基于無源感知網絡的圖書館圖書導航和排架系統(tǒng)分析與設計

鐘偉

3）圖書排架系統(tǒng)設計。圖書排架系統(tǒng)要用到參照節(jié)點所存儲的信息和圖書節(jié)點自身所存儲的信息。一個無源感知節(jié)點在擺放到某個位置之后，其周圍的參照節(jié)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(fā)現(xiàn)圖書位置有誤時，參照節(jié)點會將位置錯誤信息報告給基站，基站會發(fā)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(tǒng)主要功能

1）圖書導航系統(tǒng)，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(tǒng)對應的移動客戶端軟件）中輸入擬借閱的圖書名后，系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)，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(tǒng)會將該圖書的信息記錄在參考節(jié)點中;若圖書擺放位置是錯誤的，則基站會發(fā)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(tǒng)，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(tǒng)的實現(xiàn)機制

系統(tǒng)初始化配置及實現(xiàn)機制? 圖2顯示了本系統(tǒng)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(jié)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(jié)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(jié)點，用于對圖書進行上架定位。在參照傳感器節(jié)點的存儲器中存儲當前書架的層數(shù)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(jié)點存儲的信息是一個二元組（當前層數(shù)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(jié)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(tǒng)）? 當用戶在自己的智能手機中輸入該圖書的ID號（即i003）并發(fā)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(jié)點和其鄰居基站通過廣播方式發(fā)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(jié)點（即圖3中第i層左側的參照節(jié)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(jié)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(tǒng)的機制? 在圖書上架時，圖書節(jié)點會主動與參照節(jié)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(jié)點的距離，進而選出與之距離最近的參照節(jié)點（距離為D2）。在獲得與之最近的參照節(jié)點的管轄ID范圍之后，圖書節(jié)點會檢測出自己的位置是否大致正確;接著，圖書節(jié)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?。梢栽O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(jié)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(jié)點距離最近的WISP傳感器節(jié)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(jié)點所管轄的范圍之內），此時基站會發(fā)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(xiàn)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(tǒng)一般是以書庫入口為出發(fā)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(qū)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(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(fā)展的今天，讀者要求獲取信息的速度非常快，傳統(tǒng)的圖書導航和排架模式已經無法滿足讀者的需求?；跓o源感知網絡的圖書館圖書導航和排架系統(tǒng)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(xiàn)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(fā)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(tǒng)研究[J].河南財政稅務高等?？茖W校學報，2014（3）：80-82.

[2]龍春芳.物聯(lián)網時代RFID技術在圖書館領域的應用及影響[J].邯鄲職業(yè)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(yè)圖書情報學刊，2018（7）：107-113.