智能書盒研發(fā)：智慧圖書館實(shí)用場景的創(chuàng)新應(yīng)用探索

摘要：隨著智慧圖書館建設(shè)的推進(jìn)，RFID智能書架作為其中一個(gè)重要的設(shè)施，正通過數(shù)據(jù)傳輸與流程重構(gòu)推動(dòng)圖書管理范式變革，目前已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。為進(jìn)一步優(yōu)化和拓展RFID智能書架功能，提升圖書管理水平，本文在RFID智能書架的現(xiàn)有基礎(chǔ)上，以智能書盒研發(fā)為對象，明確其概念和功能，分析研發(fā)必要性，探討研發(fā)智能書盒面臨的優(yōu)勢、劣勢、機(jī)遇和挑戰(zhàn)，進(jìn)而得出結(jié)論及展望，為圖書管理智慧生態(tài)鏈構(gòu)建提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：智能書盒；研發(fā)必要性；RFID技術(shù)；SWOT分析；智慧圖書館

中圖分類號：F2"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A""""" doi：10.19311/j.cnki.16723198.2025.22.016

0 引言

隨著RFID技術(shù)的發(fā)展和成熟，RFID智能書架應(yīng)運(yùn)而生，通過RFID標(biāo)簽、閱讀器和天線實(shí)現(xiàn)圖書定位、實(shí)時(shí)盤存和狀態(tài)監(jiān)控等功能，將傳統(tǒng)“人找書”模式升級為“書找人”模式，極大提高了圖書管理效率，大大縮減了借書還書所耗的時(shí)間，減少工作人員工作量的同時(shí)為讀者帶來更好的體驗(yàn)[1]，目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。考慮到RFID標(biāo)簽在實(shí)際操作中可能會(huì)對圖書產(chǎn)生損壞（一般貼于書脊、封面折角或裝訂線附近，隨著頻繁借書，會(huì)加速該區(qū)域紙張疲勞，縮短圖書壽命，在更換老化標(biāo)簽時(shí)可能會(huì)撕裂紙張），同時(shí)也為了更好促進(jìn)圖書館圖書管理智慧化建設(shè)，建議研發(fā)智能書盒作為末端執(zhí)行單元，成為圖書管理的“神經(jīng)末梢”，進(jìn)而構(gòu)建起“智能書架—智能書盒—機(jī)器人—圖書管理系統(tǒng)”為一體的高度集成、協(xié)同運(yùn)作的圖書管理系統(tǒng)。

1 智能書盒概念和功能

智能書盒是借助物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)，在RFID智能書架基礎(chǔ)上對圖書管理智慧生態(tài)鏈體系的進(jìn)一步拓展延伸，通過對傳統(tǒng)書盒進(jìn)行智能升級改造，使得原先的“智能書架—書”的管理模式變成“智能書架—書盒—書”的管理模式。在此模式下，每個(gè)智能書盒和書本實(shí)行一對一精準(zhǔn)關(guān)聯(lián)，智能書盒成為圖書管理的核心載體，并借助其功能對圖書實(shí)施全生命周期的精細(xì)化、智能化管理。

在功能設(shè)計(jì)層面，智能書盒理論上可以根據(jù)圖書管理需要不斷增加新功能，鑒于當(dāng)前尚未有實(shí)物產(chǎn)品投入應(yīng)用，本研究基于現(xiàn)有技術(shù)條件，在RFID智能書架已對圖書實(shí)現(xiàn)的館內(nèi)定位、智能盤點(diǎn)功能基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步提出以下五項(xiàng)功能構(gòu)想：

一是環(huán)境監(jiān)控與材質(zhì)優(yōu)化功能。在智能書盒中集成RDIF溫濕度感應(yīng)器，結(jié)合傳感器、網(wǎng)關(guān)與云平臺(tái)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步至圖書管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對圖書保存環(huán)境溫濕度的24小時(shí)全方位監(jiān)控，當(dāng)環(huán)境參數(shù)超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)預(yù)警機(jī)制。書盒的制造材質(zhì)方面，既要選取無酸紙材質(zhì)來保護(hù)內(nèi)部圖書不受酸化侵蝕，延長保存時(shí)間，也要積極探索納米技術(shù)在這一領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，通過前沿的納米科技手段，提升無酸紙的防水性能以及實(shí)現(xiàn)成本的有效降低。

二是館外定位追蹤功能。針對RFID標(biāo)簽定位功能受限于圖書館物理空間的問題，可為智能書盒配備館外定位模塊，以華為TAG防丟精靈為例，其5.6mm超薄設(shè)計(jì)可無縫嵌入書盒結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生借出的圖書丟失，可借助定位功能快速定位，提升失物找回效率。

三是多元化服務(wù)接口功能。通過在智能書盒表面設(shè)置二維碼集群，構(gòu)建多維度服務(wù)入口為讀者提供服務(wù)，例如電子資源服務(wù)入口對應(yīng)圖書電子版，方便讀者線上閱讀；智能推薦服務(wù)入口對應(yīng)圖書館在線平臺(tái)，方便為讀者提供圖書推薦及圖書館活動(dòng)通知；需求反饋服務(wù)入口對應(yīng)用戶反饋界面，方便讀者提出改進(jìn)意見，或者登記有借閱需求但圖書館暫未收藏的書籍，待圖書館后續(xù)采購后，會(huì)通過登記時(shí)所留的手機(jī)號碼或電子郵箱聯(lián)系登記者；還書綜合服務(wù)入口對應(yīng)圖書館集還書、延期借閱、繳費(fèi)功能于一體的綜合服務(wù)系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)填充圖書及用戶的信息，減少讀者繁瑣的手動(dòng)操作。設(shè)立二維碼集群的優(yōu)勢是用戶可以根據(jù)實(shí)際需要直接辦理相關(guān)業(yè)務(wù)，每一個(gè)二維碼對應(yīng)一個(gè)服務(wù)入口，讀者只要拿起手機(jī)掃一掃二維碼即可直接跳轉(zhuǎn)至相關(guān)界面辦理業(yè)務(wù)，簡單明了，很適合老年用戶或?qū)κ謾C(jī)操作不熟練用戶的需求。

四是輔助固定功能。當(dāng)機(jī)器人從一整行智能書盒中抽取部分智能書盒時(shí)，可能會(huì)發(fā)生書架上書盒傾斜現(xiàn)象以及機(jī)器人未完全抓緊智能書盒現(xiàn)象，為了避免這些現(xiàn)象，需要進(jìn)行輔助固定。具體而言，一種可行方案是在書盒和機(jī)器人手臂嵌入磁吸模塊，借助磁力吸附作用達(dá)成快速固定的效果，同時(shí)在書盒邊緣設(shè)置隱藏式卡扣，與書架的卡槽位置對應(yīng)，通過輕按書盒就能完成固定操作，取用時(shí)也只需機(jī)器人按壓釋放按鈕就能輕松解鎖。

五是宣傳功能。智能書盒作為與讀者直接接觸的載體，能在讀者每次取書、看書時(shí)讓讀者看到智能書盒上面的文字、圖片，讀者將其置于辦公室或者家里時(shí)，能讓讀者的同事、家人都有機(jī)會(huì)看到智能書盒上搭載的宣傳內(nèi)容，是天然且優(yōu)秀的宣傳工具，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，可以采取鑲嵌紙質(zhì)載體的方式，將需要宣傳的文字、圖片打印成紙質(zhì)載體（例如A4紙彩打），然后將其嵌入進(jìn)智能書盒對應(yīng)的位置（智能書盒正面或者背面），當(dāng)需要進(jìn)行更換時(shí)，僅需將之前的紙質(zhì)載體從智能書盒中取出，方便快捷，且十分靈活。

2 研發(fā)智能書盒必要性

相比沒有智能書盒的RFID智能書架圖書管理模式，將圖書放入智能書盒進(jìn)行管理有著顯著的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

第一，智能書盒在圖書保護(hù)方面效果顯著。一方面，智能書盒自身具備防潮防塵功能，其硬度也能夠有效保護(hù)內(nèi)部圖書在借閱、歸還等流轉(zhuǎn)過程中免受擠壓和碰撞帶來的損害。另一方面，RFID智能書架通常采用將RFID標(biāo)簽嵌入圖書內(nèi)部的方式對圖書進(jìn)行管理[2]，而智能書盒將RFID標(biāo)簽置于書盒本身，這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)從物理層面避免了標(biāo)簽在放置、更換過程中可能對圖書造成的損害，當(dāng)后續(xù)還有一些技術(shù)應(yīng)用需要載體時(shí)，也將直接將載體搭載在智能書盒上，不需要和圖書本身進(jìn)行接觸。

第二，智能書盒有利于進(jìn)一步提升圖書借還業(yè)務(wù)辦理效率與讀者滿意度。智慧書盒相比圖書，能與機(jī)器人作業(yè)更加適配，有效避免因圖書尺寸問題（過小、過大或過薄）導(dǎo)致機(jī)器人在取還書時(shí)出現(xiàn)圖書滑落、取錯(cuò)圖書等問題，進(jìn)而大幅削減借還書業(yè)務(wù)中的人工參與環(huán)節(jié)，顯著提升圖書借還業(yè)務(wù)辦理效率。同時(shí)，隨著借還業(yè)務(wù)無人化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，不僅能突破傳統(tǒng)圖書館服務(wù)在時(shí)間上的限制，也會(huì)給讀者提供更加高效便捷的借書體驗(yàn)（讀者只需在自助借還機(jī)或者手機(jī)上進(jìn)行操作，機(jī)器人就可以將指定的智能書盒按照指定的時(shí)間送至借閱臺(tái)并完成所有借閱手續(xù)，節(jié)省找書和辦理業(yè)務(wù)的時(shí)間），有效提升了讀者對圖書館服務(wù)的滿意度。

第三，智能書盒能在一定程度上緩解因書本密集排列而可能導(dǎo)致的多標(biāo)簽碰撞問題[3]。RFID書架上擺放的物品從圖書變成智能書盒后時(shí)，由于智能書盒自身厚度會(huì)占據(jù)一定空間，且書盒與內(nèi)部圖書會(huì)留有一定空間，使得書架上RFID標(biāo)簽的密集程度得以降低，從而在RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸中，降低了原先圖書密集排列場景下因標(biāo)簽互擾、算法過載引發(fā)的數(shù)據(jù)沖突與漏讀問題發(fā)生的可能性，有利于提升RFID標(biāo)簽識別準(zhǔn)確率與數(shù)據(jù)完整性。

第四，智能書盒可作為新型宣傳載體進(jìn)一步提升圖書館軟實(shí)力。智能書盒的外觀可以自由定義，既可以是圖書館舉辦各類精彩活動(dòng)的珍貴瞬間，也可以是主題閱覽室、文化創(chuàng)意空間等特色區(qū)域的宣傳圖，伴隨著讀者借閱圖書這一日常行為充分發(fā)揮其宣傳作用，具有強(qiáng)大的傳播力和影響力。

3 研發(fā)智能書盒的SWOT分析

3.1 研發(fā)智能書盒的優(yōu)勢

（1）有相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。當(dāng)前，RFID智能書架已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在圖書借還業(yè)務(wù)中采用“RFID智能書架—機(jī)器人”的協(xié)同作業(yè)模式也有了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以江蘇南通市少年兒童圖書館為例，其在借書業(yè)務(wù)上已經(jīng)構(gòu)建起一套完整高效的流程：讀者通過線上線下渠道下單，機(jī)器人精準(zhǔn)定位找到圖書所在的書箱后將書箱運(yùn)送至人工服務(wù)臺(tái)，工作人員從書箱中挑選出圖書并辦理完出庫手續(xù)，隨后圖書被送至指定取書點(diǎn)并同步發(fā)送取書短信，讀者憑取書短信進(jìn)行自取。這些寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將極大縮減智能書盒的研發(fā)周期，少走彎路，例如可以直接在機(jī)器人取書箱的技術(shù)基礎(chǔ)上去探索機(jī)器人如何精準(zhǔn)取到體積相對更小的智能書盒的相關(guān)技術(shù)。

（2）研發(fā)所需的關(guān)鍵技術(shù)正快速發(fā)展。智能書盒的研發(fā)涉及多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，例如通信技術(shù)（涉及增強(qiáng)書盒與外界設(shè)備之間信息交互的高效性與穩(wěn)定性）、材料制備與加工技術(shù)（涉及制造兼具功能性和經(jīng)濟(jì)性的智能書盒外殼），這些關(guān)鍵技術(shù)的快速發(fā)展，有利于促進(jìn)智能書盒從概念變成現(xiàn)實(shí)，對縮短智能書盒的研發(fā)周期、不斷優(yōu)化智能書盒功能發(fā)揮的實(shí)際效果將起到顯著的作用。

3.2 研發(fā)智能書盒的劣勢

（1）研發(fā)投入成本較高。為充分發(fā)揮智能書盒的作用，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)就需要考慮與智能書盒功能相關(guān)的每個(gè)部件成本，例如RFID標(biāo)簽、無酸紙、定位器、感應(yīng)器等，綜合考慮各項(xiàng)成本后，單個(gè)試驗(yàn)用智能書盒的造價(jià)并不低廉，同時(shí)為了檢驗(yàn)智能書盒實(shí)際效果，例如機(jī)器人能否精準(zhǔn)拿取，試驗(yàn)時(shí)就需要生產(chǎn)一批數(shù)量龐大的智能書盒參與試驗(yàn)，這也意味著每次試驗(yàn)都伴隨著大量的資金投入。智能書盒的研發(fā)聚焦于輕量化、功能集成化、成本控制及通用性設(shè)計(jì)，旨在以最小載體實(shí)現(xiàn)全面功能（如芯片級集成）并滿足多數(shù)圖書尺寸需求，其研發(fā)過程必然要經(jīng)歷反復(fù)試驗(yàn)和持續(xù)優(yōu)化，與之伴隨的是持續(xù)不斷的高額的研發(fā)投入。

（2）功能整合過程中面臨兼容性問題。智能書盒功能的發(fā)揮既離不開智能書架、機(jī)器人這些配套設(shè)備的協(xié)調(diào)配合，也需要整合自身的RFID標(biāo)簽、定位器、感應(yīng)器等功能設(shè)備，在整合過程中，不同設(shè)備因頻率和協(xié)議差異導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，可能會(huì)引發(fā)兼容性問題，對數(shù)據(jù)傳輸和讀取穩(wěn)定性方面產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而影響智能書盒的實(shí)際使用效果。

3.3 研發(fā)智能書盒的機(jī)遇

（1）國家的大力扶持與引導(dǎo)，智慧圖書館成為當(dāng)前圖書館發(fā)展的主要趨勢。當(dāng)前，國家積極推動(dòng)智慧圖書館建設(shè)，出臺(tái)了一系列具有前瞻性和指導(dǎo)性的政策文件，例如“十四五”規(guī)劃將“積極發(fā)展智慧圖書館”納入國家政策，《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施國家文化數(shù)字化戰(zhàn)略的意見》中明確要求“統(tǒng)籌推進(jìn)全國智慧圖書館體系”，為圖書館行業(yè)發(fā)展指明了具體方向，與此同時(shí)，國家還提供了大量的資金，支持全國智慧圖書館體系建設(shè)項(xiàng)目。智能書盒的研發(fā)，正是在響應(yīng)國家號召下對智慧圖書館建設(shè)的積極探索與創(chuàng)新實(shí)踐。它先進(jìn)的技術(shù)和理念，不僅能夠有效提升圖書館的服務(wù)效率和管理水平，還能憑借研發(fā)成果具有較強(qiáng)的可復(fù)制性，易于在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用的特性，促使整個(gè)圖書館行業(yè)加速向智慧化建設(shè)，因此有著巨大的政策機(jī)遇。

（2）智能書盒的市場需求與日俱增，具有極為廣闊的市場應(yīng)用空間。智能書盒的研究成果具有極強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，雖然研發(fā)時(shí)面臨較多不利因素，但一旦研發(fā)成功，其成果很容易進(jìn)行大面積推廣，適用的場景也不再局限于圖書館。當(dāng)前國家大力推進(jìn)文化強(qiáng)國戰(zhàn)略和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，推動(dòng)各級各類公共文化設(shè)施建設(shè)，努力提高公共文化服務(wù)覆蓋面，在此背景下社區(qū)書屋、農(nóng)家書屋等文化場景得到快速發(fā)展，這些文化場景為了更好地服務(wù)相關(guān)讀者，也會(huì)去學(xué)習(xí)借鑒同行業(yè)內(nèi)的先進(jìn)做法，選取先進(jìn)的服務(wù)設(shè)備，有著巨大的市場需求，智能書盒憑借其智能、便捷的優(yōu)勢，能夠很好地融入這些文化場景，其市場應(yīng)用空間也隨之不斷拓展。

3.4 研發(fā)智能書盒的挑戰(zhàn)

（1）和傳統(tǒng)借閱模式不同，對用戶接受度提出挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)借閱模式是“人對書”直接進(jìn)行操作，這會(huì)面臨因讀者隨意放置或不當(dāng)攜帶導(dǎo)致的圖書損壞風(fēng)險(xiǎn)，改成“人對書盒再對書”的借閱模式后雖然能減少圖書損壞風(fēng)險(xiǎn)，但可能引發(fā)用戶的不適應(yīng)，如每次閱讀時(shí)需要額外增加從書盒拿出圖書和把圖書放回書盒兩個(gè)步驟、智能書盒自身重量會(huì)增加讀者攜帶時(shí)的負(fù)擔(dān)，影響讀者對智能書盒這個(gè)新事物的接受度。與此同時(shí)，由于社會(huì)上存在很多不使用智能書盒的傳統(tǒng)圖書館，讀者可以自行選擇是否去實(shí)行智能書盒的圖書館，當(dāng)讀者感覺不習(xí)慣智能書盒這種新事物且有可供選擇的圖書館時(shí)，可能會(huì)選擇不再繼續(xù)嘗試去接受智能書盒這種新事物。

（2）空間利用率下降，對圖書館現(xiàn)有空間提出挑戰(zhàn)。智能書盒作為圖書的外殼，相比圖書本身會(huì)占據(jù)更大的空間。一方面，智能書盒自身存在一定厚度，不僅是智能書盒材質(zhì)本身，還有搭載在智能書盒上發(fā)揮功能的載體厚度；另一方面，為進(jìn)一步控制生產(chǎn)成本，書盒通常采用批量化生產(chǎn)，而不是定制化生產(chǎn)，這就使得智能書盒尺寸難以做到與盒內(nèi)圖書尺寸的完美契合，存在較多的空隙，原本十排書架即可容納的圖書量采用智能書盒排列后，可能需額外增加一排甚至更多書架空間來放置，這對空間資源本就緊張的圖書館來說，將是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

（3）定位功能涉及用戶隱私，對信息安全性提出挑戰(zhàn)。智能書盒設(shè)置定位功能的初衷是更好保障借出圖書館的圖書安全性，當(dāng)讀者遺失時(shí)能幫助尋找，降低圖書丟失的可能性，但當(dāng)讀者將其放在家、公司等位置時(shí)，這些用戶的個(gè)人信息也容易被定位軟件后臺(tái)進(jìn)行記錄，因此對這部分信息的保護(hù)工作就尤為重要，需要采取有效手段對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密管理，對相關(guān)的防控技術(shù)提出極高的要求。

（4）研發(fā)周期存在不確定性，對研發(fā)信心提出挑戰(zhàn)。智能書盒的研發(fā)周期存在不確定性，一方面是其需要做到功能性和經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，既要達(dá)到預(yù)期功能，又要在經(jīng)濟(jì)可承受范圍之內(nèi)；另一方面是其需要通過市場檢驗(yàn)，不僅要讓圖書館工作人員體會(huì)到智慧書盒帶來的圖書管理工作便捷性，也要讓讀者更好更快地了解并認(rèn)可智能書盒，這個(gè)過程無法急于求成，并且與之伴隨的是大量的不間斷的經(jīng)費(fèi)投入。對于圖書館來說，每年會(huì)有很多項(xiàng)目需要經(jīng)費(fèi)投入，智能書盒項(xiàng)目并不是圖書館主要且必須去完成的項(xiàng)目，當(dāng)研發(fā)過程遇到技術(shù)問題，或者研發(fā)時(shí)間已經(jīng)較長（比如已經(jīng)三年以上），圖書館就有必要衡量是否需要對智能書盒項(xiàng)目繼續(xù)進(jìn)行研發(fā)投入，“繼續(xù)投入是否能研發(fā)成功？”“什么時(shí)候能研發(fā)成功？”這兩個(gè)問題將會(huì)對研發(fā)信心提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

4 結(jié)語

在當(dāng)前國家大力支持智慧圖書館建設(shè)以及RFID智能書架正在被普遍應(yīng)用的背景下，智能書盒以其獨(dú)特的創(chuàng)新性與實(shí)用性，有著極大的研發(fā)價(jià)值和廣闊的市場應(yīng)用空間，能有效推進(jìn)圖書館的圖書管理工作智能化發(fā)展，未來隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)和成本降低，智能書盒有望被廣泛普及應(yīng)用。在普及路徑方面，由于智能書盒研發(fā)成本較高，但是復(fù)制性推廣成本較低，因此需要規(guī)模較大、資金雄厚的圖書館進(jìn)行牽頭研發(fā)，再自上而下進(jìn)行推廣普及。

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