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        物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能圖書館構(gòu)建與應(yīng)用

        2014-02-28 13:43:20梅成安
        圖書館學(xué)刊 2014年6期
        關(guān)鍵詞:館藏標(biāo)簽聯(lián)網(wǎng)

        梅成安

        (珠海市斗門區(qū)圖書館,廣東 珠海 519100)

        物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能圖書館構(gòu)建與應(yīng)用

        梅成安

        (珠海市斗門區(qū)圖書館,廣東 珠海 519100)

        介紹了物聯(lián)網(wǎng)的起源和特點,闡述了基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能圖書館概念及特征,并對系統(tǒng)架構(gòu)及具體應(yīng)用,如建筑管理、資源建設(shè)、智能服務(wù)與安全防護等進行初步的探索研究。同時對現(xiàn)階段面臨的問題和挑戰(zhàn)做了相應(yīng)的分析,為打造物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能圖書館提供一定的理論和實踐借鑒。

        物聯(lián)網(wǎng) 智能圖書館 系統(tǒng)構(gòu)架 具體應(yīng)用 問題挑戰(zhàn)

        21世紀(jì)是智能革命的時代,隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷革新,我國圖書館正逐步向信息化、自動化和智能化方向發(fā)展。但作為信息資源的重要樞紐和集散地,仍有不少問題困擾著圖書館。信息查詢獲取日益便捷,而圖書采購分類、借還、盤點和整架等傳統(tǒng)工作仍停留在原始狀態(tài),人工效率低下,還有圖書和建筑設(shè)備等資產(chǎn)的后續(xù)管理,難以安全監(jiān)控和節(jié)能減排等。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)成為繼計算機和互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次浪潮。以物理層編碼、射頻識別及近距無線通信等技術(shù),實現(xiàn)各種末端聯(lián)網(wǎng)設(shè)施的直接管理控制,形成一個泛在網(wǎng)絡(luò)下的統(tǒng)一系統(tǒng)[1]。其在圖書館中的應(yīng)用可有效降低監(jiān)管風(fēng)險,節(jié)約人力資源,進一步推動圖書館的智能化發(fā)展。

        1 物聯(lián)網(wǎng)概述

        物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things),即“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。源起于1995年比爾·蓋茨在《未來之路》中的構(gòu)想。而作為一個概念正式提出,則是國際電信聯(lián)盟(ITU)2005年11月的突尼斯峰會。把物品及物品的相關(guān)信息連接并傳遞到互聯(lián)網(wǎng),從建筑到花木,從牙刷到紙巾,實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)信息的交換與管理。2009年IBM紐約理事會更推出“智慧地球”設(shè)想。目前比較公認(rèn)的定義是,通過射頻識別(RFID)、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備,按約定協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接,進行信息交換和通信,實現(xiàn)智能化的識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理[2]。

        物聯(lián)網(wǎng)特點,①全面感知。用RFID和傳感器等設(shè)備,即時感知,并采集信息。②可靠傳遞。通過無線通信與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確傳遞信息。③智能處理。以云計算及模糊識別類技術(shù),對收集的龐大數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析處理及智能化管控。

        2 智能圖書館概念和特點

        智能圖書館,簡而言之,即圖書館+物聯(lián)網(wǎng)+云計算+智慧化設(shè)備。利用先進的計算機技術(shù),通過物聯(lián)網(wǎng)芯片、RFID傳感器及控制技術(shù)、無線和有線網(wǎng)絡(luò)、防火墻與相關(guān)軟件平臺系統(tǒng)等,及全立體、多層次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),集成構(gòu)建一個智能化管理服務(wù)系統(tǒng)。讓圖書館的建筑環(huán)境、設(shè)備資產(chǎn)、文獻資源以及讀者等因素“說話”,實時感知,獲取數(shù)據(jù),分析和處理,實現(xiàn)圖書館的一體化監(jiān)控管理。為讀者和圖書館員提供一個無處不在的智能化服務(wù)與管理平臺環(huán)境。

        智能圖書館具有3個特征:①溝通智能化。既可在互聯(lián)網(wǎng)提供相關(guān)服務(wù),亦可于物聯(lián)網(wǎng)進行信息資源的互通與共享。②建筑智能化。館內(nèi)建筑、環(huán)境及附屬機器設(shè)備等應(yīng)用智能程序優(yōu)化管控。如消防與安保、機房和閱覽室的環(huán)境監(jiān)測等。③服務(wù)智能化。具有管理和決策功能,可獨立處理事務(wù)。

        2006年7月,深圳圖書館新館成為國內(nèi)第一家采用RFID設(shè)備的圖書館。從文獻采訪、分編,到加工流通、典藏和讀者證卡等流程中,RFID標(biāo)簽和閱讀器取代原條碼、磁條等傳統(tǒng)設(shè)備[3]。其后國家圖書館、湖北圖書館和武漢大學(xué)圖書館等也相繼使用。當(dāng)然這種應(yīng)用僅屬初始階段,離真正的智能圖書館尚有差距。

        3 系統(tǒng)架構(gòu)及應(yīng)用解析

        3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

        智能圖書館的系統(tǒng)架構(gòu)具有“感、聯(lián)、知、控”特點(見圖1),分3個層次。

        感知層。仿佛智能圖書館的皮膚和五官,全方位感知度量。通過數(shù)據(jù)采集端,如RFID、智能手機和電腦、GPS、紅外或激光掃描器等,給圖書館增加一層有“感覺”的皮膚。如溫濕度傳感器用于機房監(jiān)控、RFID用于感知圖書資源等,實現(xiàn)對物體對象的感知。

        網(wǎng)絡(luò)層。即智能圖書館的神經(jīng)中樞和大腦,廣泛互聯(lián)互通。由互聯(lián)網(wǎng)、公共無線或有線通信、各種私有網(wǎng)絡(luò)、云計算及管理系統(tǒng)平臺等組成。將采集的外部動態(tài)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù),傳到圖書館的數(shù)據(jù)處理中心,提供相應(yīng)服務(wù)。

        應(yīng)用層。智能圖書館的實際應(yīng)用,包括服務(wù)和管理。是網(wǎng)絡(luò)層與用戶(人、組織或其他系統(tǒng))的接口。通過信息分析處理,實現(xiàn)人與人、人與物、物與物的對話,為讀者和館員構(gòu)建一個智能化的服務(wù)管理平臺。如館藏文獻的智能定位、地圖導(dǎo)航、基于位置的信息推送、圖書自助借閱、自動順架和盤點、無人值守的安防及溫濕度預(yù)警等。

        圖1 智能圖書館的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        軟件平臺環(huán)境包括Java EE或.NET平臺。系統(tǒng)模塊分布于應(yīng)用服務(wù)器、Web服務(wù)器和視頻服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器的軟件模塊是系統(tǒng)核心,與RFID閱讀器、服務(wù)平臺、數(shù)據(jù)庫等進行通信。Web服務(wù)器的軟件模塊提供用戶具體服務(wù),如Web提供PC訪問、WAP提供手機訪問。視頻服務(wù)器主要是視頻采集處理、存儲播放、流媒體服務(wù)等。各服務(wù)器之間通過不同接口協(xié)同完成。

        根據(jù)現(xiàn)有圖書館的業(yè)務(wù)流程,參考國內(nèi)外類似系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),基于物聯(lián)網(wǎng)智能圖書館的應(yīng)用管理應(yīng)設(shè)計以下8個子系統(tǒng):標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、自主借還系統(tǒng)、快速查詢系統(tǒng)、智能盤點系統(tǒng)、智能分揀系統(tǒng)、安全門禁系統(tǒng)、樓宇環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和全天候自動還書系統(tǒng)等(見圖2)。通過物聯(lián)網(wǎng)高度融合,構(gòu)建智能圖書館的應(yīng)用管理及服務(wù)體系。

        圖2 智能圖書館應(yīng)用管理子系統(tǒng)

        3.2 具體應(yīng)用解析

        歸納體現(xiàn)在建筑管理、資源建設(shè)、智能服務(wù)及安全防護4個方面。

        3.2.1 建筑管理

        通過物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器,使傳感網(wǎng)絡(luò)與移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,對館內(nèi)樓宇建筑及各種機器設(shè)備實時遠程監(jiān)控,實現(xiàn)智能化管理。一是消防安全,工作人員看不到的安全隱患,通過RFID射頻技術(shù)采集反饋信息,及時發(fā)現(xiàn)解決。二是環(huán)境監(jiān)測,傳感器與近距通訊相結(jié)合,監(jiān)測空氣中的有害物含量,如甲醛和CO2濃度等,自動通風(fēng)消毒。調(diào)節(jié)溫、濕、亮度及背景噪音,保障閱讀環(huán)境的健康和舒適。三是館內(nèi)附屬機器設(shè)備等,依智能優(yōu)化程序運行保養(yǎng)和維護,節(jié)能減排。四是燈光控制。圖書館照明可以說是展示自身形象的名片,由系統(tǒng)控制中心通過GPRS發(fā)出信號,子網(wǎng)控制器接收,轉(zhuǎn)為Zig-Bee信號傳至每盞燈。這樣可以進行整體或單燈控制,如定時、調(diào)光、亮滅及故障報警等操作。

        3.2.2 資源建設(shè)

        文獻資源:隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,圖書、報刊及光碟等出版時加貼RFID標(biāo)簽,記錄書名、作者、出版社和價格信息。智能圖書館通過標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng),將RFID標(biāo)簽轉(zhuǎn)成數(shù)據(jù)文件,轉(zhuǎn)入本館數(shù)據(jù)庫,加上館藏地點,即可流通。通過讀寫器掃描區(qū),修改標(biāo)簽館藏信息,便能入庫上架。

        架位管理:一體化RFID標(biāo)識有6大功能:架位采集、整理、圖書裝車、上架、統(tǒng)計、架位庫管理。標(biāo)簽自動讀寫、識別、記錄,配備圖書分揀機和上架機,實現(xiàn)機械化裝車上架,流通圖書精準(zhǔn)統(tǒng)計,并及時更新架位信息。同時避免錯置,提高館員工作效率。

        館藏盤點:使用傳統(tǒng)條形碼閱讀機需近距且無物阻擋。盤點要閉館,將書刊取下逐本掃描,耗時費力。而RFID盤點的優(yōu)勢在于遠距非接觸、快速多標(biāo)簽。只需手持閱讀器,將書架文獻資源橫掃一遍,即可輕松讀取。無需閉館,時間靈活,準(zhǔn)確無誤。還可回傳盤點記錄,建立日志。

        3.2.3 智能服務(wù)

        圖書定位導(dǎo)航:傳統(tǒng)的文獻定位只能精確到某個閱覽室、專題文獻庫或類目。文獻RFID標(biāo)簽與讀者移動終端的GPS芯片和指南針相連,則可引尋館藏精確到某個書架的某一層,并確定圖書位置信息,測算距離和路線。如同車載GPS一樣,將讀者實時引領(lǐng)到書架前。

        表1 RFID標(biāo)簽與條形碼比較

        位置推送服務(wù):感知讀者手機的所在位置,推送其感興趣的信息。如在圖書館附近,能接收圖書館近期新書通報、館內(nèi)活動等服務(wù)信息。當(dāng)走到某一書架范圍時,會收到該架上的新書信息等。

        快速自助借還:目前館藏文獻除光學(xué)條形碼,還加貼安全磁條。RFID標(biāo)簽非接觸自動識別,讀者可自助借還,免去消磁和充磁麻煩。只需將借閱證和圖書放在設(shè)備感應(yīng)區(qū),便可自動掃描識別讀者和文獻信息,確認(rèn)完成,打印借閱清單,解除電子標(biāo)簽的安全偵測位元,圖書即順利通過檢測門。讀者還書亦然,系統(tǒng)會自動更新館藏信息。實現(xiàn)人性化操作,一次可借還多本圖書,不必排隊,快捷方便。

        深圳圖書館新館自采用物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)后,服務(wù)從“柜臺”式轉(zhuǎn)為“超市”式,實行24小時自助一站式全天候服務(wù)。讀者到館人數(shù)年均增加8倍,外借數(shù)量增加6倍。讀者年均流量約360萬人次,日均借還量1萬本左右。

        圖書分類查找:將圖書放在分類站,其類別、架位及館藏地點等信息在系統(tǒng)中即可顯示,效率大為提高。且可對特殊狀況的圖書區(qū)別標(biāo)記,如已被預(yù)定等。不影響正常業(yè)務(wù)的情況下,還能輕易找到架上的圖書,包括放置錯誤的文獻。

        讀者需求采集:利用RFID標(biāo)簽及無線技術(shù)能對圖書進行準(zhǔn)確查重,了解圖書借閱頻率,實時動態(tài)獲取和處理館藏信息。通過對讀者借閱圖書的種類、位置、分布、流通及流向等的管理,有助于圖書館了解讀者的知識階構(gòu)、閱讀習(xí)慣、行為心理及需求情況,及時調(diào)整,開展個性化、多元化的服務(wù),為圖書館采編、信息咨詢和學(xué)科服務(wù)提供有效的決策信息。3.2.4 安全防護

        遠距門禁檢測。圖書館原磁條防盜,但準(zhǔn)確性低,容易消磁。RFID安全檢測門可對電子標(biāo)簽文獻自動掃描識別,采用聲、光提示報警,同時拍照和影像提取,避免糾紛,達到監(jiān)控防盜的目的,借閱管理和安全防遺漏流程不再脫節(jié)。

        應(yīng)急安全系統(tǒng)。前端監(jiān)控,通過以太網(wǎng)接入。配置現(xiàn)場緊急告警按鈕、語音廣播點和LED。告警信號傳入監(jiān)控室,管理平臺間集成聯(lián)動,提供警點定位、視頻彈出、錄像與檢索等。通過語音廣播、LED及讀者手機終端實時發(fā)布最新安防信息。

        電子巡更系統(tǒng)。大型圖書館通常都配備一定數(shù)量的安保人員,定期巡更排查。將巡檢信息鈕安裝在巡邏點位置,安保人員日常巡更時,手持巡檢器逐點采集信息,然后回傳給管理系統(tǒng),從而記錄整個巡更流程,便于規(guī)范管理。

        4 智能圖書館構(gòu)建關(guān)鍵及前景展望

        4.1 成本和人力資源

        首先是成本問題,即使局部物聯(lián)網(wǎng),也需較大投入。目前RFID標(biāo)簽價格在0.6~0.8美元之間,對于動輒數(shù)十萬甚至上百萬館藏的圖書館是一筆不小的數(shù)目。再加上組建龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及設(shè)備,如RFID智能館藏系統(tǒng)、讀者自助借閱及還書設(shè)備、館藏點檢設(shè)備、智能檢測系統(tǒng)、外圍相關(guān)應(yīng)用軟件及讀寫器等[4],成本投入將十分巨大。對于經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的圖書館,將是現(xiàn)階段面臨的最大問題。

        其次是人力資源方面。圖書館應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后,原業(yè)務(wù)內(nèi)容和流程的革新,使一些部門將失去存在價值,新的部門將應(yīng)運而生。服務(wù)內(nèi)容和方式將更加豐富和多樣化。圖書館員須轉(zhuǎn)變觀念,不斷培訓(xùn)學(xué)習(xí),提升自我綜合技能。不僅對流通各項工作要更深入了解,還需具有良好的網(wǎng)絡(luò)和計算機知識,如對數(shù)據(jù)的深度挖掘、讀者需求分析及服務(wù)內(nèi)容拓展等[5]。這些需要一個循序漸進的過程,方能適應(yīng)發(fā)展要求。

        4.2 標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)問題

        當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。異構(gòu)系統(tǒng)間的信息交換成本與質(zhì)量均難以盡如人意。作為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ),RFID和Zig-Bee關(guān)鍵技術(shù)、中間件及應(yīng)用方案等還需完善。目前國內(nèi)RFID以低頻為主,超高頻方始起步。云計算的公共智能服務(wù)也存在一些問題。此外,物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)有圖書館自動集成系統(tǒng)之間,前者是RFID電子標(biāo)簽,后者則為條形碼和磁條。二者需在通信協(xié)議、接口和數(shù)據(jù)格式等方面進一步協(xié)調(diào)整合。

        4.3 安全及隱私困擾

        物聯(lián)網(wǎng)的射頻識別系統(tǒng)使得任一標(biāo)簽的標(biāo)識或識別碼都能在遠程被掃描,并且不加區(qū)別地回應(yīng)指令,自動將信息回傳。跟蹤讀者行動,勢必涉及生活習(xí)慣及偏好等隱私問題。用戶隱私保護與信任管理是一個發(fā)展悖論。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,圖書館文獻、讀者、資產(chǎn)和建筑環(huán)境等對象互聯(lián)互通,其安全隱患難以避免。加之RFID的無線傳播,信號可攔截擷取,必須信息加密,方可確保安全。

        另外,RFID射頻信號易受干擾,讀寫器與門禁系統(tǒng)的靈敏度降低。其波段屬高頻范圍,對讀者健康是否有一定影響尚不可知。電子標(biāo)簽被破壞后,對于破損的圖書,館員若不在第一時間接觸,則難以判定是誰所為,自助還書系統(tǒng)也無法檢驗。

        在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,引入先進的前端感知等技術(shù),將實現(xiàn)圖書館的又一次新的飛躍,推動圖書館走向智能化時代。雖然現(xiàn)階段面臨一些問題和挑戰(zhàn),但隨著4G網(wǎng)絡(luò)的普用,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷革新,智能圖書館乃必然之發(fā)展趨勢。

        [1]姚軍.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧圖書館服務(wù)與管理[J].移動通信,2012(11):48-51.

        [2]韓麗.物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智慧圖書館發(fā)展與前景[J].現(xiàn)代情報,2012(5):47-50.

        [3]嚴(yán)棟.基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧圖書館[J].圖書館學(xué)刊,2010(7):8-10.

        [4]楊穎.物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的圖書館研究[J].情報探索,2012(10):106-109.

        [5]董曉霞,龔向陽.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能圖書館設(shè)計與實現(xiàn)[J].圖書館雜志,2011(3):65-68.

        梅成安男,1977年生。本科學(xué)歷,館員。研究方向:圖書館管理、讀者服務(wù)。

        G258.95

        2013-12-20;責(zé)編:張欣。)

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