基于可穿戴技术的智慧图书馆管理与服务研究*

芦晓红

（中国刑事警察学院图书馆，辽宁沈阳110854）

基于可穿戴技术的智慧图书馆管理与服务研究*

芦晓红

（中国刑事警察学院图书馆，辽宁沈阳110854）

从无线泛在性、智能流通性、全面感知性3个维度重新诠释智慧图书馆，并根据可穿戴技术的“全面感知”属性，将其引入智慧图书馆管理与服务研究中，通过构建其体系架构，实现智慧图书馆“五个智慧化”建设目标。

智慧图书馆可穿戴技术可穿戴设备服务与管理

1　智慧图书馆定义与研究现状

随着智慧地球、智慧城市等理念的提出与发展，智慧图书馆（Smart Library）一词渐渐走入人们的视线，并逐步成为图书馆服务创新、转型和可持续发展的新模式和新理念。智慧时代的到来对于国内图书馆的发展既是机遇又是挑战，如何在新信息环境下实现智慧化的管理与服务是图书馆行业发展的重要课题。目前，针对智慧图书馆的理论研究与实践在国内外图书馆界也有了初步探索与尝试，但其概念也是众说纷纭，普遍观点认为智慧图书馆是把智能技术运用到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。而笔者认为智慧图书馆需从3个维度加以诠释：①无线泛在性维度，智慧图书馆是充分利用信息通信技术，为读者提供随时随地查阅数字资源、参考咨询等服务的移动图书馆；②智能流通性维度，智慧图书馆是无人值守服务，全程自助化借阅形式；③全面感知性维度，智慧图书馆是物联网、云计算、可穿戴设备与图书馆的无缝结合，注重读者智能体验的服务与管理。3个维度的有机结合与创新为智慧图书馆之基本要素。

智慧图书馆管理与服务的智慧化不能脱离智慧图书馆的3个基本要素，尤其需要为读者以及图书馆工作人员提供更具专业特色、更深层次、更具交互性、更具感知能力的智慧化管理与服务。目前，国内智慧图书馆的相关理论研究与实践大多停留在无线泛在维度，即仅仅实现了数字图书馆、移动图书馆建设，部分图书馆也增加了对智能流通性维度的考量，即利用RFID技术建成无人值守模式下的智能图书馆服务模式。然而，针对笔者提出的全面感知性维度的理论和实践研究则少之又少。2015年4月，国内首个智慧图书馆落户深圳市盐田区，其主要借助信息可视化、物联网、云计算等技术，实现包括停车位、坐席情况等所有状态、信息的远程查询服务。同年，上海图书馆也随即发布了其智慧图书馆的基本功能与建设情况，即通过移动APP程序等感知读者，系统后台通过数据挖掘、分析读者的阅读历史和爱好等，再根据读者所处地理位置，结合图书馆资源状态、服务内容进行信息智能推送服务。国内仅有深圳图书馆和上海图书馆两个公共图书馆在全面感知性维度上有所尝试。

近年来，作为具有强烈“全面感知”能力代表的可穿戴技术，受到越来越多行业的关注，如医疗、旅游、航空、教育、军事、建筑、娱乐、运动、导航、弱势群体安全保障等领域。图书馆行业引入可穿戴技术最有价值的潜在结果之一就是能够给读者提供更高效、更便捷、更个性化的即时体验和智慧服务，实现图书馆行业的8A目标，即任何服务主体的图书馆可在任何时间、任何地点向服务客体的任何用户提供任何时期、任何类型、任何格式和任何语种的信息资源。

2　可穿戴技术与设备的定义与类型

2.1定义

20世纪60年代，美国MIT媒体实验室率先提出可穿戴技术的概念，其是将电脑芯片及操作系统、多媒体、传感器、无线通信、数据库存储与分析、人机智能交互等技术功能嵌入到人们日常的衣着和随身物品中，使用者通过利用手势和眼神等交互操作方式，支配具有计算能力和传感能力设备的新兴技术。近年来，可穿戴技术得到突飞猛进的发展，有专业人士甚至预言在未来的十年中，可穿戴技术将会进入我们生活的每一个领域。而可穿戴设备是指穿在身上或是整合到人们的衣物或配件上的一种便捷式设备，其包含独立的计算芯片，时刻保持响应和网络连接状态，通过收集、识别、感知和分析用户行为、轨迹与周围环境，与用户进行灵活多变的人机信息交互，并反馈给用户更个性化、更科学化的建议和方法，其优势在于能够方便地将工具、设备、电源和网络集成到人们日常生活和工作中。

2.2类型

可穿戴设备具有的移动性、以人为中心、解放双手、智能化、可持续工作、人机交互、无线通讯等特点，其形态种类多样，应用领域广泛，仅Vandrico公司可穿戴设备数据库就收录433件可穿戴设备，将其按照外观形态与应用领域两种方式划分、归类如下。

按照外观形态划分，可穿戴设备包括帽子、头盔、头带、眼镜、臂环、腕带、手表、手套、戒指、耳机、耳麦、腰带、纽扣、鞋袜、服装、书包、配饰等，如Google Glass、iWatch智能手表、索尼头戴式3D影院、GolfSense训练手套、MTO腕带、Nike Fuelband手环、No Place Like Home卫星导航鞋、富士通“智能拐杖”、Airwaves面罩、Vigo警觉追踪器、可穿戴式无线3D人体动作追踪系统等。

图1　可穿戴设备应用领域

按照应用领域划分，可穿戴设备可分为休闲娱乐类、医疗健康类、工业辅助类，如图1所示。休闲娱乐类可穿戴设备利用方便携带的外形特征，集成无线联网功能，实现终端的即时通信、视频聊天、收发邮件与短信、运动检测、地图导航、游戏捕获、网络支付等应用程序服务。医疗健康类可穿戴设备主要用于血糖、心脏、帕金森综合症、生活方式等监控与监视，对佩戴者来说，能够更加及时准确地获取自身身体状况和医治疾病情况，而且能够帮助听力和视力障碍者重获生活乐趣。工业辅助类可穿戴设备主要在技术信息辅助、操作训练与业绩支撑、环境及设备监控等方面有着重要的应用价值与广阔的应用前景。

3　基于可穿戴技术的智慧图书馆研究内容

3.1基于可穿戴技术的智慧图书馆管理与服务体系架构

基于可穿戴技术的智慧图书馆管理与服务研究需充分发挥“全面感知”属性，并结合智慧图书馆3个基本要素，利用物联网、摄像头、RFID、可穿戴设备、传感器等泛在网络技术，对图书馆范围内的建筑、环境、设备、资源、人员等各种信息进行即时识别、采集、监测与管理，并将其转化为适合网络传输的数据格式，通过网络传输到图书馆的数据处理中心，并通过大数据分析技术，使人与人、物与物、人与物之间相互感知与互通互联，实现具有“感、知、联、控”特色功能的智慧化管理和服务。智慧图书馆建设将为各类读者与图书馆工作人员营造一个“知你”“懂你”的智慧化管理与服务场所，形成无处不在的学习氛围与交流空间，全面发挥图书馆文化教育主阵地职能。

图2　基于可穿戴技术的智慧图书馆管理与服务体系架构

基于可穿戴技术的智慧图书馆的体系架构主要包括：智能感知层、泛在网络层、大数据分析层与智慧应用服务层，如图2所示。智能感知层利用RFID读写器、可穿戴设备、传感器等感知设备，实现对图书馆环境、资源、设备、人员的全面感知。数据处理中心针对采集的各种信息进行深度挖掘和智能分析，并通过互联互通的网络传输数据。而智慧应用服务层将充分体现基于可穿戴技术的智慧图书馆管理与服务的全方位智能化。

3.2基本功能模块

基于可穿戴技术的智慧图书馆管理与服务的智慧化可分解成读者定位感知、馆藏图书定位感知、环境预警感知、图书馆地图导航、自动顺架与盘点管理、无人值守的安防管理、文献资源智能管理与推送共7个功能板块。

（1）读者定位感知

读者定位感知是以读者随身携带的可穿戴设备为被感知对象，实现室外定位和室内定位的无缝结合。室外定位可使读者自动获取图书馆公告及近期活动安排等消息；室内定位则实现基于地理位置、资源状态、服务内容等信息的智能推送。读者定位感知功能将读者所处地理位置与图书馆内场景紧密结合，实现场景的3D实时监控以及读者行为的实时追踪与服务智能推送，是智慧图书馆具有感知能力的重要体现。

（2）图书定位感知

馆藏图书定位感知的核心技术是RFID（Radio Frequen⁃cy Identification）读写装置。在物理层面，需要在图书和书架上分别贴上RFID标签，在每个书架上安装一台RFID读写设备。在逻辑层面，无缝对接本馆图书自动化管理系统，并通过3D架位导航功能将书架号、层架号等图书位置信息呈现给读者。换言之，利用图书架上FRID读写器获取该架上所有图书标识信息，并上传至数据库服务器，当读者检索到相关图书时，即可根据图书标识得知图书的3D物理存放位置。馆藏图书定位感知功能可实现对图书准确无误的跟踪，掌握其在架变化情况、流通情况，利用网络技术实现动态信息共享和发布。

（3）环境预警感知

智慧图书馆的特点主要体现在“智慧”二字上，通过图书馆内灯光、空调、通风、存包柜、桌椅等各种设施设备嵌入传感器装置，使之具有感知能力与记忆能力，图书馆的所有状态和信息均可由读者远程实时查询，包括开放状况、人流量、存包柜、坐席是否已满等，并实现设备资源的智慧化监控、统一管理和能耗控制。

（4）图书馆地图导航

为精确确定读者、图书以及桌椅等设备的物理位置，需根据图书馆的建筑结构按层绘制图书馆平面图。并结合本馆图书自动化管理系统之公共检索OPAC子系统模块，新增感知定位与3D显示功能。对于PC终端来说，通过3D地图可视化方式提供给读者，让读者能够体验到精准的地图导航服务，引导读者快速获取图书物理位置以及达到该处最短路径。而对于可穿戴设备来说，不仅能够感知图书和桌椅等设备位置，而且还能够感知读者所处地理位置，为读者提供相应的信息推送和3D地图导航服务。

（5）自动顺架与盘点管理

图书自动顺架与盘点功能是通过RFID读写装置实现图书的自动盘点，并获知图书在架情况。RFID读写装置在实现图书盘点的同时，也能够实时更新数据库中图书的存放位置，以实现馆员业务工作智慧化管理。

（6）无人值守安防管理

无人值守安防管理主要包括自助借还机、24小时还书机、馆员工作站、盘点设备、标签转化设备、门禁匝道等智能系统与设备，实现全馆范围内读者自助办理图书借还手续、图书续借及查询、安全便捷24小时自助服务等，为实现无人值守模式的智慧图书馆提供可行性和技术条件。

（7）文献资源智能管理与推送

大数据时代的来临，致使图书馆中海量的丰富多样的各类信息资源面临着系统异构、描述语法不一致、元数据格式不统一、数据之间缺乏语义关联等诸多整合困境，尤其是各类自建数据库和以读者为中心的非结构化数字资源，不仅要和门户中其他资源做到统一检索发现，而且要按照读者的阅读需求与行为轨迹提取并整合，即读者既是资源的使用者，也是资源的建设者。因此，深度整合包含馆内数字资源和馆藏实体资源在内的所有资源，实现全站资源的元数据仓储整合，并根据系统后台对读者行为数据的挖掘和分析，从而实现的资源订阅与智能推送等服务。

4　基于可穿戴技术的智慧图书馆实现目标——五个智慧化

基于可穿戴技术的智慧图书馆建设是通过图书馆内建筑、设备、网络、资源、馆员、读者等元素的互通互联，形成图书馆物联网下的资源智慧化、教学科研智慧化、环境智慧化、管理智慧化、服务智慧化。5个智慧化之间相互补充、相互依存、相互联动、相互协调，共同形成智慧图书馆五位一体的智慧化管理与服务模式新局面。

（1）资源智慧化

深度整合图书馆数字资源和馆藏实体资源，实现全站资源的元数据仓储整合，在其基础上实现全站检索、资源统一分类导航、资源订阅、资源智能推送等功能。即可穿戴设备发现读者的信息请求或指令后，系统后台会迅速对读者的阅读历史、行为轨迹、浏览时长等有关数据进行深入挖掘和分析，并为读者提供基于地理位置的资源订阅与智能推送服务。

（2）教学科研智慧化

可穿戴设备与教学课堂的紧密结合有4方面好处：第一，可以全程拍摄和记录上课过程，随时将课程疑点、难点上传至云服务器，再经过云服务器的大数据分析和处理后，及时准确地反馈给读者所需答案。第二，可穿戴设备可随时监测学生心率、呼吸频率等健康指标，使老师及时掌握学生的身体状态，以便开展体育课程训练或应对各种突发状况。第三，可穿戴设备通过可视化的方式对各学科教学效果进行后期评价和跟踪，并对各科教学优劣做出客观判断，以达到智能评估教学成果、智能引导教学决策的成效。第四，开展学科服务时，可穿戴设备可即时接收课题相关的学术成果与动态资讯信息，方便读者及时了解课题研究进展情况，实现助推学科服务与智慧辅助科研功能。

（3）环境智慧化

环境智慧化主要体现在图书馆建筑内灯光、空调、存包柜、摄像头、座椅、停车位等各种设施与场景的统一监管和操控，通过在各设备上嵌入传感器装置的方式来实现，为读者营造一个有感知能力的学习氛围和智慧空间。

（4）管理智慧化

基于可穿戴技术的智慧图书馆将彻底改变图书馆管理结构和管理模式。一方面，图书馆三维场景的构建，能够实时获取图书馆内读者与馆区信息，实现图书馆全境动态监控；另一方面，通过RFID读写装置完成图书自动顺架与盘点工作，使馆员日常业务工作更自动化、规范化。同时，利用可穿戴技术与全息投影技术有效结合，促进书库管理工作更便捷化与智慧化。

（5）服务智慧化

服务智慧化主要体现在图书馆将成为“知你”“懂你”的服务中心，一方面，可穿戴设备中能够将图书馆实体馆舍和虚拟层的图书馆空间功能信息相叠加，实现馆藏与展览的精准智能导航功能，引导读者快速寻找馆藏位置。即读者身着Google Glass、AppleWatch等可穿戴设备经过阅览室时，阅览室会主动与读者打招呼；对于读者所需图书，系统能够快速定位其所在书架位置，并通过可视化方式引导读者获取。且外文书籍的自动翻译、纸质图书的3D版本呈现、实体馆展览活动的语音讲解等等也是可穿戴设备特色功能。另一方面，可穿戴设备的增强现实、语音控制、环境扫面等功能，能够为老人、儿童、残障人士等弱势群体提供智能服务。如美国MIT媒体实验室的“手指阅读器”能让视觉障碍的读者听到朗读等。

5　结语

基于可穿戴技术的智慧图书馆管理与服务研究，旨在构建科学、人性、智慧化的图书馆管理与服务模式，改变传统意义上读者与图书馆信息交流方式与渠道，充分发挥读者主观能动作用，使读者个性化信息需求得到及时响应和智能推送，图书馆将成为一个“知你”“懂你”的智慧学习环境与空间，既能够给予读者更丰富更智慧的服务体验，又能优化图书馆读者服务工作和效率。笔者的研究将为图书馆界开启智慧化管理与服务提供全新思路与理念，智慧教育事业将进入全新时代。

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芦晓红女，1985年生。硕士，馆员。研究方向：图书馆信息技术、智慧图书馆。

G250.7

*本文系辽宁省教育厅科学研究一般项目“基于可穿戴技术的智慧图书馆研究”（项目编号:W 2015393）；辽宁省高等学校图书情报工作委员会基金项目“高校智慧图书馆的智能化管理与服务研究”（项目编号：L2015017）成果之一。

（2016-07-04；责编：姚雪梅。）