楊立志

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基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的音樂院校智能圖書館建設(shè)

楊立志

浙江音樂學(xué)院圖書館技術(shù)部，浙江 杭州 310000

為解決圖書館服務(wù)結(jié)構(gòu)中存在書庫位置分散、館藏圖書種類及數(shù)量繁多，師生很難快速找到圖書的位置等問題，且圖書信息也不斷的變化中。利用先進的RFID無線射頻識別技術(shù)，針對音樂類院校師生需要快速查找音樂類樂譜的需求，通過PC終端，音樂學(xué)院師生首先可以獲得此書在圖書館書庫中的位置信息，并可以查找圖書的相關(guān)書目的具體信息。通過自主研發(fā)的實踐途徑，能夠更深刻地認清當(dāng)前RFID 技術(shù)在音樂類圖書館的應(yīng)用。通過在同行間更開放、全方位地展示研究成果，以共建共知共享的形式，促進深層次的學(xué)習(xí)交流。

物聯(lián)網(wǎng)；音樂學(xué)院；智能圖書館

在圖書館服務(wù)結(jié)構(gòu)中，存在書庫位置分散、館藏圖書種類及數(shù)量繁多，師生很難快速找到圖書的位置等問題。特別對于新生來說，更是無從下手。因此，過去常用的圖書管理方法現(xiàn)在來看確實很難做到非常全面、準(zhǔn)確地管理圖書館里面的各類圖書資源。[1］在此基礎(chǔ)上我們提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的音樂院校智能圖書館建設(shè)方案，并給出重要部分的實施方案，例如信息的讀取與傳輸。引入基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建設(shè)方案后，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對圖書館圖書的信息資源的高效、便捷管理，而且還能為師生的服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)模式提供一種全新的理念。[2]物聯(lián)網(wǎng)已成為當(dāng)今世界新一輪經(jīng)濟和科技發(fā)展戰(zhàn)略制高點之一，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)對于促進經(jīng)濟發(fā)展和社會進步具有重要的現(xiàn)實意義，國家高度重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，工信部制訂了我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展“十二五”規(guī)劃，設(shè)立并組織實施物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展專項，對物聯(lián)網(wǎng)投入巨大的發(fā)展專項基金。[2-3］

RFID無線射頻識別技術(shù)中的RFID識別多標(biāo)簽的能力強，耐久性和搞數(shù)據(jù)污染能力強，具有可以長距離地讀取、穿透性以及可反復(fù)使用的特點。相比于其他技術(shù)，數(shù)據(jù)識別在書庫管理中的應(yīng)用具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。針對音樂類院校師生需要快速查找音樂類樂譜的需求，通過手機、電腦等終端，音樂學(xué)院師生馬上就可以獲得想要查找的圖書的具體信息，比如書的存放位置。其次通過菜單選擇，音樂學(xué)院師生還可以將感興趣的音樂類圖書的方位信息下載到隨身的移動設(shè)備上，直接獲取音樂類圖書的書目及方位信息，解決音樂學(xué)院師生找不到圖書的困境。音樂學(xué)院圖書管理員使用掃描器進行書架掃描，可以發(fā)現(xiàn)不屬于這個書架的書籍，方便音樂學(xué)院圖書館管理人員調(diào)整書架。此外，方便音樂學(xué)院圖書館進行資產(chǎn)清查。RFID里有一個盤存設(shè)備，在設(shè)備旁邊掃描一遍，可根據(jù)事先設(shè)定的音樂學(xué)院圖書分類，自動產(chǎn)生或人工選擇產(chǎn)生盤點任務(wù)表。音樂學(xué)院圖書館理員使用手持式閱讀器掃描圖書標(biāo)簽進行圖書的信息和采集，獲取圖書相應(yīng)的書庫位置信息，清點圖書的具體數(shù)量，定位出圖書明確的擺放位置等，上傳數(shù)據(jù)，與系統(tǒng)庫存列表進行對比，若有誤及時修正，確認一切無誤后生成盤點匯總表，上傳至系統(tǒng)，以供備用查詢。

隨著我國科技的飛速發(fā)展，特別是信息技術(shù)對圖書館圖書管理具有巨大的促進作用，目前音樂學(xué)院圖書館普遍采用了書本中安放條形碼然后經(jīng)過門禁時發(fā)出報警這種方式對圖書進行管理，這種管理方式的優(yōu)點是成本低，簡化了借閱手續(xù)，提高了效率，缺點是對圖書的智能化程度不高，如果書本被亂放就不能快速識別出圖書的具體位置。[4］從音樂學(xué)院圖書館管理的方向來看， 條形碼容易被讀者損壞，如果放置的環(huán)境潮濕容易受潮，可讀性比較低，不支持多信息的識別，比如圖書的定位信息。受條形碼這樣的特性制約，一般情況下只能采用圖書館理員來手工排架，排架的效率就會很低。[5］

2005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”（Internet of Things）的概念。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)信息科技與移動通信網(wǎng)絡(luò)之后的信息化產(chǎn)業(yè)的新方向，是繼互聯(lián)網(wǎng)之后的第四代計算模式，代表了下一代信息發(fā)展技術(shù)，被稱為下一個萬億級產(chǎn)業(yè)，其價值在于讓物體也擁有了“智慧”，從而實現(xiàn)人與物、物與物之間的溝通。[6］

國外和國內(nèi)的圖書館在應(yīng)用 RFID 技術(shù)的實踐和研究過程中，認為其不足之處主要體現(xiàn)在成本、標(biāo)準(zhǔn)、傳輸、定位等方面。針對 RFID 技術(shù)在音樂學(xué)院圖書館的不足之處，有些學(xué)者及機構(gòu)開展了 RFID 圖書館自主研發(fā)方面的研究。[7］上海交通大學(xué)的陳嘉懿認為當(dāng)前國內(nèi)大多數(shù) RFID 應(yīng)用局限在傳統(tǒng)“拿來即用”的應(yīng)用模式，并不算成功，主張圖書館應(yīng)該以聯(lián)盟的創(chuàng)新應(yīng)用模式來主動選擇 RFID 技術(shù)，打破商業(yè)的技術(shù)壟斷，為將來的智能音樂學(xué)院圖書館建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。[8］但是RFID系統(tǒng)在工作的時候會出現(xiàn)多個讀寫器和多個標(biāo)簽同時發(fā)送信號的情況，必須對其進行優(yōu)化。如何通過融合Wi-Fi傳輸?shù)燃夹g(shù)接入網(wǎng)關(guān)，最終達到用戶終端是個難點。

浙江音樂學(xué)院圖書館的智能化建設(shè)雖正在起步階段，但是距離浙江杭州云棲小鎮(zhèn)只有6?km。2015年阿里云開發(fā)者大會正式更名為“云棲大會”，并且永久落戶西湖區(qū)云棲小鎮(zhèn)。其云棲小鎮(zhèn)已累計引進包括阿里云、富士康科技、Intel、中航工業(yè)、銀杏谷資本、華通云數(shù)據(jù)、數(shù)夢工場、洛可可設(shè)計集團在內(nèi)的各類企業(yè)433家，智能化氛圍比較好。在好的環(huán)境下，我校圖書館智能化建設(shè)已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，建設(shè)成了自助借還機、智能化圖書感應(yīng)設(shè)備、智能學(xué)習(xí)空間，在浙音講堂的基礎(chǔ)上，引進優(yōu)秀音樂類慕課欄目。與各系部建立聯(lián)系，鼓勵系部教師與學(xué)生參與到圖書館慕課欄目的建設(shè)，提供更多高品質(zhì)的教學(xué)素材。不斷加強圖書館利用先進技術(shù)的國際化視野。但是音樂學(xué)院圖書館書架個性化的管理服務(wù)還有待進一步提升，對音樂學(xué)院圖書館信息化系統(tǒng)進一步的二次開發(fā)和服務(wù)還有待加強，例如通過簡單的分類排架設(shè)定以及自定義的地圖來對圖書進行圖形定位。

本項目利用感知層的關(guān)鍵技術(shù)，主要是無線傳輸技術(shù)融合技術(shù)。感知層利用了傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)等，能夠通過各種各樣的集成化的微型的傳感器的協(xié)作實時監(jiān)測、感知和采集各種書庫環(huán)境中的圖書的具體信息，并通過嵌入式的系統(tǒng)對獲知的圖書信息進行處理，通過學(xué)校的無線通信網(wǎng)絡(luò)將得到的圖書信息傳送到接收服務(wù)器后臺和接入網(wǎng)關(guān)，最終到達用戶的手機、計算機等終端，從而真正實現(xiàn)“無處不在”的物聯(lián)網(wǎng)的理念。在圖書信息傳遞過程中，防碰撞算法是RFID的核心技術(shù)之一，也是難點之一。 RFID系統(tǒng)在工作的時候會出現(xiàn)多個讀寫器和多個標(biāo)簽同時發(fā)送信號的情況，這樣就會使讀寫器間或電子標(biāo)簽間出現(xiàn)信號干擾，我們把這種干擾叫著碰撞或沖突。本項目著重對RFID防碰撞算法進行研究，對其進行優(yōu)化并提出一種新的算法，并進行實際的智能系統(tǒng)的測試。現(xiàn)在的RFID主要是用來識別，定位很難。尤其在圖書是如此密集存放的情況下，信號源干擾很強，基本上是不知道書的位置的。這需要手工去一層一層地掃描，才能知道書所屬的層號。有的學(xué)校買自動車來代替人工掃描，但意義不大。因為圖書館是流動的，不可能關(guān)著門盤點。有一種書架其實就是把“掃碼”設(shè)置裝在，可以不用人工掃描，書架自動收集圖書信息，但這種書架造架貴。掃描器裝在書架上是可以的，但是由于感應(yīng)距離限制，要裝很多[9］

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的音樂院校智能系統(tǒng)由三部分組成：第一個是師生的查詢終端，可以是音樂學(xué)院校園網(wǎng)內(nèi)的任何一臺 PC，也可是師生的移動通信設(shè)備。通過融合學(xué)校的Wi-Fi傳輸技術(shù)，音樂學(xué)院師生利用查詢終端可以查找并獲得圖書的相關(guān)書目的具體信息，比如圖書的名稱、編號、圖書在書庫中的具體位置。其次，音樂學(xué)院師生還可以將自己特別感興趣圖書的具體方位信息下載到手機或者iPad上。第二個是圖書信息管理數(shù)據(jù)庫，就是傳統(tǒng)的圖書管理數(shù)據(jù)庫。比如一般圖書館對接的是匯文的管理系統(tǒng)，其主要功能是從管理系統(tǒng)中讀出館藏圖書及師生的相關(guān)信息，并對師生的身份信息進行認證等。第三個是定位服務(wù)器，具體存放圖書的定位信息[10]。管理圖書的定位跟蹤系統(tǒng)包括RFID 閱讀器、RFID 標(biāo)簽和定位服務(wù)器。為了試驗，先把書庫范圍縮小，針對浙江音樂音樂圖書館的一個書庫，例如藝術(shù)書庫中抽取幾本樣書都貼上一個 RFID 標(biāo)簽。在圖書館的館藏范圍設(shè)置幾個固定式的閱讀器，以此確定圖書館中的圖書的位置信息。每個固定的閱讀器按照時間序列查找本范圍中的圖書，并將獲得的圖書標(biāo)簽信息傳送給定位服務(wù)器。此外，定位服務(wù)器還要負責(zé)對每個固定閱讀器的工作情況進行監(jiān)控和管理，如果發(fā)現(xiàn)工作異常等問題及時發(fā)出警報。[11]根據(jù)感知層，即以射頻識別（RFID）、傳感器為主，融合Wi-Fi傳輸?shù)燃夹g(shù)，在算法、安全性等方面開拓出創(chuàng)新點，并在C/S架構(gòu)系統(tǒng)管理軟件中對該算法及安全性進行實現(xiàn)。音樂學(xué)院圖書館的圖書數(shù)據(jù)的采集主要通過優(yōu)選感知層關(guān)鍵技術(shù)并設(shè)計框架結(jié)構(gòu)研究方案而獲取信息數(shù)據(jù)，為下一步的數(shù)據(jù)處理和平臺計算提供數(shù)據(jù)；RFID最新優(yōu)化防碰撞算法及安全加密方法可以結(jié)合各種數(shù)學(xué)模型及圖書數(shù)據(jù)進行加密，從而加強數(shù)據(jù)安全管理。融合Wi-Fi傳輸技術(shù)，由音樂學(xué)院現(xiàn)成的學(xué)校網(wǎng)絡(luò)建立一個Wi-Fi熱點。Wi-Fi是一種基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有傳輸速度快?？箶?shù)據(jù)干擾能力強的特點，而且為了保證通信的安全，網(wǎng)絡(luò)采用WPA2加密方式，將Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分成數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和用戶層。數(shù)據(jù)層能更精確地傳遞各類圖書的信息數(shù)據(jù)；服務(wù)層作為中心層，聯(lián)接數(shù)據(jù)層和用戶層，并提供各類需求信息請求相關(guān)的圖書數(shù)據(jù)；用戶層采用一個無線終端接收設(shè)備，以便接收信號。三層結(jié)構(gòu)保證數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性和速度性。通過嵌入式系統(tǒng)對信息進行處理，并通過融合Wi-Fi傳輸?shù)燃夹g(shù)接入網(wǎng)關(guān)，最終到達用戶終端，在C/S架構(gòu)系統(tǒng)管理軟件中對算法進行比較研究并實現(xiàn)圖書館數(shù)字化建設(shè)。音樂學(xué)院圖書管理員根據(jù)音樂學(xué)院圖書館入庫清單檢查圖書清單，將圖書裝入手推車中，用RFID手持式閱讀器修改圖書標(biāo)簽信息，記錄圖書入庫產(chǎn)品的名稱、種類、入庫時間、入庫批次、質(zhì)量狀況、入庫數(shù)量、入庫經(jīng)辦人和圖書代碼等信息，以便查詢。利用先進的RFID無線射頻識別技術(shù)，方便師生借閱、查找圖書，師生還可以通過手機、iPad等各種移動端，將師生通過認證過的個人信息和想要查找的圖書信息直接發(fā)送給圖書查詢服務(wù)器，從而直接獲取圖書的書目及具體的方位信息，圖書管理員使用掃描器進行書架掃描，可以發(fā)現(xiàn)哪本圖書不屬于這個書架，從而方便圖書管理人員調(diào)整各個書庫的書架[11]。

面對新技術(shù)的不斷更新，音樂學(xué)院圖書館如何能適應(yīng)未來的發(fā)展，更加理性地分析思考，不受商家營銷的左右，不淪為商家新品的實驗地，如何重用現(xiàn)有的資源來實現(xiàn)更為合理的漸近式轉(zhuǎn)變，這很值得音樂學(xué)院圖書館界思考。通過自主研發(fā)的實踐途徑，能夠更深刻地認清當(dāng)前RFID技術(shù)在音樂學(xué)院圖書館的應(yīng)用。通過在音樂學(xué)院同行間更開放、全方位地展示研究成果，以共建共知共享的形式，促進深層次的學(xué)習(xí)交流。自主研發(fā)及深度交流，這對圖書館向 RFID 圖書館轉(zhuǎn)換的過程中，在商業(yè)產(chǎn)品選型、經(jīng)費預(yù)算及業(yè)務(wù)重組等方面具有指導(dǎo)意義。

[1]張敏.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的圖書管理系統(tǒng)構(gòu)建[J].河南理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，31（3）：326-329.

[2]吳瑋.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和在安防領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2012（16）：112-113.

[3]佚名.2011年中國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展：得失相隨喜憂參半[J].金卡工程，2011（11）：24-26.

[4]張榮勤.基于物聯(lián)網(wǎng)的圖書館管理系統(tǒng)設(shè)計[J].中華醫(yī)學(xué)圖書情報雜志，2011，20（9）：58-60.

[5]蔣勝山.基于RFID的圖書管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].大連：大連理工大學(xué)，2007.

[6]邵莉娟，葉宏信.物聯(lián)網(wǎng)：影響圖書館的第四代技術(shù)[J].圖書與情報，2010（2）：90-92.

[7]廖佳杰，張麗.圖書館可應(yīng)用的射頻識別技術(shù)專利介紹[J].圖書情報通信，2010（3）：50-52.

[8]葉龍.RFID技術(shù)在圖書館管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].上海商學(xué)院學(xué)報，2010，11（1）：28-30.

[9]基于物聯(lián)網(wǎng)的RFID在數(shù)字化校園中的智能圖書館的應(yīng)用[J].發(fā)明與創(chuàng)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.

本文為浙江音樂學(xué)院科研課題，編號：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