物联网技术对图书馆发展的影响

李燮慧

（柳州职业技术学院，广西 柳州 545006）

1 物联网技术的特点

物联网技术2005年在信息社会世界峰会（WSIS）上由国际电信联盟 ITU首次正式提出，在最近两年中得到人们的重点关注并开展了相关研究。在2009年，IBM提出了智慧地球的概念，其核心的技术特点即为物联网技术。在2009年8月，温总理在无锡考察时也提出了要建立属于中国自己的“感知中国中心”。这一信息感知项目的核心技术仍然是物联网技术，正是在这种国际、国内共同推动的环境下，物联网技术在各行各业中都开始被重视并尝试着开始构建应用系统[1][2]。

物联网技术强调的是每一个物体都是具有信息感知、信息处理以及信息通信能力的智能节点，各个智能节点与节点之间能够进行信息的交互和信息的处理能力。因此，这种由物与物组成的新型网络就被称之为物联网。从物联网的设计理念和典型的构建方式可以看出，在物联网中最为核心的技术是由具有信息感知能力的传感器节点所组成的，在传感器节点中又融入了具有信息处理能力嵌入式节点所具备的功能，并且在实现过程中通常是将具有这两种功能的节点融合为一体，以一个独立的节点模块展示出来[3]。例如，目前由西安优势微电子公司所研制出来的物联网核心芯片——“唐芯一号”，该芯片即为一块具有信息感知，信息处理和无线通信等多功能融合在一起的高集成度，高数低功耗产品，专门针对物联网应用的需求而设计出来的专用芯片。物联网的第三个特点即为所有的节点之间要通过网络进行信息的传递和交互，这种网络并不仅局限于传统的互联网技术，它可以采用无线射频技术、蓝牙技术、无线局域网技术、红外技术、ZigBee协议等[4][5]。无论采用何种技术，最终目的都是为传感器的节点提供多种途径的信息通信能力。因此，应用物联网技术之后，其一种通俗的描述就是所有的物体都具有了智慧与生命，所有的物体之间都具备了信息的交互能力，物体和物体之间形成了一个全新的巨大的网络。

2 图书馆知识服务发展趋势

网络和信息时代的发展也使图书馆迎来了一个崭新的发展机遇，在网络和信息时代中，图书文献的发展促使传统的图书馆建设和应用方式都有了很大的变化[6]。目前，网络和信息技术在推动着社会各行各业的迅猛发展，对图书馆的建设同样是起着巨大的推动作用，在当前的信息环境下，图书馆的知识服务也发生了巨大改变[7]，主要呈现以下三个方向的发展趋势。

2.1 知识的扩展

在信息时代，图书馆的建设已无法满足于传统的模式下通过购买大量的纸质图书来给读者提供服务，而是充分利用现在的各种信息媒介，如数据库、以电子形式存储的数据硬盘、互联网等形式存储和传播大量的信息内容[8]。目前，很多图书馆都建立了电子信息服务部门，通过将网络上的各种知识经过采集、整理、汇编最后组织并存储在图书馆的本地服务器中，为图书馆的读者提供内容更加丰富、形式更加多样的知识服务。例如，目前以国家名义建设的万方数据库、维普数据库、国内优秀博士（硕士）毕业论文数据库、国内主要会议论文集数据库等，这些数据库由国家图书馆或图书馆相关机构组织并建立起来，他们通过将分布在不同地域、不同组织机构的图书资源进行整理汇编以转换成数字的形式，并以数据库的方式进行存储和组织管理。目前，国内很多高校的图书馆都以各种形式引进了这种由国家建立的大型知识数据库，通过这种数据库可以极大的扩展该图书馆知识的容量，为图书馆各个层次的读者提供非常丰富的知识服务。

2.2 知识的融合

在图书馆通过网络和电子信息共享的途径，大幅度的扩展其知识涵盖面的同时，现代图书馆利用这些知识提供服务的另外一个发展趋势是对知识的内容进行融合。在知识融合的过程中，需要剔除重复的知识，删除一些错误或者残缺不全的知识，对于成系列的知识要进行重新的组织和整理，以一个知识整体的形式呈现在读者的面前。由于目前网络上的电子资源非常丰富，有些资源是通过一些官方途径有组织地进行整理汇编后，公布在网络上供大家共享使用，有些知识是由个人或者团体进行整理发布在网络上，甚至还有一些未经任何整理的原始素材也被放在网络上进行共享使用，这些知识来源渠道不一样，决定了这些知识的内涵、表现形式、组织方式的水平都相差甚远，得到的知识应用价值也是良莠不齐。为了能够降低读者在大量的电子资源中寻找有价值的资源信息的难度，提高读者检索和获取知识的效率，有必要对当前数量繁多的电子资源进行知识的融合与汇编，避免读者陷入知识爆炸的困境中。

2.3 知识的挖掘

通过对知识的融合与汇编，在一定程度上提高了知识与知识之间的结构性，消除大量的冗余知识，使得知识的表现形式和组织形式更具有规律性。但是，对知识的后期处理仅经过这样的环节还远远不够，此时呈现在读者面前的知识量仍然是浩瀚无边的，读者进行梳理的工作量仍然非常大，需要花大量时间和精力从这些知识库中搜寻和提取其感兴趣的部分知识点。为了能够进一步提高读者获取知识的效率，还需要对这些知识进行深度的挖掘，提取知识和知识之间的关联关系，将属于同一个知识点的知识内容建立起引用关系。对于出现在网络上共享的各种电子信息资源，能够自动的对这些资源进行知识内容的识别和提取，实现对这些知识内容的自动分类，并能够根据这些知识所包含内容的深浅，对知识所表达的内涵进行层次划分，从而使得最终呈现在读者面前的知识形式不再是简单的知识罗列，而是经历了一定的智能化知识自动处理后形成的具有层次关系，相互之间具有逻辑指导意义的知识群体。知识群体和群体之间的逻辑关系在知识库中能够得到体现，读者在阅读和获取这些知识信息时能够快速准确的得到读者感兴趣的知识。

3 物联网技术带来的发展机遇

物联网技术的出现给图书馆的构建和发展带来了新的发展机遇。相对于网络和信息时代对图书馆所带来的信息服务上的发展机遇[9]，物联网带来的发展机遇更多的体现在图书馆的服务方式和对信息的组织能力方面的发展[10]，具体而言物联网技术对图书馆发展所带来的机遇主要体现在以下三个方面：

（1）信息的深度感知能力。在应用了物联网技术之后，图书馆在进行信息和图书馆藏资源管理时，能够具备更强更深的信息感知能力。以目前最为典型的智慧图书馆的构建为例，在图书馆中会引入大量的智能传感节点，基本上是每一本图书都会被植入一个信息传感节点，在信息传感节点中，根据传感节点的信息感知能力的设计功能不同，其主要能够完成的功能分为对图书内容、图书类别以及图书存放位置等信息的记录和感知能力。

此外，部分感知节点还加入了对图书周围环境的感知能力，如图书周围的温度、湿度等信息的感知能力。同时，有些功能更为强大的信息感知节点还能够对其所感知和存储的信息进行一些数据的处理能力，如在一些感知节点中可能存入读者的相关信息，并且通过信息收发模块和外部的信息中转系统能够与读者直接建立相应的信息交流服务。利用植入在图书中的这些功能强大的信息感知节点，可以实现对图书的内容、物理位置、周围环境以及读者借阅情况等相关信息的采集存储和处理能力。因此，引入物联网技术之后可以让图书馆更深的感知到图书的详细信息。

（2）信息更广泛的流通和交换能力。物联网技术的产生实际上融合了信息处理技术和网络技术，在物联网技术中所使用的网络传输技术也不再仅局限于传统的互联网技术，而是任何可以进行数据交换和传递的通信技术都能够被应用于物联网技术之中[11]。在应用了物联网技术的智慧图书馆中，图书节点与节点之间的智能传感节点不仅具有信息的感知、采集和处理能力，还有一个最为重要的能力，即信息的传输和交互能力。在物联网技术中，信息的交互完全是一种自组织行为的信息交互行为，即无需人工的干预，传感节点与传感节点之间能够进行独立的信息交互。应用物联网技术的图书馆中，所有被植入传感节点的图书或相关的设备，都成为一个具有智能感知和处理能力的网络节点，所有节点通过物联网技术连成一个大的信息交互网络，因此节点和节点之间具备了更加广泛的信息交流和通信的能力，这为物联网实现更为复杂的信息处理和服务提供了可能。

（3）从被动到互动的角色转变。正是因为物联网中应用了大量的具有智能感知能力的传感节点，使得基于物联网的图书馆信息系统中信息的服务对象、信息的服务过程以及信息的演化过程都具备了互动的应用特点[12]。

①参与对象不再是图书馆面向读者之间的单向服务模式，而转换成物联网中所有联网的物与物之间的相互信息交流的过程。在传统的图书馆服务中，图书馆是面向读者服务的，读者在图书馆中是处于被服务的角色，因此这样的一种服务过程所有参与的对象比较单一，而且是一个被动的过程；而在物联网中每个具有智能感知能力的节点都可以参与信息的交互和服务，由于智能感知节点大量的分布在每一个图书管理设备上，因此在基于物联网的图书馆中，图书和图书可以进行信息的交互，图书和图书的信息管理系统可以进行自动的信息交互，读者和图书之间也可以进行之间的信息交互。因此，在物联网中参与信息交互的对象更加丰富，对象和对象之间没有了主与次之间的关系，而是具有平等地位的相互互动的信息交换。

②服务过程从被动转换到互动的过程。在传统的图书服务过程中，每一个提供服务的环节都是依靠图书管理人员来进行执行与驱动，如图书资源的获取、图书的采购、图书信息的整理、图书馆向读者提供图书的借阅或资源的拷贝服务等，这些过程都需要依赖于图书馆的管理人员来执行与驱动，因此整个服务过程都是呈现方向单一、角色固定的机械化服务过程[13]；而在基于物联网的图书馆服务过程中，所有参与服务的对象变得非常丰富，包括了读者、图书、图书信息管理系统等各种具有独立的信息感知能力的节点，而且在这些节点进行信息交互和服务提供过程中都是自组织自驱动的一个过程。即：当一个节点感知到另外一个节点的存在时，节点和节点之间会根据每个节点所需要的信息需求，结合自身所能够提供的信息服务内容，自动的进行信息的交换，两者之间进行信息服务的过程无需图书馆管理人员的干预和驱动，整个信息的服务过程呈现出自动化和平等化的过程，由此可见，在引入了物联网技术之后图书馆内部的服务过程发生了明显的变化。

③知识的扩展、融合和挖掘的过程发生了根本性的改变。在传统的图书馆发展过程中，对信息的扩展、信息与信息之间的融合以及知识内容的挖掘，都需要借助于专门的人力、物力和财力，甚至不同的人员在处理这些知识融合和挖掘的过程中所采用的技术不同，还会导致得到的信息处理结果的差异化。而在引入物联网技术之后，由于所有的感知节点都具有智能的和自动的信息处理能力，因此，在图书馆的信息感知节点中能够得到自动的融合和处理，并且图书感知节点还能够根据这些知识的特点进行自动的数据分析和数据挖掘，从而打破了传统的图书馆中信息的扩展和融合等发展过程，形成了一套自组织能力，自动处理的信息扩展融合过程。

4 物联网技术应用图书馆领域面临的问题

物联网的技术应用到图书馆领域虽然可以为图书馆的发展带来很多新的机遇，但是在应用过程中也同样面临着一些问题和挑战，主要表现在以下四个方面：

（1）传感器的感知能力。在物联网应用过程中，由于对每一个传感器节点所赋予的信息传感能力要求不一样，对传感器本身设计也提出了不同的需求。以目前图书馆的应用需求为例，在应用于图书馆领域中的传感器节点通常是要求能够感知和存储图书的名称、类型和主要内容，以及对图书周围的温度、湿度等环境进行感知。除此之外，还有一个非常重要的功能，即能够对图书的位置进行感知和定位。在获取这样的一些基础信息之外，还要求图书的智能感知节点具备一定的信息处理能力，能够对图书的这些信息进行深入的数据汇集和数据处理的能力。这些设计需求包含了不同的关键技术，要在一个传感器节点上实现所有功能本身就是一项非常具有挑战性的工作。

（2）成本的控制问题。目前，应用物联网技术的图书馆，其设计思想是在每一本图书中植入一个传感器节点以实现对该图书和图书周围环境等相关信息的感知和数据处理。而事实上，图书馆中所包含的图书书目非常庞大，要对每一本图书都植入这样一个传感器节点，在建设过程中将是一个非常大的成本负担。为了使得物联网技术能够顺利的在图书馆领域得到拓展和应用，因此非常有必要对传感器节点的成本，以及整个物联网网络环境的建造成本进行深入的研究，并严格控制整个网络的构造成本。

（3）功耗的控制问题。在传感器节点中，由于每一个传感器节点要能够提供不间断的信息服务能力，因此这对传感器节点本身的供电提出了非常高的要求。而由于所有的传感器节点数量庞大，并且一旦植入到每一本图书和图书馆的相关设备中之后，对这些传感器节点进行更换和电源维护并非一件轻松的事情。因此，最为常用的方式是将所有的传感器节点都采用电池供电的应用模式，而电池的蓄电能力非常有限，如何能够在有限的蓄电范围之内解决传感器节点长时间工作的问题，就必须要对传感器节点的功耗问题进行深入的研究，采用科学合理的策略，既做到降低传感器节点的功耗，又满足传感器节点不间断信息服务的能力。

（4）稳定性控制问题。由于传感器节点需要长时间的工作并提供相关的信息服务，因此传感器节点必须能够非常稳定的工作，并且为用户提供正确的信息，如果传感器节点工作不稳定，或者容易频繁出现故障，那么一方面会导致整个传感器网络出现异常，让用户采集到错误的信息而做出错误的判断和决策；另外一方面，当用户去维护或者更换这些传感器节点时同样也是具有十分浩瀚的工作量。因此，在推广和应用物联网技术到图书馆领域中时，还需要解决传感器节点以及物联网整个网络的稳定性问题。

5 总结

物联网技术作为一项最近几年才产生并得到迅猛发展的新技术，它融合了信息采集、信息处理和网络通信等多个学科的专业技术。从未来的发展趋势看，其应用前景十分广泛，甚至有学者预言，物联网技术将是一个继互联网技术之后一个新的信息革命的里程碑式的产物。因此，深入研究物联网技术对图书馆领域的应用价值和发展过程中的影响具有十分重要的理论与现实意义。通过分析物联网技术对图书馆发展过程中的影响，可以在建设图书馆软硬件的过程中有针对性的创建更好的条件和环境，为物联网技术的引入和发展奠定基础，同时在研究这一问题时，也能够意识到物联网技术在应用到图书馆领域中所面临的问题和调整，同时有针对性的对这些问题和挑战进行研究，扫清物联网技术在图书馆领域中应用的障碍。

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