智能書盒研發：智慧圖書館實用場景的創新應用探索

摘要：隨著智慧圖書館建設的推進，RFID智能書架作為其中一個重要的設施，正通過數據傳輸與流程重構推動圖書管理范式變革，目前已經得到廣泛的應用。為進一步優化和拓展RFID智能書架功能，提升圖書管理水平，本文在RFID智能書架的現有基礎上，以智能書盒研發為對象，明確其概念和功能，分析研發必要性，探討研發智能書盒面臨的優勢、劣勢、機遇和挑戰，進而得出結論及展望，為圖書管理智慧生態鏈構建提供有益的參考。

關鍵詞：智能書盒；研發必要性；RFID技術；SWOT分析；智慧圖書館

中圖分類號：F2"""""" 文獻標識碼：A""""" doi：10.19311/j.cnki.16723198.2025.22.016

0 引言

隨著RFID技術的發展和成熟，RFID智能書架應運而生，通過RFID標簽、閱讀器和天線實現圖書定位、實時盤存和狀態監控等功能，將傳統“人找書”模式升級為“書找人”模式，極大提高了圖書管理效率，大大縮減了借書還書所耗的時間，減少工作人員工作量的同時為讀者帶來更好的體驗[1]，目前已經得到了廣泛的應用。考慮到RFID標簽在實際操作中可能會對圖書產生損壞（一般貼于書脊、封面折角或裝訂線附近，隨著頻繁借書，會加速該區域紙張疲勞，縮短圖書壽命，在更換老化標簽時可能會撕裂紙張），同時也為了更好促進圖書館圖書管理智慧化建設，建議研發智能書盒作為末端執行單元，成為圖書管理的“神經末梢”，進而構建起“智能書架—智能書盒—機器人—圖書管理系統”為一體的高度集成、協同運作的圖書管理系統。

1 智能書盒概念和功能

智能書盒是借助物聯網、人工智能、大數據等前沿技術，在RFID智能書架基礎上對圖書管理智慧生態鏈體系的進一步拓展延伸，通過對傳統書盒進行智能升級改造，使得原先的“智能書架—書”的管理模式變成“智能書架—書盒—書”的管理模式。在此模式下，每個智能書盒和書本實行一對一精準關聯，智能書盒成為圖書管理的核心載體，并借助其功能對圖書實施全生命周期的精細化、智能化管理。

在功能設計層面，智能書盒理論上可以根據圖書管理需要不斷增加新功能，鑒于當前尚未有實物產品投入應用，本研究基于現有技術條件，在RFID智能書架已對圖書實現的館內定位、智能盤點功能基礎之上，進一步提出以下五項功能構想：

一是環境監控與材質優化功能。在智能書盒中集成RDIF溫濕度感應器，結合傳感器、網關與云平臺將數據實時同步至圖書管理系統，實現對圖書保存環境溫濕度的24小時全方位監控，當環境參數超出預設閾值時，系統自動觸發預警機制。書盒的制造材質方面，既要選取無酸紙材質來保護內部圖書不受酸化侵蝕，延長保存時間，也要積極探索納米技術在這一領域的應用潛力，通過前沿的納米科技手段，提升無酸紙的防水性能以及實現成本的有效降低。

二是館外定位追蹤功能。針對RFID標簽定位功能受限于圖書館物理空間的問題，可為智能書盒配備館外定位模塊，以華為TAG防丟精靈為例，其5.6mm超薄設計可無縫嵌入書盒結構，一旦發生借出的圖書丟失，可借助定位功能快速定位，提升失物找回效率。

三是多元化服務接口功能。通過在智能書盒表面設置二維碼集群，構建多維度服務入口為讀者提供服務，例如電子資源服務入口對應圖書電子版，方便讀者線上閱讀；智能推薦服務入口對應圖書館在線平臺，方便為讀者提供圖書推薦及圖書館活動通知；需求反饋服務入口對應用戶反饋界面，方便讀者提出改進意見，或者登記有借閱需求但圖書館暫未收藏的書籍，待圖書館后續采購后，會通過登記時所留的手機號碼或電子郵箱聯系登記者；還書綜合服務入口對應圖書館集還書、延期借閱、繳費功能于一體的綜合服務系統，系統能夠自動填充圖書及用戶的信息，減少讀者繁瑣的手動操作。設立二維碼集群的優勢是用戶可以根據實際需要直接辦理相關業務，每一個二維碼對應一個服務入口，讀者只要拿起手機掃一掃二維碼即可直接跳轉至相關界面辦理業務，簡單明了，很適合老年用戶或對手機操作不熟練用戶的需求。

四是輔助固定功能。當機器人從一整行智能書盒中抽取部分智能書盒時，可能會發生書架上書盒傾斜現象以及機器人未完全抓緊智能書盒現象，為了避免這些現象，需要進行輔助固定。具體而言，一種可行方案是在書盒和機器人手臂嵌入磁吸模塊，借助磁力吸附作用達成快速固定的效果，同時在書盒邊緣設置隱藏式卡扣，與書架的卡槽位置對應，通過輕按書盒就能完成固定操作，取用時也只需機器人按壓釋放按鈕就能輕松解鎖。

五是宣傳功能。智能書盒作為與讀者直接接觸的載體，能在讀者每次取書、看書時讓讀者看到智能書盒上面的文字、圖片，讀者將其置于辦公室或者家里時，能讓讀者的同事、家人都有機會看到智能書盒上搭載的宣傳內容，是天然且優秀的宣傳工具，從經濟角度考慮，可以采取鑲嵌紙質載體的方式，將需要宣傳的文字、圖片打印成紙質載體（例如A4紙彩打），然后將其嵌入進智能書盒對應的位置（智能書盒正面或者背面），當需要進行更換時，僅需將之前的紙質載體從智能書盒中取出，方便快捷，且十分靈活。

2 研發智能書盒必要性

相比沒有智能書盒的RFID智能書架圖書管理模式，將圖書放入智能書盒進行管理有著顯著的優勢，主要表現在以下四個方面：

第一，智能書盒在圖書保護方面效果顯著。一方面，智能書盒自身具備防潮防塵功能，其硬度也能夠有效保護內部圖書在借閱、歸還等流轉過程中免受擠壓和碰撞帶來的損害。另一方面，RFID智能書架通常采用將RFID標簽嵌入圖書內部的方式對圖書進行管理[2]，而智能書盒將RFID標簽置于書盒本身，這一創新設計從物理層面避免了標簽在放置、更換過程中可能對圖書造成的損害，當后續還有一些技術應用需要載體時，也將直接將載體搭載在智能書盒上，不需要和圖書本身進行接觸。

第二，智能書盒有利于進一步提升圖書借還業務辦理效率與讀者滿意度。智慧書盒相比圖書，能與機器人作業更加適配，有效避免因圖書尺寸問題（過小、過大或過薄）導致機器人在取還書時出現圖書滑落、取錯圖書等問題，進而大幅削減借還書業務中的人工參與環節，顯著提升圖書借還業務辦理效率。同時，隨著借還業務無人化進程的不斷推進，不僅能突破傳統圖書館服務在時間上的限制，也會給讀者提供更加高效便捷的借書體驗（讀者只需在自助借還機或者手機上進行操作，機器人就可以將指定的智能書盒按照指定的時間送至借閱臺并完成所有借閱手續，節省找書和辦理業務的時間），有效提升了讀者對圖書館服務的滿意度。

第三，智能書盒能在一定程度上緩解因書本密集排列而可能導致的多標簽碰撞問題[3]。RFID書架上擺放的物品從圖書變成智能書盒后時，由于智能書盒自身厚度會占據一定空間，且書盒與內部圖書會留有一定空間，使得書架上RFID標簽的密集程度得以降低，從而在RFID標簽數據傳輸中，降低了原先圖書密集排列場景下因標簽互擾、算法過載引發的數據沖突與漏讀問題發生的可能性，有利于提升RFID標簽識別準確率與數據完整性。

第四，智能書盒可作為新型宣傳載體進一步提升圖書館軟實力。智能書盒的外觀可以自由定義，既可以是圖書館舉辦各類精彩活動的珍貴瞬間，也可以是主題閱覽室、文化創意空間等特色區域的宣傳圖，伴隨著讀者借閱圖書這一日常行為充分發揮其宣傳作用，具有強大的傳播力和影響力。

3 研發智能書盒的SWOT分析

3.1 研發智能書盒的優勢

（1）有相關的實踐經驗可以借鑒。當前，RFID智能書架已經得到了廣泛的應用，在圖書借還業務中采用“RFID智能書架—機器人”的協同作業模式也有了實踐經驗，以江蘇南通市少年兒童圖書館為例，其在借書業務上已經構建起一套完整高效的流程：讀者通過線上線下渠道下單，機器人精準定位找到圖書所在的書箱后將書箱運送至人工服務臺，工作人員從書箱中挑選出圖書并辦理完出庫手續，隨后圖書被送至指定取書點并同步發送取書短信，讀者憑取書短信進行自取。這些寶貴的實踐經驗將極大縮減智能書盒的研發周期，少走彎路，例如可以直接在機器人取書箱的技術基礎上去探索機器人如何精準取到體積相對更小的智能書盒的相關技術。

（2）研發所需的關鍵技術正快速發展。智能書盒的研發涉及多個技術領域，例如通信技術（涉及增強書盒與外界設備之間信息交互的高效性與穩定性）、材料制備與加工技術（涉及制造兼具功能性和經濟性的智能書盒外殼），這些關鍵技術的快速發展，有利于促進智能書盒從概念變成現實，對縮短智能書盒的研發周期、不斷優化智能書盒功能發揮的實際效果將起到顯著的作用。

3.2 研發智能書盒的劣勢

（1）研發投入成本較高。為充分發揮智能書盒的作用，在產品設計生產時就需要考慮與智能書盒功能相關的每個部件成本，例如RFID標簽、無酸紙、定位器、感應器等，綜合考慮各項成本后，單個試驗用智能書盒的造價并不低廉，同時為了檢驗智能書盒實際效果，例如機器人能否精準拿取，試驗時就需要生產一批數量龐大的智能書盒參與試驗，這也意味著每次試驗都伴隨著大量的資金投入。智能書盒的研發聚焦于輕量化、功能集成化、成本控制及通用性設計，旨在以最小載體實現全面功能（如芯片級集成）并滿足多數圖書尺寸需求，其研發過程必然要經歷反復試驗和持續優化，與之伴隨的是持續不斷的高額的研發投入。

（2）功能整合過程中面臨兼容性問題。智能書盒功能的發揮既離不開智能書架、機器人這些配套設備的協調配合，也需要整合自身的RFID標簽、定位器、感應器等功能設備，在整合過程中，不同設備因頻率和協議差異導致標準不統一，可能會引發兼容性問題，對數據傳輸和讀取穩定性方面產生不利影響，進而影響智能書盒的實際使用效果。

3.3 研發智能書盒的機遇

（1）國家的大力扶持與引導，智慧圖書館成為當前圖書館發展的主要趨勢。當前，國家積極推動智慧圖書館建設，出臺了一系列具有前瞻性和指導性的政策文件，例如“十四五”規劃將“積極發展智慧圖書館”納入國家政策，《關于推進實施國家文化數字化戰略的意見》中明確要求“統籌推進全國智慧圖書館體系”，為圖書館行業發展指明了具體方向，與此同時，國家還提供了大量的資金，支持全國智慧圖書館體系建設項目。智能書盒的研發，正是在響應國家號召下對智慧圖書館建設的積極探索與創新實踐。它先進的技術和理念，不僅能夠有效提升圖書館的服務效率和管理水平，還能憑借研發成果具有較強的可復制性，易于在行業內推廣應用的特性，促使整個圖書館行業加速向智慧化建設，因此有著巨大的政策機遇。

（2）智能書盒的市場需求與日俱增，具有極為廣闊的市場應用空間。智能書盒的研究成果具有極強的應用價值，雖然研發時面臨較多不利因素，但一旦研發成功，其成果很容易進行大面積推廣，適用的場景也不再局限于圖書館。當前國家大力推進文化強國戰略和鄉村振興戰略，推動各級各類公共文化設施建設，努力提高公共文化服務覆蓋面，在此背景下社區書屋、農家書屋等文化場景得到快速發展，這些文化場景為了更好地服務相關讀者，也會去學習借鑒同行業內的先進做法，選取先進的服務設備，有著巨大的市場需求，智能書盒憑借其智能、便捷的優勢，能夠很好地融入這些文化場景，其市場應用空間也隨之不斷拓展。

3.4 研發智能書盒的挑戰

（1）和傳統借閱模式不同，對用戶接受度提出挑戰。傳統借閱模式是“人對書”直接進行操作，這會面臨因讀者隨意放置或不當攜帶導致的圖書損壞風險，改成“人對書盒再對書”的借閱模式后雖然能減少圖書損壞風險，但可能引發用戶的不適應，如每次閱讀時需要額外增加從書盒拿出圖書和把圖書放回書盒兩個步驟、智能書盒自身重量會增加讀者攜帶時的負擔，影響讀者對智能書盒這個新事物的接受度。與此同時，由于社會上存在很多不使用智能書盒的傳統圖書館，讀者可以自行選擇是否去實行智能書盒的圖書館，當讀者感覺不習慣智能書盒這種新事物且有可供選擇的圖書館時，可能會選擇不再繼續嘗試去接受智能書盒這種新事物。

（2）空間利用率下降，對圖書館現有空間提出挑戰。智能書盒作為圖書的外殼，相比圖書本身會占據更大的空間。一方面，智能書盒自身存在一定厚度，不僅是智能書盒材質本身，還有搭載在智能書盒上發揮功能的載體厚度；另一方面，為進一步控制生產成本，書盒通常采用批量化生產，而不是定制化生產，這就使得智能書盒尺寸難以做到與盒內圖書尺寸的完美契合，存在較多的空隙，原本十排書架即可容納的圖書量采用智能書盒排列后，可能需額外增加一排甚至更多書架空間來放置，這對空間資源本就緊張的圖書館來說，將是一個嚴峻的挑戰。

（3）定位功能涉及用戶隱私，對信息安全性提出挑戰。智能書盒設置定位功能的初衷是更好保障借出圖書館的圖書安全性，當讀者遺失時能幫助尋找，降低圖書丟失的可能性，但當讀者將其放在家、公司等位置時，這些用戶的個人信息也容易被定位軟件后臺進行記錄，因此對這部分信息的保護工作就尤為重要，需要采取有效手段對數據進行加密管理，對相關的防控技術提出極高的要求。

（4）研發周期存在不確定性，對研發信心提出挑戰。智能書盒的研發周期存在不確定性，一方面是其需要做到功能性和經濟性的協調統一，既要達到預期功能，又要在經濟可承受范圍之內；另一方面是其需要通過市場檢驗，不僅要讓圖書館工作人員體會到智慧書盒帶來的圖書管理工作便捷性，也要讓讀者更好更快地了解并認可智能書盒，這個過程無法急于求成，并且與之伴隨的是大量的不間斷的經費投入。對于圖書館來說，每年會有很多項目需要經費投入，智能書盒項目并不是圖書館主要且必須去完成的項目，當研發過程遇到技術問題，或者研發時間已經較長（比如已經三年以上），圖書館就有必要衡量是否需要對智能書盒項目繼續進行研發投入，“繼續投入是否能研發成功？”“什么時候能研發成功？”這兩個問題將會對研發信心提出嚴峻的挑戰。

4 結語

在當前國家大力支持智慧圖書館建設以及RFID智能書架正在被普遍應用的背景下，智能書盒以其獨特的創新性與實用性，有著極大的研發價值和廣闊的市場應用空間，能有效推進圖書館的圖書管理工作智能化發展，未來隨著技術標準化推進和成本降低，智能書盒有望被廣泛普及應用。在普及路徑方面，由于智能書盒研發成本較高，但是復制性推廣成本較低，因此需要規模較大、資金雄厚的圖書館進行牽頭研發，再自上而下進行推廣普及。

主要參考文獻

［1］陳秋華.智慧城市背景下RFID技術在圖書館建設中的應用[J].智能城市，2023，9（09）：7880.

[2]付敏，李怡，馮永亮.基于RFID射頻標簽的智能書架[J].物聯網技術，2022，12（05）：6970+74.

[3]李超然.面向智能書架的RFID圖書信息化管理系統開發[D].黑龍江大學，2024.