LBS與RFID結(jié)合實(shí)現(xiàn)圖書館室內(nèi)定位導(dǎo)航方法初探

陳 攀

（國家圖書館，北京100081）

LBS與RFID結(jié)合實(shí)現(xiàn)圖書館室內(nèi)定位導(dǎo)航方法初探

陳 攀

（國家圖書館，北京100081）

基于位置的服務(wù)與射頻識(shí)別技術(shù)將成為解決圖書館內(nèi)用戶及資源的定位導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)。本文從需求、原理、實(shí)現(xiàn)方式等方面探討LBS與RFID結(jié)合實(shí)現(xiàn)圖書館室內(nèi)定位導(dǎo)航的方法。

LBS；RFID；室內(nèi)定位導(dǎo)航；圖書館服務(wù)

LBS（Location－based Services，基于位置的服務(wù)）最早出現(xiàn)于軍事領(lǐng)域，隨后逐漸進(jìn)入救援、測(cè)繪等專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。近年來，智能移動(dòng)設(shè)備的，LBS逐漸走入人們的日常生活，在旅行、購物、飲食、社交等方方面面發(fā)揮著重要作用。隨著公共建筑設(shè)施規(guī)模的日益擴(kuò)大，用戶的定位導(dǎo)航需求日益復(fù)雜，LBS的發(fā)展重點(diǎn)逐漸從室外走入室內(nèi)，其中室內(nèi)定位的精度，以及位置服務(wù)內(nèi)容是開發(fā)商和用戶關(guān)心的核心問題［1］。

LBS未來或許也將成為圖書館的一項(xiàng)重要服務(wù)。早在2008年，國家圖書館就意識(shí)到了位置服務(wù)的重要，并嘗試提供室內(nèi)導(dǎo)航服務(wù)，在館區(qū)內(nèi)通過虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)、基于RFID（Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別）的智能架位導(dǎo)航等方式，向到館用戶提供導(dǎo)航服務(wù)。然而，那時(shí)的移動(dòng)智能設(shè)備并不發(fā)達(dá)，所以這些服務(wù)也都是基于臺(tái)式電腦系統(tǒng)開發(fā)的?，F(xiàn)在看來，這些系統(tǒng)漸漸顯示出它們的不足，功能“雞肋”，乏人問津。然而，從感知技術(shù)的角度看，RFID確實(shí)可以成為圖書館位置服務(wù)中重要的組成部分，本文主要就如何利用RFID與LBS結(jié)合實(shí)現(xiàn)圖書館室內(nèi)定位導(dǎo)航功能進(jìn)行初步探討。

1 圖書館室內(nèi)導(dǎo)航的需求

對(duì)于圖書館來說，室內(nèi)定位導(dǎo)航功能不僅可以解決用戶的定位及位置引導(dǎo)問題，還可能成為資源導(dǎo)航的捷徑，成為用戶行為及需求分析的重要數(shù)據(jù)來源。

1.1 用戶的室內(nèi)定位導(dǎo)航

隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，圖書館服務(wù)越發(fā)多樣化，服務(wù)場(chǎng)所面積也在逐年擴(kuò)大，建筑內(nèi)部的功能分區(qū)也更加復(fù)雜，用戶服務(wù)面臨著服務(wù)內(nèi)容全面揭示難、服務(wù)位置引導(dǎo)難、服務(wù)質(zhì)量監(jiān)督反饋難等多重難題。

傳統(tǒng)的建筑導(dǎo)航方式是通過在建筑物入口或樓層入口處放置大型的平面地圖來完成目的地的導(dǎo)引。而通過圖書館LBS系統(tǒng)，用戶在到館后可以清晰的知道自己在什么位置，并可以了解到自己周邊有哪些服務(wù)空間，能獲得哪些服務(wù)或者資源，隨即根據(jù)用戶需要為其規(guī)劃到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)的路徑。對(duì)于以高校圖書館為代表的多分館、總分結(jié)構(gòu)的公共文化建筑集群來說，多樓宇間的導(dǎo)航也可以通過LBS來輕松解決。

1.2 文獻(xiàn)資源的定位導(dǎo)航

實(shí)現(xiàn)實(shí)體館藏的精確導(dǎo)航可以說是圖書館人夢(mèng)寐以求的追求。近年來，通過RFID技術(shù)，許多圖書館已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)體資源的“智能架位導(dǎo)航”。這項(xiàng)功能的作用就是將圖書、書架層板、書架物理坐標(biāo)三者關(guān)聯(lián)，并在WEB端提供一張靜態(tài)示意圖，以幫助讀者尋找其需要的圖書［2］。有些圖書館選擇引入了Google Map等專業(yè)的地圖工具，通過API（Application Programming Interface，應(yīng)用程序編程接口）二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)館內(nèi)導(dǎo)航功能［3］。這在一定程度上滿足了用戶在館內(nèi)精確查找館藏的需求，但卻并不是現(xiàn)在意義上的LBS服務(wù)，而僅是基于WEB端的路徑規(guī)劃功能，其最大的弊端是無法對(duì)用戶位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，無法提供可移動(dòng)的查詢服務(wù)，以及實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃等功能。LBS運(yùn)用得當(dāng)可以很好的彌補(bǔ)圖書館現(xiàn)有導(dǎo)航功能的不足，實(shí)現(xiàn)真正的資源定位導(dǎo)航。

1.3 對(duì)用戶行為及需求的分析

圖書館在開發(fā)APP時(shí)，可以將LBS作為圖書館移動(dòng)服務(wù)的底層技術(shù)，將圖書查詢、數(shù)字資源查詢、用戶在線交流等功能與LBS關(guān)聯(lián)，用戶的查詢、利用行為，以及位置信息將一起被記錄下來，可供館員分析用戶需求。正如百度“遷徙圖”實(shí)現(xiàn)的那樣［4］，圖書館通過對(duì)用戶行為及用戶需求數(shù)據(jù)的收集，可以知道用戶從哪兒來，到哪兒去，他們?cè)趫D書館做了什么，看了哪些書，聽了哪些講座，以及他們?nèi)绾慰创@些資源與服務(wù)。圖書館甚至可以進(jìn)一步預(yù)測(cè)不同用戶群體可能的行動(dòng)軌跡與行為模式，并對(duì)用戶進(jìn)行服務(wù)推薦，及時(shí)調(diào)整文獻(xiàn)采訪計(jì)劃，節(jié)約圖書館的管理成本及資源建設(shè)成本。

2 LBS室內(nèi)定位導(dǎo)航概述

2.1 LBS概念

LBS的核心功能是為用戶提供當(dāng)前位置的定位，通過LBS用戶能夠確定自己的位置，可以看到與其所在位置在空間上相關(guān)的信息，并與相應(yīng)的位置信息或內(nèi)容進(jìn)行互動(dòng)。簡(jiǎn)單的講，基于位置的服務(wù)就是要為用戶解答3個(gè)問題：我在哪？我能在這做什么？我對(duì)這里怎么看？

LBS系統(tǒng)通常由定位系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)服務(wù)中心、移動(dòng)設(shè)備4個(gè)部分構(gòu)成。近年，隨著大量廉價(jià)、智能的移動(dòng)設(shè)備的出現(xiàn)，LBS系統(tǒng)的開發(fā)成本得以大幅下降，移動(dòng)定位導(dǎo)航服務(wù)得以走進(jìn)人們的日常生活。就一個(gè)服務(wù)系統(tǒng)而言，定位系統(tǒng)是LBS的基礎(chǔ)，它主要負(fù)責(zé)獲取移動(dòng)設(shè)備實(shí)時(shí)的位置信息，決定著LBS的精度；通信網(wǎng)絡(luò)則是連接用戶移動(dòng)設(shè)備與服務(wù)中心的橋梁，要求能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳送用戶請(qǐng)求及服務(wù)中心的應(yīng)答，為L(zhǎng)BS系統(tǒng)提供必要的環(huán)境支撐；移動(dòng)服務(wù)中心通常由移動(dòng)應(yīng)用的內(nèi)容提供商運(yùn)營管理，它是LBS系統(tǒng)的功能核心，決定著服務(wù)的成敗，隨著移動(dòng)用戶數(shù)量的激增，“內(nèi)容為王”已漸漸成為移動(dòng)服務(wù)領(lǐng)域的法則［5－6］。

2.2 室內(nèi)定位技術(shù)

實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位導(dǎo)航功能包括定位技術(shù)選擇、地圖繪制、APP開發(fā)等多個(gè)環(huán)節(jié)。其中，定位技術(shù)的選擇與部署是決定定位服務(wù)精度和深度的關(guān)鍵，合理的定位部署方案將大大節(jié)省投入成品，提高定位效率及精度。目前市場(chǎng)上比較成熟可行的定位技術(shù)部署方案主要有指紋定位技術(shù)、API端定位技術(shù)，以及在OS系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的藍(lán)牙定位技術(shù)。3種方式的室內(nèi)定位效果都較好，其中藍(lán)牙定位技術(shù)目前定位精度最高，但相對(duì)來說部署成本略高。

2.2.1 指紋定位技術(shù)

指紋定位技術(shù)是一種基于WIFI的定位技術(shù)。WIFI由無線路由器、無線接入點(diǎn)（AP）和無線網(wǎng)卡組成。WIFI本身并不具備定位功能，但其部署位置卻具備一定的空間固定性，通過建立WIFI位置信息數(shù)據(jù)庫，可以實(shí)現(xiàn)定位。

這里的“指紋”指的是在定位區(qū)域構(gòu)建的與位置信息相關(guān)的無線信號(hào)強(qiáng)度圖譜。建立位置指紋包含兩個(gè)階段：訓(xùn)練和定位。訓(xùn)練過程就是將定位區(qū)域劃分為均勻的網(wǎng)格，每一個(gè)網(wǎng)格對(duì)應(yīng)一個(gè)位置指紋；定位時(shí)，被定位對(duì)象的位置就是距離它最近的位置指紋。指紋定位的優(yōu)點(diǎn)是定位簡(jiǎn)單、方便，無需額外的硬件設(shè)備，但是如果AP部署位置變更就需要重新訓(xùn)練位置指紋，對(duì)于信號(hào)位置經(jīng)常發(fā)生變化的環(huán)境，重復(fù)的指紋訓(xùn)練無疑會(huì)增加位置定位的維護(hù)費(fèi)用及難度［7－8］。

2.2.2 API端定位技術(shù)

API端定位技術(shù)也是一種基于WIFI的定位方式。API是操作系統(tǒng)留給應(yīng)用程序的調(diào)用接口的一些預(yù)設(shè)函數(shù)，應(yīng)用程序通過API可以使操作系統(tǒng)執(zhí)行應(yīng)用程序的命令［9］。在建立WIFI無線路由器位置信息數(shù)據(jù)庫后，移動(dòng)設(shè)備通過實(shí)時(shí)獲取周圍WIFI路由器的信號(hào)強(qiáng)度及其對(duì)應(yīng)的MAC地址（Media Access Control，物理地址），通過API與應(yīng)用程序通信，按照一定的模型與應(yīng)用程序位置數(shù)據(jù)庫中相關(guān)信息關(guān)聯(lián)，并將計(jì)算后的位置信息返回移動(dòng)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備的定位。這種定位方式要求隨時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)通信的暢通與穩(wěn)定，并需要應(yīng)用程序能夠獲取移動(dòng)設(shè)備的MAC地址。

2.2.3 藍(lán)牙定位技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)是一種短距離低功耗的無線傳輸技術(shù)，支持點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，同樣也可以用于室內(nèi)定位。目前，藍(lán)牙定位技術(shù)主要應(yīng)用于OS系統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備，由于OS系統(tǒng)的封閉性，基于WIFI的定位技術(shù)都無法在該系統(tǒng)中應(yīng)用，因此直到2013年蘋果公司發(fā)布了基于藍(lán)牙的新型定位技術(shù)iBeacon，OS系統(tǒng)的移動(dòng)設(shè)備室內(nèi)定位問題才得以結(jié)局。iBeacon可以將手機(jī)定位到英尺，設(shè)備使用低功耗藍(lán)牙技術(shù)向周圍發(fā)送自己特有的ID，接收到該ID的應(yīng)用軟件會(huì)根據(jù)該ID來判斷設(shè)備的位置并作出響應(yīng)［10］。

3 RFID架位導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)原理及方法

為了更好的探討RFID與LBS結(jié)合的可行性，下面首先對(duì)RFID架位導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)原理及方式進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

3.1 架位導(dǎo)航原理

RFID作為一種通信技術(shù)，主要功能是通過無線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)。通過RIFD技術(shù)實(shí)現(xiàn)的圖書架位導(dǎo)航是一種基于射頻標(biāo)簽之間位置關(guān)聯(lián)的導(dǎo)航方式。這種導(dǎo)航的原理非常簡(jiǎn)單，首先通過在普通圖書以及書架上加裝RFID標(biāo)簽，使它們具備可被非接觸式讀寫的特性，從而將普通實(shí)物轉(zhuǎn)換為“智能”實(shí)物，然后建立起圖書、書架、閱覽室物理空間三者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系：將圖書與書架通過射頻識(shí)別進(jìn)行位置關(guān)聯(lián)，以確定圖書與書架的相對(duì)位置；將書架位置在閱覽室內(nèi)的空間坐標(biāo)通過導(dǎo)航圖描點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)單冊(cè)圖書在閱覽空間內(nèi)的準(zhǔn)確定位。

3.2 實(shí)現(xiàn)方法及步驟

讀者在查詢某冊(cè)圖書的架位時(shí)，OPAC根據(jù)用戶查詢的圖書，從圖書館集成系統(tǒng)中獲取對(duì)應(yīng)的架位號(hào)信息，顯示在瀏覽器頁面上，同時(shí)生成一個(gè)架位發(fā)送請(qǐng)求鏈接。當(dāng)讀者點(diǎn)擊架位請(qǐng)求鏈接時(shí)，架位導(dǎo)航服務(wù)器收到發(fā)送來的請(qǐng)求，會(huì)自動(dòng)判斷請(qǐng)求的來源（查詢機(jī)位置），結(jié)合架位號(hào)信息，生成對(duì)應(yīng)的導(dǎo)航路線。

實(shí)現(xiàn)架位導(dǎo)航功能需要完成閱覽室所有圖書RFID標(biāo)簽轉(zhuǎn)換、RFID層架標(biāo)部署、單冊(cè)館藏與架標(biāo)關(guān)聯(lián)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫建庫與描點(diǎn)等步驟。

3.2.1 圖書RFID標(biāo)簽轉(zhuǎn)換

圖書RFID標(biāo)簽轉(zhuǎn)換時(shí)，在圖書上粘貼RFID標(biāo)簽，并寫入一些必要的信息，如主館藏標(biāo)識(shí)（條碼號(hào)）、館代碼、應(yīng)用類型等。在RFID相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)WH/T 43－2012《圖書館——射頻識(shí)別——數(shù)據(jù)模型》中，標(biāo)簽數(shù)據(jù)元素中包含排架地點(diǎn)項(xiàng)，圖書館可以選擇將架位信息寫入該字段；也可以不使用該字段而僅將架位信息寫入架位導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫中。例如北京師范大學(xué)圖書館選擇前種方式，而國家圖書館則選用后種方式［3］，兩種方式各有利弊，在此不做贅述。

3.2.2 書架RFID層架標(biāo)部署

層架標(biāo)部署就是在閱覽室內(nèi)普通書架的每個(gè)層板上安裝RFID層標(biāo)簽，并按照館區(qū)地理位置對(duì)它們進(jìn)行編碼。架標(biāo)體系的最小識(shí)別單位是“層”，由于RFID識(shí)讀方式是“區(qū)域讀寫”，識(shí)讀區(qū)域內(nèi)的讀取順序是隨機(jī)的，因此在書架的一層內(nèi)RFID系統(tǒng)無法判別圖書擺放的先后順序。有些圖書館為了解決這一問題，會(huì)選擇建立輔助排架體系，完成層內(nèi)的圖書排序［11］。

3.2.3 完成單冊(cè)館藏與層架標(biāo)的關(guān)聯(lián)

利用采集車對(duì)每層架板上的架標(biāo)與該層每?jī)?cè)圖書進(jìn)行關(guān)聯(lián)式點(diǎn)檢，即先采集層板RFID標(biāo)簽，然后對(duì)此層的所有圖書標(biāo)簽進(jìn)行采集，采集完成后上傳至RFID數(shù)據(jù)庫。通常，在架位導(dǎo)航庫建立之初，工作人員需要循環(huán)多次進(jìn)行層標(biāo)與圖書標(biāo)簽的關(guān)聯(lián)點(diǎn)檢，以保證室內(nèi)的所有圖書都能進(jìn)入導(dǎo)航系統(tǒng)。

3.2.4 建設(shè)架位導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫

架位導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫除包含導(dǎo)航圖片圖層數(shù)據(jù)外，還需要對(duì)位置信息進(jìn)行描點(diǎn)，并設(shè)置編碼及譯碼的規(guī)則。例如，國家圖書館的架標(biāo)體系采用的是字母、數(shù)字混合定長(zhǎng)編碼，編碼規(guī)則要對(duì)樓層、閱覽室、方位、架位、層等位置元素進(jìn)行規(guī)定，以確保對(duì)導(dǎo)航位置的準(zhǔn)確描述。路徑規(guī)劃功能的實(shí)現(xiàn)則需要事先對(duì)每一臺(tái)OPAC查詢機(jī)的位置進(jìn)行描點(diǎn)，根據(jù)查詢機(jī)的MAC地址來規(guī)劃到達(dá)目標(biāo)位置的路徑。

4 LBS與RFID結(jié)合的方法

4.1 LBS與RFID定位導(dǎo)航功能對(duì)比

LBS與RFID兩種技術(shù)在用戶定位、路徑規(guī)劃、定位精度、地圖繪制，以及使用載體等方面都存在著不同。

在用戶的實(shí)時(shí)定位功能上，LBS具備壓倒性的優(yōu)勢(shì)，目前較好的室內(nèi)定位技術(shù)部署可以達(dá)到2～3米的定位精度，遺憾的是無法做到將讀者引導(dǎo)到閱覽室內(nèi)的某一書架。而RFID技術(shù)雖然可以通過超高頻標(biāo)簽（圖書標(biāo)簽、書架標(biāo)簽、讀者卡標(biāo)簽）之前的相互關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)用戶定位，但目前這種方式投入成本較高，效率較低，短期內(nèi)在圖書館無法實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

在定位精度問題上，LBS與RFID二者因定位原理的本質(zhì)不同，不好拿來相提并論。前者的定位精度取決于定位技術(shù)的選擇與部署，而后一種方式一旦完成層架標(biāo)描點(diǎn)，則其定位的是固定坐標(biāo)，定位準(zhǔn)確度完全取決于圖書與層架標(biāo)的位置關(guān)聯(lián)是否正確。

在如路徑規(guī)劃、地圖繪制等問題上，LBS體現(xiàn)了其在定位導(dǎo)航功能上的專業(yè)性，較現(xiàn)有RFID導(dǎo)航在各方面的表現(xiàn)都更為成熟。

就功能的使用載體看，絕大部分用戶習(xí)慣通過移動(dòng)設(shè)備（智能手機(jī)）使用LBS；雖然目前已有廠商推出了基于RFID系統(tǒng)的查詢APP，但大多數(shù)圖書館用戶仍然在使用傳統(tǒng)的WEB端查詢RFID導(dǎo)航信息。

表1 LBS與RFID定位導(dǎo)航功能對(duì)比

表1 （續(xù)）

4.2 實(shí)現(xiàn)方式

綜上所述，兩種導(dǎo)航方式在實(shí)現(xiàn)圖書館室內(nèi)定位導(dǎo)航上各有優(yōu)劣：LBS系統(tǒng)作為較成熟的社會(huì)化產(chǎn)品，其用戶定位導(dǎo)航功能完備，定位精度較好，可以完成對(duì)到館讀者的方位引導(dǎo)，將讀者指引到某一服務(wù)區(qū)域門口，但是卻不能滿足館內(nèi)單冊(cè)實(shí)體資源的定位導(dǎo)航需求；基于RFID的導(dǎo)航可以對(duì)某冊(cè)圖書資源進(jìn)行精確到層的定位，但卻無法完成用戶的實(shí)時(shí)定位以及服務(wù)區(qū)域的指引。因此，在圖書館中LBS與RFID可以作為一對(duì)互補(bǔ)的技術(shù)，共同實(shí)現(xiàn)有圖書館特色的室內(nèi)定位導(dǎo)航功能：LBS用以實(shí)現(xiàn)人的定位、服務(wù)區(qū)域的定位，而RIFD則可以成為L(zhǎng)BS系統(tǒng)的延續(xù)，解決讀者找書時(shí)“最后1米”的定位問題。

在LBS與RFID兩個(gè)系統(tǒng)的銜接問題上，可以有多種解決方式。圖書館既可以利用成熟的LBS產(chǎn)品API進(jìn)行本館APP的二次開發(fā)，也可以將圖書館的RFID架位導(dǎo)航圖提供給LBS廠商，在專業(yè)的LBS產(chǎn)品中嵌入圖書館館內(nèi)地圖。目前，購物中心等公共場(chǎng)所的室內(nèi)定位導(dǎo)航是通過后一種方式實(shí)現(xiàn)的，室內(nèi)導(dǎo)航在呈現(xiàn)方式上通常包含樓層切換、比例縮放等功能（如圖1）。另外，圖書館也可以選擇兩種解決方式并用，既保留圖書館自身開發(fā)APP的自由，同時(shí)也通過社會(huì)化的產(chǎn)品向潛在的圖書館用戶推廣圖書館內(nèi)的服務(wù)。

圖1 百度地圖、高德地圖的室內(nèi)導(dǎo)航圖樣例

4.3 實(shí)施方法

在圖書館內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述方式的定位導(dǎo)航需要分別對(duì)LBS系統(tǒng)、RFID系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)。LBS系統(tǒng)建設(shè)時(shí)要完成定位系統(tǒng)部署、繪圖、描點(diǎn)、APP開發(fā)等工作；RFID系統(tǒng)的建設(shè)則需要完成標(biāo)簽轉(zhuǎn)換、標(biāo)簽位置關(guān)聯(lián)、架位庫建庫等工作。部署流程可參考圖2所示。

圖2 圖書館室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)部署流程

RFID導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)方法可參考3.2章節(jié)部署，在此不做贅述。其中，3.2.4章節(jié)中所述的步驟可簡(jiǎn)化，只需制定好架位編碼規(guī)則，而繪圖、描點(diǎn)以及路徑規(guī)劃等工作則留給LBS系統(tǒng)建設(shè)時(shí)完成。下面就LBS系統(tǒng)的部署方法做簡(jiǎn)要說明。

4.3.1 定位系統(tǒng)的部署

對(duì)于已經(jīng)部署了無線網(wǎng)絡(luò)的圖書館，為了提高定位的精度，可能需要增加館內(nèi)的AP設(shè)備；對(duì)于尚未部署無線網(wǎng)絡(luò)的圖書館，首先要決定使用何種定位技術(shù)。目前，在館內(nèi)同時(shí)部署WIFI、藍(lán)牙兩種定位系統(tǒng)的費(fèi)用較高，從性價(jià)比考慮可優(yōu)先選擇通過WIFI實(shí)現(xiàn)定位。

使用WIFI部署室內(nèi)定位系統(tǒng)時(shí)要注意如下問題：

（1）AP部署數(shù)量越多則WIFI信號(hào)覆蓋度越高，定位的精度也會(huì)越高。目前廠商推薦的AP部署間隔在6米，此時(shí)每個(gè)WIFI信號(hào)覆蓋范圍約100平米，定位精度可達(dá)到3～5米。

（2）采用“指紋”定位時(shí)，每一次參照點(diǎn)的變化都需要重新采集指紋，以確保定位導(dǎo)航的準(zhǔn)確，如果導(dǎo)航目標(biāo)變化過于頻繁則會(huì)大大提高系統(tǒng)的維護(hù)成本，影響服務(wù)質(zhì)量。

（3）AP接入點(diǎn)的變更，如信號(hào)強(qiáng)度、部署地點(diǎn)的變化也將影響定位的精度，每次變化都需要重新采集信息。

4.3.2 室內(nèi)地圖的繪制

室內(nèi)地圖相比于室外地圖，更注重地圖的精度以及精細(xì)化的內(nèi)部元素的展現(xiàn)。成熟的LBS系統(tǒng)多采用“瓦塊圖”，即將整張地圖按照一定放大等級(jí)進(jìn)行柵格化，并切分為若干小文件，地圖切片后可以有效提高用戶的訪問及下載的效率［12］。室內(nèi)地圖大多采用二維平面圖，繪制時(shí)要充分考慮用戶的認(rèn)知習(xí)慣和使用習(xí)慣。對(duì)于已有RFID架位導(dǎo)航的圖書館，可將本館的RFID導(dǎo)航平面圖提供給LBS廠商，將室內(nèi)地圖與建筑物外輪廓地圖進(jìn)行比對(duì)、修正，以保證圖書館的外輪廓及館內(nèi)細(xì)節(jié)與LBS廠商提供的地圖框架及坐標(biāo)一致，避免定位與導(dǎo)航的錯(cuò)誤。

4.3.3 APP開發(fā)

圖書館可以單獨(dú)開發(fā)用于導(dǎo)航的APP，也可以在已有圖書館APP內(nèi)嵌入定位導(dǎo)航功能。如果選擇后一種方式，可以考慮在“查詢”功能中通過LBS廠商提供的SDK（Software Development Kit，軟件開發(fā)工具包，其中包含API）［13］進(jìn)行二次開發(fā)。查詢系統(tǒng)首先判斷用戶的查詢內(nèi)容是圖書信息、位置信息，還是閱覽室信息，之后根據(jù)查詢內(nèi)容的不同，指向各自不同的響應(yīng)系統(tǒng)。

（1）查詢文獻(xiàn)資源信息時(shí)，查詢系統(tǒng)把用戶請(qǐng)求發(fā)送至OPAC等圖書館查詢系統(tǒng)。OPAC系統(tǒng)在提供書目信息的同時(shí)，提供通過RFID系統(tǒng)建立的架位信息，并通過鏈接指向LBS系統(tǒng)。書架定位時(shí)忽略書架名稱后面的層信息，相同書架名稱合并為一條位置記錄。最后，系統(tǒng)完成用戶的定位以及前往目的地的路徑規(guī)劃。

（2）查詢個(gè)人位置，或是某個(gè)閱覽室、活動(dòng)中心位置時(shí)，查詢直接指向LBS系統(tǒng)，進(jìn)行用戶定位，并規(guī)劃路徑。LBS系統(tǒng)除定位用戶位置外，還可以為用戶提供當(dāng)前位置周邊可用的服務(wù)，并提供周邊服務(wù)的基本信息供用戶選擇所需服務(wù)。

查詢系統(tǒng)指向LBS系統(tǒng)時(shí)，可以通過接口鏈接跳轉(zhuǎn)LBS軟件的方式完成定位導(dǎo)航，也可以將LBS系統(tǒng)內(nèi)嵌在圖書館APP中，在圖書館APP內(nèi)完成定位導(dǎo)航。前一種方式開發(fā)難度及成本相對(duì)較小，后一種方式用戶的圖書館體驗(yàn)則更完整、順暢。

在APP開發(fā)中，用戶體驗(yàn)至關(guān)重要，因此，便捷、高效是功能流程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，越少的接入口，越直接的呈現(xiàn)方式，可能吸引到的用戶越多。

圖3 圖書館室內(nèi)定位導(dǎo)航功能流程示意圖

4.4 存在的問題

4.4.1 RFID架位信息不準(zhǔn)確問題

基于RFID技術(shù)的架位信息本身不一定是實(shí)時(shí)更新的，這取決于RFID架位數(shù)據(jù)采集方式以及數(shù)據(jù)更新方式。有些圖書館選擇循環(huán)盤點(diǎn)方式，不斷更新架位信息；也有圖書館只對(duì)更改位置，或歸還的圖書位置進(jìn)行采集，而全部盤點(diǎn)可能每年僅進(jìn)行1～2次。但無論哪種方式，都無法達(dá)到架位導(dǎo)航百分之百的準(zhǔn)確。以國家圖書館架位導(dǎo)航維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)看，通過循環(huán)盤點(diǎn)，架位導(dǎo)航的準(zhǔn)確率可以保持在85%～95%之間。目前，仍沒有更好的方案可以在現(xiàn)有技術(shù)條件下解決架位信息關(guān)聯(lián)不準(zhǔn)確問題。因此，雖然RFID技術(shù)在圖書館已經(jīng)經(jīng)歷了近十年的發(fā)展，技術(shù)越來越成熟，但仍然有大量的圖書館沒有使用其架位導(dǎo)航的功能。

4.4.2 LBS廠商帶給圖書館的風(fēng)險(xiǎn)

一些圖書館會(huì)選擇使用某些地圖（例如谷歌地圖）API進(jìn)行二次開發(fā)，但由于一些不可抗力，用戶會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)限制等問題而無法正常使用導(dǎo)航功能，這將迫使圖書館放棄導(dǎo)航功能或是重新制作導(dǎo)航圖以延續(xù)導(dǎo)航功能。

由于借助了第三方的力量，圖書館不得不承擔(dān)外因變化帶給圖書館定位導(dǎo)航功能的不確定性，與LBS廠商合作的越深入，圖書館對(duì)廠商的依賴性越強(qiáng)，則圖書館自身的主控權(quán)越小，導(dǎo)航系統(tǒng)的不確定性也越大，這讓我們不得不擔(dān)心這一技術(shù)是否會(huì)因?yàn)樯鐣?huì)環(huán)境的變化而曇花一現(xiàn)。

4.4.3 隱私安全

如果圖書館選擇向LBS廠商開放圖書館查詢系統(tǒng)，則這一定程度上存在著安全及隱私風(fēng)險(xiǎn)。位置、查詢這兩個(gè)關(guān)鍵詞，可以對(duì)用戶行為進(jìn)行較為全面的描述，簡(jiǎn)單的說，讀者在哪，從哪來，到哪去，以及他們?cè)谧鍪裁?，即將做什么，這一系列的問題，都有可能被圖書館洞悉，如果沒有完善的信用體系建設(shè)，沒有完善隱私保障措施，用戶信息的泄露很可能成為這一技術(shù)的最大隱患。

5 小 結(jié)

目前，室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)仍不算十分成熟，但卻非常有實(shí)踐的價(jià)值。筆者通過調(diào)研認(rèn)為，圖書館現(xiàn)階段已可以考慮小規(guī)模實(shí)踐室內(nèi)定位導(dǎo)航技術(shù)。從成本投入上看，與成熟廠商的合作，將大大節(jié)省建設(shè)及維護(hù)成本，但必須慎重考慮隱私、安全協(xié)議等問題。

本文探討了一種較為可行的室內(nèi)定位導(dǎo)航實(shí)踐方案，但在實(shí)施過程中，還要全面評(píng)估技術(shù)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)圖書館的具體需求及建設(shè)現(xiàn)狀的特異性，進(jìn)一步細(xì)化調(diào)整方案。

［1］（西）費(fèi)拉羅，（土）克蒂哈諾格盧．LBS應(yīng)用開發(fā)［M］．李麗，譯．北京：人民郵電出版社，2012：1．

［2］董曦京．圖書館RFID技術(shù)理論與實(shí)踐［M］．北京：國家圖書館出版社，2013：168－169．

［3］程雪穎，孫魁明．基于Google Maps API和RFID技術(shù)的圖書館書架導(dǎo)航系統(tǒng)［J］．國家圖書館學(xué)刊，2012，（1）：33－37．

［4］百度地圖遷徙人氣——全國人口的遷徙路書［EB/OL］．http：∥qianxi．baidu．com，2015－07－21．

［5］李勇，徐小濤，楊志紅，等．位置信息服務(wù)（LBS）關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用［M］．北京：人民郵電出版社，2013：10．

［6］王思寧．從室外到室內(nèi)的微時(shí)代［J］．軟件工程師，2012，（10）：10－11．

［7］楊廣龍．基于多模指紋匹配的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］．計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2013，（5）：1896－1901．

［8］劉長(zhǎng)征．多種定位技術(shù)融合構(gòu)建LBS體系［J］．地理信息世界，2003，（6）：24－27，38．

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［10］iOS：Understanding iBeacon［EB/OL］．http：∥support．a(chǎn)pple．com/kb/HT6048，2015－07－21．

［11］林曉玲，楊明華．RFID圖書管理系統(tǒng)中圖書定位排架方式探析［J］．圖書館論壇，2012，（3）：102－104．

［12］張?zhí)m．室內(nèi)地圖研究初探［J］．測(cè)繪與空間地理信息，2013，（9）：43－47．

［13］SDK［EB/OL］．http：∥baike．baidu．com/link？url＝la5JmhFEYPjhKMyop0QVyZzIzA9IdLXzSulB4ma_ POlMWiMII9PpmuuxcYcZqzT5GJowBl_mQR2Gb4UE0a8WjOFfpg－eBg－f3－cjixW02y，2015－07－21．

（本文責(zé)任編輯：孫國雷）

LBS and RFID Combined to Achieve Indoor Positioning Navigation Methods of Library

Chen Pan
（National Library，Beijing 100081，China）

LBS and RFID will be the key technology to solve the positioning navigation within the library's users and resources．This paper discussed methods comprising LBS and RFID to achieve indoor positioning navigation of library in terms of demand，principle，implementation．

LBS；RFID；indoor positioning navigation；library service

10．3969/j．issn．1008－0821．2016．02．022

G253.1

A

1008－0821（2016）02－0114－06

2015－10－21

陳 攀（1984－），中文圖書閱覽組組長(zhǎng)，館員，研究方向：圖書館學(xué)。