凌征強(qiáng)，黃　輝

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基于智能家居的智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層建設(shè)*

凌征強(qiáng)，黃輝

摘要文章通過(guò)闡述若干大型信息技術(shù)企業(yè)的智能家居發(fā)展現(xiàn)狀，探討智能家居數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)及其主要特點(diǎn)，針對(duì)智慧圖書(shū)館存在的大數(shù)據(jù)處理能力欠缺及區(qū)域數(shù)據(jù)智慧化功能不完善等問(wèn)題，提出學(xué)習(xí)借鑒大型信息技術(shù)企業(yè)的智能家居數(shù)據(jù)層設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)建設(shè)智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)中心、制定跨平臺(tái)數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)及區(qū)域數(shù)據(jù)子系統(tǒng)等措施，推進(jìn)智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層建設(shè)的策略。

關(guān)鍵詞智能家居智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)

引用本文格式凌征強(qiáng)，黃輝. 基于智能家居的智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層建設(shè)［J］. 圖書(shū)館論壇，2016（6）：114-120.

*本文系2014年度廣東省文化廳、廣東圖書(shū)館學(xué)會(huì)立項(xiàng)課題“基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的智慧圖書(shū)館研究”（項(xiàng)目編號(hào)：GDTK1434）和廣東省外語(yǔ)藝術(shù)職業(yè)學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)“高職教育信息化科研團(tuán)隊(duì)”基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2014KYTD03）研究成果之一

0問(wèn)題與背景

隨著智能信息技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的智能設(shè)備應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，數(shù)字化技術(shù)朝智慧化發(fā)展的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)。數(shù)字圖書(shū)館將逐步向智慧圖書(shū)館轉(zhuǎn)變，未來(lái)幾乎所有圖書(shū)館中的物品，都有可能被植入智能芯片而成為“智能物品”?！爸悄芪锲贰笨蓭椭^員采集、過(guò)濾、發(fā)送、統(tǒng)計(jì)、解讀各種數(shù)據(jù)信息，激發(fā)圖書(shū)館全新的辦館思路，營(yíng)造令讀者更滿(mǎn)意的館舍環(huán)境，提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。已有不少文章描繪了智慧圖書(shū)館的美好畫(huà)面，但是，美好的愿景需要建立在圖書(shū)館強(qiáng)大的智慧化功能基礎(chǔ)之上。因此，圖書(shū)館必須要具有一個(gè)類(lèi)似人類(lèi)大腦的，可以統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)所有“智能物品”的，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人之間交互的核心功能部分，這個(gè)核心就是智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層，數(shù)據(jù)層由數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)及其子系統(tǒng)等組成。

數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館智慧化的關(guān)鍵所在。有了數(shù)據(jù)中心，眾多“智能物品”產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)才能得到處理，物與物、物與人之間的交互溝通方能實(shí)現(xiàn)。所以構(gòu)建具備存儲(chǔ)、分析、計(jì)算海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心是建設(shè)智慧圖書(shū)館的重要前提之一。它將作為一臺(tái)邏輯計(jì)算機(jī)來(lái)定義和遷移所有的計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源，使圖書(shū)館內(nèi)眾多智能物體產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)組合成為一個(gè)邏輯上的“數(shù)據(jù)整體”，之后，數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)將調(diào)用、挖掘并響應(yīng)來(lái)自感知層和應(yīng)用層的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，進(jìn)而為圖書(shū)館實(shí)現(xiàn)智慧化提供有力支撐。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于智慧圖書(shū)館的研究，主要集中在圖書(shū)RFID標(biāo)簽設(shè)備和ZIGBEE短途通信組網(wǎng)技術(shù)［1］、可穿戴智能設(shè)備［2］、智慧圖書(shū)館個(gè)性化服務(wù)及模式構(gòu)建［3］等方面，對(duì)建設(shè)智慧圖書(shū)館有較好的指導(dǎo)作用。但是，上述研究基本屬于智慧圖書(shū)館感知層和應(yīng)用層方面［4］的研究，關(guān)于智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層［5］的深入研究和案例較為罕見(jiàn)。數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)是智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層的兩個(gè)核心部分，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外圖書(shū)館業(yè)界對(duì)此尚無(wú)統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，亟需開(kāi)展進(jìn)一步的研究。由于智慧圖書(shū)館與智能家居皆屬于智能建筑［6］廣義理論的范疇，因此，通過(guò)分析大型信息技術(shù)企業(yè)的智能家居建設(shè)案例，探索適合當(dāng)前我國(guó)智慧圖書(shū)館現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)層建設(shè)問(wèn)題，是一種可行的研究思路。

1　智能家居及其數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)

國(guó)內(nèi)外眾多大型信息技術(shù)企業(yè)都在探索并建設(shè)智能家居系統(tǒng)平臺(tái)，尤其是微軟、谷歌、三星、蘋(píng)果等國(guó)外及以BAT（百度、阿里、騰訊）等為代表的國(guó)內(nèi)信息企業(yè)都提出了各自智能家居的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)理論及建設(shè)思路，對(duì)智慧圖書(shū)館建設(shè)數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)具有較好的實(shí)際指導(dǎo)作用。

圖1　智能家居示意圖*

1.1智能家居

智能家居又稱(chēng)為智能住宅。其融合利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊、綜合布線(xiàn)、醫(yī)療電子等信息技術(shù)，遵循人體工程學(xué)的原理，根據(jù)用戶(hù)的個(gè)性需求，將與家居生活密切相關(guān)的各子系統(tǒng)，如光線(xiàn)控制、安全防衛(wèi)、內(nèi)飾控制、燃料控制、家用電器、場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)、供暖制冷、環(huán)境衛(wèi)生等，有機(jī)整合為一體，并通過(guò)中央智能系統(tǒng)控制和管理，最終實(shí)現(xiàn)“以人為本”的智能化家居生活［7］。智能家居環(huán)境下，家居設(shè)備可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化及智能化的管理，即所有的家居設(shè)備，如電器、家具等均可針對(duì)用戶(hù)意愿提供個(gè)性化的服務(wù)，有如人類(lèi)一樣具備了“智慧”的溝通能力。從圖1可看出，在整個(gè)智能環(huán)境下，住宅中的各種物品都具備了溝通交互功能，彼此可相互理解、合作，房屋的恒溫控制、照明、家電控制、園藝噴灌等子系統(tǒng)，皆由智能家居數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)直接控制、調(diào)度，共同營(yíng)造用戶(hù)定制的環(huán)境溫度、亮度和背景；同時(shí)還可使用手機(jī)等智能終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理。

1.2智能家居數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)

1.2.1微軟“Xanadu 2.0”

為全面展示微軟公司的技術(shù)產(chǎn)品及對(duì)未來(lái)信息科技的設(shè)想，預(yù)測(cè)未來(lái)人類(lèi)智能家居生活的場(chǎng)景，比爾·蓋茨斥資6300萬(wàn)美元建造了名為“Xanadu 2.0”（世外桃源2.0）的“未來(lái)屋”［8］?！拔磥?lái)屋”完全由中央數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)“Xanadu”自動(dòng)控制，所有家居設(shè)備均通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相互連接，并使用統(tǒng)一的數(shù)字語(yǔ)言相互溝通，同時(shí)配備人類(lèi)聲控及指紋子系統(tǒng)，主人進(jìn)門(mén)無(wú)需鑰匙，留言及書(shū)寫(xiě)不用紙筆。來(lái)訪的客人只要佩戴為其定制的電子胸針，即可上傳個(gè)人數(shù)據(jù)，“Xanadu”系統(tǒng)會(huì)根據(jù)已有客人數(shù)據(jù)讀取其個(gè)人偏好，自動(dòng)調(diào)節(jié)出令其賓至如歸的舒適背景環(huán)境，而沒(méi)有佩戴胸針的人則被認(rèn)為是入侵者，“Xanadu”系統(tǒng)將拒絕回應(yīng)請(qǐng)求，同時(shí)還會(huì)啟動(dòng)防衛(wèi)系統(tǒng)。此外，房屋遍布各種各樣的傳感器，可隨時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光、溫濕度及灌溉植物。2006年4月，蓋茨在未來(lái)屋中設(shè)宴款待了訪問(wèn)美國(guó)的中國(guó)國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人胡錦濤，并向他展示了未來(lái)屋的各種智能化功能。

1.2.2三星“SmartThings”

三星的智能家居控制系統(tǒng)平臺(tái)“SmartThings”通過(guò)遍布用戶(hù)家中的各種傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫濕度變化，并訂閱家庭監(jiān)控服務(wù)。當(dāng)用戶(hù)家中發(fā)生緊急事故，例如起火、水管爆裂及失竊時(shí)，“SmartThings”會(huì)立即向指定聯(lián)系人撥打電話(huà)或發(fā)送短信，報(bào)告發(fā)生了什么事情。通過(guò)安裝“SmartThings”的APP應(yīng)用，用戶(hù)可以使用智能手機(jī)、手表及其他智能終端遙控屋內(nèi)的電器，真正實(shí)現(xiàn)屋內(nèi)所有的三星設(shè)備都連入“物聯(lián)網(wǎng)”，彼此可以相互識(shí)別、通信。2015年上半年，“SmartThings”開(kāi)始進(jìn)入實(shí)際部署階段。不過(guò)，三星的智能家居系統(tǒng)還不是非常完善，“SmartThings”僅限于三星設(shè)備之間的通暢互聯(lián)，對(duì)第三方設(shè)備的兼容性并不強(qiáng)。

1.2.3谷歌“Brillo”

2015年，谷歌以開(kāi)源智能手機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)“Android”為核心，開(kāi)發(fā)了智能家居系統(tǒng)平臺(tái)“Brillo”和跨平臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議“Weave”?！癢eave”協(xié)議和“Brillo”系統(tǒng)配套使用，可以互相連接云端數(shù)據(jù)中心、“Android”手機(jī)和“Weave”協(xié)議支持的第三方設(shè)備，比如谷歌“Nest”傳感器系列產(chǎn)品可通過(guò)“Weave”協(xié)議與使用“Android”的手機(jī)互聯(lián)，使“Android”升級(jí)為一個(gè)兼容性極強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺(tái)。使用基于“Android”的“Brillo”，未來(lái)可以幫谷歌將谷歌搜索、瀏覽器“Chrome”、谷歌街景地圖、郵箱GMAIL等服務(wù)整合成一體，這意味著未來(lái)谷歌智能家居的潛在用戶(hù)群體將十分龐大。同樣，除了自動(dòng)管理，用戶(hù)也可以通過(guò)“Brillo”實(shí)現(xiàn)手機(jī)遠(yuǎn)程管理。

盡管智能家居仍未十分成熟，也尚未得到大規(guī)模普及。但是，根據(jù)美國(guó)專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)Forrester的預(yù)測(cè)，到2020年，智能家居將成為繼智能手機(jī)后的下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)別的普通居民消費(fèi)市場(chǎng)［9］。隨著智能家居產(chǎn)業(yè)越來(lái)越受重視，相關(guān)技術(shù)發(fā)展不斷進(jìn)步，必然會(huì)有越來(lái)越多的智能化設(shè)備和應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。上述企業(yè)就已有不少成熟應(yīng)用的案例，通過(guò)各自開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)平臺(tái)，基本實(shí)現(xiàn)了家居設(shè)備的自動(dòng)化及智能化管理。在整個(gè)智能家居體系結(jié)構(gòu)中，智能家居數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)（smarthome control systems，SCS）是數(shù)據(jù)層的核心組成部分，是智能家居智慧化功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

1.3智能家居數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)特點(diǎn)

根據(jù)微軟、三星、谷歌等公司的智能家居數(shù)據(jù)處理模式，可總結(jié)出智能家居數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)的共同特點(diǎn)如下：

（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活多變。從總體來(lái)看，智能家居數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)是由各子系統(tǒng)通過(guò)遵循一定的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議組合而成的系統(tǒng)。用戶(hù)可自行根據(jù)需求，增刪功能子系統(tǒng)。

（2）存儲(chǔ)量巨大，數(shù)據(jù)處理能力極強(qiáng)。智能家居數(shù)據(jù)中心屬于云計(jì)算中心，在智能家居環(huán)境中，各種家居設(shè)備、溫濕度傳感器、攝像頭等每月產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流達(dá)到了令人驚訝的PB（千萬(wàn)億字節(jié)）級(jí)別，因此必須具備儲(chǔ)存和處理海量大型數(shù)據(jù)的能力。

（3）操作簡(jiǎn)單，管理快捷。智能家居數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)的所有設(shè)備均可通過(guò)手機(jī)等智能終端接口接入，可提供可視化操作及管理，極為簡(jiǎn)單方便。

（4）支持多種場(chǎng)景應(yīng)用?？稍O(shè)定各種生活模式及場(chǎng)景，例如，在/離家模式，生日/宴會(huì)場(chǎng)景等。

（5）兼容性強(qiáng)，部署簡(jiǎn)便。對(duì)于已設(shè)置好數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)的環(huán)境，新增智能設(shè)備可以即插即用，只要插上電源，即可通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接方式，加入智能家居系統(tǒng)。

2　我國(guó)智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層建設(shè)問(wèn)題

2.1智慧圖書(shū)館

智慧圖書(shū)館的出現(xiàn)源于人工智能技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者就智慧圖書(shū)館的定義進(jìn)行了大量的探討，例如，芬蘭奧盧大學(xué)館員艾拓拉等提出的感知論，上海社會(huì)科學(xué)院信息研究所王世偉等提出的模式論，以及人文論、要素論、智能論等［10］，但仍未有統(tǒng)一的定義。作者認(rèn)為，智慧圖書(shū)館是具備感知自動(dòng)化（Perception Automatic ）、處理大數(shù)據(jù)化（ Processing Big Data）及服務(wù)個(gè)性化（Personalized service）功能，能夠令用戶(hù)產(chǎn)生智慧化體驗(yàn)的綜合性圖書(shū)館。

2.2國(guó)內(nèi)外智慧圖書(shū)館建設(shè)現(xiàn)狀

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外大部分智慧圖書(shū)館的智慧化建設(shè)程度不高，大多停留在“無(wú)人值守，自動(dòng)感知，自助借還”階段。例如，廣州市群書(shū)博覽公司研發(fā)生產(chǎn)了“校園智慧圖書(shū)館”，在廣州市屬9所重點(diǎn)中學(xué)投入使用［11］；我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)臺(tái)北市圖書(shū)館在超市、地鐵站、機(jī)場(chǎng)內(nèi)設(shè)置了“智慧圖書(shū)館”［12］；澳大利亞阿蘭娜和馬德琳基金會(huì)在澳洲部署了400多個(gè)社區(qū)“智慧圖書(shū)館”［13］；美國(guó)佛羅里達(dá)布勞沃德縣圖書(shū)館與機(jī)場(chǎng)合作，在機(jī)場(chǎng)設(shè)置“智慧圖書(shū)館”［14］。這些圖書(shū)館的共同特點(diǎn)是無(wú)人值守，用戶(hù)自助服務(wù)，具備初步的智慧感知能力，依靠部署的自助借還書(shū)系統(tǒng)、RFID系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)和物流配送系統(tǒng)組合而成；主要功能是提供自助借還書(shū)服務(wù)；優(yōu)點(diǎn)是靠近社區(qū)及交通樞紐，方便讀者借還，因此較受群眾喜愛(ài)，一定程度上提高了圖書(shū)的流通率，但它們還不能提供主動(dòng)的“個(gè)性化”服務(wù)，不具備大數(shù)據(jù)的處理能力，不能稱(chēng)之為完全意義上的“智慧圖書(shū)館”。然而也有極個(gè)別完成了智慧圖書(shū)館“雛形”建設(shè)的圖書(shū)館，例如，深圳鹽田區(qū)圖書(shū)館和荷蘭阿姆斯特丹圖書(shū)館，這些圖書(shū)館實(shí)現(xiàn)了較大程度的自動(dòng)化感知功能，可以通過(guò)讀者卡、手機(jī)等感知讀者位置，能夠存儲(chǔ)并分析有關(guān)讀者閱讀歷史及閱讀偏好的大量數(shù)據(jù)，結(jié)合圖書(shū)館的館藏資源和讀者的習(xí)慣，進(jìn)行主動(dòng)的信息資源推送服務(wù)，另外還針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)了一些個(gè)性化的智慧功能，如書(shū)桌可以記憶讀者的閱讀習(xí)慣，自動(dòng)調(diào)節(jié)坡度及高度［15］；阿姆斯特丹圖書(shū)館還推出了針對(duì)特殊讀者的個(gè)性化“跟隨沙發(fā)”［16］，在感知到讀者后，經(jīng)過(guò)特殊改造的椅子會(huì)自動(dòng)行駛到讀者跟前，一直跟隨至讀者離開(kāi)圖書(shū)館才結(jié)束服務(wù)。

圖2　智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層結(jié)構(gòu)

2.3智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層

智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層的主要功能是采集和管理感知層、應(yīng)用層的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)層由數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)、區(qū)域子系統(tǒng)組成（見(jiàn)圖2）。

數(shù)據(jù)中心是個(gè)復(fù)合概念，它不僅僅是一些服務(wù)器的集合，而是一種多功能的，能容納眾多服務(wù)器、存儲(chǔ)、制冷以及通信設(shè)備的建筑，用以傳遞、加速、計(jì)算和存儲(chǔ)大規(guī)模的數(shù)據(jù)信息。智慧圖書(shū)館感知層采集的數(shù)據(jù)，應(yīng)用層提交的數(shù)據(jù)及各種區(qū)域子系統(tǒng)產(chǎn)生的各類(lèi)數(shù)據(jù)信息，統(tǒng)一存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)中心。

數(shù)據(jù)中心需具備以下特性：（1）高傳輸性。能滿(mǎn)足當(dāng)前及未來(lái)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊?，能提?-10GB或以上的傳輸速率。（2）高可靠性。使用開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)，能24小時(shí)不間斷運(yùn)行。（3）低能耗。使用結(jié)構(gòu)合理的低密度構(gòu)造，同時(shí)具備高效的散熱性能。（4）延伸性好。能適應(yīng)未來(lái)發(fā)展變化，支持業(yè)務(wù)增長(zhǎng)及擴(kuò)容，且方便維護(hù)。

數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)是用于管理數(shù)據(jù)中心的操作系統(tǒng)。狹義的數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)指管理數(shù)據(jù)中心的功能系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、分析、查詢(xún)，并響應(yīng)來(lái)自智慧圖書(shū)館應(yīng)用層及感知層的請(qǐng)求。廣義的數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)層中各區(qū)域子系統(tǒng)，除上述數(shù)據(jù)操作外，中心系統(tǒng)仍需響應(yīng)來(lái)自數(shù)據(jù)層內(nèi)部的各種跨平臺(tái)、跨協(xié)議的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。

2.4我國(guó)智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層建設(shè)存在的問(wèn)題

2.4.1亟需加大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理能力

智慧圖書(shū)館的所謂“智慧”，并非通常意義上的人類(lèi)智慧。智慧圖書(shū)館并不能像人類(lèi)一樣產(chǎn)生思維意識(shí)，它實(shí)際是先通過(guò)數(shù)據(jù)中心監(jiān)控、收集大量用戶(hù)個(gè)人日常行為習(xí)慣的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，再進(jìn)行大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、分析，進(jìn)而歸納、預(yù)測(cè)出用戶(hù)下一步可能的行為或行為趨勢(shì)，然后根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果提供自動(dòng)化的服務(wù)，最終產(chǎn)生一種仿佛無(wú)所不知的“智慧化”圖書(shū)館用戶(hù)體驗(yàn)。由于用戶(hù)行為數(shù)據(jù)是進(jìn)行預(yù)測(cè)最重要的基礎(chǔ)，因此，智慧圖書(shū)館必須具備存儲(chǔ)及處理大型數(shù)據(jù)的能力。與大型信息技術(shù)企業(yè)的智能家居相比，當(dāng)前我國(guó)大多數(shù)進(jìn)行智慧圖書(shū)館建設(shè)的圖書(shū)館尚未具備大型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理能力。少部分進(jìn)行了初步智慧化建設(shè)的圖書(shū)館，例如，上海圖書(shū)館、深圳圖書(shū)館、廣州圖書(shū)館、北京理工大學(xué)圖書(shū)館、廈門(mén)集美大學(xué)圖書(shū)館等，完成了圖書(shū)的RFID標(biāo)簽改造、ZIGBEE短途通信網(wǎng)絡(luò)架設(shè)、館內(nèi)圖書(shū)導(dǎo)航移動(dòng)手機(jī)APP應(yīng)用［17］等建設(shè)工作。但是，這些屬于智慧圖書(shū)館感知層和應(yīng)用層的建設(shè)，作為核心數(shù)據(jù)支持的數(shù)據(jù)層建設(shè)則幾乎沒(méi)有。某些區(qū)域圖書(shū)館進(jìn)行了數(shù)據(jù)中心建設(shè)的嘗試，例如福建福州地區(qū)大學(xué)城策劃建設(shè)福州地區(qū)大學(xué)城數(shù)據(jù)中心［18］，但是并未達(dá)到處理大型數(shù)據(jù)的預(yù)期效果。由于沒(méi)有數(shù)據(jù)中心的支持，大量感知數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及處理無(wú)法即時(shí)進(jìn)行，高級(jí)智慧化應(yīng)用也無(wú)法得到進(jìn)一步的數(shù)據(jù)支持。

2.4.2區(qū)域數(shù)據(jù)處理的智慧化程度有待提高

在智能家居環(huán)境中，整體智慧化并非由數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)單獨(dú)提供，而是由多個(gè)功能子系統(tǒng)組合成的有機(jī)功能整體來(lái)實(shí)現(xiàn)。眾多子系統(tǒng)提供各種智慧化功能，再由數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理。例如，安防子系統(tǒng)負(fù)責(zé)門(mén)禁、監(jiān)控、消防等的智慧化；節(jié)能子系統(tǒng)負(fù)責(zé)燈光的開(kāi)閉、植物灌溉、空調(diào)開(kāi)關(guān)等智慧化。與此類(lèi)似，整體圖書(shū)館功能的智慧化，也是由多個(gè)局部智慧化子系統(tǒng)組合成的邏輯整體。因?yàn)?，圖書(shū)館內(nèi)有多種服務(wù)、設(shè)備、人員、物品，服務(wù)環(huán)境較為復(fù)雜，因此，圖書(shū)館被劃分成許多局部的“小環(huán)境”，由不同的智慧子系統(tǒng)來(lái)分別進(jìn)行管理。但是，目前我國(guó)智慧圖書(shū)館部署的各子系統(tǒng)功能仍有所欠缺。某些圖書(shū)館雖然部署了門(mén)禁、節(jié)能、背景控制、地圖導(dǎo)航、服務(wù)預(yù)知等子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了某些局部的“智慧化”，但整體的智慧化能力仍有待完善，尤其是缺乏能夠整體管理協(xié)調(diào)眾多功能子系統(tǒng)的中心管理系統(tǒng)。

2.4.3尚未具備統(tǒng)一的設(shè)備通信標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)兼容性較弱

“萬(wàn)物互聯(lián)”是智慧圖書(shū)館的一個(gè)建設(shè)目標(biāo)，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，圖書(shū)館內(nèi)部的物品及設(shè)備必須能夠彼此識(shí)別。但是，受限于當(dāng)前通信標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，不同功能子系統(tǒng)間的設(shè)備數(shù)據(jù)兼容性較差或根本無(wú)法兼容。例如，三星的智能家居平臺(tái)下，只有三星的設(shè)備可以較好地互聯(lián)，而這在實(shí)際應(yīng)用中是不現(xiàn)實(shí)的。同理，除了圖書(shū)外，圖書(shū)館中尚有大量設(shè)備需要進(jìn)行“物化”［19］改造，用戶(hù)管理也會(huì)產(chǎn)生精確定位等需求，屆時(shí)將產(chǎn)生大量不同格式的第三方數(shù)據(jù)。但現(xiàn)實(shí)情況是，包括智能家居、智能建筑在內(nèi)，當(dāng)前并無(wú)統(tǒng)一的互聯(lián)通信標(biāo)準(zhǔn)，而出于壟斷性經(jīng)營(yíng)的商業(yè)目的，某些大型信息技術(shù)企業(yè)對(duì)于推動(dòng)統(tǒng)一的設(shè)備通信標(biāo)準(zhǔn)并不積極，造成當(dāng)前智能設(shè)備間的數(shù)據(jù)兼容性普遍較弱。

3　智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層建設(shè)的推進(jìn)策略

3.1加快建設(shè)智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心是智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)層的核心組成部分之一。數(shù)據(jù)中心具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算功能，能管理感知層產(chǎn)生的海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并為應(yīng)用層的智慧化提供有力支撐。當(dāng)前，數(shù)據(jù)中心建設(shè)的方案主要有兩種。一是自建數(shù)據(jù)中心。百度、阿里巴巴、谷歌、IBM等企業(yè)為了拓展業(yè)務(wù)，都建設(shè)有獨(dú)立的數(shù)據(jù)中心，例如，阿里云、谷歌drive等。自建的成本較高，后期維護(hù)對(duì)技術(shù)力量、資金等方面都有較高的要求，對(duì)普通的中小型圖書(shū)館來(lái)說(shuō)存在較大的難度。因此，較為合理的做法是共建數(shù)據(jù)中心，即由區(qū)域內(nèi)的圖書(shū)館共同出資構(gòu)建并共同維護(hù)，通過(guò)設(shè)備聯(lián)合采購(gòu)、聯(lián)合維護(hù)來(lái)進(jìn)一步降低使用和維護(hù)成本，或者由國(guó)家圖書(shū)館、綜合性大學(xué)圖書(shū)館及地區(qū)公共圖書(shū)館等實(shí)力較強(qiáng)的大館牽頭建設(shè)，區(qū)域范圍內(nèi)有數(shù)據(jù)使用需求的中小型圖書(shū)館以購(gòu)買(mǎi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算資源等方式分?jǐn)倲?shù)據(jù)中心建設(shè)成本。二是租賃亞馬遜、阿里云、百度云等國(guó)內(nèi)外大型云計(jì)算服務(wù)商提供的云服務(wù)。根據(jù)圖書(shū)館自身的實(shí)際情況，選擇按使用流量或使用時(shí)間來(lái)繳納費(fèi)用，這種方式較適合資金不充裕的中小型圖書(shū)館。

3.2完善局部子系統(tǒng)建設(shè)并開(kāi)發(fā)智慧數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)

智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)實(shí)際是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，由各個(gè)局部的功能子系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)整體，再由數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)來(lái)統(tǒng)一管理、調(diào)用。在功能子系統(tǒng)建設(shè)方面，除了當(dāng)前各圖書(shū)館已建成的RFID標(biāo)簽識(shí)別子系統(tǒng)外，還要推進(jìn)門(mén)禁子系統(tǒng)、安防子系統(tǒng)、背景識(shí)別子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控子系統(tǒng)、節(jié)能子系統(tǒng)、圖書(shū)導(dǎo)航子系統(tǒng)、圖書(shū)自助借還子系統(tǒng)等建設(shè)，進(jìn)一步完善圖書(shū)館整體的智慧化。在此基礎(chǔ)上，再通過(guò)引入或開(kāi)發(fā)類(lèi)似“Xanadu”“SmartThings”“Brillo”等的智能數(shù)據(jù)中心管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層的智慧化。例如，深圳鹽田區(qū)圖書(shū)館部署了較為完善的局部數(shù)據(jù)子系統(tǒng)，包括智慧感知、智慧服務(wù)系統(tǒng)。通過(guò)智慧感知系統(tǒng)，該圖書(shū)館可根據(jù)讀者佩戴的智能穿戴設(shè)備或者手機(jī)APP感知及獲取讀者位置，再根據(jù)人流量的多少自動(dòng)調(diào)節(jié)空調(diào)溫度、燈光強(qiáng)弱、通風(fēng)等室內(nèi)環(huán)境，并根據(jù)讀者的使用歷史、讀者的閱讀偏好等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，主動(dòng)進(jìn)行信息推送。此外，讀者還可以在入館前，自行通過(guò)該館提供的智慧服務(wù)系統(tǒng)APP，預(yù)先查詢(xún)館內(nèi)坐席、停車(chē)位等的實(shí)時(shí)情況，進(jìn)而決定是否要去圖書(shū)館。

3.3逐步推進(jìn)統(tǒng)一跨平臺(tái)的智慧圖書(shū)館通信協(xié)議的制定

不同設(shè)備遵循不同的通信標(biāo)準(zhǔn)，這嚴(yán)重制約了智慧圖書(shū)館的持續(xù)發(fā)展，因此相關(guān)部門(mén)必須要加快制定統(tǒng)一的、跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，提高智慧圖書(shū)館的數(shù)據(jù)兼容能力。通信協(xié)議的制定需要一個(gè)過(guò)程，例如，對(duì)于移動(dòng)支付協(xié)議，一開(kāi)始各電商和銀行都制定了各自獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)，彼此不能兼容，由于消費(fèi)者需求的推動(dòng)，最后在政府主導(dǎo)下達(dá)成了一致，制定了當(dāng)前較為完善的支付標(biāo)準(zhǔn)。因此，智慧圖書(shū)館的數(shù)據(jù)通信協(xié)議的制定，也需要立足讀者需求，從“以人為本”的個(gè)性化微服務(wù)［20］角度，在政府及相關(guān)行業(yè)學(xué)會(huì)的引導(dǎo)下逐步推進(jìn)。

4　結(jié)語(yǔ)

2015年1月14日，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加快構(gòu)建現(xiàn)代公共文化服務(wù)體系的意見(jiàn)》［21］，強(qiáng)調(diào)“結(jié)合‘智慧城市’和‘寬帶中國(guó)’等國(guó)家重大信息工程建設(shè)，加快推進(jìn)公共文化機(jī)構(gòu)文化資源在智能社區(qū)中的應(yīng)用……”，對(duì)圖書(shū)館推進(jìn)公共文化服務(wù)的數(shù)字化、智能化建設(shè)，提出了具體要求［22］。實(shí)際上，我國(guó)不少圖書(shū)館嘗試著進(jìn)行圖書(shū)館智慧化的建設(shè)，并取得了一定成效。例如，江蘇省蘇州市吳江區(qū)圖書(shū)館著手構(gòu)建“智慧圖書(shū)館之城”，大力吸引市民參與，取得了良好效果，對(duì)推廣公共文化服務(wù)、整合公共文化資源起到了積極的作用。上海圖書(shū)館通過(guò)打造五新“智慧圖書(shū)館”，極大地提高了讀者訪問(wèn)量及圖書(shū)借閱量。根據(jù)上海圖書(shū)館公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，該館2014年度通借通還量超過(guò)了5700萬(wàn)冊(cè)，大大超過(guò)往年的平均數(shù)量［23］。可見(jiàn)，推動(dòng)智慧圖書(shū)館建設(shè)，不僅與我國(guó)的文化建設(shè)精神一致，也能有效地整合資源，推動(dòng)圖書(shū)館業(yè)務(wù)的有效增長(zhǎng)。但是，當(dāng)前智慧圖書(shū)館研究局限在感知層和應(yīng)用層，對(duì)作為重要核心的數(shù)據(jù)層的相關(guān)研究非常少。本文從研究相關(guān)大型信息技術(shù)企業(yè)的智能家居數(shù)據(jù)層建設(shè)的成功案例出發(fā)，就智慧圖書(shū)館的數(shù)據(jù)中心及其管理系統(tǒng)的建設(shè)提出一些探討性的意見(jiàn)，旨在拋磚引玉，引起更多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)這一核心問(wèn)題的關(guān)注和重視。作者也將會(huì)在后續(xù)的課題研究中，針對(duì)數(shù)據(jù)中心的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行更深入的研究，以探索適合我國(guó)智慧圖書(shū)館數(shù)據(jù)中心建設(shè)的技術(shù)解決方案，為圖書(shū)館數(shù)據(jù)層的智慧化建設(shè)，提供有價(jià)值的思路和意見(jiàn)。

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Data Layer Construction of Smart Library Based on Smart Home Design

LING Zheng-qiang，HUANG Hui

AbstractThis article expounds the present development about smart home of several IT enterprises，explores the data center system and the main features of smart home. Drawing lessons from those enterprises about the data layer design of smart home，the authors propose to promote the data layer construction of smart library by creating data center，setting standards for cross platform data communication，developing data center management system and regional data subsystem，etc.

Keywordssmart home；smart library；data layer；data center system

作者簡(jiǎn)介凌征強(qiáng)，男，研究館員，碩士生導(dǎo)師，廣東省外語(yǔ)藝術(shù)職業(yè)學(xué)院圖書(shū)館館長(zhǎng)；黃輝，男，廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書(shū)館副研究館員。

收稿日期2015-10-26