NFC和Beacon技術(shù)融合方案在智能圖書館應(yīng)用

胡國(guó)強(qiáng)

（西北農(nóng)林科技大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)與教育技術(shù)中心，陜西 楊凌 712100）

0 引 言

智能圖書館是數(shù)字圖書館的發(fā)展方向，何為“智能”？文章認(rèn)為是運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖書館內(nèi)服務(wù)實(shí)施、資源的自動(dòng)化。實(shí)現(xiàn)智能圖書館的技術(shù)有很多種，查詢文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，基于低功耗藍(lán)牙的Beacon技術(shù)和近場(chǎng)通信（Near Field Communication, NFC）就在其中。低功耗藍(lán)牙的Beacon技術(shù)在圖書館主要提供基于位置情景的交互服務(wù)，雖然成效顯著，但提供的服務(wù)不夠完整、全面。而NFC開啟了新一代移動(dòng)終端的創(chuàng)新應(yīng)用，能為基于Beacon的智能圖書館應(yīng)用提供補(bǔ)充，讓用戶使用位置服務(wù)的同時(shí)，快捷利用NFC標(biāo)簽和NFC設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。融合NFC和Beacon技術(shù)的廣泛使用為建設(shè)智能化新型圖書館帶來(lái)重要發(fā)展機(jī)遇。

1 Beacon技術(shù)在智能圖書館的應(yīng)用

1.1 Beacon在圖書館的發(fā)展現(xiàn)狀

2013年6月11日，蘋果公司在舊金山莫斯克尼會(huì)展中心舉辦的全球開發(fā)者大會(huì)上首次發(fā)布的移動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)（iOS7）便配備了新功能Beacon，用于創(chuàng)建基于位置情境的移動(dòng)應(yīng)用。Beacon 有iBeacon 和 Eddystone 兩大平臺(tái)。文章以“‘Beacon’and‘Library’”為主題，通過對(duì)國(guó)外EI、SCI數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索，獲得Beacon技術(shù)與圖書館相關(guān)的文獻(xiàn)共143篇；以“‘Beacon’和‘圖書館’”為主題對(duì)CNKI、維普、萬(wàn)方等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，將檢索結(jié)果去重后，獲得Beacon技術(shù)與圖書館相關(guān)的文獻(xiàn)等共27篇，結(jié)果見表1所列。

表1 Beacon技術(shù)在國(guó)內(nèi)外圖書館應(yīng)用現(xiàn)狀分析

結(jié)合參考文獻(xiàn)進(jìn)行分析，Beacon技術(shù)在國(guó)內(nèi)外圖書館中的應(yīng)用現(xiàn)狀有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）從文獻(xiàn)數(shù)量上看，Beacon技術(shù)在圖書館的應(yīng)用方面，國(guó)外文獻(xiàn)比國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)多。

（2）從文獻(xiàn)內(nèi)容上看，Beacon技術(shù)在圖書館的應(yīng)用有兩個(gè)方向，一個(gè)是導(dǎo)航定位，另一個(gè)是信息推送。

1.2 Beacon在圖書館的具體應(yīng)用

2013年，Beacon技術(shù)首次應(yīng)用于美國(guó)梅西百貨，通過Beacon技術(shù)可獲取商場(chǎng)內(nèi)顧客的位置，向顧客推送對(duì)應(yīng)的促銷信息。隨后，Beacon部署數(shù)量快速上升。據(jù)Indoor LBS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，至2014年底，全球Beacon的部署案例已超過50 000例。2014年10月31日，日本網(wǎng)絡(luò)電信公司NTT DOCOMO在其官方網(wǎng)頁(yè)上登載了日本名古屋大學(xué)附屬圖書館利用iBeacon技術(shù)向讀者提供導(dǎo)航、館藏定位、信息推送等新型館內(nèi)服務(wù)的公告。土耳其航空公司利用Beacon技術(shù)為乘客打造了空中圖書館Beacon服務(wù)，當(dāng)乘客進(jìn)入部署了Beacon設(shè)備的休息區(qū)時(shí)，應(yīng)用程序會(huì)自動(dòng)識(shí)別乘客并打開圖書館書目供乘客閱讀。通過以上應(yīng)用不難發(fā)現(xiàn)，Beacon技術(shù)在圖書館的主要應(yīng)用是室內(nèi)導(dǎo)航和信息推送，實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)就必須依靠特定的應(yīng)用程序或者APP。基于情景的信息推送服務(wù)和室內(nèi)導(dǎo)航服務(wù)雖然在一定程度上改善了原有服務(wù)，但受技術(shù)本身限制，難以發(fā)揮更大效能。為深入挖掘Beacon技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景，文章引入NFC技術(shù)，期望創(chuàng)新現(xiàn)有服務(wù)體系。

2 NFC和Beacon技術(shù)融合方案在智慧圖書館的應(yīng)用

2.1 NFC技術(shù)簡(jiǎn)介

NFC、RFID均為識(shí)別技術(shù)，NFC技術(shù)可利用智能手機(jī)等作為讀寫器，投入成本遠(yuǎn)低于RFID，安全性遠(yuǎn)高于掃描二維碼。NFC通信是指NFC設(shè)備間或NFC設(shè)備與NFC標(biāo)簽間的數(shù)據(jù)傳輸。如圖1所示，NFC讀寫設(shè)備從NFC標(biāo)簽采集信息后傳輸給13.56 MHz天線，13.56 MHz天線將采集的信息轉(zhuǎn)發(fā)給NFC控制器（NFC芯片），NFC控制器將采集的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送給主控制器，主控制器控制安全元件對(duì)數(shù)據(jù)加密后傳輸?shù)揭苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)。

圖1 NFC通信原理

2.2 方案設(shè)計(jì)

鑒于NFC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，文章設(shè)計(jì)了NFC技術(shù)與Beacon技術(shù)融合的方案。此方案包括Beacon設(shè)備、NFC標(biāo)簽、智能終端、傳輸網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器，具體如圖2所示。

圖2 NFC技術(shù)和Beacon技術(shù)融合的方案

方案中各模塊功能如下：

（1）Beacon設(shè)備：主要用于發(fā)射位置信息，當(dāng)智能終端進(jìn)入能接收到Beacon信號(hào)的區(qū)域時(shí)，會(huì)收到Beacon設(shè)備發(fā)送的位置信息。

（2）NFC標(biāo)簽：存儲(chǔ)與具體服務(wù)相關(guān)的信息。

（3）智能終端：智能終端是支持NFC和Beacon功能的智能手機(jī)，主要用于獲取NFC標(biāo)簽的信息，然后通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將獲取的位置信息發(fā)送給服務(wù)器；接收發(fā)送的信息。

（4）傳輸網(wǎng)絡(luò)：用于智能終端和服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸。

（5）服務(wù)器：提供信息服務(wù)和位置服務(wù)。

此方案的功能：

（1）將NFC標(biāo)簽信息發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器獲取信息后提供具體的服務(wù)。

（2）將智能終端的位置信息發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)位置信息提供所需服務(wù)。

（3）將NFC標(biāo)簽的信息和從Beacon設(shè)備獲取的位置信息發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器接收后根據(jù)位置信息和NFC標(biāo)簽信息提供所需服務(wù)。

2.3 方案在智能圖書館的具體應(yīng)用

2.3.1 NFC標(biāo)簽含讀者信息提供的服務(wù)

可將讀者的基本信息寫入NFC標(biāo)簽，此信息包括讀者的姓名、性別、年級(jí)、學(xué)歷、專業(yè)、愛好等。一旦讀者通過NFC掃碼入館后，通過應(yīng)用方案可將不同位置的與讀者學(xué)歷、專業(yè)、愛好相關(guān)的提示信息發(fā)送給讀者。提示信息包含館藏信息和新到圖書信息，及附近的公用設(shè)施位置信息。由于NFC標(biāo)簽含有讀者信息，因此無(wú)需再進(jìn)行其他身份認(rèn)證，只需接觸NFC標(biāo)簽就可以完成讀者身份認(rèn)證，方便讀者借還書和使用圖書館的其他服務(wù)設(shè)施。

2.3.2 NFC標(biāo)簽含圖書信息提供的服務(wù)

圖書館在NFC標(biāo)簽中存儲(chǔ)基本信息、館藏信息、借閱信息等，獲取圖書信息后，讀者可獲取所需圖書存放的位置，結(jié)合Beacon技術(shù)和unity3D引擎可規(guī)劃出到達(dá)藏書位置的3D路徑并指引讀者前往。比如，讀者使用掌上圖書館APP檢索《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)》時(shí)，可使用此方案將圖書信息發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器可將圖書信息、圖書位置信息、書架位置信息及Beacon設(shè)備位置信息相互映射，同時(shí)結(jié)合讀者位置信息進(jìn)行路徑規(guī)劃，將最終結(jié)果反饋到讀者手機(jī)，引導(dǎo)讀者找到此書。

2.3.3 NFC標(biāo)簽含座位信息提供的服務(wù)

通過此方案可有效解決圖書館座位利用率低的問題。首先，將座位信息寫入NFC標(biāo)簽，座位信息包含座位編碼、開放時(shí)間、是否是WiFi覆蓋區(qū)域等。配合Beacon技術(shù)，讀者掃描NFC標(biāo)簽時(shí)可將位置信息發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器接收到信息后可將座位預(yù)約信息、開放時(shí)間信息、WiFi覆蓋區(qū)域信息和選取程序發(fā)給讀者，讀者可根據(jù)自身需要選取適合的座位。

2.3.4 NFC標(biāo)簽含活動(dòng)信息提供的服務(wù)

圖書館定期會(huì)舉辦培訓(xùn)、講座、新書展覽等活動(dòng)，借助此方案，可將NFC標(biāo)簽內(nèi)嵌到宣傳海報(bào)中，參加活動(dòng)的人員可通過NFC標(biāo)簽了解活動(dòng)基本信息或參與互動(dòng)活動(dòng)。在活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)可部署B(yǎng)eacon設(shè)備，清楚了解參加活動(dòng)人員的具體位置，方便互動(dòng)。

2.3.5 NFC標(biāo)簽含支付信息提供的服務(wù)

圖書館工作人員可將圖書館支付信息寫入NFC標(biāo)簽，借助此方案，可方便讀者在圖書館支付。許多讀者在圖書館支付打印、復(fù)印、掃描文獻(xiàn)、借書超期罰款等費(fèi)用時(shí)往往找不到正確的支付地點(diǎn)，部署B(yǎng)eacon設(shè)備后，可引導(dǎo)讀者到達(dá)繳費(fèi)處，掃描NFC標(biāo)簽進(jìn)行支付，既方便了讀者，也提升了服務(wù)質(zhì)量。

2.3.6 NFC標(biāo)簽含圖書館基礎(chǔ)設(shè)施信息提供的服務(wù)

圖書館工作人員可將圖書館基礎(chǔ)設(shè)施的信息寫入NFC標(biāo)簽，此方案可方便讀者使用圖書館的基礎(chǔ)設(shè)施。在圖書館部署B(yǎng)eacon設(shè)備，可引導(dǎo)讀者找到具體的使用設(shè)施，掃描基礎(chǔ)設(shè)施上張貼的NFC標(biāo)簽可快速、有效使用該設(shè)施，如自助打印機(jī)和智能存包柜。

3 結(jié) 語(yǔ)

NFC和Beacon技術(shù)的融合方案在圖書館的應(yīng)用豐富了圖書館的服務(wù)類型，深化了服務(wù)內(nèi)涵，對(duì)促進(jìn)數(shù)字圖書館向智慧圖書館轉(zhuǎn)變具有重要意義。相信隨著NFC和Beacon技術(shù)的不斷發(fā)展，此種方案還會(huì)提供更多創(chuàng)新服務(wù)，為讀者提供更優(yōu)的服務(wù)體驗(yàn)。