基于物聯(lián)網(wǎng)的圖書館管理系統(tǒng)

黃今慧 薛子育 劉洋

【摘要】針對物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、起源、發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，針對圖書館借書流程、圖書快速定位、圖書安全等問題與RFID技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過介紹智能圖書館對于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，提出智能圖書館的智能化和便捷化，同時(shí)也提出了發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的重要意義，通過對只能圖書館的設(shè)計(jì)，讓人們真切感受到物聯(lián)網(wǎng)對人們生活的提升。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);RFID技術(shù);智能圖書館

Computer and Information Engineering，Beijing Technology and Business University

Abstract：The thesis focus on the basic concept of Internet of things，its origin，development and key technology，and procedure of the library，rapid pinpoint of books，security of books and the design of the applications of RFID technology.Illustrating of the applications of intelligent library for Internet of things technology and design of library，the thesis proposes the intelligence and convenience of the intelligent library，the significance of the development of the Internet of things and the promotion of people's life which people can really feel.

Keyword：things;RFID technology;Intelligent Library

1.研究背景

解放后，我國的圖書館事業(yè)雖然經(jīng)歷了一些波折，但還是取得了巨大的成就，形成了公共圖書館、高校圖書館、科學(xué)和專業(yè)圖書館、其它圖書館等構(gòu)成的圖書館體系。在跨越新世紀(jì)的信息時(shí)代，圖書館又面臨新的發(fā)展機(jī)遇，數(shù)字圖書館、虛擬圖書館、電子圖書館等新名詞的出現(xiàn)和討論，成為現(xiàn)代圖書館的一大景觀。我們相信，我國的圖書館事業(yè)一定會(huì)有一個(gè)光輝的發(fā)展前景。[1]然而，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能圖書館逐漸成為了我國圖書館的發(fā)展趨向。

目前傳統(tǒng)在圖書館借書流程、圖書定位以及圖書館工作人員開支增大等方面尤為突出。如何快速定位人們需要的圖書以及如何為圖書館的高支出“減壓”，已經(jīng)成為智能圖書館急需解決的主要問題。傳統(tǒng)圖書館主要有以下4個(gè)問題。

（1）圖書質(zhì)量不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的閱讀需求：圖書館購置新書太少，復(fù)本多，舊書多，讀者到館來查找自己所需要的書幾乎沒有。[2]

（2）圖書館借書流程繁瑣且信息滯后于網(wǎng)絡(luò)：網(wǎng)絡(luò)對傳統(tǒng)圖書館沖擊很大，現(xiàn)代生活的快節(jié)奏，讓更多人查詢資料選擇網(wǎng)絡(luò)而非圖書館。

（3）圖書館向社會(huì)開放、為讀者服務(wù)程度不高：從圖書館自身的弱勢來看，資金短缺，現(xiàn)代化設(shè)施落后，技術(shù)力量相對也較為薄弱。

（4）圖書館自身消耗較大：圖書館需要一定數(shù)量的工作人員和服務(wù)人員，人員開支等方面，有較大較好。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電子標(biāo)簽為解決這些問題提供了完善的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。本文就是利用物聯(lián)網(wǎng)中的電子標(biāo)簽技術(shù)實(shí)現(xiàn)對圖書館的智能化管理并對借書流程進(jìn)行優(yōu)化。RFID[3]是用來識別物品的一種新技術(shù)，它是根據(jù)無線射頻識別原理（RFID）而生產(chǎn)的，它與讀寫器通過無線射頻信號交換信息。RFID射頻識別[4]是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，它通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的電子標(biāo)簽技術(shù)為實(shí)現(xiàn)智能圖書館的快速結(jié)算、圖書定位圖書安全等都提供了較好的實(shí)現(xiàn)依據(jù)。

2.智能圖書館工作模式的提出

在上述背景下，本文提出利用射頻識別技術(shù)建立智能圖書館工作模式（以下簡稱工作模式）。

2.1 工作模式的基本思想

工作模式的基本思想和方案是：

（1）讀者憑身份證（或同類證件）和押金領(lǐng)取“讀書卡”，憑“讀書卡”進(jìn)入圖書館;

（2）讀者可以根據(jù)圖書館控制終端或個(gè)人移動(dòng)設(shè)備（圖書館已被WI-FI覆蓋）查詢需要閱讀的圖書位置;

（3）當(dāng)讀者選定好相關(guān)書目后，可以通過終端查詢借閱信息、讀者當(dāng)前所處位置，以及周圍書目信息;

（4）顧客購買好商品后攜借閱書目（粘貼有RFID標(biāo)簽）通過結(jié)算通道進(jìn)行計(jì)入“讀書卡”和個(gè)人借書檔案，不能成功借書者通道報(bào)警器予以提示不予放行;

（5）持個(gè)人移動(dòng)設(shè)備的讀者可利用設(shè)備查詢圖書簡介、還書時(shí)間以及自己的借閱信息。

圖1 “讀書卡”和服務(wù)器終端（智能終端設(shè)備）

2.2 工作模式的描述

為實(shí)現(xiàn)只能圖書館工作模式，首先在圖書館圖書背后粘貼RFID標(biāo)簽，組成一個(gè)位置傳感網(wǎng)絡(luò)。其次，安裝智能終端和配套個(gè)人移動(dòng)設(shè)備APP（以下統(tǒng)稱為智能終端設(shè)備），并在數(shù)據(jù)庫中把貨架編號、書目信息、讀者信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

智能終端設(shè)備會(huì)根據(jù)RFID定位位置，形成圖書館書目引導(dǎo)地圖。根據(jù)智能終端設(shè)備提示，可以把讀者引導(dǎo)到借閱位置。讀者可以隨時(shí)利用個(gè)人移動(dòng)設(shè)備查詢書目信息、簡介、出版時(shí)間等。讀者可以利用智能終端設(shè)備隨時(shí)呼叫圖書館管理員，管理員可以利用智能終端設(shè)備與讀者互動(dòng)。如圖2所示，是本文提出的工作模式和圖書館網(wǎng)絡(luò)的組成示意圖。

圖2 智能圖書館網(wǎng)絡(luò)建立示意圖

3.工作模式的實(shí)現(xiàn)技術(shù)可行性

本文提出的這種新的服務(wù)模式是基于RFID和WI-FI無線技術(shù)的，為了便于探討這種新型的服務(wù)模式的可行性，下面先介紹RFID以及WI-FI覆蓋的一些基本概念。

3.1 RFID無線網(wǎng)絡(luò)

RFID是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號識別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或者光學(xué)接觸。[5]和其他無線通信技術(shù)相比，RFID具有如下技術(shù)優(yōu)勢：

（1）快速掃描。RFID辨識器可同時(shí)辨識讀取數(shù)個(gè)RFID標(biāo)簽。方便借書讀者快速出入圖書館，提升效率。

（2）體積小型化。RFID電子標(biāo)簽可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)條形碼粘貼于圖書背面。

（3）價(jià)格低廉。RFID制作簡單，同類商品中價(jià)格低廉，方便于圖書館大批量圖書的電子標(biāo)簽化。

（4）可采用無緣RFID電子標(biāo)簽。不用電池，方便使用。

（5）可重復(fù)使用?，F(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFID標(biāo)簽則可以重復(fù)地新增、修改、刪除RFID卷標(biāo)內(nèi)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)，方便數(shù)目信息的及時(shí)更新，可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽的復(fù)用等。

（6）安全性。由于RFID承載的是電子式信息，其數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由密碼保護(hù)，使其內(nèi)容不易被偽造及變造[6]。

（7）高穿透性與強(qiáng)聯(lián)系性?？赏ㄟ^終端對電子標(biāo)簽進(jìn)行識別，電子標(biāo)簽具有高穿透性，若未對書目進(jìn)行正常借閱，終端可以報(bào)警并呼叫管理人員或計(jì)入個(gè)人誠信檔案。對圖書的安全性有一定保障。

圖3 傳統(tǒng)條形碼與無源RFID電子標(biāo)簽對比圖

3.2 智能圖書館的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)覆蓋

結(jié)合智能圖書館無線網(wǎng)絡(luò)需求情況，為了滿足圖書館對網(wǎng)絡(luò)的要求，構(gòu)建一個(gè)高速、穩(wěn)定、安全、可靠、易于管理的無線接入網(wǎng)絡(luò)的需求，可按照AP+AC的結(jié)構(gòu)化無線網(wǎng)絡(luò)解決方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

框架可以基于“瘦AP”方式進(jìn)行部署，采用AC（無線控制器）對AP進(jìn)行集中管理、控制、配置下發(fā)，以及對接入終端的認(rèn)證、數(shù)據(jù)分布式/集中式轉(zhuǎn)發(fā)、漫游等功能。操作和維護(hù)工作現(xiàn)在只需要在AC上進(jìn)行就可以了。在這個(gè)架構(gòu)里，AP只負(fù)責(zé)無線信號的收發(fā)，不作MAC層及其以上的協(xié)議層處理，所有的智能工作都由AC完成。[7]

無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋對圖書館內(nèi)所有的智能終端設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一覆蓋，可以隨時(shí)隨地零流量查看圖書信息，方便讀者。

圖4 無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

4.工作模式之研究成果

本文對智能圖書館工作模式的關(guān)鍵技術(shù)做了較深入地研究，并開發(fā)了新購物模式的關(guān)鍵設(shè)備的原理性樣機(jī)。

4.1 索引模塊

讀者進(jìn)入圖書館，領(lǐng)取與個(gè)人信息綁定的圖書卡，根據(jù)智能終端設(shè)備查詢所需書目位置，進(jìn)行路徑導(dǎo)航。當(dāng)選擇好所需書目后，利用RFID進(jìn)行書目快速結(jié)算，并計(jì)入讀者讀書卡。

圖5 智能圖書館工作流程圖

圖書管理員每日利用閱讀器統(tǒng)計(jì)書目信息，快速盤點(diǎn)當(dāng)日借閱情況，入庫比較。

如圖5所示，智能圖書館工作流程圖。

4.2 智能借閱

建立RFID借閱通道，讀者手持RFID書目，通過結(jié)算出口，系統(tǒng)自動(dòng)記錄書目信息，并計(jì)入讀者讀書卡，若讀者卡顯示不良記錄或者通過時(shí)帶有未結(jié)算圖書，立刻報(bào)警提醒并呼叫安保人員。如圖6所示，圖書館借閱通道。

圖6 智能圖書館結(jié)算通道

4.3 工作人員的優(yōu)化管理

（1）圖書管理員的工作優(yōu)化

由于條形碼閱讀機(jī)必須在近距離且沒有物體阻擋的情況下才能辨別條形碼，因此傳統(tǒng)的盤點(diǎn)工作量大、需要工作人員較多。而使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，利用RFID非接觸、遠(yuǎn)距離、快速讀取多個(gè)標(biāo)簽的功能。圖案書管理員只需利用閱讀器[8]走過所有書架，就能將圖書館內(nèi)所有書目進(jìn)行收集和統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)庫可以根據(jù)每日書目信息進(jìn)行對比、形成盤點(diǎn)日志。

（2）安保人員的工作優(yōu)化

利用RFID非接觸的特點(diǎn)，未進(jìn)行正常辦理的圖書，不能通過結(jié)算通道，進(jìn)行報(bào)警提示安保人員注意，減少安保人員工作量、大力減少對讀者“查包”等不尊重行為，提升讀者滿意度。

5.結(jié)論

本文提出了一套基于物聯(lián)網(wǎng)的智能圖書館工作模式。從讀者初次利用圖書館資源，可在智能終端設(shè)備獲取書目路徑信息，并進(jìn)行書目選擇或?qū)で髱椭D書館被無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，讀者可隨時(shí)查詢書目信息。借閱系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對讀書卡進(jìn)行更改和記錄。對不良借閱方式，及時(shí)呼叫安保人員進(jìn)行處理，以此提高對圖書的保護(hù)。盤點(diǎn)系統(tǒng)可以簡化圖書管理人員的工作流程，方便、快捷地進(jìn)行每日盤點(diǎn)工作。

此方案可行、有一定發(fā)展方向，在圖書館工作人員利用和圖書館管理合理化等方面都有一定意義和作用。對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入日常生活方面起到了一定的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

[1]中國人力資源和社會(huì)保障出版集團(tuán)有限公司.圖書館的發(fā)展歷史[M].

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[4]CHINA NEW TELECOMMUNICATIONS，2010（6）.

[5]Ari Juels RSA Laboratories，Bedford，MA，《RFID：security and privacy for five-cent wireless devices （abstract only）》

[6]百度文庫.無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)方案書[OL].http：//wenku.baidu.com/link？url=BurkpPAxsD5hEzw-Ckn-qTDCjrcRfhLTlZ4thncbAz5ylrC2CvkVfECPQ_nNdiI0EMMk1Z_S1-i1aDobU-7pizmV41DdDsEJ6r7NM5fVLQG.

[7]楊穎.物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的圖書館研究[J].情報(bào)探索（10）.