物联网和“云计算”技术下智慧图书馆的构建研究

乔幸娟，崔 明

(南京工业职业技术大学，江苏 南京 210023)

0 引言

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》明确提出：要提升公共文化服务水平，加强公共文化服务体系建设和体制机制创新；推进公共图书馆、文化馆、美术馆、博物馆等公共文化场馆免费开放和数字化发展[1]。因此，加快智慧公共文化服务建设、推动公共文化服务智慧化发展是大势所趋。2009年1月，IBM提出了“智慧地球”的概念，逐步打开了人类利用物联网等先进技术构建智慧服务的大门，智慧城市、智慧社会、智慧交通等应运而生。而在图书馆领域也出现了以物联网技术为核心的智慧图书馆，如华侨大学严栋[2]、北京邮电大学的董晓霞等[3]研究了基于物联网技术的智慧图书馆，主要针对概念及内涵从资源、馆员和技术等角度进行研究，对采取什么样的模式以及如何构建阐述较少。因此，本文将对智慧图书馆在构建过程中存在的问题进行分析，并提出改进对策，以此促进和推动我国智慧图书馆的构建及发展，为图书馆的服务提升提供支持和保障。

1 智慧图书馆及其特点

1.1 智慧图书馆

2003年，芬兰奥卢大学的学者在其图书馆开展了一项基于位置感知的移动图书馆服务研究[4]，开启了“图书馆”与信息技术视角下“智慧理念”的有机结合新纪元。此后，国外的研究多集中于射频识别技术(RFID)、软件质量工程、物联网、大数据等信息技术层面。国内关于图书馆智慧服务的研究开始于 2010 年，严栋[2]提出通过物联网建设智慧图书馆。2011年，王世伟[5]将智慧图书馆的服务理念概括为“书书相联、书人相联、人人相联；任何地点、时间、方式可用”，得到学界广泛认可。

智慧图书馆是指将互联网信息技术和智能技术运用到图书馆构建的一种智能化技术，是图书馆数字化与智能化的一种创新。事实上，智慧图书馆不受任何空间的限制，是借助云计算与物联网实现的智慧化的服务和管理，实现“服务场所泛在化、服务空间虚拟化、服务手段智能化、服务方式集成化、服务体验满意化”的智慧服务愿景[6]，是对传统图书馆数字化与智能化管理的革新。

1.2 智慧图书馆的特点

随着信息技术的不断发展，传统图书馆显然无法满足人们日常阅读需要，为此智慧图书馆应运而生。与传统图书馆相比，智慧图书馆凭借数字化与智能化的管理，具有服务高效、使用便利、知识共享等特点。

1.2.1 服务高效性

智慧图书馆具有传统图书馆无法比拟的高效率性。例如，图书馆的排架管理，在传统图书馆中，每一本书的分类和目录图书馆管理员都必须十分熟悉，然后结合该书的内容，管理员按照图书馆藏书的固有格局将每一本书放到指定书架位置中。但是在智慧图书馆中，对于书架的管理就相对轻松了许多。只要通过智慧图书馆中“隐藏”的智能感知节点，图书管理员就可以轻松、准确找到每一本书的类别；并且智慧图书馆对于图书类别的定义还可以反复重置与修改，这极大方便了图书馆对图书进行分类调整，也就是说如果智慧图书馆要对图书管理进行重新分类，只需要对传感节点进行远程控制就能实现[7]。而调整后的图书馆在进行新的书架排列上，也只需通过图书分类扫描器对馆藏图书重新扫描即可，这种数字化、智能化技术在智慧图书馆中的运用极大提升了图书馆的服务效率。

1.2.2 使用便利性

智慧图书馆的建立是互联网信息技术的产物。但是不可否认智慧图书馆的建立初衷是本着惠民的公益理念，是为了让大众和每一个读者都可以在同一个空间之内获得阅读与学习的机会，让每一个读者都可以享受智慧图书馆服务的便捷与快乐。事实上，智慧图书馆的建立与发展无论对于提升图书馆的工作效率，还是为读者提供更多的可询资源都创造了巨大的便利。为此借助物联网和“云计算”构建智慧图书馆，代表着图书馆未来的发展趋势，这种智能化和自主化管理服务，显然具有传统图书馆无法比拟的优势，可为读者提供更为全面和高质量的借阅及信息咨询等诸多综合服务。

1.2.3 知识共享性

智慧图书馆的主要特征是图书管理的数字化、智能化。只要通过互联网信息平台，就可以将图书馆的文字信息与读者相联，据此实现图书馆资源利用的最大化，借以达到知识共享性的目的，这也是智慧图书馆建立的初衷。通过智慧图书馆，读者可以尽享馆藏资源，体会全方位的便捷服务；而且智慧图书馆的构建也可以极大地缓解图书管理员的工作压力，节约大量时间，最终促进图书馆工作效率的有效提升。

2 智慧图书馆的构建技术分析

智慧图书馆的构建技术主要依靠两个重要的组成部分：一是物联网信息感知技术；二是“云计算”环境的分布式信息处理技术。

智慧图书馆在构建上首先要通过物联网感知技术，将图书馆资源和进入图书馆的读者都相应分配一个传感节点；其次,由部署在图书馆内的信息感知节点对图书馆全部静态与动态目标进行感知分析，依据不同的分析结果提供相应的服务内容；最后，将这些信息提交至云计算平台中进行综合处理。对于比较简单的信息，如图书定位等，可以直接被分布在书架上的传感器节点处理，但是如果相对复杂的信息时，如读者的阅读偏好，此时就需要通过“云计算”进行信息的综合处理。

由于智慧图书馆中分布着大量的传感节点，这些传感节点可以快速采集大量的信息，但是单纯地依靠图书馆内部传感节点进行数据的分析与梳理显然无法取得令人满意的处理效果。而“云计算”可以通过部署在网络中的云节点，让处于“云计算”环境下的图书馆拥有一个强大的共享式计算环境，这样不仅使每一个图书馆在信息处理上有强大的数据支撑，而且当图书馆的自身储存系统无法提供存储支撑时，还可以将尚待存储的信息转移到“云计算”环境下进行保存。

总之，利用“云计算”环境可以极大地减轻本地图书馆在进行海量信息处理时的计算和存储负荷，使得借助物联网技术的智慧图书馆可以通过最小的成本构建与发展。

3 智慧图书馆构建过程中的问题

智慧图书馆在构建过程中，必然离不开物联网和“云计算”等诸多前沿性的技术。但是由于我国目前物联网和“云计算”的技术研究与发展存在不足，这使得智慧图书馆在构建过程中还存在一些问题。

3.1 信息感知能力不足

智慧图书馆的构建离不开信息感知能力的实现，在智慧图书馆中无论图书名称、图书内容感知，还是对周边环境的信息感知，都必须有信息感知点的配置。但目前我国网络传感器可以提供的信息感知点的种类和功能还存在一定的缺陷，这种信息技术上的不足，从某种程度上极大制约了智慧图书馆的发展。

除此之外，智慧图书馆在设计上对于传感节点的要求很高，也就是说每一个设置的传感节点都需要具有极为敏感的信息感知能力。从当前智慧图书馆的构建来看，传感节点在信息感应上基本可以满足智慧图书馆构建的要求；但是传感节点还需要对自身采集的信息进行综合处理，其不仅要对不断收集的信息进行相应的储存，还需要对这些储存信息精准解读[8]。例如，对嵌入在每一本图书资源内部的图书传感节点有比较严格的要求，不仅可以准确地标识出图书名称、作者姓名、出版单位、内容概述等重要信息，还要实现读者和图书之间的无线通信，并通过无线通信最终实现图书的进一步精确定位，因此这也对各个传感节点的功能提出更高的要求。当前，我国在智慧图书馆的构建上，还存在着传感节点信息感知能力不足的缺陷，这在某种程度上极大制约了智慧图书馆的构建与发展。

3.2 信息的后端处理能力尚显薄弱

基于数据化管理的智慧图书馆可以为公众提供便利的共享信息与服务，这都依赖于其有一个强大的后端信息处理平台，这个后端信息处理平台可以为智慧图书构建提供大量的原始数据，有效的信息后端处理能力可以极大地提升智慧图书馆的工作效率。事实上，智慧图书馆的实质就是通过“云计算”和物联网对图书馆的运行环境、读者借阅过程进行信息的收集与处理，据此不断完善自身的服务。因此，在智慧图书馆的构建上，主要依靠后端信息平台对物联网采集的信息进行科学加工、分析、整理，据此对诸多数据进行有效的分类聚合，但是如何对所收集的信息和数据进行进一步的“加工”，如何对诸多数据之间进行深度关联分析，从当前智慧图书馆的构建上来看，这些信息的后端处理能力尚显薄弱，这也使智慧图书馆在发展上还存在一些亟待改进的缺陷。

3.3 “云计算”资源的构建不足

“云计算”的出现为智慧图书馆的构建提供了有效的技术保障，也为广大用户提供了大容量、高计算的运行环境。但是不可否认“云计算”从诞生之际，就没有给出如何搭建“云计算”环境的具体方法。为此“云计算”依然处于一个发展和探索的过程，从当前“云计算”的发展模式上来看，其主要由“私有云”和“公共云”来构成。“私有云”是由终端用户自己建立，“公共云”是第三方平台建立，从我国当前“云计算”的发展现状来看，能够提供第三方“公共云”的平台还不太成熟。以360杀毒软件为例，其使用的杀毒环境来自自身构建的“私有云”。

从当前智慧图书馆构建的发展现状来看，其所需的云环境显然也要依赖“私有云”，但是智慧图书馆所依赖的“私有云”该由谁来构建，由谁来维护，这也是智慧图书馆在构建过程中亟待解决的问题。

3.4 缺乏配套政策与行业规范的约束

智慧图书馆要达到信息共享的目的，其在构建与发展的过程中必然要涉及大量信息的交换。但是通过什么标准进行信息的交换，当前并没有一个统一的标准。在信息交换的过程中，如何保证信息的安全性，也是一个亟待解决的问题[9]。在智慧图书馆的信息管理上还涉及一些知识产权和读者私人信息、敏感信息等，这些信息该如何保护，保护政策也缺乏统一的行业规范，并没有配套的政策与统一的行业规范，从某种程度上也制约了智慧图书馆的构建与发展。

4 改进智慧图书馆构建的对策

从上文的分析可以看到，我国的智慧图书馆在构建过程中的确存在一些问题，如果上述问题得不到及时解决，将严重影响我国智慧图书馆的构建与发展，本文就如何改进智慧图书馆构建提出了相应的对策。

4.1 嵌入式节点信息感知的运用

信息感知能力不足已经极大影响了智慧图书馆的构建与发展。但是随着互联网技术的不断发展，信息感知能力强的技术与产品已经出现，这将有效解决智慧图书馆构建中信息感知能力不足的问题。从当前的研究与发展来看，已经出现了具有信息感知能力和信息处理能力的嵌入式节点原型产品，因此可以相信，随着嵌入式节点信息技术的成熟与发展，必然会有适应智慧图书馆构建要求的传感节点诞生，这将彻底解决智慧图书馆信息感知能力不足的问题。

4.2 建立通用的数据分析模型

从上文的分析可以看出，智慧图书馆在构建方面受限于后端信息处理技术的不足。智慧图书馆要构建与发展自然少不了对后台信息数据的分类与整合，并据此提升图书馆的服务质量和水平；而这些后台信息数据需要运用大量的人工智能与数据自动处理技术。但是由于当前在“云计算”技术发展上缺乏统一的标准，为此智慧图书馆在构建过程中经常会遇到数据分析模型不统一的情况，因此有必要建立通用的数据分析模型，这样后台信息平台才可以对图书馆产生的大量数据进行统一科学的建模，并对诸多分析物体进行模型抽象与归一化处理，然后找出智慧图书馆在运行中各个数据的共同特征，通过应用通用的数据分析模型对这些数据进行科学、有效的分析，据此为智慧图书馆构建提供坚实的技术保障[10]。

4.3 解决云资源环境构建

智慧图书馆的构建离不开“云计算”环境，从当前智慧图书馆的发展来看，要最大化实现智慧图书馆的共享性、便利性，就有必要加强云资源环境的构建，各地智慧图书馆要统一思路、共同协作来探讨如何构建属于自己的“私有云”。为此有必要建立一个“智慧图书馆同盟”，大家共同来解决智慧图书馆“私有云”构建的问题。由谁来进行成本与组织的管理，“私有云”维护所产生的费用如何分摊，都需要“智慧图书馆同盟”成员一一探讨，一一落实，据此解决智慧图书馆在云环境构建中的不足，以便进一步促进和推动智慧图书馆的构建与发展。

4.4 制定相应的政策与行业规范

正所谓“没有规矩不成方圆”，智慧图书馆要发展与完善，就需要通过制定科学、系统的行业政策与行业标准来对智慧图书馆的构建加以引导，以避免智慧图书馆在构建与发展上的一哄而上与良莠不齐。如果没有统一的行业标准规范，最终会导致各地智慧图书馆在构建上标准不一致，无法充分发挥智慧图书馆信息共享的优势，这种各自为政的智慧图书馆的构建，显然有悖智慧图书馆建设与发展的初衷。为此要大力推动智慧图书馆的发展，就需要政府和有关部门有针对性地制定智慧图书馆的构建标准与规范，使智慧图书馆在构建的过程中有据可依、有据可循，借以确保智慧图书馆沿着科学、健康的道路发展。

5 结论

智慧图书馆是将物联网与“云计算”技术融合起来的一种新型图书馆，是传统图书馆转型的必由之路。智慧图书馆的构建需要以现有的软硬件设施为基础，通过对其升级改造方可使用，目前智慧图书馆的构建与发展还存在一些不足，因此智慧图书馆的构建在未来一段时间需要经历比较艰辛的发展过程。但是应该看到，智慧图书馆的应用给图书馆带来的便利和服务的提升。随着互联网与“云计算”技术的进一步发展，以及相应的政策与行业规范的出台，相信智慧图书馆的未来发展会越来越美好，智慧图书馆的构建技术会越来越成熟，并据此发挥智慧图书馆知识共享性、服务高效性、使用便利性等诸多优势，最终彻底实现智慧图书馆公益惠民的初衷。