基于物联网技术的音乐院校智能图书馆建设

杨立志



基于物联网技术的音乐院校智能图书馆建设

杨立志

浙江音乐学院图书馆技术部，浙江 杭州 310000

为解决图书馆服务结构中存在书库位置分散、馆藏图书种类及数量繁多，师生很难快速找到图书的位置等问题，且图书信息也不断的变化中。利用先进的RFID无线射频识别技术，针对音乐类院校师生需要快速查找音乐类乐谱的需求，通过PC终端，音乐学院师生首先可以获得此书在图书馆书库中的位置信息，并可以查找图书的相关书目的具体信息。通过自主研发的实践途径，能够更深刻地认清当前RFID 技术在音乐类图书馆的应用。通过在同行间更开放、全方位地展示研究成果，以共建共知共享的形式，促进深层次的学习交流。

物联网；音乐学院；智能图书馆

在图书馆服务结构中，存在书库位置分散、馆藏图书种类及数量繁多，师生很难快速找到图书的位置等问题。特别对于新生来说，更是无从下手。因此，过去常用的图书管理方法现在来看确实很难做到非常全面、准确地管理图书馆里面的各类图书资源。[1］在此基础上我们提出基于物联网技术的音乐院校智能图书馆建设方案，并给出重要部分的实施方案，例如信息的读取与传输。引入基于物联网技术的建设方案后，不仅能够实现对图书馆图书的信息资源的高效、便捷管理，而且还能为师生的服务内容和服务模式提供一种全新的理念。[2]物联网已成为当今世界新一轮经济和科技发展战略制高点之一，发展物联网对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义，国家高度重视物联网的发展，工信部制订了我国物联网发展“十二五”规划，设立并组织实施物联网的发展专项，对物联网投入巨大的发展专项基金。[2-3］

RFID无线射频识别技术中的RFID识别多标签的能力强，耐久性和搞数据污染能力强，具有可以长距离地读取、穿透性以及可反复使用的特点。相比于其他技术，数据识别在书库管理中的应用具有相当大的优势。针对音乐类院校师生需要快速查找音乐类乐谱的需求，通过手机、电脑等终端，音乐学院师生马上就可以获得想要查找的图书的具体信息，比如书的存放位置。其次通过菜单选择，音乐学院师生还可以将感兴趣的音乐类图书的方位信息下载到随身的移动设备上，直接获取音乐类图书的书目及方位信息，解决音乐学院师生找不到图书的困境。音乐学院图书管理员使用扫描器进行书架扫描，可以发现不属于这个书架的书籍，方便音乐学院图书馆管理人员调整书架。此外，方便音乐学院图书馆进行资产清查。RFID里有一个盘存设备，在设备旁边扫描一遍，可根据事先设定的音乐学院图书分类，自动产生或人工选择产生盘点任务表。音乐学院图书馆理员使用手持式阅读器扫描图书标签进行图书的信息和采集，获取图书相应的书库位置信息，清点图书的具体数量，定位出图书明确的摆放位置等，上传数据，与系统库存列表进行对比，若有误及时修正，确认一切无误后生成盘点汇总表，上传至系统，以供备用查询。

随着我国科技的飞速发展，特别是信息技术对图书馆图书管理具有巨大的促进作用，目前音乐学院图书馆普遍采用了书本中安放条形码然后经过门禁时发出报警这种方式对图书进行管理，这种管理方式的优点是成本低，简化了借阅手续，提高了效率，缺点是对图书的智能化程度不高，如果书本被乱放就不能快速识别出图书的具体位置。[4］从音乐学院图书馆管理的方向来看， 条形码容易被读者损坏，如果放置的环境潮湿容易受潮，可读性比较低，不支持多信息的识别，比如图书的定位信息。受条形码这样的特性制约，一般情况下只能采用图书馆理员来手工排架，排架的效率就会很低。[5］

2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，正式提出了“物联网”（Internet of Things）的概念。物联网已经成为继计算机、互联网信息科技与移动通信网络之后的信息化产业的新方向，是继互联网之后的第四代计算模式，代表了下一代信息发展技术，被称为下一个万亿级产业，其价值在于让物体也拥有了“智慧”，从而实现人与物、物与物之间的沟通。[6］

国外和国内的图书馆在应用 RFID 技术的实践和研究过程中，认为其不足之处主要体现在成本、标准、传输、定位等方面。针对 RFID 技术在音乐学院图书馆的不足之处，有些学者及机构开展了 RFID 图书馆自主研发方面的研究。[7］上海交通大学的陈嘉懿认为当前国内大多数 RFID 应用局限在传统“拿来即用”的应用模式，并不算成功，主张图书馆应该以联盟的创新应用模式来主动选择 RFID 技术，打破商业的技术垄断，为将来的智能音乐学院图书馆建设打下坚实的基础。[8］但是RFID系统在工作的时候会出现多个读写器和多个标签同时发送信号的情况，必须对其进行优化。如何通过融合Wi-Fi传输等技术接入网关，最终达到用户终端是个难点。

浙江音乐学院图书馆的智能化建设虽正在起步阶段，但是距离浙江杭州云栖小镇只有6 km。2015年阿里云开发者大会正式更名为“云栖大会”，并且永久落户西湖区云栖小镇。其云栖小镇已累计引进包括阿里云、富士康科技、Intel、中航工业、银杏谷资本、华通云数据、数梦工场、洛可可设计集团在内的各类企业433家，智能化氛围比较好。在好的环境下，我校图书馆智能化建设已经有了一定的基础，建设成了自助借还机、智能化图书感应设备、智能学习空间，在浙音讲堂的基础上，引进优秀音乐类慕课栏目。与各系部建立联系，鼓励系部教师与学生参与到图书馆慕课栏目的建设，提供更多高品质的教学素材。不断加强图书馆利用先进技术的国际化视野。但是音乐学院图书馆书架个性化的管理服务还有待进一步提升，对音乐学院图书馆信息化系统进一步的二次开发和服务还有待加强，例如通过简单的分类排架设定以及自定义的地图来对图书进行图形定位。

本项目利用感知层的关键技术，主要是无线传输技术融合技术。感知层利用了传感器技术、无线通信技术等，能够通过各种各样的集成化的微型的传感器的协作实时监测、感知和采集各种书库环境中的图书的具体信息，并通过嵌入式的系统对获知的图书信息进行处理，通过学校的无线通信网络将得到的图书信息传送到接收服务器后台和接入网关，最终到达用户的手机、计算机等终端，从而真正实现“无处不在”的物联网的理念。在图书信息传递过程中，防碰撞算法是RFID的核心技术之一，也是难点之一。 RFID系统在工作的时候会出现多个读写器和多个标签同时发送信号的情况，这样就会使读写器间或电子标签间出现信号干扰，我们把这种干扰叫着碰撞或冲突。本项目着重对RFID防碰撞算法进行研究，对其进行优化并提出一种新的算法，并进行实际的智能系统的测试。现在的RFID主要是用来识别，定位很难。尤其在图书是如此密集存放的情况下，信号源干扰很强，基本上是不知道书的位置的。这需要手工去一层一层地扫描，才能知道书所属的层号。有的学校买自动车来代替人工扫描，但意义不大。因为图书馆是流动的，不可能关着门盘点。有一种书架其实就是把“扫码”设置装在，可以不用人工扫描，书架自动收集图书信息，但这种书架造架贵。扫描器装在书架上是可以的，但是由于感应距离限制，要装很多[9］

基于物联网技术的音乐院校智能系统由三部分组成：第一个是师生的查询终端，可以是音乐学院校园网内的任何一台 PC，也可是师生的移动通信设备。通过融合学校的Wi-Fi传输技术，音乐学院师生利用查询终端可以查找并获得图书的相关书目的具体信息，比如图书的名称、编号、图书在书库中的具体位置。其次，音乐学院师生还可以将自己特别感兴趣图书的具体方位信息下载到手机或者iPad上。第二个是图书信息管理数据库，就是传统的图书管理数据库。比如一般图书馆对接的是汇文的管理系统，其主要功能是从管理系统中读出馆藏图书及师生的相关信息，并对师生的身份信息进行认证等。第三个是定位服务器，具体存放图书的定位信息[10]。管理图书的定位跟踪系统包括RFID 阅读器、RFID 标签和定位服务器。为了试验，先把书库范围缩小，针对浙江音乐音乐图书馆的一个书库，例如艺术书库中抽取几本样书都贴上一个 RFID 标签。在图书馆的馆藏范围设置几个固定式的阅读器，以此确定图书馆中的图书的位置信息。每个固定的阅读器按照时间序列查找本范围中的图书，并将获得的图书标签信息传送给定位服务器。此外，定位服务器还要负责对每个固定阅读器的工作情况进行监控和管理，如果发现工作异常等问题及时发出警报。[11]根据感知层，即以射频识别（RFID）、传感器为主，融合Wi-Fi传输等技术，在算法、安全性等方面开拓出创新点，并在C/S架构系统管理软件中对该算法及安全性进行实现。音乐学院图书馆的图书数据的采集主要通过优选感知层关键技术并设计框架结构研究方案而获取信息数据，为下一步的数据处理和平台计算提供数据；RFID最新优化防碰撞算法及安全加密方法可以结合各种数学模型及图书数据进行加密，从而加强数据安全管理。融合Wi-Fi传输技术，由音乐学院现成的学校网络建立一个Wi-Fi热点。Wi-Fi是一种基于IEEE 802.11标准的无线网络技术，具有传输速度快。抗数据干扰能力强的特点，而且为了保证通信的安全，网络采用WPA2加密方式，将Wi-Fi网络结构分成数据层、服务层和用户层。数据层能更精确地传递各类图书的信息数据；服务层作为中心层，联接数据层和用户层，并提供各类需求信息请求相关的图书数据；用户层采用一个无线终端接收设备，以便接收信号。三层结构保证数据的完整性、准确性和速度性。通过嵌入式系统对信息进行处理，并通过融合Wi-Fi传输等技术接入网关，最终到达用户终端，在C/S架构系统管理软件中对算法进行比较研究并实现图书馆数字化建设。音乐学院图书管理员根据音乐学院图书馆入库清单检查图书清单，将图书装入手推车中，用RFID手持式阅读器修改图书标签信息，记录图书入库产品的名称、种类、入库时间、入库批次、质量状况、入库数量、入库经办人和图书代码等信息，以便查询。利用先进的RFID无线射频识别技术，方便师生借阅、查找图书，师生还可以通过手机、iPad等各种移动端，将师生通过认证过的个人信息和想要查找的图书信息直接发送给图书查询服务器，从而直接获取图书的书目及具体的方位信息，图书管理员使用扫描器进行书架扫描，可以发现哪本图书不属于这个书架，从而方便图书管理人员调整各个书库的书架[11]。

面对新技术的不断更新，音乐学院图书馆如何能适应未来的发展，更加理性地分析思考，不受商家营销的左右，不沦为商家新品的实验地，如何重用现有的资源来实现更为合理的渐近式转变，这很值得音乐学院图书馆界思考。通过自主研发的实践途径，能够更深刻地认清当前RFID技术在音乐学院图书馆的应用。通过在音乐学院同行间更开放、全方位地展示研究成果，以共建共知共享的形式，促进深层次的学习交流。自主研发及深度交流，这对图书馆向 RFID 图书馆转换的过程中，在商业产品选型、经费预算及业务重组等方面具有指导意义。

[1]张敏.基于物联网技术下的图书管理系统构建[J].河南理工大学学报（自然科学版），2012，31（3）：326-329.

[2]吴玮.物联网技术的发展和在安防领域的应用研究[J].计算机光盘软件与应用，2012（16）：112-113.

[3]佚名.2011年中国物联网的发展：得失相随喜忧参半[J].金卡工程，2011（11）：24-26.

[4]张荣勤.基于物联网的图书馆管理系统设计[J].中华医学图书情报杂志，2011，20（9）：58-60.

[5]蒋胜山.基于RFID的图书管理系统的设计与实现[D].大连：大连理工大学，2007.

[6]邵莉娟，叶宏信.物联网：影响图书馆的第四代技术[J].图书与情报，2010（2）：90-92.

[7]廖佳杰，张丽.图书馆可应用的射频识别技术专利介绍[J].图书情报通信，2010（3）：50-52.

[8]叶龙.RFID技术在图书馆管理系统中的应用[J].上海商学院学报，2010，11（1）：28-30.

[9]基于物联网的RFID在数字化校园中的智能图书馆的应用[J].发明与创新（教育信息化），2014，11（1）：15.

[10]Dwivedi Y K， Kapoor K K， Williams M D，et al.RFID systems in libraries：An empirical examination of factors affecting system use and user satisfaction[J].International Journal of Information Management，2013，33（2）：367-377.

[11]Coyle K. Management of RFID in Libraries[J]. Journal of Academic Librarianship， 2005， 31（5）：486-489.

本文为浙江音乐学院科研课题，编号：G002A4731669。

The Construction of Intelligent Library in Music Colleges Based on Internet of Things

Yang Lizhi

Zhejiang Conservatory of Music Library Technical Department, Zhejiang Hanzhou 310000

In order to solve the library service system, there are number of readers scattered, a huge number of books and a variety of other factors, and the book also often in the continuous development and change the status of the problem, the use of RFID radio frequency identification technology, aiming at the music college teachers and students need to quickly find the music music demand by PC terminal, detailed information of teachers and students first can obtain the relevant bibliographic query books, but also can get the location information.Through the practice of independent research and development, we can get a deeper understanding of the application of RFID technology in music library. Through a more open and comprehensive display of the results of the study, in order to build a shared understanding of the form of sharing, to promote deep learning exchanges.

Internet of things; music institute; intelligent library

G250.7；TP391.44；TN929.5

A

1009-6434（2017）02-0140-03