基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧圖書館

嚴 棟

（華僑大學(xué)廈門校區(qū)圖書館，福建 廈門 361021）

2009年初，IBM首次提出“智慧地球”的概念，在業(yè)界引起了巨大反響。隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，以及相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，將會對現(xiàn)代圖書館的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。

1 物聯(lián)網(wǎng)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

1999年，在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議提出了依托于射頻識別（RFID）的物聯(lián)網(wǎng)概念雛形。2005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念[1]。

物聯(lián)網(wǎng)（The Internetof things）是指通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[2]。它有兩重含義：第一是要把物連接到互聯(lián)網(wǎng)上，第二是要把和物相關(guān)的信息傳到互聯(lián)網(wǎng)上[3]。物聯(lián)網(wǎng)的實質(zhì)是泛在網(wǎng)絡(luò)要融合協(xié)同的一種網(wǎng)絡(luò)工作模式，是泛在網(wǎng)絡(luò)及信息化在行業(yè)應(yīng)用角度的一個重要體現(xiàn)；它物理上涵蓋泛在周邊的延伸網(wǎng)，也涵蓋了泛在互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，但其更多強調(diào)的是物與物（things）能夠在網(wǎng)絡(luò)下提供自身信息以方便識別和處理的這種工作交互模式。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的特點

物聯(lián)網(wǎng)由傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成，具有全面感知、可靠傳遞、智能處理3個重要特征。

1.2.1 全面感知

利用RFID、傳感器、二維碼等隨時隨地獲取物體的信息，實現(xiàn)物體的識別，是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的前提。

1.2.2 可靠傳遞

通過現(xiàn)有的各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去，是實現(xiàn)異地感知的基礎(chǔ)。

1.2.3 智能處理

利用云計算、模糊識別等各種智能計算技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制和管理。

2 智慧圖書館

2.1 智慧圖書館的背景

通過超級計算機和云計算機，將物聯(lián)網(wǎng)整合起來，實現(xiàn)人類社會與物理系統(tǒng)的整合。這也就意味著，經(jīng)濟可行的智能技術(shù)將被應(yīng)用到幾乎所有的行業(yè)、用于各種產(chǎn)品，催生過去無法實現(xiàn)的服務(wù)。在此基礎(chǔ)上，無論自然體系，還是行業(yè)系統(tǒng)，甚至人類本身，都將更緊密地相互關(guān)聯(lián)整合，形成各種各樣的智慧系統(tǒng)。

2009 年初，IBM 提出了“智慧地球”（Smarter Planet）的概念，此概念一經(jīng)提出，即得到美國各界的高度關(guān)注，甚至有分析認為IBM公司的這一構(gòu)想極有可能上升至美國的國家戰(zhàn)略[4]。2009年8月，溫家寶總理在無錫考察時指示“盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫感知中國中心”[5]。基于這種“智慧”的理念，圖書館作為信息服務(wù)機構(gòu)的前沿，應(yīng)該抓住機遇，通過物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)化發(fā)展與應(yīng)用，推動現(xiàn)代圖書館向智慧圖書館演進。

2.2 智慧圖書館的概念

智慧圖書館（Smarter Library）就是以一種更智慧的方法，通過利用新一代信息技術(shù)來改變用戶和圖書館系統(tǒng)信息資源相互交互的方式，以便提高交互的明確性、靈活性和響應(yīng)速度，從而實現(xiàn)智慧化服務(wù)和管理的圖書館模式。

智慧圖書館=圖書館 +物聯(lián)網(wǎng)+云計算+智慧化設(shè)備，它通過物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)智慧化的服務(wù)和管理。智慧圖書館通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)用戶間的通信、用戶與圖書館的通信、圖書館間的通信、用戶與信息資源的通信以及信息資源間的通信。它的最高階段就是各部分都由圖書館智慧化地完成，無需人工干預(yù)，達到“智慧”狀態(tài)。

2.3 智慧圖書館的特點

基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧圖書館，是全方位開放式的圖書館、綜合的學(xué)術(shù)資源信息服務(wù)中心、配套齊全的活動中心、高效便捷和節(jié)能的智慧中心。它具備以下3個主要特征：

2.3.1 溝通智慧化

利用物聯(lián)網(wǎng)多種內(nèi)部及外部信息交換手段，以及先進的物聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)備，構(gòu)成一個基于物聯(lián)網(wǎng)的通信智慧系統(tǒng)。在智慧圖書館，不僅可以利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)開展文獻信息服務(wù)，更重要的是還可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)更大范圍的信息資源共享。

2.3.2 建筑智慧化

對圖書館建筑內(nèi)的各種機器設(shè)備進行智慧化程序控制及綜合管理，構(gòu)成一個建筑物智慧系統(tǒng)。它的消防與保衛(wèi)系統(tǒng)具備智慧化，空調(diào)系統(tǒng)能監(jiān)測出空氣中的有害污染物含量，能自動通風(fēng)和消毒，從而確保館內(nèi)人員的安全和健康。它還能對溫度、濕度、照明度加以智慧調(diào)節(jié)，控制背景噪音，為讀者提供一個相當(dāng)舒適的環(huán)境。同時，智慧系統(tǒng)能使圖書館各種機器設(shè)備的運行、保養(yǎng)、維護更趨智慧化，從而優(yōu)化人力和物質(zhì)資源的配置，達到降低成本、節(jié)能減排的目的[6]。

2.3.3 服務(wù)智慧化

在智慧圖書館中，通過物聯(lián)網(wǎng)把各項獨立的事務(wù)處理通過信息交換和資源共享聯(lián)系起來，構(gòu)建一個具有事務(wù)處理、管理和決策機能的服務(wù)智慧系統(tǒng)。工作人員通過利用它，可以以科學(xué)、全新、高速的方式學(xué)習(xí)和接受各種知識技能，提高對各種信息的分析、比較、提煉的能力，從而實現(xiàn)服務(wù)智慧化[7]。

3 智慧圖書館對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本要求

3.1 更透徹的感知

這是超越傳統(tǒng)傳感器、數(shù)碼相機和RFID的更為廣泛的一個概念。具體來說，它是指智慧圖書館采用了可以隨時隨地感知、測量、捕獲和傳遞信息的新設(shè)備、新系統(tǒng)或新流程。通過應(yīng)用這些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從文獻資料、數(shù)據(jù)資源到圖書館運行狀態(tài)或用戶需求等任何信息，都可以被快速獲取并進行分析，便于立即采取應(yīng)對措施。

3.2 更全面的互聯(lián)互通

互聯(lián)互通是指通過各種形式的高速且高帶寬的通信網(wǎng)絡(luò)工具，將用戶電子設(shè)備、圖書館資源和其他信息服務(wù)機構(gòu)中收集、儲存的分散信息及數(shù)據(jù)連接起來，進行交互和多方共享。從全局的角度分析數(shù)據(jù)并實時解決問題，使得學(xué)習(xí)、工作和任務(wù)可以通過多方協(xié)作得以遠程完成，從而更好地為各類用戶進行智慧化服務(wù)，徹底地改變了整個圖書館的運作方式。

3.3 更深入的智慧化

這是指智慧圖書館系統(tǒng)深入分析收集到的數(shù)據(jù)，更加新穎、系統(tǒng)且全面地解決特定問題。這要求使用先進技術(shù)（如數(shù)據(jù)挖掘和分析工具、科學(xué)模型和功能強大的運算系統(tǒng)）來進行復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析、匯總和計算，以便智慧地整合與分析海量的跨地域、跨學(xué)科領(lǐng)域的數(shù)據(jù)和信息，并將特定的知識更加智慧化地應(yīng)用到特定的行業(yè)、特定的場景、特定的問題中，以滿足人們更加深入和多樣化的需求。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧圖書館發(fā)展階段

4.1 摸索階段

目前物聯(lián)網(wǎng)在圖書館的應(yīng)用，主要是以RFID為關(guān)鍵技術(shù)的簡單應(yīng)用。如2006年7月開放的深圳圖書館新館是中國最大的RFID項目，從文獻的采訪、分編、加工到流通、典藏和讀者證卡，RFID標(biāo)簽和閱讀器完全取代了原有的條碼、磁條等傳統(tǒng)設(shè)備[8]。圖書館應(yīng)用這項技術(shù)后，簡化了借還書刊的操作程序，提高了清點館藏書刊的速度以及書刊整架歸位和流通的效率，并為讀者提供了一系列的自助服務(wù)，實現(xiàn)了圖書館的高效運轉(zhuǎn)[9]。然而這只是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在圖書館的初步探索，距離真正意義上的智慧圖書館還尚遠。

4.2 初級階段——信息匯聚

將分布于圖書館多領(lǐng)域、不同類型傳感網(wǎng)絡(luò)所采集的信息進行數(shù)據(jù)匯聚，即傳感網(wǎng)絡(luò)與移動通信網(wǎng)絡(luò)初步結(jié)合，將感知數(shù)據(jù)匯聚至某一集中平臺進行信息的處理與共享，提供較為簡單的應(yīng)用服務(wù)，實現(xiàn)圖書館各物體、各信息載體的互聯(lián)互通。

4.3 發(fā)展階段——協(xié)同感知

以事件、任務(wù)和目標(biāo)為驅(qū)動，進行感知、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用各個層面的協(xié)同工作，對環(huán)境、目標(biāo)等進行智慧獲取和處理，提供更為智慧、更為精確、多元化感知的信息服務(wù)，使圖書館進入半智慧化狀態(tài)。

4.4 目標(biāo)階段——泛在聚合

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于圖書館各個領(lǐng)域，實現(xiàn)了任何人、任何物、任何信息載體、任何時間、任何地點的互聯(lián)互通，海量信息在物聯(lián)網(wǎng)平臺的聚合而產(chǎn)生新的信息，并引發(fā)全新的業(yè)務(wù)和服務(wù)模式，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在圖書館應(yīng)用的最高目標(biāo)——智慧圖書館。

5 現(xiàn)階段構(gòu)建智慧圖書館的關(guān)鍵問題

5.1 成本是首要關(guān)注的因素

物聯(lián)網(wǎng)要全面應(yīng)用于智慧圖書館，就要解決其經(jīng)濟問題。用戶與物、物與物相連，即使是局部的物聯(lián)網(wǎng)，圖書館都需較大投入。目前RFID電子標(biāo)簽的價格大約在0.6美元到0.85美元之間[9]，短時間內(nèi)不會降到更低水平，而圖書館擁有數(shù)以百萬計的文獻資源，再加上要組建龐大網(wǎng)絡(luò)需要的系統(tǒng)和設(shè)備等，其中的成本投入將相當(dāng)巨大。

5.2 標(biāo)準是發(fā)展的核心問題

當(dāng)前發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的困境源于無統(tǒng)一的標(biāo)準，導(dǎo)致產(chǎn)品創(chuàng)新慢、業(yè)務(wù)成本高、服務(wù)質(zhì)量差等突出問題。此外，RFID系統(tǒng)和現(xiàn)有圖書館自動化集成系統(tǒng)（ILAS）的整合難度大。ILAS在設(shè)計時是以條碼技術(shù)和磁條技術(shù)為基礎(chǔ)的，RFID系統(tǒng)則是以RFID標(biāo)簽技術(shù)為基礎(chǔ)，二者需要在通信協(xié)議、接口、數(shù)據(jù)格式等方面進行整合，如果沒有成熟的平臺和技術(shù)是很難完成的。最后，還必須解決不同異構(gòu)系統(tǒng)之間的信息互通與信息交換問題。

5.3 關(guān)鍵技術(shù)是發(fā)展的瓶頸

無處不在的無線傳感網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，安置在實物上的電子介質(zhì)產(chǎn)生的數(shù)字信號可隨時隨地通過它傳送出去。因此，建立一個完整的物聯(lián)網(wǎng)，將短距離至長距離無線網(wǎng)絡(luò)全部囊括其中，是我們面臨的首要課題。RFID作為關(guān)鍵技術(shù)，其核心領(lǐng)域還未全面進入產(chǎn)業(yè)化。目前國內(nèi)RFID以低頻為主，而超高頻RFID剛進入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的初期，如中間件、應(yīng)用解決方案等產(chǎn)業(yè)鏈還需完善[10]。此外，基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧圖書館構(gòu)建還必須在通信支撐技術(shù)、信息加工、過濾、存儲、命令響應(yīng)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)接口與傳輸技術(shù)等方面實現(xiàn)全面協(xié)調(diào)。

5.4 隱私安全問題的困擾

物聯(lián)網(wǎng)承載了比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)都龐大的數(shù)據(jù)信息，射頻識別系統(tǒng)中任意一個標(biāo)簽的標(biāo)識（ID）或識別碼都能在遠程被任意地掃描，且標(biāo)簽會自動地不加區(qū)別地回應(yīng)閱讀器的指令，并將其所存儲的信息傳輸給閱讀器。特別是傳感器和智能標(biāo)簽?zāi)軌蚋櫽脩舻男袆?、?xí)慣以及偏好等，這勢必會使個人的隱私問題受到侵犯，因此，信息資源及用戶隱私如何得到保護成為構(gòu)建智慧圖書館亟待解決的問題。

5.5 智慧圖書館新模式的開發(fā)和管理

不同行業(yè)會有不同的應(yīng)用，也會有各自不同的要求。要成功構(gòu)建智慧圖書館，就必須結(jié)合智慧圖書館的特點，對物聯(lián)網(wǎng)進行深入的研究和有價值的開發(fā)。運營商和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)企業(yè)要開發(fā)出能使智慧圖書館達到理想狀態(tài)的應(yīng)用系統(tǒng)，這是比較困難的一步，也需要一定的時間。它需要一個物聯(lián)網(wǎng)的體系基本形成，需要一些應(yīng)用形成示范。

更困難的是圖書館為了利用這個系統(tǒng)必須進行調(diào)整，也就是要改變圖書館原有的業(yè)務(wù)流程和工作形式，調(diào)整圖書館與外界和用戶的關(guān)系，甚至圖書館的文化和行為。這種不同于從前需要的管理方法，需要一個循序漸進的、基于創(chuàng)新的日程表；培養(yǎng)一種歡迎和包容“智慧”的組織文化和流程；需要培養(yǎng)工作人員具備持續(xù)調(diào)整和不斷發(fā)展的新技能[11]。

6 結(jié)語

綜上所述，在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，最新物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將不斷應(yīng)用到圖書館中，推進圖書館向智慧圖書館發(fā)展，給用戶提供各種智慧化的服務(wù)，掀起現(xiàn)代圖書館新的發(fā)展浪潮。筆者初步探討了智慧圖書館的概念、特征以及構(gòu)建過程，希望能為探索新型的圖書館發(fā)展模式提供一些借鑒。

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