物联网技术在智能图书馆中的应用体系架构

2011-08-31朱桂华巢湖学院体育系安徽巢湖238024

图书馆理论与实践 2011年9期

●朱桂华（巢湖学院体育系，安徽巢湖 238024）

1 引言

近年来，“物联网”引起业界的广泛关注，被称为世界信息产业第三次浪潮，代表了下一代信息发展的重要方向和技术领域，并成为影响图书馆发展的新一代信息技术，是智能图书馆研究的重要方向之一。目前，智能图书馆与物联网范畴相关的应用研究，主要集中在射频识别（RFID）、[1]普适计算等几个方面。本文正基于此，从物联网技术发展的前景和智能图书馆的应用需求两个方面进行分析和论证，力图勾画出物联网技术在智能图书馆中的应用体系架构。

1 智能图书馆

图书馆的智能化是现代化图书馆的一个重要标志，是图书馆由自动化、网络化、数字化、智能化发展建设的时代体现，是由多种智能化的系统集成而实现的。智能图书馆是以“智能化”为代表的图书馆现代化进程中所追求的发展目标。图书馆智能化或现代化是一个动态的过程，若以信息技术的发展为线，则智能图书馆是在电子图书馆、数字图书馆的基础之上对传统图书馆向电子化、网络化、智能化发展的概念延伸。智能图书馆是把智能技术运用在图书馆新馆舍建设之中形成的一种现代化建筑，它是高新技术与建筑艺术的有机结合。[2]就现阶段智能图书馆的研究与发展现状而言，智能化图书馆至少由两大部分组成，即：智能化的楼宇系统（智能建筑）和智能化的信息网络集成系统。

2 物联网技术及其应用领域

2.1 物联网的概念

物联网的概念最早是Ashton教授在1999年研究RFID时最早提出来的。2005年国际电信联盟（ITU）将物联网的定义和范围进行了拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。物联网从字面上理解，就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。

物联网指的是将无处不在的末端设备和设施，通过各种通讯网络实现互联互通、应用大集成，以及基于云计算的软件营运等模式，在内网、专网、和/或互联网环境下，采用适当的信息安全保障机制，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。[3]

2.2 物联网的内涵

物联网概念中“物”的主要含义即广义的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等，也包括“外在使能”的，如贴上RFID标签的各种资产、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”。

2.3 物联网的应用

物联网的应用领域取决于对“物”这一术语的不同理解。在工业上，“物”主要是指产品、设备、运输手段等，以及在产品生命周期各个阶段投入的各种物质；在环境中，“物”主要是指树木、建筑物、状态测量装置等；在整个社会中，“物”是指公共场所的设施或者生活辅助设备等。2009年9月，欧盟第七框架下RFID和物联网研究项目簇（Cluster of European Research Projectson TheI nternet of Things，CERP-IoT）发布的《物联网战略研究路线图》给出了物联网应用研究的基础框架图（见图1），并列举了现已确定的物联网应用的18个主要领域。

我国在物联网技术研发方面处于世界前列，具有重大的影响力，与德国、美国、英国等一起成为国际标准制定的主导国，而且是世界上少数能实现产业化的国家之一。

图1 物联网应用领域

3 物联网技术在智能图书馆中的应用体系架构

物联网技术是面向应用并以需求为发展导向的新兴技术，随着信息技术的进步，物联网技术的具体内容日益丰富。物联网技术的体系结构可以分为感知层、网络层和应用层3个层次：[4]泛在化末端感知网络、融合化网络通信基础设施与普适化应用服务支撑体系。重点技术主要包括识别技术、传感器、M2M通信技术、普适计算、云计算技术、知识发现与搜索引擎技术、数据和信号处理技术、关系网络管理技术、安全和隐私技术等。

物联网技术在图书馆领域的应用，应以智能化的图书馆建筑、数字化图书馆等业已发展并逐渐成熟起来的图书馆现有体系结构为基础，辅以物联网的核心技术在图书馆各项工作中的应用，并遵循需求导向的原则，最终服务于图书馆的各项管理和服务工作。图2为研究小组构建的基于物联网的智能图书馆体系架构。

图2 基于物联网的智能图书馆体系架构

3.1 智能图书馆基础

智能图书馆技术是由智能化的图书馆建筑和数字化图书馆两部分融合构成。一方面，图书馆的智能化进程必须以图书馆的馆舍建筑、物理馆藏等物质实体为基础；另一方面，电子图书馆、数字图书馆，丰富了传统图书馆的含义和服务范畴，也为图书馆的进一步信息化、现代化和智能化提供了基础。楼宇智能管理系统、办公自动化系统、通讯与网络系统、综合布线系统等，构成了图书馆的智能建筑与数字图书馆系统，也奠定了智能图书馆发展的基础。

3.2 智能图书馆信息采集

智能图书馆通过物联网感知层技术，可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的新设备、新系统或新流程。从文献资料、数据资源到图书馆运行状态或用户需求等任何信息，都可以被快速获取并进行分析，便于立即采取应对措施。传统的IC卡与条形码技术，仍可作为图书馆重要的信息采集技术，但随着信息技术的飞速发展，射频识别、传感器网络等新一代信息感知技术逐渐体现出了优势。新一代信息感知技术具有对“物”的使能作用，使得物联网技术在图书馆中的进一步应用成为可能。

3.3 智能图书馆信息传输

智能图书馆信息传输可通过各种形式的高速且高带宽的通信网络工具，将用户电子设备、图书馆资源和其他信息服务机构中收集、储存的分散信息及数据连接起来，进行多方交互和共享，以实现图书馆物联网的数据传输。

目前，图书馆的信息传输主要基于图书馆的局域网络实现馆域的信息互联，并通过公用电话网、X.25、国家信息高速公路网等公用互联网络平台，使图书馆具有开通国内、国际联机检索和家庭服务的能力。随着各种通信技术从平行、独立地发展，逐步走向融合，如移动通信技术与IP网络的融合；电信网、电视网、计算机网、卫星通信网络走向融合，形成了新一代技术——M2M技术，以实现人与人、人与机器、机器与机器之间畅通无阻、随时随地的通信。

3.4 智能图书馆的普适化应用支撑技术

普适化应用支撑技术包括各种计算与通信技术、计算设备制造技术、计算设备上的操作系统技术及软件技术等。高性能计算、普适计算与云计算是物联网重要的计算环境。高性能计算、普适计算、云计算与物联网、智慧地球成为21世纪研究与发展的重点，它们将计算变为一种公共设施，以服务租用的模式向用户提供服务。这些技术理念摆脱了传统自建信息系统的习惯模式，将成为智能图书馆信息处理的核心环节。

物联网的应用带来的海量数据和业务模式，将使通讯网、互联网和信息处理技术带来数量级的需求增长和模式变化。基于人工智能的知识发现技术则是解决该问题的一项重要软件技术，它是“从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中，提取出隐含在其中的、人们事先不知道的，但又是潜在有用的信息和知识的过程”。[5]知识发现将信息变为知识，将为知识创新和知识经济的发展作出贡献。因而知识发现必将成为智能图书馆发展的重要软件支撑技术。