基于物联网的智慧图书馆

严 栋

（华侨大学厦门校区图书馆，福建 厦门 361021）

2009年初，IBM首次提出“智慧地球”的概念，在业界引起了巨大反响。随着物联网的快速发展，以及相关技术的不断成熟，将会对现代图书馆的发展产生深远影响。

1 物联网

1.1 物联网的概念

1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出了依托于射频识别（RFID）的物联网概念雏形。2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念[1]。

物联网（The Internetof things）是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络[2]。它有两重含义：第一是要把物连接到互联网上，第二是要把和物相关的信息传到互联网上[3]。物联网的实质是泛在网络要融合协同的一种网络工作模式，是泛在网络及信息化在行业应用角度的一个重要体现；它物理上涵盖泛在周边的延伸网，也涵盖了泛在互联的网络，但其更多强调的是物与物（things）能够在网络下提供自身信息以方便识别和处理的这种工作交互模式。

1.2 物联网的特点

物联网由传感网络设备、传输网络和应用控制网络系统构成，具有全面感知、可靠传递、智能处理3个重要特征。

1.2.1 全面感知

利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，实现物体的识别，是物联网系统的前提。

1.2.2 可靠传递

通过现有的各种通信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去，是实现异地感知的基础。

1.2.3 智能处理

利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数据信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制和管理。

2 智慧图书馆

2.1 智慧图书馆的背景

通过超级计算机和云计算机，将物联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。这也就意味着，经济可行的智能技术将被应用到几乎所有的行业、用于各种产品，催生过去无法实现的服务。在此基础上，无论自然体系，还是行业系统，甚至人类本身，都将更紧密地相互关联整合，形成各种各样的智慧系统。

2009 年初，IBM 提出了“智慧地球”（Smarter Planet）的概念，此概念一经提出，即得到美国各界的高度关注，甚至有分析认为IBM公司的这一构想极有可能上升至美国的国家战略[4]。2009年8月，温家宝总理在无锡考察时指示“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫感知中国中心”[5]。基于这种“智慧”的理念，图书馆作为信息服务机构的前沿，应该抓住机遇，通过物联网的系统化发展与应用，推动现代图书馆向智慧图书馆演进。

2.2 智慧图书馆的概念

智慧图书馆（Smarter Library）就是以一种更智慧的方法，通过利用新一代信息技术来改变用户和图书馆系统信息资源相互交互的方式，以便提高交互的明确性、灵活性和响应速度，从而实现智慧化服务和管理的图书馆模式。

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。智慧图书馆通过物联网实现用户间的通信、用户与图书馆的通信、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。它的最高阶段就是各部分都由图书馆智慧化地完成，无需人工干预，达到“智慧”状态。

2.3 智慧图书馆的特点

基于物联网的智慧图书馆，是全方位开放式的图书馆、综合的学术资源信息服务中心、配套齐全的活动中心、高效便捷和节能的智慧中心。它具备以下3个主要特征：

2.3.1 沟通智慧化

利用物联网多种内部及外部信息交换手段，以及先进的物联网通信设备，构成一个基于物联网的通信智慧系统。在智慧图书馆，不仅可以利用现有的互联网开展文献信息服务，更重要的是还可以利用物联网技术实现更大范围的信息资源共享。

2.3.2 建筑智慧化

对图书馆建筑内的各种机器设备进行智慧化程序控制及综合管理，构成一个建筑物智慧系统。它的消防与保卫系统具备智慧化，空调系统能监测出空气中的有害污染物含量，能自动通风和消毒，从而确保馆内人员的安全和健康。它还能对温度、湿度、照明度加以智慧调节，控制背景噪音，为读者提供一个相当舒适的环境。同时，智慧系统能使图书馆各种机器设备的运行、保养、维护更趋智慧化，从而优化人力和物质资源的配置，达到降低成本、节能减排的目的[6]。

2.3.3 服务智慧化

在智慧图书馆中，通过物联网把各项独立的事务处理通过信息交换和资源共享联系起来，构建一个具有事务处理、管理和决策机能的服务智慧系统。工作人员通过利用它，可以以科学、全新、高速的方式学习和接受各种知识技能，提高对各种信息的分析、比较、提炼的能力，从而实现服务智慧化[7]。

3 智慧图书馆对物联网技术的基本要求

3.1 更透彻的感知

这是超越传统传感器、数码相机和RFID的更为广泛的一个概念。具体来说，它是指智慧图书馆采用了可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的新设备、新系统或新流程。通过应用这些物联网技术，从文献资料、数据资源到图书馆运行状态或用户需求等任何信息，都可以被快速获取并进行分析，便于立即采取应对措施。

3.2 更全面的互联互通

互联互通是指通过各种形式的高速且高带宽的通信网络工具，将用户电子设备、图书馆资源和其他信息服务机构中收集、储存的分散信息及数据连接起来，进行交互和多方共享。从全局的角度分析数据并实时解决问题，使得学习、工作和任务可以通过多方协作得以远程完成，从而更好地为各类用户进行智慧化服务，彻底地改变了整个图书馆的运作方式。

3.3 更深入的智慧化

这是指智慧图书馆系统深入分析收集到的数据，更加新颖、系统且全面地解决特定问题。这要求使用先进技术（如数据挖掘和分析工具、科学模型和功能强大的运算系统）来进行复杂的数据分析、汇总和计算，以便智慧地整合与分析海量的跨地域、跨学科领域的数据和信息，并将特定的知识更加智慧化地应用到特定的行业、特定的场景、特定的问题中，以满足人们更加深入和多样化的需求。

4 基于物联网的智慧图书馆发展阶段

4.1 摸索阶段

目前物联网在图书馆的应用，主要是以RFID为关键技术的简单应用。如2006年7月开放的深圳图书馆新馆是中国最大的RFID项目，从文献的采访、分编、加工到流通、典藏和读者证卡，RFID标签和阅读器完全取代了原有的条码、磁条等传统设备[8]。图书馆应用这项技术后，简化了借还书刊的操作程序，提高了清点馆藏书刊的速度以及书刊整架归位和流通的效率，并为读者提供了一系列的自助服务，实现了图书馆的高效运转[9]。然而这只是物联网技术在图书馆的初步探索，距离真正意义上的智慧图书馆还尚远。

4.2 初级阶段——信息汇聚

将分布于图书馆多领域、不同类型传感网络所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，将感知数据汇聚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。

4.3 发展阶段——协同感知

以事件、任务和目标为驱动，进行感知、网络和应用各个层面的协同工作，对环境、目标等进行智慧获取和处理，提供更为智慧、更为精确、多元化感知的信息服务，使图书馆进入半智慧化状态。

4.4 目标阶段——泛在聚合

物联网技术广泛应用于图书馆各个领域，实现了任何人、任何物、任何信息载体、任何时间、任何地点的互联互通，海量信息在物联网平台的聚合而产生新的信息，并引发全新的业务和服务模式，实现物联网在图书馆应用的最高目标——智慧图书馆。

5 现阶段构建智慧图书馆的关键问题

5.1 成本是首要关注的因素

物联网要全面应用于智慧图书馆，就要解决其经济问题。用户与物、物与物相连，即使是局部的物联网，图书馆都需较大投入。目前RFID电子标签的价格大约在0.6美元到0.85美元之间[9]，短时间内不会降到更低水平，而图书馆拥有数以百万计的文献资源，再加上要组建庞大网络需要的系统和设备等，其中的成本投入将相当巨大。

5.2 标准是发展的核心问题

当前发展物联网的困境源于无统一的标准，导致产品创新慢、业务成本高、服务质量差等突出问题。此外，RFID系统和现有图书馆自动化集成系统（ILAS）的整合难度大。ILAS在设计时是以条码技术和磁条技术为基础的，RFID系统则是以RFID标签技术为基础，二者需要在通信协议、接口、数据格式等方面进行整合，如果没有成熟的平台和技术是很难完成的。最后，还必须解决不同异构系统之间的信息互通与信息交换问题。

5.3 关键技术是发展的瓶颈

无处不在的无线传感网络是实现物联网必不可少的基础设施，安置在实物上的电子介质产生的数字信号可随时随地通过它传送出去。因此，建立一个完整的物联网，将短距离至长距离无线网络全部囊括其中，是我们面临的首要课题。RFID作为关键技术，其核心领域还未全面进入产业化。目前国内RFID以低频为主，而超高频RFID刚进入产业化应用的初期，如中间件、应用解决方案等产业链还需完善[10]。此外，基于物联网的智慧图书馆构建还必须在通信支撑技术、信息加工、过滤、存储、命令响应技术以及网络接口与传输技术等方面实现全面协调。

5.4 隐私安全问题的困扰

物联网承载了比现有网络都庞大的数据信息，射频识别系统中任意一个标签的标识（ID）或识别码都能在远程被任意地扫描，且标签会自动地不加区别地回应阅读器的指令，并将其所存储的信息传输给阅读器。特别是传感器和智能标签能够跟踪用户的行动、习惯以及偏好等，这势必会使个人的隐私问题受到侵犯，因此，信息资源及用户隐私如何得到保护成为构建智慧图书馆亟待解决的问题。

5.5 智慧图书馆新模式的开发和管理

不同行业会有不同的应用，也会有各自不同的要求。要成功构建智慧图书馆，就必须结合智慧图书馆的特点，对物联网进行深入的研究和有价值的开发。运营商和物联网技术企业要开发出能使智慧图书馆达到理想状态的应用系统，这是比较困难的一步，也需要一定的时间。它需要一个物联网的体系基本形成，需要一些应用形成示范。

更困难的是图书馆为了利用这个系统必须进行调整，也就是要改变图书馆原有的业务流程和工作形式，调整图书馆与外界和用户的关系，甚至图书馆的文化和行为。这种不同于从前需要的管理方法，需要一个循序渐进的、基于创新的日程表；培养一种欢迎和包容“智慧”的组织文化和流程；需要培养工作人员具备持续调整和不断发展的新技能[11]。

6 结语

综上所述，在物联网环境下，最新物联网技术将不断应用到图书馆中，推进图书馆向智慧图书馆发展，给用户提供各种智慧化的服务，掀起现代图书馆新的发展浪潮。笔者初步探讨了智慧图书馆的概念、特征以及构建过程，希望能为探索新型的图书馆发展模式提供一些借鉴。

[1]ITU互联网报告2005：物联网[EB/OL].[2010-01-02].http://labs.chinamobile.com/mblog/104257_29504?f-layenxoaencysxyant.

[2] 孔晓波.物联网概念和演进路径[J].电信工程技术与标准化，2009（12）：12-14.

[3] 侯自强.方兴未艾的物联网[J].电信工程技术与标准化，2009（12）：1-2.

[4] 冯禹丁.IBM 抛砖“智慧的地球”[J].商务周刊，2009（7）：72-74.

[5] 温家宝提出将无锡建成“感知中国”中心，指导物联网发展[EB/OL].[2010-01-02].http://www.cnii.com.cn/20080623/ca599217.htm.

[6] 潘登.论高等院校图书馆建筑智能化建设[J].长春理工大学学报：高教版，2010（1）：186-187.

[7] 阴月华.图书馆工作者服务智慧探析[J].河北农业大学学报，2009（1）：123-125，128.

[8]秦红.RFID技术在图书馆应用的分析探讨[J].现代情报，2009（6）：130-132.

[9] 隋秀芝.高校图书馆引进RFID技术的思考[J].图书馆工作与研究，2009（7）：64-65.

[10] 胡清，詹宜巨,黄小虎.基于RFID企业物联网及中间件技术研究[J].微计算机信息，2009（20）：158-160.

[11]张锐.智慧服务——图书馆信息服务的新理念[J].科技信息：学术研究，2008（8）：318-319.