基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能圖書館信息資源管理系統(tǒng)研究

吳志瑋

（南京政治學(xué)院圖書館，江蘇 南京 210003）

互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，改變了人們傳統(tǒng)的生產(chǎn)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(shí)現(xiàn)面對面交流。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)及應(yīng)用，提高了商業(yè)活動自動化的可見性和可測量性，通過實(shí)時(shí)高分辨率的信息捕捉為用戶提供性價(jià)比更高的服務(wù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對產(chǎn)品實(shí)時(shí)性能信息的分析。而物聯(lián)網(wǎng)的這些優(yōu)點(diǎn)恰巧正是當(dāng)前智能圖書館信息資源管理系統(tǒng)所需要的，因此將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于智能圖書館信息資源管理系統(tǒng)的構(gòu)建中已成為當(dāng)前行業(yè)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。

1 構(gòu)建智能圖書館信息資源管理系統(tǒng)的必要性

1.1 營造現(xiàn)代化和智能化圖書館的需要

傳統(tǒng)圖書館發(fā)展到現(xiàn)代化、智能化圖書館所經(jīng)歷的過程是圖書館管理系統(tǒng)技術(shù)的一次革命，在這個(gè)過程中需要采用先進(jìn)的技術(shù)，通過多手段、多角度對傳統(tǒng)圖書館管理系統(tǒng)中多個(gè)模塊進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，從而提高其現(xiàn)代化、智能化功能。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠很好地滿足圖書館管理系統(tǒng)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(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

1.2 實(shí)現(xiàn)圖書館服務(wù)模式多樣化的需要

傳統(tǒng)圖書館服務(wù)主要通過圖書館工作人員實(shí)現(xiàn)圖書的借閱、退還等服務(wù)?，F(xiàn)代化、智能化圖書館不僅包含了傳統(tǒng)的借還書功能，還包括了諸多先進(jìn)的功能，如圖書智能續(xù)借功能、新書個(gè)性化用戶提醒功能、新書上架通知推送等。圖書館服務(wù)模式的多樣化需要高新技術(shù)來支持，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的在線監(jiān)測和統(tǒng)計(jì)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(tǒng)圖書館信息資源管理系統(tǒng)弊端的需要

傳統(tǒng)圖書館信息資源管理系統(tǒng)中未對圖書館員的工作行為進(jìn)行詳細(xì)管理，并且對紙質(zhì)圖書、期刊等方面的信息只是簡單地轉(zhuǎn)化成電子文件進(jìn)行信息存儲?，F(xiàn)代化、智能化圖書館要求信息資源管理系統(tǒng)對整個(gè)圖書館實(shí)行智能化管理，包括館內(nèi)的人與物。通過更為科學(xué)的管理、更為合理的數(shù)據(jù)存儲和調(diào)用分析，真正實(shí)現(xiàn)圖書館信息資源管理系統(tǒng)的智能化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所具備的在線監(jiān)測、指揮調(diào)度、統(tǒng)計(jì)決策等功能可以很好地滿足圖書館這方面的需求。

2 系統(tǒng)構(gòu)建要解決的關(guān)鍵技術(shù)

智能圖書館信息資源管理系統(tǒng)的構(gòu)建需要解決3個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)，即信息采集、信息傳輸和信息處理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在這3方面的優(yōu)點(diǎn)突出，現(xiàn)給出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下感知層技術(shù)的信息采集、數(shù)據(jù)通信技術(shù)的信息傳輸和高性能計(jì)算技術(shù)的信息處理，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)建要解決的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 基于物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù)的信息采集

智能圖書館信息資源管理系統(tǒng)可以通過物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù)實(shí)現(xiàn)新設(shè)備、新系統(tǒng)或新流程隨時(shí)隨地的感知、測量、捕獲和傳遞信息功能。管理系統(tǒng)可以根據(jù)所捕獲和追蹤到的信息，如文獻(xiàn)資料、數(shù)據(jù)資源、圖書館運(yùn)行狀態(tài)、用戶需求等進(jìn)行快速的綜合分析與決策。傳統(tǒng)圖書館信息資源管理系統(tǒng)所采用的IC卡和條形碼數(shù)據(jù)采集技術(shù)仍可作為圖書館的一項(xiàng)信息采集技術(shù)，但目前所出現(xiàn)的射頻識別、傳感器網(wǎng)絡(luò)等新一代信息感知技術(shù)將逐步取代原有技術(shù)。射頻識別通過在圖書、紙質(zhì)期刊上粘貼可以發(fā)送無線電訊號的傳感器，進(jìn)一步縮短了圖書、期刊信息的錄入時(shí)間，極大地提高了圖書館運(yùn)行效率。

2.2 基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信技術(shù)的信息傳輸

智能圖書館信息資源管理系統(tǒng)的信息傳輸效率尤為關(guān)鍵，它通過目前最為高速且高帶寬的通信網(wǎng)絡(luò)工具，使得用戶端電子設(shè)備與圖書館信息資源進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的收集、儲存，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了圖書信息的多方位交互和共享。

傳統(tǒng)圖書館信息資源管理系統(tǒng)的信息傳輸主要是在圖書館局域網(wǎng)基礎(chǔ)上通過公用電話網(wǎng)、X.25、信息高速公路網(wǎng)等公用互聯(lián)網(wǎng)平臺來實(shí)現(xiàn)圖書館館域的信息交換。目前，信息通信技術(shù)得到了飛速發(fā)展，由平行、獨(dú)立的信息傳輸技術(shù)發(fā)展到了信息融合，比如移動通信技術(shù)與IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合；電信、電視、計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星通信等通訊網(wǎng)絡(luò)的融合。這些通訊技術(shù)的融合促使了新一代通訊技術(shù)的出現(xiàn)，即M2M技術(shù)。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器之間的實(shí)時(shí)信息通訊。

2.3 基于物聯(lián)網(wǎng)高性能計(jì)算技術(shù)的信息處理

目前，高性能計(jì)算、普適計(jì)算、云計(jì)算已成為21世紀(jì)計(jì)算機(jī)運(yùn)算研究與發(fā)展的重點(diǎn)之一，這種計(jì)算將作為一種公共設(shè)施，以服務(wù)租賃的方式向企業(yè)、團(tuán)體及用戶提供多方位、多角度的服務(wù)。

高性能計(jì)算技術(shù)的支撐包括多種計(jì)算與通信技術(shù)、操作系統(tǒng)技術(shù)、軟件技術(shù)、信息處理技術(shù)等。高性能計(jì)算、普適計(jì)算及云計(jì)算組成了物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行計(jì)算環(huán)境。高性能計(jì)算技術(shù)的設(shè)計(jì)理念擺脫了傳統(tǒng)自建信息系統(tǒng)計(jì)算的常用模式，勢必將取代傳統(tǒng)技術(shù)成為智能圖書館信息處理的核心環(huán)節(jié)之一。比如，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)通過特定的算法可以在海量信息數(shù)據(jù)中提取出滿足用戶要求的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，有助于物聯(lián)網(wǎng)的分析和決策功能；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以對系統(tǒng)獲取的信息根據(jù)特定規(guī)則進(jìn)行信息推理，進(jìn)而判斷用戶的真實(shí)意圖，為物聯(lián)網(wǎng)提供重要的信息。

3 系統(tǒng)模型的構(gòu)建

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是以需求為主要導(dǎo)向，以應(yīng)用為最終目的的新興技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在圖書館領(lǐng)域的應(yīng)用是以數(shù)字化圖書館、智能化圖書館建筑等發(fā)展并日趨成熟的圖書館現(xiàn)有結(jié)構(gòu)體系為基礎(chǔ)，以物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)滲透在圖書館各項(xiàng)工作當(dāng)中，并根據(jù)用戶的需求導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)圖書館各項(xiàng)管理和服務(wù)功能。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能圖書館信息資源體系結(jié)構(gòu)包括4個(gè)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(tǒng)服務(wù)應(yīng)用層。這4個(gè)層次主要由末端感知網(wǎng)絡(luò)、融合化網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施與普適化應(yīng)用服務(wù)體系技術(shù)支撐。這些技術(shù)主要包括傳感器、識別技術(shù)、普適計(jì)算、M2M通信技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、知識發(fā)現(xiàn)與搜索引擎技術(shù)、關(guān)系網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)和信號處理技術(shù)、安全和隱私技術(shù)等。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能圖書館信息資源管理系統(tǒng)的體系架構(gòu)如圖2所示。

圖2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能圖書館信息資源管理系統(tǒng)

3.1 信息感知層

信息感知層主要包括RFID、傳感器網(wǎng)絡(luò)、遙感遙測、IC卡和條形碼等相關(guān)技術(shù)。通過這些技術(shù)獲取圖書入庫出庫信息、圖書館工作人員工作內(nèi)容信息、圖書館運(yùn)行分析信息、圖書館用戶個(gè)性服務(wù)信息等。比如：在新書入庫時(shí)，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(jìn)入庫藏。在用戶借閱時(shí)，根據(jù)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(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無線通訊網(wǎng)絡(luò)等。該層主要獲取由信息感知層提供的所有信息，并實(shí)時(shí)傳輸至信息智能處理層進(jìn)行數(shù)據(jù)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(guān)網(wǎng)絡(luò)，將該圖書信息包括書名、書號、出版時(shí)間、頁數(shù)、作者等相關(guān)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(jì)算、普適計(jì)算、云計(jì)算、智能技術(shù)、知識發(fā)現(xiàn)、微電子、高性能通訊技術(shù)等。該層主要是對由信息接入和傳輸層發(fā)送過來的所有信息進(jìn)行信息分析和處理，得出最終決策，并將該決策傳輸至系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)用層。比如該層同時(shí)收到如下信息：①最新購置的《簡愛》圖書存在質(zhì)量問題，需要換貨；②某用戶發(fā)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)信息發(fā)出用戶權(quán)限權(quán)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(bào)送至系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)用層。

3.4 系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)用層

系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)用層主要包括圖書查詢、圖書借閱、圖書定制、個(gè)性化服務(wù)、期刊查詢、專利查詢、各領(lǐng)域?qū)＜也樵兊裙δ芙缑?。該層主要建立系統(tǒng)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(shí)將信息智能處理層所做出的決策實(shí)時(shí)反饋給用戶。比如針對3.3中實(shí)例，智能處理層將所做出的“無法滿足借閱人的需求”信息發(fā)送至系統(tǒng)服務(wù)應(yīng)用層后，該層則向用戶做出反饋：“尊敬的用戶，圖書館暫時(shí)無法借閱《簡愛》一書，請諒解”。

4 系統(tǒng)服務(wù)模式的創(chuàng)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(tǒng)通過用戶所持有的借書卡（無線電訊發(fā)射終端），自動獲取進(jìn)入圖書館的讀者基本信息，包括讀者姓名、年齡、班級、學(xué)號、曾借閱圖書信息等。在用戶提出修改用戶信息時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)用戶所提修改內(nèi)容，自動對用戶信息進(jìn)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(tǒng)通過RFID、傳感器網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)通過管理員在圖書上粘貼的無線電訊發(fā)射終端來錄入圖書信息，通過每層書架上無線電訊發(fā)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(jìn)貨后，將該書基本信息刻錄至無線電訊發(fā)射終端，并將該終端粘貼至圖書上。在該書進(jìn)入書庫時(shí)，信息即時(shí)被錄入至圖書館信息資源管理系統(tǒng)中，當(dāng)該圖書被放置在第二層第17排書架時(shí)，其具體位置信息被傳輸至圖書館信息資源管理系統(tǒng)中，用戶查找本書時(shí)，即可實(shí)時(shí)提供。

4.3 信息資源的實(shí)時(shí)檢索和查詢

信息資源的實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)掌握。在讀者發(fā)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(tǒng)根據(jù)無線電訊發(fā)射終端實(shí)時(shí)確定圖書具體存放位置，并將該位置即時(shí)提供至用戶終端，極大地方便了讀者。同時(shí)，圖書管理人員可通過管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)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(fā)布和推送

館藏信息的智能發(fā)布和推送主要是建立圖書館與用戶之間的實(shí)時(shí)聯(lián)系。智能圖書館信息資源管理系統(tǒng)具有信息推送和發(fā)布功能。系統(tǒng)通過信息推送發(fā)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(jī)、微信、QQ上，以便讀者更為深入地了解圖書館相關(guān)情況，同時(shí)為用戶個(gè)性化定制提供幫助。

5 結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷推廣，其優(yōu)勢日益明顯，它的信息動態(tài)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(shí)，該技術(shù)的應(yīng)用極大地方便了讀者對圖書館信息資源管理系統(tǒng)所有功能的使用，進(jìn)一步拉近了圖書館與讀者之間的距離，為圖書館信息服務(wù)向更高層次邁進(jìn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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