徐盛

摘 要：基于條形碼的特性，圖書館一般需要大量人工進(jìn)行排架，大大降低了效率。而磁條報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警范圍較為寬泛，對(duì)于符合共振標(biāo)準(zhǔn)的磁性物質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生警報(bào)，誤報(bào)率相對(duì)較高。從讀者的角度來(lái)看，無(wú)論是圖書的檢索、查找或是借閱，都需要采用手工的方式，還需要到固定地點(diǎn)還書，這亦花費(fèi)了讀者一部分時(shí)間。為了滿足借閱雙方對(duì)工作效率不斷提升的要求，需要采用智能化更高的圖書館管理系統(tǒng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)技術(shù)的成熟，開(kāi)發(fā)出更加智能的圖書館管理系統(tǒng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的基于條形碼讀取和磁條報(bào)警的圖書館管理系統(tǒng)成為可能，而借助于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)的管理模式也勢(shì)在必行。該文對(duì)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)高校圖書館信息化進(jìn)行了研究，并提供相關(guān)智能化服務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以期望改善高校圖書館的工作效率，為讀者提供更加便捷的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 高校圖書館 智能化服務(wù) 射頻識(shí)別技術(shù)

中圖分類號(hào)：G258.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（c）-0186-03

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，圖書館管理工作的信息化進(jìn)程也在不斷加快。特別是高校圖書館的讀者量較大，借書還書較為頻繁，使得高校圖書館對(duì)管理工作信息化的需要尤為迫切。當(dāng)前，大部分高校圖書館的信息化管理系統(tǒng)有兩部分組成，條形碼讀取系統(tǒng)和磁條報(bào)警系統(tǒng)，這種管理系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化了圖書借閱流程，提高管理效率的同時(shí)，也不需要過(guò)高的系統(tǒng)建設(shè)成本。[1]然而，這種感覺(jué)管理系統(tǒng)的最大問(wèn)題在于智能化程度不高。從圖書館管理的角度來(lái)看，易破損的圖書條形碼為系統(tǒng)讀取帶來(lái)不必要的麻煩，而且基于條形碼的系統(tǒng)也不支持多目標(biāo)的識(shí)別。

2005年11月，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）正式確定了物聯(lián)網(wǎng)這一概念，與基于射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）的物聯(lián)網(wǎng)雛形相比，物聯(lián)網(wǎng)不僅以射頻識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建，更引入了紅外感應(yīng)器和極光掃描儀等信息傳功設(shè)備，按照特定的通訊協(xié)議將物體與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)了對(duì)物體的智能識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的多重功能[2]?？偟膩?lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)是由包括傳感器設(shè)備、信息通訊網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用控制網(wǎng)絡(luò)三部分共同組成的。首先，物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)射頻識(shí)別技術(shù)、傳感器、二維碼，能夠隨時(shí)隨地獲得物體的信息，完成對(duì)物體的識(shí)別功能，進(jìn)而利用可靠的信息通訊網(wǎng)絡(luò)將物體的信息準(zhǔn)確快速地上傳至網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中；最后，應(yīng)用控制網(wǎng)絡(luò)利用模糊識(shí)別、云計(jì)算等技術(shù)，分析并處理海量數(shù)據(jù)，完成物體的智能化控制和管理。這樣充分體現(xiàn)出了物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)主要特征，即全面感知特性、穩(wěn)定可靠的傳遞能力和強(qiáng)大的智能處理能力[3]。

1 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

利用物聯(lián)網(wǎng)管理圖書館的實(shí)現(xiàn)需要四個(gè)步驟：物體的識(shí)別、物體的感知、信息傳遞和信息處理[4]。為了實(shí)現(xiàn)以上環(huán)節(jié)，幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)尤為重要，包括射頻識(shí)別技術(shù)、傳感器、智能芯片和無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)。

1.1 射頻識(shí)別技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)，視頻識(shí)別技術(shù)需要依托射頻電子標(biāo)簽、閱讀器、天線和應(yīng)用系統(tǒng)四個(gè)部分實(shí)現(xiàn)。通過(guò)無(wú)線射頻的方式，視頻識(shí)別技術(shù)能夠完成非接觸式的雙向數(shù)據(jù)通信，在獲取相關(guān)數(shù)據(jù)后對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別[5]。在利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高校圖書館信息化的過(guò)程中，需要將條形碼替換為包含有相關(guān)數(shù)據(jù)的射頻電子標(biāo)簽，其中所包含的互用性信息將在應(yīng)用系統(tǒng)的控制下采集，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞至中央信息系統(tǒng)。通過(guò)相關(guān)智能分析功能模塊，中央信息系統(tǒng)完成圖書的識(shí)別，并完成圖書實(shí)時(shí)信息的傳遞和共享，最終完成圖書的透明化智能管理。用作圖書“身份證”的射頻電子標(biāo)簽，不僅成本低廉，而且可批量生產(chǎn)加工，尺寸也較小，方便在圖書內(nèi)安裝，即不影響正常閱讀，也能夠保證電子標(biāo)簽讀寫器讀取圖書的相關(guān)信息。

1.2 傳感器

傳感器令物體擁有了觸覺(jué)器官，是系統(tǒng)智能化的重要保障。傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中被用作檢測(cè)裝置，通過(guò)感受被測(cè)量的信號(hào)，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為其他形式的信息，完成物聯(lián)網(wǎng)對(duì)信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制的要求。作為圖書信息自動(dòng)識(shí)別過(guò)程的首要環(huán)節(jié)，傳感器以其智能化、網(wǎng)絡(luò)化和多功能化的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了將物體轉(zhuǎn)化為物聯(lián)網(wǎng)可用信息的功能。

1.3 智能芯片

智能芯片主要負(fù)責(zé)處理收集到的感應(yīng)信號(hào)?；谌斯ぴO(shè)置，智能芯片能夠初步具備人性化思維模式，提供最基本識(shí)別和檢測(cè)功能。同時(shí)，智能芯片的小型化為其更加靈活地安裝在圖書館提供了便利，其不僅能夠處理來(lái)自傳感器的信號(hào)并產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作，還能夠根據(jù)應(yīng)用控制網(wǎng)絡(luò)的信息執(zhí)行相應(yīng)命令，提高了為圖書館管理系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行的便利性和高效性[6]。

1.4 無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)

基于無(wú)線技術(shù)，無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)隨時(shí)隨地的傳輸。隨著無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益成熟，其穩(wěn)定性和高效性已經(jīng)能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)的信息傳遞需求。同時(shí)，無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)安裝方便、靈活性強(qiáng)，更是物聯(lián)網(wǎng)信息進(jìn)行隨時(shí)隨地傳輸?shù)幕颈Ｕ?。?dāng)前，大多數(shù)高校都建立起了高校無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，利用已有的硬件設(shè)備，能夠方便快捷地建立起物聯(lián)網(wǎng)所使用的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，保障信息的高效傳輸[7]。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 功能設(shè)計(jì)

按照?qǐng)D書館工作人員和讀者對(duì)圖書館管理系統(tǒng)的功能需求，可以將基于物聯(lián)網(wǎng)的圖書館管理系統(tǒng)分為前臺(tái)和后臺(tái)兩個(gè)部分。系統(tǒng)的后臺(tái)主要面向圖書館工作人員，需要完成電子標(biāo)簽的加工、圖書的盤點(diǎn)、整理、分類、加工、流通和典藏等功能，以及借書證的辦理。同時(shí)，為了將現(xiàn)有管理系統(tǒng)順利過(guò)渡到基于物聯(lián)網(wǎng)的圖書管理系統(tǒng)，系統(tǒng)后臺(tái)還要完成與當(dāng)前系統(tǒng)的無(wú)縫對(duì)接和標(biāo)簽轉(zhuǎn)換。相對(duì)而言，系統(tǒng)的前臺(tái)主要面向讀者，需要完成自助借書、還書流程，為讀者提供多種模式的圖書檢索功能，以及電子閱覽室管理、報(bào)刊閱覽室管理和門禁檢測(cè)等其他功能。

2.2 系統(tǒng)后臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)后臺(tái)架構(gòu)包括標(biāo)簽轉(zhuǎn)化子系統(tǒng)、借書證管理子系統(tǒng)、圖書盤點(diǎn)子系統(tǒng)和圖書分揀子系統(tǒng)。

2.2.1 標(biāo)簽轉(zhuǎn)化子系統(tǒng)

該系統(tǒng)由控制主機(jī)和標(biāo)簽轉(zhuǎn)換裝置兩部分組成。其中，控制主機(jī)負(fù)責(zé)兩部分的工作，條形碼信息的轉(zhuǎn)換和多種用途的電子標(biāo)簽信息生成。裝有標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的控制主機(jī)將現(xiàn)有系統(tǒng)中條形碼中所儲(chǔ)存的信息轉(zhuǎn)化為射頻電子標(biāo)簽中的信息格式，通過(guò)該功能完成原有系統(tǒng)與基于物聯(lián)網(wǎng)的圖書館管理信息的無(wú)縫對(duì)接。同時(shí)，控制主機(jī)還需要負(fù)責(zé)三類電子標(biāo)簽信息的生成：新入庫(kù)圖書的電子標(biāo)簽信息生成、書架的電子標(biāo)簽信息生成和讀者借書證的電子標(biāo)簽信息生成。根據(jù)控制主機(jī)生成的電子標(biāo)簽信息，標(biāo)簽轉(zhuǎn)換裝置會(huì)根據(jù)預(yù)設(shè)指令將相關(guān)信息寫入電子標(biāo)簽實(shí)體中，完成存儲(chǔ)有規(guī)范信息的電子標(biāo)簽與具體實(shí)體之間的綁定。

2.2.2 借書證管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)由借書證管理工作站、射頻讀寫器等部分組成。其中，借書證管理工作站中管理著具有借閱權(quán)限讀者及其借書證的相關(guān)信息，便于標(biāo)簽轉(zhuǎn)化其他子系統(tǒng)對(duì)讀者信息的檢索。具體而言，借書證管理子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了借書證辦理、管理和激活的功能。射頻讀寫器則是借書證管理子系統(tǒng)的讀寫設(shè)備，用于子系統(tǒng)對(duì)借書證的電子標(biāo)簽中信息進(jìn)行相應(yīng)的處理。

2.2.3 圖書盤點(diǎn)子系統(tǒng)

該系統(tǒng)由控制主機(jī)和手持無(wú)線射頻讀寫器組成。利用無(wú)線射頻手持讀寫器，能夠?qū)D書的射頻電子標(biāo)簽完成快速和準(zhǔn)確的讀取，進(jìn)而完成圖書的批量盤點(diǎn)，節(jié)省了傳統(tǒng)圖書盤點(diǎn)中的大量人力，極大地提高了盤點(diǎn)效率。為了凸顯物聯(lián)網(wǎng)高效便捷的特點(diǎn)，在圖書館中每個(gè)書架各層的側(cè)面安裝電子射頻天線，并利用多路復(fù)用器與電子射頻讀寫器相連。圖書館工作人員在進(jìn)行圖書盤點(diǎn)時(shí)，只需要利用無(wú)線射頻手持讀寫器讀取書架每一層的數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至控制主機(jī)，由控制主機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整理，即可完成實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)更新，并由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將更新數(shù)據(jù)出送至中央數(shù)據(jù)管理工作站。

2.2.4 圖書分揀子系統(tǒng)

該系統(tǒng)的功能由智能圖書分揀機(jī)完成。傳統(tǒng)的圖書管理系統(tǒng)中，一般采用人工分揀的方式實(shí)現(xiàn)圖書的整理分揀，作為消耗人力最多的工作環(huán)節(jié)之一，人工分揀不僅大大降低了圖書館管理工作的效率，更由于人為錯(cuò)誤導(dǎo)致分揀不夠準(zhǔn)確。而智能圖書分揀機(jī)能夠自動(dòng)讀取圖書的電子標(biāo)簽，并按照標(biāo)簽中存儲(chǔ)的相關(guān)信息對(duì)圖書的類別進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和分類，完成了圖書分揀、歸還全過(guò)程的自動(dòng)化，極大提升了圖書整理分揀的工作效率。

2.3 系統(tǒng)給前臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)前臺(tái)架構(gòu)包括圖書檢索子系統(tǒng)、自助借書子系統(tǒng)、自助還書子系統(tǒng)、電子閱覽室管理子系統(tǒng)和門禁檢測(cè)子系統(tǒng)。

2.3.1 圖書檢索子系統(tǒng)

對(duì)于藏有大量文獻(xiàn)的高校圖書館而言，高效快捷的圖書檢索系統(tǒng)是提高圖書借閱效率的重要保障?；谏漕l識(shí)別系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)工作站和無(wú)線局域網(wǎng)構(gòu)成的圖書檢索子系統(tǒng)，能夠提供便捷的檢索方式。例如，通過(guò)將待查詢的圖書信息錄入手持式射頻識(shí)別終端，以此可以檢索多本圖書的館藏信息，而通過(guò)計(jì)算機(jī)工作站、無(wú)線局域網(wǎng)和射頻識(shí)別系統(tǒng)也能夠查找到圖書的館藏信息。通過(guò)圖書電子標(biāo)簽的實(shí)時(shí)反饋，能夠快速地定位圖書所在位置，節(jié)省讀者獲取圖書的時(shí)間。同時(shí)，圖書檢索系統(tǒng)提供了包括模糊檢索在內(nèi)的多種檢索模式，極大提升了檢索系統(tǒng)的智能程度。

2.3.2 自助借書子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)由控制主機(jī)、觸摸顯示器、多功能電子標(biāo)簽閱讀器、嵌入式打印機(jī)等部分組成。首先，讀者將借書證放置在多功能電子標(biāo)簽閱讀器上，就能完成讀者權(quán)限的獲取，自主借書子系統(tǒng)也能夠根據(jù)讀者的信息，向讀者反饋其當(dāng)前借書權(quán)限等信息。進(jìn)而，讀者將期望借閱的圖書放置在多功能電子標(biāo)簽閱讀器上，控制主機(jī)能夠根據(jù)電子標(biāo)簽閱讀器讀取的圖書信息，將借閱信息更新至后臺(tái)的圖書管理數(shù)據(jù)庫(kù)中，并向讀者反饋借書注意事項(xiàng)和歸還日期等數(shù)據(jù)。最后，讀者注銷權(quán)限，完成整個(gè)自助式的結(jié)束過(guò)程。

2.3.3 自助還書子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)同樣由控制主機(jī)、觸摸顯示器、多功能電子標(biāo)簽閱讀器、嵌入式打印機(jī)等部分組成。首先，讀者將期望歸還的圖書放置在多功能電子標(biāo)簽閱讀器上，圖書的相關(guān)信息將會(huì)被讀取出來(lái)，并檢查借閱時(shí)間是否超期，并返回相應(yīng)提示。進(jìn)而，讀者可將圖書放在還書口處，當(dāng)還書裝置檢測(cè)到圖書已經(jīng)被回收至設(shè)備內(nèi)，便會(huì)將歸還圖書的信息傳遞至后臺(tái)的圖書管理數(shù)據(jù)庫(kù)中，更新圖書借閱信息，該圖書的電子標(biāo)簽也將會(huì)在還書過(guò)程中被重新設(shè)置。為了方便讀者還書，自主還書設(shè)備可以安裝在圖書館外部，進(jìn)而由工作人員定時(shí)收取，簡(jiǎn)化還書流程。

2.3.4 電子閱覽室管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)能夠通過(guò)讀取讀者借書證中的相應(yīng)信息，記錄并更新每位讀者在電子閱覽室的時(shí)間，并對(duì)當(dāng)前電子閱覽室中的讀者規(guī)模進(jìn)行控制，避免人員擁擠的情況發(fā)生。于此同時(shí)，通過(guò)長(zhǎng)期記錄電子閱覽室讀者情況，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，便于圖書館對(duì)電子閱覽室的管理策略進(jìn)行更新，以及對(duì)電子閱覽室規(guī)模的調(diào)整，為圖書館管理提供真實(shí)具體的數(shù)據(jù)支持。

2.3.5 門禁檢測(cè)子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)有射頻識(shí)別電路、聲光報(bào)警器、攝像系統(tǒng)和安全門型天線共同組成。門禁處一般采用多通道設(shè)計(jì)，對(duì)于入口通道，射頻識(shí)別電路通過(guò)讀取讀者借書證的電子標(biāo)簽，識(shí)別是否為擁有借閱權(quán)限的讀者，并根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)利用安全門型天線系統(tǒng)控制門禁。而對(duì)于出口通道，射頻識(shí)別電路通過(guò)監(jiān)測(cè)圖書館藏書中的電子標(biāo)簽，與圖書管理工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，一旦識(shí)別到未辦理借閱手續(xù)的圖書被帶離圖書館時(shí)，將進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)觸發(fā)攝像系統(tǒng)，記錄門禁出人的情況。門禁檢測(cè)系統(tǒng)不僅提高了讀者進(jìn)出的便利性，更重要的是增強(qiáng)了館藏圖書的安全性。

3 結(jié)語(yǔ)

逐漸成熟的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大大提高了圖書館管理工作的效率，為改善原有圖書管理系統(tǒng)效率提供了可能性。基于物聯(lián)網(wǎng)的圖書管理系統(tǒng)，高校圖書館能夠節(jié)省大量人力、高效便捷的完成圖書的盤點(diǎn)、上架和相關(guān)的管理工作。而讀者通過(guò)圖書館提供的圖書檢索設(shè)備，能夠快速地查詢到相關(guān)圖書的館藏信息，而借助自助借書、還書系統(tǒng)，讀者能夠輕松完成借書、還書流程，節(jié)省大量時(shí)間。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為高校圖書館的圖書管理工作帶來(lái)便利，也為未來(lái)開(kāi)發(fā)更多的智能化服務(wù)帶來(lái)可能。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，高校圖書館能夠在未來(lái)不斷提升工作效率和服務(wù)水平。

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