摘 要：在物联网技术高速发展的今天，物联网技术在图书馆的流通、图书定位、借还等多方面得到广泛的应用。笔者尝试从实现“文献”与“阅读者”之间的信息关联的角度入手，从文献资料管理、信息和知识转移、更有效的信息获取手段、信息共享与协同阅读、跨馆信息共享等几个方面，利用物联网技术提升图书馆的核心价值。
关键词：图书馆云平台；物联网；信息关联
中图分类号：TP391.44；G258.2 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）11-0179-04
Research on Library Data Management and Information Service Sharing Technology
Based on Internet of Things Environment
LUO Zhaoxian，YU Wenpeng
（Jiangxi Institute of Economic Administrators，Nanchang 330088，China）
Abstract：With the rapid development of the internet of things technology，the internet of things has been widely used in many aspects，such as the circulation of the library，the positioning of books，and the loan and other aspects. The author tries to start from the angle of information association between “literature” and “reader”，and to improve the core value of library by using the technology of material union network in several aspects，such as the management of literature，information transfer and knowledge transfer，more effective means of information acquisition，information sharing and collaborative reading，cross library information sharing and so on.
Keywords：library cloud platform；internet of things；information association
0 引 言
二十世纪中期以来，随着信息化进程的推进，公共图书馆的信息化成为了社会信息化的先驱，传统图书馆正在向现代化图书馆转变。图书馆核心价值主要体现在三个方面：文献保存、文化传播、读者服务[1]。利用物联网在读者、文献、管理系统之间建立数据关联，是建设现代化图书馆的关键步骤。
1 研究现状
无线射频技术早在上个世纪就已经进入了商业化运作的规模，其后更是得到了大规模的应用，到今天无线射频技术已经从技术应用阶段上升到了与智能化管理相结合的阶段，从而发展出了物联网技术。物联网技术早在上个世纪九十年代就因为其独特的非接触式管理和与智能化相集合的特性而进入了图书馆市场，对于智能化图书馆的完善起到了巨大的推动作用。
自2009年提出了“感知中国”以来，物联网技术作为国家新兴战略产业得到了前所未有的重视。这一技术被迅速地应用到了图书馆领域中。从国际视角看，截至2014年上半年，全球约有数千家图书馆已经实现了RFID系统的运用。自2008年开始，物联网技术在图书馆领域应用的年度增长率超过50%。截止2014年，新加坡、美国、瑞典、德国、澳大利亚、新西兰、日本、印度等国家的部分图书馆也已经完成了RFID应用系统的部署，典型的有新加坡国内公共图书馆、美国西雅图公共图书馆、国立新加坡大学图书馆、荷兰阿姆斯特丹市公共图书馆、德国维也纳市公共图书馆等[2]。
近年来，我国对智能化图书馆的建设给予了高度的重视，也获得了较好的成效。截止2014年10月，据不完全统计，我国使用了RFID技术的图书馆不少于367个[3]。中国最大的智能化图书馆项目在深圳图书馆，作为国内第一家公共图书馆其全面使用RFID标签。通过RFID技术，公共图书馆极大的提高了工作效率，拓展延伸了服务，获得了巨大的成功；目前有浙江图书馆、集美大学诚毅学院图书馆、厦门市少年儿童图书馆、上海市长宁区图书馆、华东政法大学图书馆、北京理工大学图书馆等率先实施或使用RFID系统[4]。
作为一种非接触式的通讯技术，RFID有着传统一维码书籍编号识别无法相比的技术优势，通过电子标签的植入可以大大提高书籍借还、信息查询、借阅者服务等多方面的效率，实现其自动化，如自助借还、自动排架、自动盘点等。由此可知，其与云技术结合可以实现公共图书馆的智能化管理。
目前，我国公共图书馆的发展现状与RFID技术结合还存在很大的差距，RFID在中国公共图书馆的广泛使用会受到很多因素的制约，如图书馆的管理模式、与现有图书管理系统的衔接、RFID的标准问题、电子标签的价格因素等。
2 物联网环境对图书馆数据管理与信息服务共享技术的影响
在物联网技术高速发展的今天，可以利用物联网技术来实现“文献”与“阅读者”之间的信息关联，从而达到提升图书馆核心价值的目的。物联网技术对于信息服务共享的影响主要体现在文献资料管理、人性化的信息传递及知识转移、信息获取手段、信息共享及协同阅读、跨馆信息共享等多个方面。
2.1 文献资料管理方面
文献的存放和整理是图书馆最主要也是最繁重的工作之一。借助物联网技术为图书植入传感器节点，从而使每本文献变为“活物”，使其可以“记住”一些信息，使借阅者与文献之间直接沟通变为可能。用户可直接借书、还书而不必办理手续，从而大幅提升借书、还书效率。另外管理员需要进行的图书分拣工作也可以借助机器高效完成。近年来，为了解决图书错乱架问题和节点定位问题，不少学者纷纷尝试使用无线射频技术计算各个传输节点之间信号衰减情况及发送应答情况，然后绘制成传感网络的拓扑图，从而得到各个节点相对位置的信息，并依靠这一信息解决图书物理位置的定位问题，而且学者们也给出了各种可行的算法。
2.2 人性化的信息传递及知识转移方面
传递与活化文献信息和知识转移是图书馆的另一项重要工作。近年，在物联网技术发展的同时，云计算、大数据等技术也得到了迅猛的发展。这几种技术大有融合发展的趋势。云计算、云存储的存储与运算优势，解决了终端机性能及存储的不足，其与大数据分析手段的结合，使得各种传感器传输的数据发挥了更加重要的作用。在图书馆这个应用场景中，可以开发出各种更具价值的个性化服务。比如当借阅者正在手携所选图书进行书籍的挑选工作时，可利用无线射频技术感知其所携带图书的信息，并通过移动网络将书籍相关信息（其它阅读者阅读评价、阅读者人数、共同阅读过的其它书籍推荐等）推送至借阅者的移动设备中帮助其了解和选择书籍。
2.3 信息获取手段方面
在图书馆履行信息传递职责的过程中，让借阅者获取图书信息是重要的信息传递手段。传统的图书卡式的查询，获取途径单一且效率低下；随着互联网的发展，许多图书馆都建立了查询系统从而使借阅者可以远程查询信息；在移动互联网高速发展的今天，在大数据的支撑下，借助云平台，人们可以通过移动终端实现信息查询，并且可以完全实现类似查询、相关查询等高级查询工作。在查询完成后，甚至可以完成远程订阅工作。
2.4 信息共享及协同阅读方面
协同阅读是近年来国外图书馆较为重视的一种群体性学习方式，现代图书馆在设计时都设计了专门供协同阅读的独立阅读区间，这种团体性学习的方式所带来的好处是毋庸置疑的，在物联网发达的今天，阅读者可以通过移动终端查询正在阅读同一本书的其它阅读者并向他们发送协同阅读请求，当有两人以上的参与者申请协同阅读时，图书馆可以向其提供阅读空间。这样的方式既方便阅读者之间的沟通又可以有效地利用资源。另外在云系统的帮助下，读者也可以在家中通过各类终端参与或发起网络协同阅读。
2.5 跨馆信息共享方面
传统的图书馆借助其管理系统和互联网技术虽然也能够实现图书数据的互通互联，但是借助物联网技术，在每个书籍中植入传感芯片，将每本书都变成独立的拥有计算、记忆、通讯功能的智能节点，实现书籍之间的相互感知，最终实现跨馆信息共享，这具有传统图书馆无可比拟的优势。根据感知的结果，既可以为借阅者提供各种诸如查找同主题图书、跨馆借阅、查看借阅分享信息等各类信息和个性化服务，又可以实现与云平台中的信息交互，从而为用户提供更加多元的信息服务，实现信息交流与共享。
3 图书馆数据管理与信息服务共享技术框架的构建
图书馆核心价值主要体现在三个方面：文献保存、文化传播、读者服务。随着云计算技术、物联网技术、大数据及互联网+等新技术被大规模地应用，智慧型图书馆的概念也在不断地发生变化，学术界不断地研究在图书馆领域使用新技术的可能。陈进认为资源、技术、馆员、读者、服务是智慧图书馆的五大要素，将这五大要素整合服务于读者是智慧型图书馆的发展方向。乌恩认为给予信息资源的深度知识挖掘和具有用户需求分析功能的专家模式是智慧图书馆的服务核心[5]。王世伟认为智慧图书馆的特征是互联（全面感知、立体互联、共享协同）、高效（节能低碳、灵敏便捷、整合集群）和便利（无线泛在、就近一体、个性互动）[6]。
综合众多学者的观点，笔者认为利用物联网、互联网、云服务平台改变读者、文献、管理系统之间的关系（见图1），是建设现代化图书馆的关键步骤。设计思路如下：
（1）使用RFID技术为每一本书增加电子标签，将借书卡与移动终端捆绑，借助于RFID感知设备和移动互联网络，搭建与互联网相结合的物联网。
（2）通过物联网实现读者与文献的直接沟通，读者可以使用自己的移动终端，安装对应的软件以实现自主借书、自主还书、数目查找等操作。
（3）借助大型的书本识别设备，管理员可以轻松地使用机械做到书目的自动分拣
（4）书本之间根据传感器节点在传输信息或者发送应答信号时，根据能量的衰减情况或者传感器网络的信息拓扑，实现对图书物理位置的定位。
（5）云平台记录书本信息、读者信息、读者阅读历史、数目与搜索关键词关系等信息。利用以上信息进行数据挖掘，以确保快速准确地为读者查找书籍。
（6）读者之间可以借助云平台和终端相互沟通读书心得或直接从另一位读者处借得图书，而不必再去图书馆办理手续。
图书馆信息技术服务共享框架由RFID卡、RFID识别器、数据库、综合处理云平台、移动终端等几个节点组成。
3.1 RFID传感体系
RFID传感系统的使用可以实现书籍的定位、书籍的快速借还、书籍的管理等图书馆馆藏管理效率的提升。通过合理的方案，实现图书精确定位和快速借还及书籍识别，从而提升读者的借阅体验，例如解决通过检索书号查找图书难的问题、馆藏目录与书架不符、书籍借阅历史查看中通过卡片查看信息不全、书籍评价无法了解等历史难题。根据调查显示58%的图书馆认为，RFID可以发挥其技术优势，通过多种模式解决书籍乱架问题，实现对图书的精确定位[7]。
在一般的普通图书馆中，图书依据排架号（分类号+种次号）和排架规则定位[8]。在使用物联网技术的现代图书馆中，可以使用电子标签来识别不同的书籍，这种非接触式的传输方式使得定位更加快速。利用RFID实现图书定位总的来说可以划分为动态定位模式和静态定位模式两种。
3.1.1 静态定位模式
静态定位模式下，除了在书籍中植入RFID标签之外，还需要在书架上使用RFID标签（称之为层架标）并将各种标签与后台数据库进行关联[9]。例如图2编码模式。
3.1.2 动态定位模式
动态定位模式采用大功率的RFID标签，通过多传感器和数据网络对图书进行实时定位。在前些年由于钢铁等房屋结构中的材料及书架材料对RFID射频信号的影响，信息识别经常出现不准确甚至丢失的现象，从而使得动态定位模式实现的成本较高，因此其未被大规模采用。随着RFID技术的进步和ZigBee协议的应用，动态模式的实现难度正在呈现下降趋势，这将在一定程度上促进动态定位模式在通过RFID而实现的图书定位中的应用[10]。
3.2 图书云服务平台
为了实现更高级的借阅者服务，需要借助图书馆服务云平台实现电子借阅卡、书本定位指引、书籍信息查阅、读者信息、笔记信息、评价信息、相关阅读、协同阅读、图书传阅、跨馆查询等功能。云平台框架如图3所示。
3.2.1 存放信息
在逻辑层中处理的信息包括电子图书信息、架位信息、图书标签、借阅人信息、借阅人图书关联信息、借阅人笔记信息、书籍评价信息、书籍推荐信息、书籍阅读关联度分析等数据信息，以方便实现功能模块中的相关操作。
3.2.2 多数据库架构模型
数据存储层使用多数据库架构模型。云平台的功能实现是基于数据的，借阅服务平台为读者提供了手机端、平板端，为图书馆提供了PC端，这些终端机的使用都会产生大量的数据，包括文本型静态信息如（借阅者信息、书籍信息、架位信息等），动态且需要随时更新的信息（如借阅记录、行动轨迹、停留时间等），图形信息（如书籍扫描件、用户笔记等），日志型数据等。
以上数据的存储对系统提供了很高的要求，有的需要很高的读取效率，有的需要事务特性等。这就需要SQL及NOSQL数据库的配合使用，MongoDB适合那些对数据库具体数据格式不明确或者数据库数据格式经常变化的需求模型，MySQL适合事务关系要求较高的操作以及较频繁的插入修改操作[11]。
4 结 论
在物联网技术高速发展的今天，本文利用物联网技术、互联网技术、云计算技术，以阅读者和书本作为核心对象，在尝试让两者之间进行直接通信的基础上，以实现简化图书借还流程，促进读者之间的相互交流，提高图书管理和使用效率，发挥藏书最大效率为目标，对物联网对图书馆的影响、其未来应用趋势及实现方法进行研究论述，从而为物联网在图书馆管理信息化方面发挥更大的作用提供有力的参考。
参考文献：
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[5] 郝朝军.高校图书馆开架书库错、乱架问题深层次原因分析及对策新探 [J].农业图书情报学刊，2009，21（1）：91-93+96.
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[7] 沙超，王汝传，黄海平，等.一种基于链路质量差值的无线传感器网络定位方法 [J].南京邮电大学学报（自然科学版），2010，30（3）：58-64+69.
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[11] 刁裕博.浅谈RFID及其封装技术 [J].科技资讯，2007（29）：35.
作者简介：罗招贤（1983-），女，汉族，讲师，硕士。研究方向：计算机应用。
