智能图书馆
摘要：图书馆常见于学校、社区、科研中心，方便人们查阅资料，扩充知识面。然而，传统设计的图书馆，有着一定的缺陷。比如，要借的图书不在指定的书架上；借还书耗费时间长；图书类别多，管理繁琐等。随着物联网技术的发展，图书馆也将在其影响下，产生翻天覆地的变化。本文将介绍新型图书馆——智能图书馆的技术、组成，将其充分的展现出来。
关键词：图书馆；智能图书馆；物联网；RFID技术。
1绪论
1.1传统图书馆的现状
传统的图书馆图书管理大多采用二维码技术，需要人工扫描、分类、盘点，消耗了大量的人力资源。大多数图书馆采用条码信息录入与磁条报警相结合的管理方式。图书在借阅和归还程序上，需要大量工作人员的服务，同时耗费了大量的时间去扫描条形码，工作繁琐无创新。对于借阅人员，很难及时准确的找到所要的书册。 1.2智能图书馆
智能图书馆亦称为智慧图书馆，是把智能技术运用在图书馆建设之中形成的一种现代化建筑，是智能建筑与高度自动化管理的数字图书馆的有机结合和创新，是在二者共同发展的基础上产生的，它应同时具备两者的设计思想、基本要求、特征和功能。智慧图书馆= 图书馆+物联网+ 云计算+ 智慧化设备，它通过物联网来实现智慧化的服务和管理。本文认为智能图书馆是利用物联网等感知技术让图书馆的建筑环境、设备资产、文献资源以及读者等主要构成因素能够“说话”即： 能够实时主动地获取相关感知数据。并在对感知数据分析和处理的基础之上，为图书馆工作人员提供一个智能化的管理平台，为读者提供一个无处不在的智能化的服务环境。
传统的图书馆图书管理大多采用二维码技术，需要人工扫描、分类、盘点，消耗了大量的人力资源.为了提高工作效率、降低资源损耗，以物联网技术为基础的智能图书管理技术应运而生.感知人员、感知环境、感知图书是智能图书馆的三个最基本的要素，与传统的图书管理相比，智能图书管理最大限度地节约了人力资源，使图书管理更加智能化，并可对环境因素做出及时判断与反映，大大提高了安全系数。
近年来中国智能图书馆建设逐步发展，2011年中央财政将新增经费约1 8 亿投入公共图书馆等领域的建设，然而中国现有的图书馆建设还存在诸多问题，与国外图书馆建设相比较还有一定的差距，例如不能实现自助借还书业务、不能实时预警监控、图书馆人性化服务水平和图书流通效率普遍较低。
1.3 物联网在图书馆中的应用
物联网技术虽然是最近几年才诞生并发展起来的新兴技术，但是由于备受学术界和工业界的共同重视，因此在较短时间内，物联网已在多个行业和领域中得到了广泛应用。其中应用最为广泛的主要是在工业自动控制、智能家电、智能交通、智能物流等领域。以工业领域的智能控制系统为例，应用物联网技术之后，相对于传统的控制领域最本质的区别是在信息采集部分，由传统的单个信息采集点演变为由大量传感器节点所组成的网络来实现信息的采集，另外一个特点是每个传感器节点都具有一定的信息处理和传输能力，各个传感器节点所采集的信息，可以通过相互之间的信息交流实现信息的预处理和信息汇总功能。
物联网（Internet of Things）是将各种信息传感设备，如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。物联网不仅创新了图书馆自动化管理模式，而且实现了图书馆与读者互动的人性化服务，提高了馆员的工作效率，加强了图书藏、借阅一体化的功能，增强了图书馆的安全性、准确性、可靠性和扩展性，具有良好的发展前景。物联网实现用户间的通信、用户与图书馆间的通信、用户与信息资源的通信以及信息资源间的通信。
物联网技术在当今图书馆领域的应用同样受到人们的重点关注，并陆续开展了一些相关研究。由于图书馆主要是以图书资源和读者信息为管理对象，更多时候他们呈现出的是一种静态的、被动的传统特性。而物联网技术的核心思想是将物理世界与信息世界联系在一起，形成一个有机的整体，因此，就应用背景和需求条件而言，将物联网技术应用到图书馆领域是一个很好的结合思路。
1.4 智能图书馆中重要技术——RFID RFID ( Radio Frequency Identification ) , 即无线射频识别技术, 它利用射频信号通过空间藕合来实现无接触信息传递, 并通过所传递的信息达到识别。
RFID系统的组成部分包括: 具有唯一电子编码的标签、能读取和写入标签信息的阅读器、在标签和读取器间传递信号的天线。RFID系统结构框图如图5所示：
RFID系统结构框图
将一个极小的IC 晶片贴在图书上。然后利用射频技术将IC 内储存之辨识资料传递至系统端作为追踪、统计、查询、整理、控制等用途。RFID 技术与条形码技术相比, 不仅具有条码的功能, 还因其非接触式读取信息的特点, 有着条码无法实现的新功能。因此RFID技术在理论上完全可以代替条码技术, 作为一种新兴的图书信息自动识别技术应用于图书馆的自动化管理中。如图6，就是应用于图书上的RFID电子标签。
RFID电子标签
2 智能图书馆发展现状与应用前景
2.1 智能图书馆的发展现状
目前，已经有新加坡、澳大利亚、印度、荷兰和马来西亚等10余个国家的近100家机构在图书馆自动管理系统中采用了无线射频识别技术。新加坡国立图书馆第一个实行了“射频识别”（RFID）系统，图书馆内的每本书上都有RFID标签。在新加坡国家图书馆，借书和还书都是自助的，通过扫描装置，工作人员也能迅速知道书的类别和位置以进行分拣。在国内，2006年2月20日，厦门集美大学诚毅学院图书馆正式对外开放，配套建设的“RFID智能馆藏管理系统”也宣告建成并投入试运行，成为国内第一家建成的具有完善功能模块并进入实用阶段的RFID智能馆藏管理系统的图书馆。2006年7月12日，深圳图书馆新馆正式开馆，采用法国TAGSYS公司的技术应用了RFID系统，通过RFID标签，实现了读者自助借还图书及对图书位置的精确定位；同时，还实现了图书自动分拣、自动整序排架、自助清点馆藏、智能图书车和射频防盗报警等一系列自动化管理功能。武汉图书馆是全国第三家采用全套RFID系统设备的图书馆。该系统彻底改变了传统的借阅服务和典藏管理模式，提高了图书馆管理效率。国家图书馆二期数字图书馆、上海图书馆、南京图书馆、湖北宜昌市图书馆一线部门也采用了RFID技术。陕西省图书馆于2009年8月份开始采用RFID技术，是西北5省区第一家采用RFID技术服务的省级公共图书馆。 2.2 智能图书馆的应用前景
（一）智能图书馆建筑
建设馆舍智能型图书馆要以建筑物为平台，同步建设信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统和公共安全系统，集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体，向读者提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。
（二）文献信息资源建设智能化
RFID图书管理系统中各子系统包括：标签转换系统、自助借书系统、自助还书系统、智能查找系统、推车式硬携式盘点系统、智能分拣子系统、安全门检测系统。标签转换系统将RFID唯一识别码与图书条码号进行绑定，将书目信息写入RFID芯片中。自助借还系统结合射频识别、计算机、网络、软件以及触摸屏控制操作技术，实现对安装有电子标签的图书进行自助借还功能。智能查找系统可以检索到目标书目的详细信息（书名、索书号、作者、出版社等），或者是目标书目的地图信息（以二维地图的形式标注目标书目在馆内的具体位置，可以详细到楼层和架位），并由读者选择是否要对结果进行打印。智能盘点系统利用RFID技术完成远距离、快速、批量、准确的图书盘点工作，同时实现错架图书的整理，提高盘点效率，减轻由于图书搬运带来的工作量。智能分拣子系统主要由智能图书分拣机来完成，通过阅读器读取RFID标签中的信息，由RFIDACS服务器判断上架位置，最后由分拣机完成分拣工作。安全检测子系统针对安装有电子标签的图书进行侦测，通过安装的阅读器和自动侦测软件实现图书侦测防盗，对在两米范围内还处于未借出状态的图书实现声光报警功能。
（三）移动图书馆
以手机或PDA作为信息服务终端，与图书馆信息系统连接，通过短信、WAP和手机上网等多种形式，实现身份认证、账户维护、续借预借、视频播放、参考咨询、移动阅览，信息互动等服务。广大师生通过手机即可完成查询、续借、预约等操作，同时新书到馆后，系统会以短信方式发送提醒通知，既方便了广大师生借阅，又提高了图书管理效率。除了利用手机对事务进行管理外，在校师生还可以申请在线阅读电子资源，只要手机客户端通过了身份认证，便可对馆内已购数据库资源进行检索和下载，实现实时阅读。馆员也可以通过移动终端完成现场采购查重、远程维护、课题跟踪等工作。
3 智能图书馆的组成
基于物联网的智能图书馆管理系统，包括门禁系统、自助借还书系统、环境监测系统、快速查询系统、智能分拣系统，这些系统通过物联网强大的通信及计算能力，实现了高度融合，提高了图书馆个性化服务水平及图书流通效率。 3.1 门禁系统
在图书馆管理中，准确而有效地获得图书馆资源的利用情况，精确统计一个时间段进馆人数、高峰期、识别进馆人员的身份等，有利于提高图书馆工作效率和管理水平。图书馆门禁系统，能有效提高了图书馆的管理效率和水平，优化整合了图书馆资源。但是现有的图书馆门禁系统在智能化、信息量读取以及更新升级等方面存在着很多问题，而射频识别卡（RFID）最大的优点就在于非接触，因此完成识别工作时无须人工干预，适用于实现自动化且不易损坏，可识别高速运动的物体并可同时识别多卡，操作快捷方便。基于RFID的智能门禁系统，提高了图书馆的管理效率和管理水平。 3.2 自助借还书系统
R F I D 可以解决图书的自助借还，图书的快速盘点、查找、乱架图书的整理、图书环境监测、门禁、物流配送、查询等问题。并且能与现有的图书管理系统无缝衔接。借书时只要把身份证或借书卡插进读卡器里，再把要借的书在扫描器上放一下就可以了；还书过程更简单，只要把书投进还书口，传送设备就自动把书送到书库。采用RFID自助借还系统不需要像以前条形码那样，需打开图书扉页逐本扫描，就可以同时借还多本书，实现自动化的图书借还流程，解决了时间和精力，简化了流程，提高了效率。此外，RFID自助借还系统可以建成24小时无人图书馆，大幅度提升了图书馆人性化服务水平和图书流通效率， 实现图书馆的高效运转。 3.3 环境监测预警系统
环境监测室物联网的一个重要应用领域，物联网自动、智能特点非常适合环境信息的监测。物联网中的无线传感器，将分布于图书馆多领域，不同类型传感网络采集的信息进行数据汇聚，即传感网络与移动通信网络初步结合，将采集到的数据，汇集至某一集中平台进行信息的处理与共享，提供较为简单的应用服务，实现图书馆各物体、各信息载体的互联互通。传感器网络可以监测出屋内的空气成分，保障工作人员的安全，避免人工的灾难。同时通过传感器节点等感知设备，获取环境监测的信息，如温度、适度、光照度等。由于环境监测需要感知的地理范围比较大，所包含的信息量也比较大，该层中的设备需要通过无线网络技术组成一个自治网络，采用协同工作的方式，提取出有用的信息，并通过接入设备与互联网中的其他设备实现资源共享与交流互通，从而实现对温度、光照、照明度、适度、音量等实现监控与调节，为读者提供一个舒适安静的读书环境。 3.4 智能分拣系统
传统图书馆管理过程中，手工清点复杂容易出错，无法追溯这个使用过程中的的完整记录。引入物联网，工作人员能迅速知道书的类别和位置以进行分拣，因为在每本书的封底贴有一个RFID标签，标签里的金属线圈储存着图书的基本信息，扫描器会向线圈发送微弱的无线电波，线圈则将信息反馈给扫描器，这样瞬间就能完成信息交换和识别，这样可以迅速查找到书籍的相关信息，如库存、专家推荐、阅读人次等。 3.5 快速查询系统
物联网通过R F I D 按约定的协议，把任何物品与互联网互联起来，进行信息交换与通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。利用RFID的无线定位系统，可以迅速查找到图书在图书馆内的具体位置，避免按类别找错书架的问题。此外，传感器及RFID可以跟踪用户的行为、习惯及爱好等，对用户的访问内容，停留时间和频度进行分析，可以得到关于用户访问行为和方式的普遍知识，根据关联规则就可以预先了解该用户在后面可能需要的图书，提供个性化的服务。此外，出版社可以根据RFID获取的读者数据制定决策，调控出版和推荐计划，提高物流配送的及时性和高效性。
4 智能图书馆所面临的问题
（1） RFID技术标准问题,。
由于RFID 标准的不统一, 各个厂家推出的RFID 产品互不兼容。图书馆RFID 标准化问题是阻碍RFID 技术在图书馆中普及的重要瓶颈之一。
（2）RFID 标签的特性充分利用问题。
虽然RFID标签具有可反复读写的特性, 但为了避免误操作和恶意修改, 一些关键字段需在RFID 编目完成写标签操作后加锁, 以增强数据安全性。这使得RFID可反复使用的优点无法被充分利用。尤其对一些条码与RFID 标签并存的馆，一旦标签内的条码号写错该标签即废掉。
（3）健康影响的问题。
RFID 所使用的800-900MHz已经属于甚高频范围, 目前有很多人关心RFID 技术在图书馆的应用, 是否对读者的身体健康有影响。
（4）设备干扰对安全门灵敏性的影响。
由于RFID技术是利用射频信号通过空间藕合来传递信息。在安全门、自助借还书机及RFID 读写装置附近, 应避免各种干扰源, 否则会导致通信距离下降。
（5）图书损坏情况的检查。
使用自助借还后, 图书损坏情况无法及时控制。使用自助系统后, 工作人员不在第一时间与还回书籍接触, 很难判断书籍损坏是哪个读者所为。
5 总结
智能图书馆的优势之处在于应用了物联网这个新技术，随着引入RFID技术，图书馆变得智能化了。我们能够自主的借还书；能够在街头巷尾的24小时自助图书馆里查阅自己所喜爱的图书；能够在大型图书馆里快捷准确的找到我们的目标；能够通过手机访问图书馆，随时随地的扩充我们的视野。
智能图书馆方便了我们的学习生活，物联网技术使我们走进了智能社会。我们生活中的物逐渐构成了网络，加深了我们对社会技术的依赖性。每个人不再是单个的个体，每时每刻、随时随地我们都通过这个网络与其他人发生了联系。可以说，物联网改变了我们的社会。
在以后的时间里，物联网将不断的改变着我们的生活方式。而智能图书馆在物联网的作用下，必然走的更远，进而通过知识的传授，也将促进物联网的更大发展。
通过自己在网上查找相关资料，以及在学校图书馆翻阅相关文献，对智能图书馆的了解加深了不少。在整个的学习过程中，虽然也遇到了一些困难，但是在老师同学的帮助下还是顺利解决了。每个人都有自己的长处和短处，互相学习取长补短才能有更大的进步。
