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浅谈物联网及其在图书馆中的应用（广东省医学情报研究所，刘建勇）摘 要：随着社会的发展，图书馆作为基础文化设施，面临着信息量大、管理难度大、人力成本高、工作繁重等诸多问题。本文描述了通过RFID技术在图书馆系统中的应用，则能很好的解决这些问题。关键词：物联网；图书馆；RFID； 1 物联网的概念与发展比尔盖茨早在1995年,就在他的书中首次描述了物联网，只是当时设备和技术上还不能实现，所以没有引起大家的重视。到了1999年，物联网的概念首次被提出来，当时定义为把所有物品通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。2005年11月17日，在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：物联网报告，正式提出了物联网概念。国际电信联盟给我们描绘了一个物联网世界的场景：当司机开车出现操作失误的时候，汽车会自动报警；当你上班的时候，公文包会提示你忘记带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求。根据国际电信联盟的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接【1】。2009年1月 IBM 首席执行官彭明盛提出“智慧地球”构想，其中“物联网”为“智慧地球”不可或缺的一部分，而奥巴马在就职演讲后已对“智慧地球”构想提出积极回应，并提升到国家级发展战略。2009年11月3日，温家宝总理在人民大会堂向首都科技界发表了题为“让科技引领中国可持续发展”的讲话，首度提出发展包括新能源、新材料、生命科学、生命医药、信息网络、海洋工程、地质勘探等七大战略新兴产业的目标，并将“物联网”并入信息网络发展的重要内容，并强调信息网络产业是世界经济复苏的重要驱动力。 而在国家中长期科学与技术发展规划(20062020年)和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域【2】。2 物联网下的智慧图书馆近年来，物联网已成为大家一个热门的研究议题。其关键领域有4个：RFID、传感网、M2M和两化融合【3】。其中RFID技术是物联网的基础和核心。RFID技术能使图书馆的图书管理和流通进入一个新的高度。2002年，新加坡国家图书馆将其书籍、乐谱、期刊、CD/DVD、各种录像等类型的条形码换成了RFID电子标签，成为了全球首个实行整馆RFID智能化管理的图书馆。除新加坡以外，欧美和我国台湾地区的图书馆也在近几年相继采用RFID技术。而在我们广东省的深圳图书馆和广州越秀区图书馆也都采用了RFID技术，并且投入到了使用和运行当中。2.1何为RFIDRFID是Radio Frequency Identification的缩写，也就是射频识别技术，即是我们平常所说的电子标签。这种电子标签，用一种非接触式的自动识别技术，其通过射频信号自动识别目标对象，获取电子标签中储存的相关信息，这个过程无须人工干预，而且可以工作在恶劣的环境中。射频识别技术可以同时识别多个电子标签，并且能识别高速运动中的物体。这种电子标签可以为一本书或者一个光盘，储存一个唯一的识别码，通过这个识别码，可以对这本书或者光盘，进行高效的流通管理和库存管理。2.2图书馆环境智能管理图书馆智能化管理首先涉及的就是图书馆环境的智能化管理。环境的智能化，能为读者提供一个最为舒适的阅读环境，让读者不会因为太热或太冷，太亮或太暗而感到身体上的不适。 环境智能化需要考虑的因素包括安全、节能、环保和健康。这需要和图书馆的建筑信息、设备信息和公共安全信息结合在一起。通过RFID技术，图书馆可以通过计算机系统，实现照明系统、空调系统、电力系统、供排水系统、安保系统、会议系统和广播系统的自动化管理。比如在图书阅览室，早上光线太弱的时候，灯会自动变亮，到中午光线太强烈的时候灯会自动变暗，窗帘自动拉下；中午天气太热的时候空调能自动调低温度，到旁晚天气变凉的时候，空调能自动调高温度。其原理是通过在各个关键部位进行物体属性的标记，读写器通过读取物体的电子标签读取物体的属性信息，然后将信息通过计算机网络传去计算机中心，计算机中心通过对各项信息的综合计算，自动调节各个设备的运行状态。通过计算机的智能处理，不仅减少了人力成本还能起到节能减排的作用。2.3 RFID图书馆管理系统 现在的图书馆工作人员主要的时间都花在了采编、典藏、上架和借还等工作上。这些工作不仅工作内容单一重复，技术含量低，而且工作量大，消耗了工作人员的大量时间。我们可以通过RFID技术，把工作人员从这种繁重的工作中解放出来，实现智能化的管理，让工作人员把工作重心放在信息检索、信息咨询和数据挖掘上。RFID图书管理系统的主要功能：(1)图书快速借还：现在的传统借还书流程，主要是透过条码扫描系统，图书馆工作人员手动翻开图书的条码页，然后通过手提或座式的红外读取机器，对条码进行读取。这个操作既繁琐，效率又低。而通过在书上贴上RFID电子标签后，把书本信息写入电子标签内。再通过RFID读写器，网络，计算机和相关的触控系统，就可以实现读者的快速自助借还书操作；(2)图书智能查找：现今读者在图书馆里找书，通常是通过在电脑上输入书名、作者和出版社的信息，然后查出具体的书本摆放位置信息，但却不能反映出书本的实际位置和书本是否被乱放在其他位置，大大降低了读者的满意度。而通过RFID读写器，我们可以快速的获取书本的详细信息，如书本名称、作者名称、出版社名称、价格和现在所在的实际地理位置，能让读者快速的找到书本；(3)图书智能盘点：传统的人工盘点工作，繁重而耗时，工作人员需要通过自己的记忆，来对书本进行分类摆放和记录，不仅效率低下，还严重的影响工作人员的工作积极性。通过RFID技术，我们可以远距离的对图书进行批量快速盘点工作，可省去大量的查看和运输工作，提高工作效率；(4)RFID安全防盗：图书被盗一直以来是一个棘手的问题，给图书馆带来重大的损失。以往的解决方法，都是通过另外购买一套门禁系统来防止图书被盗，而这种系统，存在准确性低，需要经常考虑消磁，补磁等问题。而通过RFID技术，可以远距离对馆内图书进行监控，对即将离开馆内而又没有进行过借出操作的书本进行警报；(5)智能分拣：通过RFID技术，读写器通过读取电子标签中的书本信息，能通过机器实现自动分类工作，提供上架信息，再通过机器完成分拣工作；现今的RFID技术，主要用在了借还书和上架工作中，RFID图书管理系统还有很大的发展空间，比如还能根据需要，收集用户看书的习惯，为图书馆提供更有针对性的信息，让图书馆能更好的提高自己的服务水平，提升读者的满意度。2.3 移动智能图书馆现今智能手机，手提电脑等已经普及到了各家各户，移动智能图书馆将成为图书馆的另外一个发展方向。移动图书馆主要是通过移动设备（如智能手机、平板电脑、掌上电脑等），通过wifi或者3G网络，接入图书馆，享受图书馆提供的相关服务。读者通过移动设备连接到图书馆系统以后，通过验证短信、图书馆会员卡或者相关的安全产品进行身份证认证后，就能进入系统进行诸如账户管理、账户充值、续借预定、在线购买、视频点播、在线阅读、在线下载、在线交流、信息订阅等相关操作。每当有新书到了以后，系统还能自动把书本的详细信息发到读者的手机上，当书本需要归还或续期时，也会通过短信通知读者，这样既方便了读者，也有利于图书馆的书本流通和借还工作。2.4馆外自助借还书系统现今的图书馆，需要借书，必须亲自到图书馆办理相关业务，而且必须在图书馆上班时间才能办理相关业务。有了馆外自助借还书系统后，可24小时服务于读者，无论何时，读者都能在任何一个设有馆外自助借还书系统的地区进行借还书操作，方便快捷。2011年，广州番禺区在市内4个地方设置了24小时自助图书馆，市民凭二代身份证办理借书卡就能免费借书和还书，操作简单易学、便利快捷，改变了以往读者只能借助人工借书的状况，实现读者自助借书、图书位置检测、自动还书、安全检查和图书管理自动化等功能，减少了很多繁琐程序，大大方便了读者。2.5业务智能化管理通过RFID技术，能收集图书馆内多方面的信息，然后通过系统加工处理，能得出多种有价值的信息，包括读者习惯，读者需求，图书馆业务状况，财务分析，人员管理和图书馆效益等信息。能有效的帮助图书馆解决业务上的问题，提供服务质量。3RFID技术对图书馆的影响 3.1提高服务水平，加快书本流通在现今的图书馆中，对于书本的查找，只能查找出书本的类目和摆放位置，由于可能会出现读者正在阅读，或者读者把书放在了其他书架等情况，所以经常会出现找不到书的情况。通过智能查找系统，读者可以方便的查出书本的具体位置，大大提高了效率。在传统的借还书过程中，大多是通过图书馆工作人员，找到贴有条形码书页，再通过红外扫描机器进行扫描，效率较低。而通过RFID技术，只要把电子标签放在读写器的读写范围内，无论书本状况如何，都可以进行多角度大批量的扫描，自动修改书本状态，加快了借还流程，减少了工作人员的工作量，大大提高了工作效率。图书馆的图书资源、多媒体资源的使用也不再局限于馆内使用，读者通过智能手机、掌上电脑和手提电脑等移动设备，就可在线阅读和下载图书馆内的资源，实现了图书资源的共享。3.2管理加工智能化每当新书到了以后，工作人员通过使用读写器，把RFID电子标签中的信息读取出来，然后通过计算机批量生成每本书的馆藏排架等信息，然后批量写入电子标签。然后把相关信息写入系统数据库。图书的清点工作，向来都是一个耗时耗力的繁琐工作，但是通过RFID图书管理系统，透过RFID读写器，在书架上一扫而过，就能迅速的进行清点，和快速的找出乱架的图书。3.3业务智能化通过RFID技术，管理系统能和图书馆的各种系统相互结合，整合各种数据库信息，通过计算机加以分析，能帮助工作人员找出图书馆存在的问题，对读者的行为习惯得出相关的统计数据，帮助图书馆决策者作出更好的决策，提供图书馆业务水平和服务水平，增加读者的满意度，提高核心竞争力。3.4服务多样化24小时自助图书馆，使图书馆的服务方式多样化，服务范围也得到很大的扩展，加强了各图书馆之间的合作，实现了各地区图书资源的共享，图书文献的流动，避免了图书资源的重复投入，提供了效率，也大大方便了读者。4RFID智能图书馆需要解决的问题4.1成本问题要构建RFID智能图书馆，首要涉及的问题就是成本问题。图书馆的馆藏量一般都比较丰富，而现在的RFID电子标签的成本，还没降到适当的水平，对于有大量藏书的图书馆来说，是一笔巨大的投入，而且还有相关读取接收设备的投入，网络设备的投入，技术的投入都是一笔不少的数目。4.2无统一标准现在的物联网还没有一个统一的标准，各个层面都需要大量的技术支持，而各个技术如果没有统一的标准依据，就会出现互相之间无法互通的问题，从而导致了质量差成本高等问题。还有现在的RFID图书管理系统和传统的图书管理系统整合难度大。传统的图书管理系统是通过条形码和磁条的介质进行管理，而RFID图书管理系统则是通过电子标签的介质进行管理，两者需要在协议，接口和数据格式上面进行整合，纯在一定的难度。4.3网络和设备问题传感网络是RFID图书管理系统依靠的基础措施，无处不在的网络才能为图书管理系统提供一个稳定的运行环境。因此，建设一个完善的图书管理系统，需要一个涵盖各种环境各种传输方式的传感网络的支持，而建设一个这样的传感网络正是现在需要解决的重要问题。RFID是物联网的关键技术，而其关键领域还没有进入产业化。现在的RFID标签，主要以低频短距离电子标签为主，而超高频长距离电子标签才进入产业化不久，像中间件，解决方案还有待完善【4】。4.4 私隐问题随着物联网的发展，储存的信息数量会比现在互联网庞大很多，物体上的RFID电子标签无论何时何地，都能被其检测范围内的读写器所扫描，而且会不加区别的对读写器进行回应，特别是通过传感网和电子标签，能详细的获取用户的身份信息、移动信息、行为习惯等诸多个人信息，这必然会导致个人信息的泄露，如何保护用户的私隐问题还有待解决。4.5 操作环境问题现行的RFID电子标签大多都会受到金属物体和电磁环境的影响，这会对读写器的准确率产生影响，为图书查找和盘点工作带来影响。而且在运行过程中，还存在人为因素，如受到挤压，人为将用于和读写器通信的天线切断，把标签摧毁，都会导致电子标签的失效，给图书的防盗带来影响。5结语 物联网是现今大家研究的热门议题，但其仍然处于起步阶段，还有很多需要完善的地方，RFID技术要完全的应用到图书管理系统中，还需要一段时间。但我相信，通过各界的不懈努力，在不久的将来，物联网必定会得到蓬勃的发展，其技术会融入到我们