计算机物联网技术在图书馆管理中的应用

摘 要：计算机物联网技术作为一种新兴的信息技术，已经逐渐渗透各个行业领域，图书馆管理是其重要应用之一。通过物联网技术，图书馆能够实现对书籍的智能化管理，提高了管理效率和用户体验。物联网技术的应用不仅简化了图书借还流程，实现了图书的精准定位和实时追踪，还通过智能环境监测技术优化了馆内的温湿度和灯光控制，为读者提供了舒适的阅读环境。同时，个性化服务和信息推送系统使得图书馆的服务更加贴近读者需求，提升了读者满意度。文章从物联网技术的定义与关键技术入手，分析图书馆管理的现状与需求，探讨物联网技术在图书馆管理中的具体应用模式，并展望其未来发展趋势与潜在影响。

关键词：物联网技术；图书馆管理；RFID技术

中图分类号：G251 文献标识码：A

随着信息技术的飞速发展，传统图书馆管理模式面临着前所未有的挑战。传统的人工管理方式不仅效率低下，还难以满足现代读者日益增长的个性化需求。同时，图书馆作为信息资源的重要载体，如何在信息爆炸的时代提供高效、便捷的服务，成为图书馆管理者亟待解决的问题。

物联网技术作为一种新兴的信息技术，通过传感器、射频识别（RFID）、嵌入式系统、通信技术等，实现对物理世界的智能感知、识别和管理。将物联网技术应用于图书馆管理中，可以大幅提高图书馆的管理效率和服务质量。例如，RFID技术可以实现书籍的自动识别和追踪，传感器技术可以监测馆内环境，智能系统可以根据读者的需求提供个性化服务。当前，国内外许多图书馆已经开始探索和应用物联网技术，通过智能化改造提高管理水平，优化读者体验。然而，物联网技术在图书馆管理中的应用还处于起步阶段，技术实现和推广应用仍面临诸多挑战。

一、计算机物联网技术概述

1.物联网的定义与基本原理

物联网（Internet of Things， IoT）是通过各种信息传感设备，如传感器、摄像头、RFID等实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程的信息，并通过互联网实现信息传输、处理和共享的一种技术。其核心思想是实现“万物互联”，即将现实世界中的各种物体通过互联网连接起来，使它们能够相互通信和协作，从而实现智能化的管理和控制。物联网的基本原理可以概括为感知层、网络层和应用层三个层次。感知层负责信息的采集和感知，通过传感器和执行器等设备采集环境中的数据；网络层负责信息的传输和交换，通过各种网络技术，如Wi-Fi、蓝牙、5G等实现数据的可靠传输；应用层负责信息的处理和应用，通过大数据分析、人工智能等技术对采集的数据实行处理，并将结果应用于具体的场景中。物联网技术在不同的领域有着广泛应用，包括智能家居、智能交通、工业自动化以及医疗健康等。在图书馆管理中，物联网技术可以实现对图书的智能化管理，提高管理效率，优化读者体验，促进图书馆的现代化发展。

2.物联网的关键技术

物联网技术的实现依赖于多种关键技术，这些技术共同构成了物联网的基础。

首先，传感器技术是物联网感知层的核心部件，通过感知环境中的各种物理量，如温度、湿度、光照等，并将其转换为电信号，为数据采集提供基础。射频识别技术（RFID）是一种非接触式自动识别技术，通过射频信号实现对物体的识别和数据交换，在图书馆中广泛应用于图书的借还管理、库存盘点和定位追踪等。

其次，嵌入式系统技术则是将专用计算机系统嵌入特定应用环境，实现数据采集、处理和传输，确保系统的实时性和可靠性。通信技术是物联网的关键之一。其中，近程通信技术，如Wi-Fi、蓝牙和Zigbee用于设备间的短距离数据传输；远程通信技术，如蜂窝网络（4G/5G）和LoRa则用于远距离的数据传输和设备联网。网络协议方面，由于物联网设备数量庞大、数据传输量巨大，要求高效可靠的网络协议来保证数据传输质量，常见的物联网网络协议包括MQTT、CoAP和HTTP等，这些协议在数据传输和设备管理中发挥重要作用。数据处理和分析技术是物联网系统中的关键，面对海量数据，需要高效的数据处理和分析技术来提取有价值的信息，大数据技术、数据挖掘和模式识别等技术在物联网数据处理和分析中广泛应用。

最后，云计算技术提供了强大的数据存储和处理能力，支持物联网系统的大规模数据处理和分析。通过云计算平台可以实现对物联网数据的实时处理和智能分析，为各类应用提供决策支持。这些关键技术相互配合，共同构成了物联网技术的完整体系，推动了物联网在各个领域的广泛应用和发展。

二、计算机物联网技术在图书馆管理中的应用

1.图书管理系统的架构设计

物联网在图书馆管理中的应用架构设计包含多个关键部分，主要分为感知层、网络层和应用层，各层次相互协调，共同实现图书馆资源的智能化管理和高效利用。

感知层是系统的基础，负责数据采集和感知。在图书馆管理中，感知层主要由RFID标签、读写器和各种环境传感器组成。每本书籍都贴有RFID标签，这些标签存储了书籍的唯一识别码、书名以及作者等信息。读写器安装在图书馆入口、书架和借还书设备等关键位置，用于读取和写入RFID标签信息，确保图书的借还和定位记录准确无误。传感器则安装在图书馆的各个区域，用于监测环境参数，如温度、湿度以及光照等，以确保图书馆的环境适宜。这些设备通过感知层实时采集书籍位置、借还状态以及环境数据，为图书馆管理提供基础数据支持。

网络层的设计旨在确保感知层采集的数据能够稳定、高效地传输到应用层。图书馆内部通常布置覆盖全馆的无线网络（如Wi-Fi）和有线网络，如以太网，以确保各个传感器和RFID读写器能够实时通信。为了提高数据传输的稳定性和安全性，网络层还采用了先进的网络协议和加密技术，如MQTT协议、LoRa技术和VPN加密等。网络层不仅实现了数据的实时传输，还具备初步的数据处理功能，如数据过滤、压缩和加密，以保证数据的完整性和安全性。网络层的核心组件包括路由器、交换机和数据加密模块，不仅实现了馆内设备的互联，还支持远程访问和管理，确保系统的高效运行和数据的安全传输。

应用层是物联网系统的核心，负责数据的分析、处理和服务的提供。该层包括多个子系统，如数据分析系统、图书管理系统和用户服务系统。数据分析系统通过大数据技术分析读者的借阅行为和环境数据，为书籍的采购和馆内环境的调节提供依据。图书管理系统则处理日常的书籍管理工作，如书籍的自动分类、上架以及借还记录等，实现书籍管理的自动化和精细化。用户服务系统面向读者，提供个性化推荐、自助服务等，通过分析读者的借阅历史和兴趣，为其提供个性化的书籍推荐和信息推送。为了确保系统的安全性和可靠性，应用层还包括数据存储和备份系统，使用云计算技术提供强大的数据存储和处理能力，支持大规模的数据处理和分析。数据存储系统对采集的数据实行分类存储，并定期实行数据备份，确保数据的安全和持久性。

2.RFID技术在图书馆的应用

RFID技术在图书馆的具体应用涉及多个环节，包括书籍的借还管理、库存盘点、书籍定位和防盗监控等。在书籍的借还管理中，RFID技术大幅简化了流程。在图书馆入口和自助借还书设备上安装RFID读写器，当读者借还书籍时，只需将书籍放置在读写器附近，设备便会自动读取书籍和读者的RFID标签信息，完成借还书籍的登记。此过程仅需几秒钟，极大地提高了借还书的效率，减少了读者的等待时间。

此外，读写器可以同时读取多个RFID标签，允许读者一次性借还多本书籍，而不必逐一处理；库存盘点方面，RFID技术的应用使得图书馆能够快速、准确地实行书籍盘点。图书管理员配备移动RFID读写器，只需在书架间走动，读写器便会自动扫描并记录每本书的RFID标签信息。扫描到的标签信息实时传输到后台系统，系统自动生成库存报告，标记出缺失的书籍或错放的位置，不仅大幅减少了人工盘点的时间和劳动强度，还提高了数据的准确性和实时性；在书籍定位和追踪方面，RFID技术也提供了极大的便利。每本书籍的RFID标签包含了其唯一标识码，图书馆管理系统可以通过读写器实时更新书籍的位置信息。如果读者需要查找某本书籍，系统可以快速查询到其确切位置，读者只需按照系统提供的路径指引即可找到目标书籍。此外，RFID技术还可以帮助管理员及时发现并纠正错放的书籍，提高图书的可用性和管理效率；防盗监控是RFID技术在图书馆中另一重要应用。图书馆出入口安装有RFID防盗门禁系统，当未借出的书籍通过门禁时，系统会自动报警，提醒管理员检查，有效防止了书籍的丢失，强化了图书馆的安全管理。此外，RFID标签可以在书籍外加装防拆装置，一旦标签被非法拆除，系统同样会发出警报，进一步保障了书籍的安全。RFID技术在图书馆管理中的应用不仅提高了工作效率和服务质量，还显著改善了读者的使用体验。通过整合RFID技术，图书馆能够实现自动化、智能化管理，减少人工操作，降低管理成本，提供更加便捷、高效的服务。总之，RFID技术为图书馆的现代化管理提供了强有力的技术支持，推动了图书馆管理的全面升级。

3.智能环境监测与控制

智能环境监测与控制系统在图书馆的应用通过集成多种传感器和控制设备，实时监测并调节图书馆的环境参数，确保图书馆内的温湿度、空气质量和照明条件适宜，为读者提供一个舒适的阅读环境，并保护书籍免受环境因素的损害。

在温湿度监测与控制方面，图书馆内部安装了多个温湿度传感器，这些传感器分布在不同区域，包括阅览室、书库以及办公室等，实时采集各区域的温度和湿度数据。传感器采集的数据通过物联网网络传输到中央控制系统。中央控制系统根据预设的温湿度范围，通过智能控制系统自动调节空调和加湿器的运行状态，确保图书馆内的温湿度保持在适宜范围内。例如，当某个区域的温度超出预设范围时，系统会自动启动空调来降温；当湿度过低时，系统会启动加湿器进行加湿，反之亦然，提高了环境管理的效率，减少了人工干预的需要。

在空气质量监测与控制方面，图书馆安装了空气质量传感器，用于监测空气中的二氧化碳浓度、PM2.5浓度等指标。当传感器检测到空气质量不达标时，系统会自动启动空气净化设备或排风系统，及时改善空气质量。此外，图书馆可以通过在关键区域，如阅览室和多功能厅安装二氧化碳传感器和新风系统，确保空气流通顺畅，提供良好的空气环境。空气质量监测数据也会实时上传至中央控制系统，供管理人员参考和记录。

在照明控制方面，图书馆采用了智能照明系统，集成了光照传感器和自动调光设备。光照传感器实时监测各区域的光照强度，当光线不足时，系统会自动调节照明设备的亮度，确保室内光线充足，满足读者的阅读需求。同时，系统还可以根据使用情况自动控制灯光的开关。例如，当检测到某个区域无人活动时，系统会自动关闭该区域的照明设备，从而达到节能的效果。

智能环境监测与控制系统还可以通过中央控制平台实行集中管理。图书馆管理人员可以通过平台实时查看各区域的环境参数，手动调节设备的运行状态或者设置自动化调节规则。平台还支持历史数据的存储和分析，帮助管理人员了解环境变化趋势，为未来的环境管理提供参考。

4.提升用户体验

物联网技术在图书馆的应用显著提升了用户体验，通过多种技术手段和应用场景的集成，提供了更加便捷、个性化的服务。在个性化服务方面，图书馆通过读者的借阅记录和行为数据，利用数据分析技术和推荐算法，为每位读者提供个性化的书籍推荐。当读者使用自助借还设备或访问图书馆的在线系统时，系统会根据读者的历史借阅记录和兴趣偏好，推荐相关的书籍或期刊。此外，读者可以通过图书馆的App或网站，查看个人的阅读历史、当前借阅状态以及系统推荐的书籍清单，不仅提升了读者的阅读体验，还提高了图书的借阅率和利用率。

智能导航系统的应用也是提升用户体验的重要手段。图书馆内部安装了位置传感器和导航标签，通过图书馆的App或自助终端，读者可以输入想要查找的书籍名称或主题，系统会生成一条最佳路径，并通过App或终端屏幕实行导航，引导读者快速找到目标书籍。大型图书馆读者常常因书架复杂和布局不熟悉而花费大量时间寻找书籍，智能导航系统有效解决了这一问题，提高了读者的效率和满意度。

自助服务系统的应用显著简化了图书馆的借还书流程。图书馆设置了多个自助借还书设备，读者可以自行完成书籍的借还操作。自助借还设备集成了RFID技术，读者只需将书籍放在设备上，系统会自动识别书籍信息并完成借还登记。

同时，读者可以通过自助终端查询馆内书籍的可借状态、预约书籍、续借等操作，减少了等待时间和对人工服务的依赖。部分图书馆还提供了24小时自助服务区，读者可以在任何时间实行借还书操作，极大地提升了服务的便利性。读者在图书馆的App上可以设置关注的书籍或主题，当有新书到馆或预订的书籍可借时，系统会自动发送通知提醒。此外，图书馆还可以通过App推送活动信息、讲座安排和重要通知，保持与读者的紧密联系。这些信息推送服务确保读者能够及时获取有价值的信息，增强了与图书馆的互动体验。通过物联网技术的应用，图书馆不仅优化了服务流程，提高了管理效率，还提供了更便捷、智能的用户体验。读者能够享受个性化的阅读推荐、智能化的书籍导航和便捷的自助服务，提高了对图书馆服务的满意度和利用率。

三、图书馆建设物联网技术应该注重的问题

1.法律法规及规范标准建设

在图书馆建设物联网技术的过程中，法律法规及规范标准建设是至关重要的一环。物联网技术的应用涉及大量数据的采集、传输和存储，其中包括读者的个人信息和隐私数据。在没有完善法律法规的情况下，信息的采集和使用容易引发隐私被泄露和数据滥用等问题。因此，图书馆在引入物联网技术时，必须依托政府的政策支持和法律保障，制定明确的法律来规范信息的采集、传输、存储和使用。具体而言，图书馆应明确数据采集的范围和用途，确保数据采集的合法性和透明性。在数据传输和存储过程中，采用严格的数据加密和安全传输技术，防止数据在传输和存储过程中被泄露和篡改。在数据使用方面，明确规定数据的使用权限和使用范围，确保数据仅用于合法和正当的用途，防止数据被滥用。此外，图书馆应定期对物联网系统实行安全审计和风险评估，及时发现和处理潜在的安全隐患，确保系统的安全性和可靠性。

2.制定技术实施标准

在图书馆建设物联网技术的过程中，制定技术实施标准是确保系统运行有效性和可靠性的关键步骤。物联网技术的实施涉及多种技术手段和设备的集成，如RFID标签、传感器、读写器、网络传输设备等。为了确保这些设备和技术的兼容性和互操作性，图书馆需要制定统一的技术实施标准。这些标准应包括硬件设备的技术规范、软件系统的开发标准、数据传输协议、接口标准等。具体来说，图书馆应明确不同类型设备的技术参数和性能要求，如RFID标签的读写距离、传感器的精度和灵敏度等，确保设备在实际应用中的稳定性和可靠性；在软件系统方面，制定统一的开发标准和数据接口规范，确保不同系统之间的数据交换和共享顺畅无阻；在数据传输方面，采用标准化的数据传输协议和加密技术，确保数据在传输过程中的安全性和完整性。此外，图书馆应建立严格的设备和系统测试流程，确保所有设备和系统在投入使用前经过充分测试和验证，满足技术标准和实际应用需求。

3.建立安全管理体系

在图书馆建设物联网技术的过程中，建立完善的安全管理体系是确保系统安全和数据保护的基础。物联网技术在图书馆的应用涉及大量数据的采集、传输和存储，包括读者的个人信息和图书的管理信息，这些数据一旦被泄露或被非法利用，将对图书馆的运营和读者的隐私造成严重影响。

因此，图书馆在引入物联网技术时，必须建立全面的安全管理体系，涵盖物理安全、网络安全、数据安全和操作安全等多个方面。在物理安全方面，图书馆应对物联网设备和网络设备实行严格的物理保护，如安装防盗装置、设置监控设备等，防止设备被盗或被破坏；在网络安全方面，采用防火墙、入侵检测系统、虚拟专用网（VPN）等技术，确保网络的安全性和可靠性，防止网络攻击和非法访问；在数据安全方面，采用数据加密、访问控制、日志审计等技术措施，确保数据在采集、传输、存储和使用过程中的安全性和完整性，防止数据被泄露和篡改；在操作安全方面，建立严格的操作规程和权限管理制度，确保只有经过授权的人员才能实施设备操作和系统维护，防止人为误操作和恶意操作。此外，图书馆应定期对物联网系统开展安全审计和风险评估，及时发现和处理潜在的安全隐患，确保系统的安全性和可靠性。

四、结论

计算机物联网技术在图书馆管理中的应用，通过RFID技术、智能环境监测与控制系统、个性化服务系统等多种手段，实现了图书馆的智能化、自动化和高效化管理。物联网技术不仅提高了图书的借还效率和管理精度，还优化了图书馆的环境控制和用户体验，为读者提供了更加舒适和便捷的服务。智能化管理系统和大数据分析技术的结合，进一步提高了图书馆的服务水平和决策能力，使得图书馆能够更好地满足现代读者的需求。然而，物联网技术在图书馆管理中的应用还面临诸多挑战，如数据安全和隐私保护、技术标准的制定和实施等问题，需要进一步的研究和规范。未来，随着技术的不断进步和完善，物联网技术将在图书馆管理中发挥更加重要的作用，推动图书馆向更加智能化、个性化和高效化的方向发展，为读者提供更高质量的服务和体验。

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作者单位：晋中师范高等专科学校

作者简介：剌其琴（1989—），女，汉族，山西介休人，本科，馆员，研究方向：图书管理方面。