NFC和Beacon技術融合方案在智能圖書館應用

胡國強

（西北農(nóng)林科技大學 網(wǎng)絡與教育技術中心，陜西 楊凌 712100）

0 引 言

智能圖書館是數(shù)字圖書館的發(fā)展方向，何為“智能”？文章認為是運用先進的技術實現(xiàn)圖書館內(nèi)服務實施、資源的自動化。實現(xiàn)智能圖書館的技術有很多種，查詢文獻發(fā)現(xiàn)，基于低功耗藍牙的Beacon技術和近場通信（Near Field Communication, NFC）就在其中。低功耗藍牙的Beacon技術在圖書館主要提供基于位置情景的交互服務，雖然成效顯著，但提供的服務不夠完整、全面。而NFC開啟了新一代移動終端的創(chuàng)新應用，能為基于Beacon的智能圖書館應用提供補充，讓用戶使用位置服務的同時，快捷利用NFC標簽和NFC設備傳輸數(shù)據(jù)。融合NFC和Beacon技術的廣泛使用為建設智能化新型圖書館帶來重要發(fā)展機遇。

1 Beacon技術在智能圖書館的應用

1.1 Beacon在圖書館的發(fā)展現(xiàn)狀

2013年6月11日，蘋果公司在舊金山莫斯克尼會展中心舉辦的全球開發(fā)者大會上首次發(fā)布的移動設備系統(tǒng)（iOS7）便配備了新功能Beacon，用于創(chuàng)建基于位置情境的移動應用。Beacon 有iBeacon 和 Eddystone 兩大平臺。文章以“‘Beacon’and‘Library’”為主題，通過對國外EI、SCI數(shù)據(jù)庫的檢索，獲得Beacon技術與圖書館相關的文獻共143篇；以“‘Beacon’和‘圖書館’”為主題對CNKI、維普、萬方等數(shù)據(jù)庫進行檢索，將檢索結果去重后，獲得Beacon技術與圖書館相關的文獻等共27篇，結果見表1所列。

表1 Beacon技術在國內(nèi)外圖書館應用現(xiàn)狀分析

結合參考文獻進行分析，Beacon技術在國內(nèi)外圖書館中的應用現(xiàn)狀有以下幾個特點：

（1）從文獻數(shù)量上看，Beacon技術在圖書館的應用方面，國外文獻比國內(nèi)文獻多。

（2）從文獻內(nèi)容上看，Beacon技術在圖書館的應用有兩個方向，一個是導航定位，另一個是信息推送。

1.2 Beacon在圖書館的具體應用

2013年，Beacon技術首次應用于美國梅西百貨，通過Beacon技術可獲取商場內(nèi)顧客的位置，向顧客推送對應的促銷信息。隨后，Beacon部署數(shù)量快速上升。據(jù)Indoor LBS的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，至2014年底，全球Beacon的部署案例已超過50 000例。2014年10月31日，日本網(wǎng)絡電信公司NTT DOCOMO在其官方網(wǎng)頁上登載了日本名古屋大學附屬圖書館利用iBeacon技術向讀者提供導航、館藏定位、信息推送等新型館內(nèi)服務的公告。土耳其航空公司利用Beacon技術為乘客打造了空中圖書館Beacon服務，當乘客進入部署了Beacon設備的休息區(qū)時，應用程序會自動識別乘客并打開圖書館書目供乘客閱讀。通過以上應用不難發(fā)現(xiàn)，Beacon技術在圖書館的主要應用是室內(nèi)導航和信息推送，實現(xiàn)上述目標就必須依靠特定的應用程序或者APP?；谇榫暗男畔⑼扑头蘸褪覂?nèi)導航服務雖然在一定程度上改善了原有服務，但受技術本身限制，難以發(fā)揮更大效能。為深入挖掘Beacon技術應用場景，文章引入NFC技術，期望創(chuàng)新現(xiàn)有服務體系。

2 NFC和Beacon技術融合方案在智慧圖書館的應用

2.1 NFC技術簡介

NFC、RFID均為識別技術，NFC技術可利用智能手機等作為讀寫器，投入成本遠低于RFID，安全性遠高于掃描二維碼。NFC通信是指NFC設備間或NFC設備與NFC標簽間的數(shù)據(jù)傳輸。如圖1所示，NFC讀寫設備從NFC標簽采集信息后傳輸給13.56 MHz天線，13.56 MHz天線將采集的信息轉發(fā)給NFC控制器（NFC芯片），NFC控制器將采集的射頻信號轉換為數(shù)字信號后發(fā)送給主控制器，主控制器控制安全元件對數(shù)據(jù)加密后傳輸?shù)揭苿泳W(wǎng)絡。

圖1 NFC通信原理

2.2 方案設計

鑒于NFC技術的優(yōu)勢，文章設計了NFC技術與Beacon技術融合的方案。此方案包括Beacon設備、NFC標簽、智能終端、傳輸網(wǎng)絡和服務器，具體如圖2所示。

圖2 NFC技術和Beacon技術融合的方案

方案中各模塊功能如下：

（1）Beacon設備：主要用于發(fā)射位置信息，當智能終端進入能接收到Beacon信號的區(qū)域時，會收到Beacon設備發(fā)送的位置信息。

（2）NFC標簽：存儲與具體服務相關的信息。

（3）智能終端：智能終端是支持NFC和Beacon功能的智能手機，主要用于獲取NFC標簽的信息，然后通過傳輸網(wǎng)絡將獲取的位置信息發(fā)送給服務器；接收發(fā)送的信息。

（4）傳輸網(wǎng)絡：用于智能終端和服務器之間的數(shù)據(jù)傳輸。

（5）服務器：提供信息服務和位置服務。

此方案的功能：

（1）將NFC標簽信息發(fā)送到服務器，服務器獲取信息后提供具體的服務。

（2）將智能終端的位置信息發(fā)送到服務器，服務器根據(jù)位置信息提供所需服務。

（3）將NFC標簽的信息和從Beacon設備獲取的位置信息發(fā)送給服務器，服務器接收后根據(jù)位置信息和NFC標簽信息提供所需服務。

2.3 方案在智能圖書館的具體應用

2.3.1 NFC標簽含讀者信息提供的服務

可將讀者的基本信息寫入NFC標簽，此信息包括讀者的姓名、性別、年級、學歷、專業(yè)、愛好等。一旦讀者通過NFC掃碼入館后，通過應用方案可將不同位置的與讀者學歷、專業(yè)、愛好相關的提示信息發(fā)送給讀者。提示信息包含館藏信息和新到圖書信息，及附近的公用設施位置信息。由于NFC標簽含有讀者信息，因此無需再進行其他身份認證，只需接觸NFC標簽就可以完成讀者身份認證，方便讀者借還書和使用圖書館的其他服務設施。

2.3.2 NFC標簽含圖書信息提供的服務

圖書館在NFC標簽中存儲基本信息、館藏信息、借閱信息等，獲取圖書信息后，讀者可獲取所需圖書存放的位置，結合Beacon技術和unity3D引擎可規(guī)劃出到達藏書位置的3D路徑并指引讀者前往。比如，讀者使用掌上圖書館APP檢索《計算機網(wǎng)絡與技術》時，可使用此方案將圖書信息發(fā)送給服務器，服務器可將圖書信息、圖書位置信息、書架位置信息及Beacon設備位置信息相互映射，同時結合讀者位置信息進行路徑規(guī)劃，將最終結果反饋到讀者手機，引導讀者找到此書。

2.3.3 NFC標簽含座位信息提供的服務

通過此方案可有效解決圖書館座位利用率低的問題。首先，將座位信息寫入NFC標簽，座位信息包含座位編碼、開放時間、是否是WiFi覆蓋區(qū)域等。配合Beacon技術，讀者掃描NFC標簽時可將位置信息發(fā)送給服務器，服務器接收到信息后可將座位預約信息、開放時間信息、WiFi覆蓋區(qū)域信息和選取程序發(fā)給讀者，讀者可根據(jù)自身需要選取適合的座位。

2.3.4 NFC標簽含活動信息提供的服務

圖書館定期會舉辦培訓、講座、新書展覽等活動，借助此方案，可將NFC標簽內(nèi)嵌到宣傳海報中，參加活動的人員可通過NFC標簽了解活動基本信息或參與互動活動。在活動現(xiàn)場可部署B(yǎng)eacon設備，清楚了解參加活動人員的具體位置，方便互動。

2.3.5 NFC標簽含支付信息提供的服務

圖書館工作人員可將圖書館支付信息寫入NFC標簽，借助此方案，可方便讀者在圖書館支付。許多讀者在圖書館支付打印、復印、掃描文獻、借書超期罰款等費用時往往找不到正確的支付地點，部署B(yǎng)eacon設備后，可引導讀者到達繳費處，掃描NFC標簽進行支付，既方便了讀者，也提升了服務質(zhì)量。

2.3.6 NFC標簽含圖書館基礎設施信息提供的服務

圖書館工作人員可將圖書館基礎設施的信息寫入NFC標簽，此方案可方便讀者使用圖書館的基礎設施。在圖書館部署B(yǎng)eacon設備，可引導讀者找到具體的使用設施，掃描基礎設施上張貼的NFC標簽可快速、有效使用該設施，如自助打印機和智能存包柜。

3 結 語

NFC和Beacon技術的融合方案在圖書館的應用豐富了圖書館的服務類型，深化了服務內(nèi)涵，對促進數(shù)字圖書館向智慧圖書館轉變具有重要意義。相信隨著NFC和Beacon技術的不斷發(fā)展，此種方案還會提供更多創(chuàng)新服務，為讀者提供更優(yōu)的服務體驗。