基于物聯網技術的智能圖書館信息資源管理系統研究

吳志瑋

（南京政治學院圖書館，江蘇 南京 210003）

互聯網的出現，改變了人們傳統的生產生活方式，使人們足不出戶即可購買全世界的物品，使人們相隔萬里即可實現面對面交流。物聯網技術的出現及應用，提高了商業活動自動化的可見性和可測量性，通過實時高分辨率的信息捕捉為用戶提供性價比更高的服務，同時實現了對產品實時性能信息的分析。而物聯網的這些優點恰巧正是當前智能圖書館信息資源管理系統所需要的，因此將物聯網技術應用于智能圖書館信息資源管理系統的構建中已成為當前行業研究的一個熱點問題。

1 構建智能圖書館信息資源管理系統的必要性

1.1 營造現代化和智能化圖書館的需要

傳統圖書館發展到現代化、智能化圖書館所經歷的過程是圖書館管理系統技術的一次革命，在這個過程中需要采用先進的技術，通過多手段、多角度對傳統圖書館管理系統中多個模塊進行改進和優化，從而提高其現代化、智能化功能。物聯網技術能夠很好地滿足圖書館管理系統在這方面的需求，它的高分辨率信息捕捉功能可以為圖書館管理人員及用戶提供更為優質的服務。

1.2 實現圖書館服務模式多樣化的需要

傳統圖書館服務主要通過圖書館工作人員實現圖書的借閱、退還等服務。現代化、智能化圖書館不僅包含了傳統的借還書功能，還包括了諸多先進的功能，如圖書智能續借功能、新書個性化用戶提醒功能、新書上架通知推送等。圖書館服務模式的多樣化需要高新技術來支持，物聯網技術的在線監測和統計決策功能可以很好地滿足圖書館這方面的需求。

1.3 改良傳統圖書館信息資源管理系統弊端的需要

傳統圖書館信息資源管理系統中未對圖書館員的工作行為進行詳細管理，并且對紙質圖書、期刊等方面的信息只是簡單地轉化成電子文件進行信息存儲。現代化、智能化圖書館要求信息資源管理系統對整個圖書館實行智能化管理，包括館內的人與物。通過更為科學的管理、更為合理的數據存儲和調用分析，真正實現圖書館信息資源管理系統的智能化。物聯網技術所具備的在線監測、指揮調度、統計決策等功能可以很好地滿足圖書館這方面的需求。

2 系統構建要解決的關鍵技術

智能圖書館信息資源管理系統的構建需要解決3個方面的關鍵技術，即信息采集、信息傳輸和信息處理。物聯網技術在這3方面的優點突出，現給出物聯網技術下感知層技術的信息采集、數據通信技術的信息傳輸和高性能計算技術的信息處理，如圖1所示。

圖1 系統構建要解決的關鍵技術

2.1 基于物聯網感知層技術的信息采集

智能圖書館信息資源管理系統可以通過物聯網感知層技術實現新設備、新系統或新流程隨時隨地的感知、測量、捕獲和傳遞信息功能。管理系統可以根據所捕獲和追蹤到的信息，如文獻資料、數據資源、圖書館運行狀態、用戶需求等進行快速的綜合分析與決策。傳統圖書館信息資源管理系統所采用的IC卡和條形碼數據采集技術仍可作為圖書館的一項信息采集技術，但目前所出現的射頻識別、傳感器網絡等新一代信息感知技術將逐步取代原有技術。射頻識別通過在圖書、紙質期刊上粘貼可以發送無線電訊號的傳感器，進一步縮短了圖書、期刊信息的錄入時間，極大地提高了圖書館運行效率。

2.2 基于物聯網數據通信技術的信息傳輸

智能圖書館信息資源管理系統的信息傳輸效率尤為關鍵，它通過目前最為高速且高帶寬的通信網絡工具，使得用戶端電子設備與圖書館信息資源進行結合，實現數據信息的收集、儲存，進而實現了圖書信息的多方位交互和共享。

傳統圖書館信息資源管理系統的信息傳輸主要是在圖書館局域網基礎上通過公用電話網、X.25、信息高速公路網等公用互聯網平臺來實現圖書館館域的信息交換。目前，信息通信技術得到了飛速發展，由平行、獨立的信息傳輸技術發展到了信息融合，比如移動通信技術與IP網絡技術的融合；電信、電視、計算機、衛星通信等通訊網絡的融合。這些通訊技術的融合促使了新一代通訊技術的出現，即M2M技術。該技術可以實現人與人、人與機器、機器與機器之間的實時信息通訊。

2.3 基于物聯網高性能計算技術的信息處理

目前，高性能計算、普適計算、云計算已成為21世紀計算機運算研究與發展的重點之一，這種計算將作為一種公共設施，以服務租賃的方式向企業、團體及用戶提供多方位、多角度的服務。

高性能計算技術的支撐包括多種計算與通信技術、操作系統技術、軟件技術、信息處理技術等。高性能計算、普適計算及云計算組成了物聯網的運行計算環境。高性能計算技術的設計理念擺脫了傳統自建信息系統計算的常用模式，勢必將取代傳統技術成為智能圖書館信息處理的核心環節之一。比如，數據挖掘技術通過特定的算法可以在海量信息數據中提取出滿足用戶要求的數據，并對數據進行分析，有助于物聯網的分析和決策功能；人工神經網絡技術可以對系統獲取的信息根據特定規則進行信息推理，進而判斷用戶的真實意圖，為物聯網提供重要的信息。

3 系統模型的構建

物聯網技術是以需求為主要導向，以應用為最終目的的新興技術。物聯網技術在圖書館領域的應用是以數字化圖書館、智能化圖書館建筑等發展并日趨成熟的圖書館現有結構體系為基礎，以物聯網的核心技術滲透在圖書館各項工作當中，并根據用戶的需求導向，實現圖書館各項管理和服務功能。

基于物聯網技術的智能圖書館信息資源體系結構包括4個層次：信息感知層、信息接入和傳輸層、信息智能處理層和系統服務應用層。這4個層次主要由末端感知網絡、融合化網絡通信基礎設施與普適化應用服務體系技術支撐。這些技術主要包括傳感器、識別技術、普適計算、M2M通信技術、云計算技術、知識發現與搜索引擎技術、關系網絡管理技術、數據和信號處理技術、安全和隱私技術等。基于物聯網的智能圖書館信息資源管理系統的體系架構如圖2所示。

圖2 基于物聯網技術的智能圖書館信息資源管理系統

3.1 信息感知層

信息感知層主要包括RFID、傳感器網絡、遙感遙測、IC卡和條形碼等相關技術。通過這些技術獲取圖書入庫出庫信息、圖書館工作人員工作內容信息、圖書館運行分析信息、圖書館用戶個性服務信息等。比如：在新書入庫時，通過在新書上粘貼包含本書具體信息的無線傳感器，即可不用通過信息掃描直接進入庫藏。在用戶借閱時，根據用戶本身所攜帶的無線傳感器（借書卡），即可辨知借閱本書的具體用戶。

3.2 信息接入和傳輸層

信息接入和傳輸層主要包括M2M通訊網絡、局域網、互聯網、無線通訊網絡等。該層主要獲取由信息感知層提供的所有信息，并實時傳輸至信息智能處理層進行數據信息的分析和處理。比如：信息感知層獲取了一本新書入庫信息后，自動連接相關網絡，將該圖書信息包括書名、書號、出版時間、頁數、作者等相關信息通過傳輸層自動傳輸給智能處理層。信息接入和傳輸層是信息感知層與信息智能處理層的橋梁和信息傳遞通道。

3.3 信息智能處理層

信息智能處理層主要包括高性能計算、普適計算、云計算、智能技術、知識發現、微電子、高性能通訊技術等。該層主要是對由信息接入和傳輸層發送過來的所有信息進行信息分析和處理，得出最終決策，并將該決策傳輸至系統服務應用層。比如該層同時收到如下信息：①最新購置的《簡愛》圖書存在質量問題，需要換貨；②某用戶發出借閱《簡愛》一書請求；③《簡愛》已入庫30本。該信息智能處理層通過人工神經網絡根據信息發出用戶權限權重，綜合分析這3條信息，得出最終決策，即無法滿足圖書借閱人的需求，并報送至系統服務應用層。

3.4 系統服務應用層

系統服務應用層主要包括圖書查詢、圖書借閱、圖書定制、個性化服務、期刊查詢、專利查詢、各領域專家查詢等功能界面。該層主要建立系統與用戶的交流溝通，將用戶需求通過信息接入與傳輸層傳輸至信息智能處理層，同時將信息智能處理層所做出的決策實時反饋給用戶。比如針對3.3中實例，智能處理層將所做出的“無法滿足借閱人的需求”信息發送至系統服務應用層后，該層則向用戶做出反饋：“尊敬的用戶，圖書館暫時無法借閱《簡愛》一書，請諒解”。

4 系統服務模式的創新

4.1 讀者信息的方便獲取和修改

智能圖書館信息資源管理系統通過用戶所持有的借書卡（無線電訊發射終端），自動獲取進入圖書館的讀者基本信息，包括讀者姓名、年齡、班級、學號、曾借閱圖書信息等。在用戶提出修改用戶信息時，系統根據用戶所提修改內容，自動對用戶信息進行修改和保存，并告知用戶保存成功。智能圖書館信息資源管理系統通過RFID、傳感器網絡極大地提高了讀者信息獲取和修改的效率。

4.2 圖書的快捷管理和精確定位查找

智能圖書館信息資源管理系統通過管理員在圖書上粘貼的無線電訊發射終端來錄入圖書信息，通過每層書架上無線電訊發射終端來精確定位圖書所存放的位置，方便用戶查找。比如：《簡愛》一書進貨后，將該書基本信息刻錄至無線電訊發射終端，并將該終端粘貼至圖書上。在該書進入書庫時，信息即時被錄入至圖書館信息資源管理系統中，當該圖書被放置在第二層第17排書架時，其具體位置信息被傳輸至圖書館信息資源管理系統中，用戶查找本書時，即可實時提供。

4.3 信息資源的實時檢索和查詢

信息資源的實時檢索和查詢主要用于圖書館管理人員和讀者對圖書、期刊等信息的實時掌握。在讀者發出圖書、期刊、專利等信息查詢請求后，智能圖書館信息資源管理系統根據無線電訊發射終端實時確定圖書具體存放位置，并將該位置即時提供至用戶終端，極大地方便了讀者。同時，圖書管理人員可通過管理系統實時查看信息資源存儲情況、是否飽和、是否缺貨、具體需求量、最近借閱情況等，對圖書館的基本情況有所了解。

4.4 館藏信息的智能發布和推送

館藏信息的智能發布和推送主要是建立圖書館與用戶之間的實時聯系。智能圖書館信息資源管理系統具有信息推送和發布功能。系統通過信息推送發布平臺，可將新入圖書、用戶定制圖書到貨通知、圖書過期通知等信息推送至用戶接收終端，如用戶手機、微信、QQ上，以便讀者更為深入地了解圖書館相關情況，同時為用戶個性化定制提供幫助。

5 結語

隨著物聯網技術的不斷推廣，其優勢日益明顯，它的信息動態可見性可測性、高分辨率的信息捕捉功能極大地提高了圖書館信息資源管理的能力和水平。同時，該技術的應用極大地方便了讀者對圖書館信息資源管理系統所有功能的使用，進一步拉近了圖書館與讀者之間的距離，為圖書館信息服務向更高層次邁進打下了堅實基礎。

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