基于無源感知網絡的圖書館圖書導航和排架系統分析與設計

鐘偉

3）圖書排架系統設計。圖書排架系統要用到參照節點所存儲的信息和圖書節點自身所存儲的信息。一個無源感知節點在擺放到某個位置之后，其周圍的參照節點會判斷該圖書是否放在自己所管轄的范圍之內，如果是，則說明位置正確;如果否，則說明位置有誤。在發現圖書位置有誤時，參照節點會將位置錯誤信息報告給基站，基站會發出警報聲以提醒圖書館工作人員或用戶圖書位置有錯。

系統主要功能

1）圖書導航系統，旨在幫助讀者快速在圖書館內找到所需的圖書。當讀者在其智能手持設備（須先安裝與本系統對應的移動客戶端軟件）中輸入擬借閱的圖書名后，系統返回與該圖書相對應的ID號;讀者選擇所需的ID號，啟動圖書位置導航功能;系統會自動搜索與該ID號對應的圖書所在的位置（第幾個書架，第幾層等信息），并返給讀者;讀者根據手持設備的提示路線，找到所需圖書。

2）圖書排架系統，旨在提醒管理人員和讀者書籍所放位置，避免書籍因放錯位置而影響其流通。當圖書上架時，若圖書擺放位置是正確的，系統會將該圖書的信息記錄在參考節點中;若圖書擺放位置是錯誤的，則基站會發出警報聲音或閃爍LED燈，提示用戶圖書擺放位置錯誤。

3）基于無源感知網絡的圖書上架位置核對子系統，旨在提醒管理人員和讀者書籍所放位置，避免書籍因放錯位置而影響其流通。

3 基于無源感知網絡的圖書館圖書導航和排架系統的實現機制

系統初始化配置及實現機制? 圖2顯示了本系統的一個部署實例。圖2中，書架共有第i-1層、第i層、第i+1層共三層，每一層的左右兩端分別配置WISP傳感器（藍色矩形）作為參照節點;圖中間的粉色矩形是圖書，圖書中配備了WISP傳感器（黑色圓形），它是可移動的節點。

在書架的每一層的兩端分別安裝WISP傳感器（圖2中藍色矩形），這些WISP傳感器將作為圖書上架位置參照節點，用于對圖書進行上架定位。在參照傳感器節點的存儲器中存儲當前書架的層數以及其所管轄的圖書的ID號。如圖2中，第i層左邊的WISP傳感器節點存儲的信息是一個二元組（當前層數i，所管轄的ID號范圍i001～i005）。每本圖書上配有WISP傳感器，該傳感器存儲的信息是圖書ID號與位置（不妨設該圖書ID號為i003，正確位置為某個書架的第i層，還有其距離左右參照節點的距離）。假設當圖書所處的位置是正確位置時，它應該處在圖2中所示的位置（粉色矩形+黑色圓形）。

圖書的定位機制（對應圖書導航系統）? 當用戶在自己的智能手機中輸入該圖書的ID號（即i003）并發送給接入基站時，接入基站就會向其通信范圍內的WISP參照節點和其鄰居基站通過廣播方式發出查詢信息（假設就采用廣播方式。事實上，采用單播方式也可以，但時延相對較長）。若ID號為i003的圖書的位置信息剛好在該接入基站（或其他基站）的通信范圍內，則ID號為i003的圖書的管轄節點（即圖3中第i層左側的參照節點）會回復一個應答信息給基站，以告知基站i003號圖書所處的位置（即第幾個書架、第幾層，距離書架兩端的相對距離，單位為m），基站再將圖書位置返回給用戶。若在一定的時間間隔之內沒有任何參照節點響應，說明該圖書已經被借閱。以上過程如圖3所示。

圖書上架位置核對系統的機制? 在圖書上架時，圖書節點會主動與參照節點通信，并根據信號強度或信標往返時間來估算自己距離各參照節點的距離，進而選出與之距離最近的參照節點（距離為D2）。在獲得與之最近的參照節點的管轄ID范圍之后，圖書節點會檢測出自己的位置是否大致正確;接著，圖書節點再對比與書架兩端的距離和自身存儲器中的距離信息，若誤差較小（可以設置一個誤差閾值），則說明圖書上架的位置為正確。以上過程如圖4所示。由于無線鏈路測算節點間的距離存在誤差，圖中顯示的圖書位置偏左邊。

若圖書擺放的位置為錯誤位置，如它被擺放在第i-1層，則與該圖書節點距離最近的WISP傳感器節點（距離為D6）會將錯誤信息返回給基站（因為i003號圖書并不屬于書架第i-1層右側的參照節點所管轄的范圍之內），此時基站會發出報警，以告知用戶圖書擺放位置出錯，如圖5所示。這樣，用戶可以重新核實圖書應該擺放的位置，從而實現圖書上架位置核對的功能。

4 結語

基于無源感知網絡的圖書館圖書導航系統一般是以書庫入口為出發點，標識出檢索的目標圖書路徑，讀者可以根據導航圖上的路徑標識找到目標圖書。面對大面積異型館，讀者很難單純地通過導航路徑找到目標，因此可以考慮把異型書庫分割成面積較小的藏書點，并設置明顯的標識，讓讀者能夠在最短時間內確定目標圖書所在區域，進而輕松找到該書[3]。同時需要對書架進行編碼，通過編碼來輔助讀者跟導航路徑比照，幫助讀者快速定位到目標圖書。本文設計的排架系統減少了工作人員排架出錯的情況，圖書資源快速、準確歸架，可以提高圖書的流通率;圖書導航系統使讀者查找圖書變得更加容易，提高了圖書館服務效率，減輕了前臺工作人員的咨詢工作量，很大程度上促進了圖書館信息化、自動化建設的發展。

圖書資源是圖書館最基本的資源實體，提供圖書主要的服務內容。在信息化高速發展的今天，讀者要求獲取信息的速度非常快，傳統的圖書導航和排架模式已經無法滿足讀者的需求。基于無源感知網絡的圖書館圖書導航和排架系統可構架起計算機、館藏圖書和讀者服務之間的橋梁，豐富圖書館讀者服務工作內容、手段和方法，實現精確點檢、靈活排架、圖書定位導航、自動尋址歸架、科學整架上架等功能，讓圖書的借閱變得簡單、快捷和高效。圖書的精準定位與導航提升了讀者在圖書館的閱讀體驗，也有利于進行更加多元化的整合信息傳播，為圖書館的內容服務提供了拓展可能性[2]，也將帶動圖書館各項服務工作的整體發展和實質提高。

參考文獻

[1]王蘇強.基于開源GIS技術的智能圖書館文獻導航系統研究[J].河南財政稅務高等專科學校學報，2014（3）：80-82.

[2]龍春芳.物聯網時代RFID技術在圖書館領域的應用及影響[J].邯鄲職業技術學院學報，2019（3）：93-96.

[3]夏振華.RFID技術在圖書館應用研究及典型案例分析[J].農業圖書情報學刊，2018（7）：107-113.