探讨基于物联网的智慧图书馆服务架构设计和实现

2022-03-23王学光马爱芝

文化创新比较研究 2022年31期

王学光，马爱芝

（河北建筑工程学院，河北张家口 075000）

在自动化技术、智能技术等不断发展的过程中，其应用领域持续拓展。现阶段，自动化技术在图书馆发展中的应用使得图书馆逐渐向数字图书馆转型。对目前社会中的数字图书馆发展和应用做分析可知，在数字技术、信息技术不断发展和应用的过程中，网络信息服务表现越来越突出，在这种情况下，数字图书馆的建设遇到了一个巨大挑战，那就是数字图书馆的应用系统在不断增加，所以数字建设资源的需求也有了明显的增加[1]。为了满足实际需要，不少高校在相同的服务器上进行了多个应用的安装。需要注意的是，多个系统的具体开发环境是存在差异的，所以不同系统的数据库资源在整合方面存在着显著困难。上述问题的有效解决，需要加强图书馆服务架构的重新设计，而且要保证设计内容的落实。立足于社会实践做分析可知，通过利用物联网技术可以达到智慧图书馆建设和应用的实际需要，所以在物联网技术基础上对智慧图书馆的服务结构架设和实现做研究与讨论具有必要性。

1 基于物联网的智慧图书馆概念

要基于物联网技术对智慧图书馆的服务架构进行设计，需要对物联网技术及智慧图书馆做全面的分析。就物联网而言，其是一个基于互联网、传统电信网等信息的承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。对物联网进行分析可知其具有3个方面的突出特征，即普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化。物联网技术在目前社会实践中的广泛利用催生了诸多新事物，如智慧图书馆便是物联网技术发展和应用的重要成果。基于物联网的智慧图书馆服务架构系统存在着4层结构，分别为感知层、基础设施层、系统平台层和应用层[2]。

2 基于物联网智慧图书馆服务架构设计

要基于物联网进行智慧图书馆服务架构设计，需要对相关的内容进行分析与考虑，如需要对服务架构过程中的平台功能进行思考，还需要对平台架构设计中的具体技术利用进行讨论。

2.1 平台功能

在物联网基础上要设计智慧图书馆的服务架构，需要对智慧图书馆服务平台的具体功能等进行明确。对智慧图书馆服务架构做具体分析，平台的功能主要如下：（1）新书通告，即智慧图书馆的馆藏中有了新书之后可以通过平台进行通告，这样读者可以第一时间了解新书的基本信息；（2）远程培训，指的是利用智慧图书馆的服务架构可以为读者提供不受时间和空间限制的培训服务，这样，读者享受服务会更加便捷；（3）图书借阅，指的是利用智慧图书馆，读者可以基于自助设备等实现图书的借阅[3]；（4）电子图书馆，指的是读者能够阅读智慧图书馆提供的电子书籍；（5）视频讲座。总的来讲，基于物联网的智慧图书馆平台所具有的功能是多样的，所以在服务架构设计的过程中需要考虑具体的功能。

2.2 所用技术

2.2.1 RFID技术

RFID是射频识别的英文缩写，该技术的基本原理是阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。在智慧图书馆的建设和服务提供过程中，利用RFID技术可以实现图书的自助借阅，而且该技术的使用可以帮助实现书籍监测等。可以说，RFID技术是智慧图书馆建设过程中不可缺少的技术之一[4]。

2.2.2 云计算技术

在服务架构设计中，云计算技术是应用非常显著的技术之一。对云计算技术的具体应用做分析可知其自2006年被首次大范围使用以来，现阶段已经呈现出了爆发状态，目前在各行各业中被广泛使用。在2018年，据IDC统计数据显示，全球云计算行业收入达到1 794亿美元，同比增长26.2%。国内市场2018年收入达到 72亿美元，同比增长68.2%，且该数据还处于增长状态。可以说，云计算的出现使得人们在信息应用方面有了重大突破。就图书馆的具体价值发挥来看，基于服务效果提升考虑，图书馆需要积极推进云计算技术利用。就云计算的理念来看，其核心是“服务”。对智慧图书馆的具体建设和发展进行分析，云计算在其中的重要性是不言而喻的。智慧图书馆是云计算技术的终端用户实践者，其会基于图书馆自身的服务需要来选择云计算的建设模式，如公有云、私有云等。总的来讲，在海量的信息数据增加和信息系统持续增多的大环境下，图书馆的管理水平和服务水平要获得有效提升，必须依靠云计算的力量，可以说，图书馆智慧化的重要基础便是云计算[5]。

2.2.3 大数据技术

在物联网与计算机不断应用的大环境下，大数据这个概念也屡次被人们提及，在现实问题的处理中，大数据的应用越来越广泛。对图书馆的发展做分析可知图书馆服务经历了一个漫长的发展阶段，在现阶段，主要的服务为传统文献服务。当发展到第三代图书馆的时候，大数据已经成为重要应用技术之一。对智慧图书馆的建设做分析，大数据技术的利用强调如下内容：（1）重视信息数据的采集，并做好对应的存储工作，就具体的信息数据来看，其包括结构化数据及非结构化数据，还有半结构化数据。（2）数据清洗。所谓的数据清洗主要指的是对数据做加工，然后对其进行备份。（3）利用专家系统，知识发现例及数据挖掘等技术对智慧图书馆的数据进行分析与研究，并对数据做批量处理，发现数据潜藏的价值。例如，通过数据信息对读者的年龄、阅读兴趣、行为特征等进行判断，了解读者的实际阅读需要，这对于图书馆针对性地制定个性化服务、提升服务品质等有积极的意义[6]。

2.2.4 人工智能技术

在智慧图书馆的建设过程中，人工智能技术的利用也是不可忽视的。结合目前的实践做分析，人工智能技术的利用在智慧图书馆的工作实践中主要在两个层面上表现显著。第一，是智能管理层。通过人工智能技术的使用可以实现智能入馆、智能监控及智能采购等多项工作。第二，是智能服务层。对智能服务工作做分析，其主要包括自助借还、智能阅读等。

3 基于物联网的智慧图书馆服务架构的实现

基于物联网技术要实现智慧图书馆的服务架构，需要做多方面的加强。以目前的实践为例做分析，主要加强的内容如下。

3.1 安装各类感知设备

要基于物联网实现智慧图书馆服务架构，各类感知设备的安装是不可缺少的。以目前的智慧图书馆服务提供来看，要安装的感知设备主要如下。

第一，射频电子标签。在纸质书刊内部需要设置电子标签来取代条形码标签，以此来实现相关信息数据的存储。例如，书名、作者、放置的位置等均可以在电子标签中存储，这样，电子标签可以完成基础数据采集任务[7]。

第二，读写器。就读写器的具体使用来看，其主要的作用是读取电子标签当中的信息，同时接收电子标签的信息并在需要的时候对其进行发射。

第三，安检门禁。对图书馆的门禁做分析可知其主要存在两种功能的门禁，一是能够对进入图书馆的人员进行监测的门禁，二是用于监测纸质图书的门禁。在人员监测的过程中，一般采用的是刷脸和刷卡两种方式，这两种方式实现了对人员身份的识别。在纸质书刊内置电子标签的时候，利用带有电子标签读写器的门禁可以实现对书刊的实时监测，这样，当读者携带没有办理正常借阅手续的书刊通过门禁时会发出警报[8]。

第四，触屏查询机。触屏查询机在具体使用的时候支持两种方式，分别为多点触控和软键盘、手写输入。读者在进行图书检索的时候可以按类别查询，也可以输入关键词进行查询，通过查询，读者可以获取图书的基本信息，如藏书的数量、库存数量、馆藏地点及出版社等。

第五，移动推车式盘点设备。此设备的功能较多，如盘点、新书上架、倒架、移库等均可以利用该设备来完成。该设备在使用的过程中会配置手持式天线及触发式开关，这对于设备便捷使用有显著意义。

第六，馆内工作站。从馆内工作站的具体设置和利用来看，其主要的组成部分为系统服务器、充磁/消磁、RFID读写器等，利用馆内工作站中的具体设备可以实现对贴有射频（RFID）标签的图书文献进行自动化处理，如识别、查询、检索等[9]。

第七，通信自动化设备。智慧图书馆的通信自动化设备主要有数据传输设施、广域网、集成网络互换机、媒体通信系统及无线设备接入系统等。通过通信自动化设备实现图书馆的具体服务，这对于图书馆整体服务效果提升有显著意义[10]。

3.2 创设良好阅读环境

基于物联网实现智慧图书馆的服务架构，良好阅读环境的创设是一项非常重要的内容。就目前的社会实践来看，信息资源的增长速度是非常快的，在海量数据不断增长的大环境下，图书馆需要收集和处理的信息非常多。就传统的数字图书馆发展来看，“烟囱式IT建设模式”已经不能满足实际需要，因此在智慧图书馆平台建设和服务实现的过程中需要构建一个能够处理大数据且能够对分散异构数字资源进行整合的云计算技术平台[11]。云计算技术是一种基于互联网的计算方式，通过软件和硬件的协同设计形成具有虚拟特征的计算资源池、存储资源池和具有统一性的管理平台。并通过使用共享的软件和硬件对信息资源等进行处理。总的来讲，智慧图书馆信息服务平台可以对海量的数字资源等进行处理，而且可以保证数据处理的时效性。通过数据处理与整合实现图书馆的库库相连、网网相连，这样一来，读者在使用智慧图书馆的过程中可以基于智慧图书馆的跨时空特点获取阅读服务，读者的阅读需求会得到更大的满足。简言之，基于物联网的智慧图书馆通过服务架构为读者创设了比较好的阅读环境，使读者享受更加美好的阅读服务[12]。

3.3 打造个性阅读服务

基于物联网的智慧图书馆服务架构在搭建的过程中打造了个性化阅读服务。现阶段，关联主义和学习资源建设理念不断运用，这些理念的运用使得数字图书馆不断地转变，最终形成了智慧图书馆。就智慧图书馆的应用来看，其不受时间和空间限制，而且具备可移动性，能够提供海量的数字资源服务，而且其还能够实现人际网络交互聚集读者的集体智慧功能，这些功能为读者的个性化阅读服务等打下了基础。在Web2.0技术不断应用的大环境下，不断有图书馆进行个性化阅读服务的尝试，从尝试的结果来看，开设个性化阅读服务受到了大众的普遍好评，主要是因为个性化阅读服务的提供会让读者的阅读更加便捷，读者阅读的实效性会更加突出[13]。总的来讲，个性化阅读服务的打造是基于物联网的智慧图书馆服务架构搭建过程中一个非常重要的手段。