉化和優化信息。匯聚網是一種常見的無線網絡，其傳輸速度為250kb/s，傳輸距離在1km 左右。藍牙就是匯聚網的應用實例之一，兩個終端設備通過無線通信，實現不同設備間的信息交換。

3 智慧圖書館建設的原則

3.1 標準化和規范化

在智慧型圖書館的建設要求下，需要利用互聯網技術將圖書館信息數據進行收集、處理和發布。互聯網為智能型圖書館的建設提供了多項服務，提高了建設速度和建設質量，但為了搭建規模化的圖書館業務系統和共享數據庫，就需要設計出建造標準和建設模型。為確保智慧型圖書館成功建設，應該規范、協議和對應相關設備，完成圖書館系統和技術后臺的建設。服務系統在智慧型圖書館系統和互聯互通的智能化發展中起到至關重要的作用。針對這一現象，在未來智慧型圖書館的建設過程中，需要嚴格遵循標準化和規范化的建設原則[2]。

3.2 開放性和集成性

智慧型圖書館引進了物聯網和互聯網技術，其館藏系統運行會更加高效和便捷，可為讀者提供更加智能化的服務，同時用戶利用網絡終端設備，可以主動參與到圖書館的日常管理和志愿服務中。智慧型圖書館將無線網絡應用到數據收集、處理、傳遞和檢索的環節，為用戶帶來快捷和便利的體驗。由于讀者介入了圖書館信息生產、信息輸出的過程，增強了圖書館服務供給與需求之間的交互性，圖書館服務不再單純依賴館員，使信息傳遞過程更為高效。智慧圖書館可以實現的讀者服務有網絡終端互動、在線信息分享、電話預約和圖書信息采集等，大大降低了館員和讀者的準入門檻。在智能型圖書館的管理和服務中，用戶和館員可以一同參與到圖書館的建設過程。云處理技術和物聯網技術實現多個圖書館信息數據的互通互聯，加強各部門的聯系，將數據進行集成、匯總、轉換和傳播。同時，依靠大數據集成平臺，將一維數據擴展成二維數據，實現線路交換、區域接觸，達到智能運營的目的。由此看來，智能型圖書館的建設離不開物聯網技術。

3.3 建設性和共享性

建設智能型圖書館管理系統，需要聯合各地區的個體圖書館，這會消耗大量時間和資源。而將多個智能型圖書館的數據進行共享，可以減輕智能型圖書館系統的建設任務量，還能豐富圖書館館藏資源，以此滿足讀者的閱讀要求。智慧型圖書館是智能型管理系統中的最小單位，為了在短時間內完成智能建設，就需要建立互聯系統，通過信息分享和交互，實現一個圖書館可以獲取系統中其他圖書館的智慧信息資源。個體智慧型圖書館需要相互合作，以此提高數據共享系統的建設速度。例如：當地圖書館可以結合為聯合體，以合作的方式購買圖書資源，一般來講，圖書可以從書商直接獲得，這種聯合購買的方式不僅能節省智能型圖書館系統的資源，而且可以增加圖書的使用率。同時，聯合體中的每個智慧型圖書館可以將資源和技術共享，有效地降低建設成本，縮短構建時間。

4 物聯網環境下智慧圖書館建設內容

4.1 電子讀書證

在一般情況下，用戶需要憑借讀者證進入圖書館，便于圖書管理員的管理。為了有效處理圖書館管理信息，對讀者進行高效管理，智慧型圖書館可以使用電子讀書證。電子圖書證中包括讀者個人身份信息、教育信息、借閱和消費信息等，圖書館利用終端讀卡設備可以監測讀者出入圖書館時間、次數、借還圖書記錄等信息，為每名讀者構建信息數據庫，便于圖書館相關人員管理信息和分析用戶行為。當新用戶進入智能型圖書館時，需要在服務臺輸入真實身份信息，圖書館員為新用戶建立全新的讀者證號碼，用戶可以通過短信、微信和郵件的方式進行驗證。電子讀書證是一張圖像，可以儲存在手機等移動設備中，節省了制卡的成本和存卡的空間。智能型圖書館的注冊一般在網絡中進行，讀者只需要在圖書館網絡上填寫注冊信息即可，大大簡化了操作流程。當讀者注冊結束后，圖書館員對其進行在線審批，將讀者簡要信息繪制成圖像，發到讀者終端設備。電子讀書證作為讀者出入館的憑證，有效節省了讀者信息認證的時間，提高了圖書館管理效率[3]。

4.2 自助借還系統

自助借還系統是智慧型圖書館管理系統中常見的系統之一，其核心技術是射頻識別技術、網絡傳輸技術和軟件工程技術，物聯網技術將上述技術進行整合并應用到自助借還系統。條形碼識別和無線射頻識別是智慧型圖書館借還系統的常見類型，前者的造價低，抗干擾能力強，但是需要人工操作，后者的造價高，管理人員使用方便。由此，將二者進行綜合使用，發揮出條碼識別和無線射頻識別的優勢。射頻識別是一種智能電子標簽，在上面可以錄入產品信息，通過非接觸式設備對信息進行采集，便于物品的管理。大型圖書館的藏書量為幾十萬冊至幾百萬冊，圖書館員的工作相當繁瑣。管理者需要按照編碼內容，對圖書進行分類，然后找到相應的書架，再把每一本書放回書架上。將射頻識別應用到圖書管理和借閱環節，可以大大簡化操作流程。當讀者使用該系統借還圖書時，只需把所有圖書平放在機器上，根據提示自助快速完成辦理。其操作過程不僅簡化了讀者辦理借還圖書的手續，給讀者提供了更加舒適、便利、人性化、高質量的服務，也減輕了工作人員的工作量，降低了服務成本，便于圖書館員的工作向藏書整理和咨詢輔導方向轉變，大大提升圖書館的整體服務能力和水平。射頻識別智能圖書管理系統及自助借還系統的啟用，打破了圖書館原有服務模式，也標志著傳統型圖書館向智慧型圖書館的轉型。

4.3 智能書架系統

為解放圖書館館員的生產力，提高讀者查閱效率，智慧型圖書館引入了智能書架系統，系統的核心技術也是射頻識別技術。利用這一技術建立射頻庫存系統，圖書館員可以輕松找到和確認書籍的位置，有效解決書籍擺放混亂的問題，同時館員可以進行多本掃描，大大提高整理圖書的效率。每一個書架和藏書上都裝有射頻碼，利用終端設備讀寫設備就可以獲取圖書的具體信息，定位圖書在書架上的位置。讀者利用智能書架系統可以對所需書籍進行定位，節省查找圖書的時間。

智能書架系統一般分為信息采集、數據服務和讀者服務3個模塊，其中讀者服務模塊又分為借書和還書兩個環節。每個安裝智能書架系統書架的側面都有兩個電子屏幕，一個是供借書者查詢的觸摸屏，另一個是為還書者指路的感應屏。在用于查詢的觸摸屏上，讀者可以輸入題名、作者等書目信息精準獲取詳細的3D 路線導向圖。讀者可根據引導快速找到所需圖書。為配合智能書架的使用，圖書館所有的圖書背面全部重新貼上了電子標簽，上面標明了該書的位置在第幾排第幾列，讀者可以根據這一提示將書本放回原處。由于書庫的書架較多，不便于讀者的查閱，針對這一問題，圖書館可以在書庫安置一臺射頻讀寫機器，當讀者刷書背面的電子標簽時，這本書所屬智能書架的側面感應屏就會閃爍，并顯示書名等信息，讓讀者快捷地找到還書的位置[4]。

4.4 用戶行為分析

在互聯網和大數據技術的支持下，智慧型圖書館可以分析用戶的行為數據，包括用戶檢索信息、借閱書目信息、下載資源信息等，以此進一步了解讀者用戶的閱讀需求，便于圖書館管理人員的圖書資源分配，為讀者帶來個性化服務。智慧型圖書館管理系統根據讀者數據記錄，了解其訪問、離開、借閱和下載等信息，以此分析讀者的借閱習慣。為深入了解讀者的行為信息，智慧型圖書館需要基于大數據和物聯網，在科學技術的引導下，給讀者帶來針對性的讀書體驗。在大數據時代，人們掌握的數據越來越多，數據的價值也日益凸顯。如今，每位讀者在數據空間留下的瀏覽痕跡會折射出其需求意愿和研究方向，可以形成電子資源訪問行為數據檔案，這對智慧圖書館建設具有非常重要的意義和極大的使用價值。很多高校已將用戶分析智能系統應用于本校圖書館管理，高校智慧型圖書館利用數據進行科學決策，繪制出讀者的閱讀軌跡，剖析其訪問行為數據，進而準確定位讀者需求，實現服務精細化管理。

4.5 資源數據分析

圖書館存儲了大量的信息數據，通過分析專利信息、科學數據和大數據信息，便于科研人員追蹤熱點，分析前沿信息，也為科研人員提供了理論支撐。業務信息系統對圖書館內訪談、咨詢、文件傳遞、信息搜集等業務信息進行分析，以此了解館內圖書分配情況，根據服務內容，制定最大化收益的發展計劃。這種資源數據分析的方式優化了圖書館的服務流程，為未來智慧型圖書館的開發決策提供了有效的數據支撐。智慧型圖書館為學者建立針對性的知識網絡，當讀者檢索目標信息時，以檢索詞為中心的相關信息網絡就會呈現到讀者面前。

4.6 節能減排系統

物聯網技術中的射頻識別技術和紅外識別技術在圖書館智能節能減排系統中有著廣泛應用，利用傳感器特殊性能可實現對圖書館內環境的全方位實時監控。整合館內環境數據和讀者數據，利用圖書館照明系統、溫控系統、門禁系統等，對館內照明和空氣循環進行整體調控，從而節省更多能源。節能減排系統包括環境監測系統、智能光控系統、溫度調節系統等，在主監控室采集到各子系統的環境信息，主系統對子系統的數據進行整合，實現實時監測和調控，當館內環境發生改變時，系統會采取針對性的措施。為降低智慧型圖書館的設備耗能，可以引入云平臺服務器，通過云平臺的虛擬化及資源動態分配技術，采用機架服務器共享存儲，即可承載圖書館云終端的業務應用。相較于傳統模式，單終端能耗大大降低，為圖書館創造了節能減排、低碳環保的運行環境[5]。

4.7 自動安防系統

在智慧型圖書館中最重要的系統就是自動安防系統，這一系統涉及到讀者和館內人員的人身安全和財產安全，有必要將物聯網技術應用到這一系統建設中。圖書館是公共文化服務機構，人員流動性大，為監控潛在的危險信號，需要安裝自動安防系統。自動安防系統包含門禁自動化、自動預警和處理火災、自動預警突發事件和自動應急疏散4項內容。在圖書館入口要設置自動門禁，外來者入館前，需要刷卡或者掃描電子讀者證二維碼，同時還可以安裝人臉識別設備，便于確定讀者的身份信息，保證出入館人員的安全性。圖書館內藏有大量圖書等紙質資料，應該著重注意火災預防。火災防控系統要在發現火情的第一時間，切斷館內電源，并開啟噴射裝置。此外，當發生地震、火災等大型突發事件時，智能型圖書館應急系統需要為人們提供最佳逃生路線，采取廣播通知、燈光指引等方式，引導讀者快速逃生。自動安防系統與當地災害防控部門應在災害發生的第一時間取得聯系，便于及時采取相關補救措施。

5 結語

物聯網技術有效促進了智慧型圖書館的建設，圖書館應該發揮物聯網技術的優勢，建立智能借還系統、智能書架系統等，可依托讀者需求和行為數據，為用戶提供更具針對性、更加精準的閱讀服務，大大提高圖書館的管理效能和服務效能。智慧圖書館建設是現代化圖書館事業的發展方向。