物联网技术在高校图书馆的应用*

赖 群 刘静春 黄 力

（1.广西生态工程职业技术学院图书馆，广西 柳州 545004；2.柳州职业技术学院图书馆，广西 柳州 545006）

赖 群 女，1970年生。硕士，副研究馆员。研究方向：信息资源建设与信息服务。

刘静春 女，1973年生。本科学历，馆员。研究方向：信息资源服务。

黄 力 男，1968年生。硕士，副教授。研究方向：信息资源服务。

1 物联网的概念及技术特点

最早在2005年突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》。该报告首次提出物联网的概念，提出要将自然界中的物体与信息世界相互联系起来，形成一个物与物的网络，也即InternetofThings，简称IOT。[1]2009年IBM提出了智慧地球战略，进一步明确和细化了物联网的概念，对物联网的应用场景、应用潜力进行了描述与分析。[2]此后，有关物联网应用的各类介绍与报道屡见不鲜。从物联网的技术特点来分析，其本质是采用了功能强大、种类多样的信息感知手段，由此获取对某一目标领域中的特定信息，然后再通过网络将所有的信息进行汇总、交换和处理。信息在汇总过程中并非一定要汇集到某个终端节点后再进行处理，而是呈现一种网状的交换模式，即无需以某一个顶端节点为目标进行信息传输，在信息传递的过程中，信息就不断地被处理，并根据处理的结果作出相应的判断、决策与控制等等。[3]正是借助于其强大的信息感知能力，物联网将物理世界中的事物与虚拟信息世界紧密地联系在一起。

2 物联网的应用现状

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。[4]事实上，在物联网技术诞生之前，整个工业领域已开始应用传感器网络进行监测和监控，在基于传感器网络的应用中，最大的特点是通过大量的分布式传感器节点实现某种特殊信号的采集与信息的汇总。而物联网技术与传感器技术有很大的差别，其内涵比传感器网络要复杂和全面的多，基于物联网技术的应用系统不仅包含了负责信息采集和汇总的传感器节点及所组成的网络，而且在信息采集之后会得到及时的处理，从最初采集信息的节点到后端的数据处理节点都是强大的智能处理节点，因此在物联网当中的信息采集多被定义为一种信息感知的能力而不是单纯的信号采集功能。[5]

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。

在物联网技术应用于图书馆之前，人们已经开始尝试利用工业领域的先进技术提高图书馆的管理和服务，最为典型的就是利用RFID技术实现图书馆的自动化管理。除此之外，在图书馆中也增加了信息处理设备，如图书的安全监控报警系统、基于条形码的读者借阅归还扫描系统等等。[6]总而言之，物联网技术目前已经在多个行业和领域获得广泛应用，而针对图书馆的应用研究目前也正在逐步开展，从现实情况来分析，物联网技术是适合在图书馆领域中应用的。

3 高校图书馆管理的现状

目前高校图书馆的管理基本上还是沿用传统的模式，根据图书馆管理的内容和对象的差异性，可以划分为3个方面：第一是图书资源的管理，第二是服务内容的管理，第三是图书馆安全的管理。

3.1 图书资源的管理

目前图书馆主要还是借助于基于条形码的图书扫描技术，通过在每一本图书中放入一个唯一的条形码，再借助条形码扫描设备可以在一定程度上提高图书的借阅和归还效率，但是在操作过程中面对海量的图书信息和频繁的借阅过程，这种基于条形码的扫描过程管理效率并不高，而管理过程的成本却较高，需要配备大量人力、物力。[3]当读者每次借阅或归还图书文献时，管理员可以通过扫描设备进行逐本扫描记录，但是当管理员要对馆内的图书资源进行定期的核对与统计时，图书扫描的工作量将会非常大，且该过程对图书的保存保护也是不利的。除此之外，在图书内植入的条形码所蕴含的信息量非常有限，这也直接导致了图书资源管理的局限性，通常只能记录图书名称、现阶段的借阅状况等简单的基本信息，对于目前图书所处的具体位置等关键信息则不能及时记录，也正是因为这个原因导致图书馆中存在大量的错架、乱架等问题。

3.2 服务内容的管理

因为图书馆在记录、存储图书资源和读者借阅信息时，信息量通常较少，只包含了图书的书名、借阅时间、读者姓名、读者所属专业等基本信息。所以，目前图书馆除了提供图书借阅服务、图书信息咨询服务、图书查询服务、信息检索服务等基本的服务之外，所开发的个性化服务内容并不多。部分实力较强的高校图书馆开发了相应的图书馆个性化服务，如针对读者上网查询资料所开设的个性化访问页面、个性化的学术期刊访问服务，以及个性化的网页搜索服务，这些服务的开展程度取决于图书馆在该项目上所投入的人力和物力情况，目前全国各高校图书馆在这方面所开展的工作和发展水平都参差不齐。

3.3 图书馆的安全管理

图书馆的安全管理涉及以下几个方面：一是图书馆图书资源的安全性，二是图书馆环境的防火、防盗、防潮、防虫等方面的安全性。对于图书资源的安全性目前国内大部分高校图书馆都安装了图书报警系统，该系统也是基于图书条形码来进行图书的安全管理和报警。由于图书条形码的信息采集和扫描等受距离和环境干扰的影响较大，因此这种安全管理模式的效果并不是很理想，也正因如此，图书馆时有发生图书丢失和损毁等问题。另一方面是对图书资源保存条件的安全管理，目前大部分高校图书馆有一定的防火设施，但是对防潮、防虫等方面只有一些保存珍贵图书的储藏室建立有相应的环境监测系统，以确保图书资源处在一个相对安全的环境中。

4 物联网技术在高校图书馆中的应用

物联网技术凭借其强大的信息感知能力和数据处理能力，给高校图书馆的管理带来了巨大的改变。根据高校图书馆的内在功能和管理需求，笔者主要从内部管理和读者服务两个方面来阐述物联网技术在高校图书馆中的应用价值。

4.1 内部管理

4.1.1 图书管理架构的改变

图书馆应用物联网技术之后，在管理图书资源时整个管理结构发生了本质性的改变，传统的高校图书馆对图书资源的管理多是将图书进行分类，然后再按照图书的各级子分类建立相应的书架，将属于同一子类的图书放在同一书架中，相邻书架所存放的图书通常是属于同一大类中不同小类的图书。采用这种方式对图书资源进行存放和管理，在结构上具有比较清晰的特点，但是这给图书馆工作人员的日常维护增加了很大的工作量。与此同时，这种管理结构也不利于图书馆的资源扩展。

此外，图书馆在建立初期由于经费投入和馆藏资源侧重点不同，有些类别的图书资源相对较少，有些类别的图书资源相对较多，但是随着技术的发展和馆藏资源侧重方向的转变，部分方向的图书资源会得到快速扩展，然而在图书资源快速扩展的过程中，则很有可能会出现现有的图书存放空间无法满足图书资源急剧扩展需求的情况。随着馆藏量的增加，越来越多的图书在添加到图书馆书库之后，会导致图书馆书库存放和管理结构混杂。而如果要保持图书馆原有的结构，则势必要对所有的图书进行重新编排，调整所有图书的存放区域，整个工作量将会相当庞大。RFID利用物联网技术之后，图书馆的这种存放结构将被彻底打破，图书的存放结果将不再重要，每一本图书的具体存放位置可以规划在不同的区域，图书的整个管理结构依靠图书内置的传感节点与图书馆的信息管理节点相互通信，建立起图书管理的逻辑结构，[7]因此在利用物联网技术的图书管理结构中，图书存放的地理位置将被弱化，而图书管理的逻辑关系将被强化，这样既能够保证图书馆管理方面可以准确地掌握每一本图书的当前状态和存放位置，也大幅度降低了图书馆在资源管理和资源扩展上所面临的困境。

4.1.2 藏书管理能力的提升

在传统高校图书馆里，每一本图书无论是存放在图书馆的书库中，还是被读者借阅存放在读者手中，图书馆真正对图书的监控过程主要有两个环节：一个是图书借出环节，通过基于磁条的方式对图书进行扫描，记录图书的借出信息；另一个是图书归还环节，通过对磁条的扫描记录下图书的归还信息。[8]在图书入库过程中，也是通过对磁条扫描建立起图书存放在书库的基本信息，然而除此之外图书实际上是处于一种脱离了图书馆监控的状态，比如图书在图书馆内发生损毁，而这时图书馆的管理系统并不能够有效地发现这一现象，一旦图书馆查找该图书时很有可能出现找不到的现象。另外高校每年都有学生毕业，高校图书馆对学生的信息管理动态更新的频度非常高，若信息更新时衔接和管理出现偏差，比如未能将已经毕业的学生进行注销，未能记录下当前已毕业学生中未还图书的信息等等，这种因为一些细微的管理差错所带来的图书资源管理的混乱在当前高校图书馆中是很难被发现并纠正的。

目前高校图书馆过于依赖通过磁条扫描来记录图书的借还信息，导致整个系统的可靠性很低。而引入物联网技术之后，图书馆的管理能力将大幅提升，由于每一本图书内都被嵌入了信息传感节点，因此，图书馆对图书的管理过程不再局限于入库、借出、归还等几个阶段，而是能够定期对馆内所有图书进行扫描，以检测每一本图书的状态，并将扫描到的信息与最初入库信息和当前借出图书的信息进行对比，找出信息管理过程中是否存在冲突。比如是否有哪些图书既不处于借出状态，也不处于馆藏状态，但是该图书在最初却又有相关的入库信息，这显然就表明当前有图书处于冲突状态。图书馆应用物联网技术进行信息扫描时，可以不用将图书从书架上逐一取下，而是一次性对多本图书并行扫描，因此其扫描的效率和方便程度都很高，这就确保了图书馆能够定期对图书资源进行扫描，并对当前的馆藏信息和借还信息进行调研对比，排查当前图书管理过程中是否存在错误并及时纠正，最终保证图书馆对图书的精确管理效果。

4.1.3 解决图书的排架、错架问题

传统图书馆为了维护这种按层次、按类别存放的线性管理结构，在排架时需要按照图书所属的类目将其存放到指定的位置。在开架借阅过程中，读者经常会把一些图书从书架上取出翻阅，但又不想借阅此书而随手将其放在书架上，从而导致图书错架的问题。而借助于物联网技术，在每一本图书内嵌入传感器节点，可以采用专用的扫描设备对书架上的每一本图书进行扫描。一旦出现错架的问题，就会报警提示从而准确定位哪一个书架第几本图书出现错架问题，管理人员通过精确的位置引导信息找到出现错架的图书并将其纠正归位。因此，利用物联网技术能够很好地解决排架错架问题，大大降低了管理人员的工作量，同时也确保了图书在存放过程中的有序整齐。

4.1.4 图书安全管理

传统的高校图书馆安全管理方面采用的保护措施和保护水平各不相同，通常会配备一些防火设备、防盗监控系统，还有部分图书馆配备了温湿度监测系统等等，但是总体而言，这些系统的自动化程度不高，有些还是需要依靠人工管理来实现。此外，这些安全防护系统都是独立运行，没有与整个图书馆的管理系统连成一体。而利用物联网技术之后，不仅将每一本图书与信息管理系统，以及读者联系在一起，而且也可以将图书馆的安全防护系统联系在一起形成一个共同的网络。[9]以防火防潮为例，在应用物联网技术的图书馆中，可以在每个书架旁放置一些对周边环境进行监测的信息传感节点，通过这些节点对图书存放位置周围的温度、湿度进行监测，并将监测到的信息通过物联网传递到图书馆的整个信息管理系统中，由信息管理系统对当前所采集到的温度、湿度等环境信息进行处理，判断当前图书存放位置的环境是否安全。如果出现温度或者湿度的异常，则立刻发出报警信息，并采取措施消除这些安全隐患。而对于图书馆的防盗系统则通过将各个监控系统以及在每一本图书内所放置的传感节点进行实时监控，当图书未经借出系统扫描而被带出图书馆时，图书馆出入口放置的远距离图书传感探测器就能及时检测并报警，从而避免图书被盗。

4.2 读者服务

4.2.1 24小时的自动借还服务

利用物联网技术之后，由于图书内部都被嵌入了信息传感节点，而图书馆的借还扫描系统对这些节点的扫描是非接触式的，能够进行比基于磁条式的扫描更远的有效距离的探测和扫描，因此读者在图书借还时，只需在扫描系统附近经过，即可实现对图书借还的扫描。该扫描过程可以做到完全的自动化，无需人工干预。[10]读者借还图书数量较多时能够实现一次性对多本图书的扫描，因为在物联网技术中传感器节点与节点之间的通信信号是不会发生干扰的，这样将大幅度提高图书借还的效率，从而实现24小时无人值守的自动借还服务。另外，在图书馆的出入口放置有传感器节点的远程扫描系统，能够以较远的距离对所有植入图书内的传感节点进行扫描，确保图书在无人值守状态下的安全。

4.2.2 图书的精确定位与自动导航服务

在图书馆的资源服务过程中，读者查阅信息时有相当一部分时间是花费在查找资源内容上，而另一部分时间则是花费在寻找有特定内容的图书上。其中，读者对某些内容的寻找所花费的时间和精力主要取决于对该内容的掌握程度，以及对馆藏资源中其所关注的图书内容的了解程度；而对图书的寻找和定位则完全要依赖于图书馆对藏书管理的科学程度。利用物联网技术之后，当图书馆出现大量乱架问题，且图书管理人员未能及时纠正时，依靠图书的精确定位系统，则可以为读者准确定位出其想要图书的存放位置。[11]再利用一些自动的导航系统，如基于网页的动画演示可以让读者更清晰直观地了解图书的存放位置，也可以让读者在图书馆书库行走过程中，通过对读者借阅卡信息的识别获取读者期望寻找和定位的图书资源，然后再通过语音提示的形式，逐步将读者引至感兴趣的图书面前。因此，在应用物联网技术的高校图书馆中，通过对图书的精确定位和自动导航，大大提高了读者在寻找图书文献过程中的效率。

4.2.3 图书资源的智能推送服务

读者在获取信息的过程中，除了需要花费一定的时间根据已知图书内容去定位图书位置，还将花费更多的时间和精力寻找图书内容，而图书资源智能推送服务可以由图书的后台信息管理系统，对图书管理中每一本图书的内容进行扫描和预处理，当读者进入图书馆，根据读者当前的借阅情况以及浏览情况统计，自动为其推荐可能感兴趣的图书资源，实现智能推送服务，使得读者能够以较短的时间获得尽可能多的图书内容，提高查阅效率。

4.2.4 个性化服务

利用物联网技术所采集到的大量信息既包括了读者的相关借阅信息、借阅偏好等，也包括了图书馆馆藏资源的大量信息，如图书的内容、图书与图书之间的内容逻辑关系等等。利用这些信息进行相应的数据分析和处理，可以实现对读者的个性化服务。根据读者习惯的阅读时间，定期推荐一些他们可能感兴趣的内容，或者根据读者在长期阅读中所建立起来的阅读偏好，为其定制专题信息服务，从而提高高校图书馆在信息服务方面的价值。

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