基于物聯(lián)網(wǎng)的高校外語(yǔ)智慧圖書(shū)館建設(shè)與應(yīng)用

　　要 ：隨著時(shí)代發(fā)展，高校圖書(shū)館面臨技術(shù)提升、服務(wù)優(yōu)化、職能擴(kuò)充等多項(xiàng)挑戰(zhàn)。在此過(guò)程中，可考慮充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)以讀者為中心的智慧圖書(shū)館。以北京第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)院外文圖書(shū)館建設(shè)為研究對(duì)象，研究分析 RFID、人臉識(shí)別、大數(shù)據(jù)分析、移動(dòng)預(yù)約等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建設(shè)智慧外文分館中的應(yīng)用?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)的智慧圖書(shū)館具有可操作性強(qiáng)、可提升服務(wù)質(zhì)量、增強(qiáng)讀者滿意度、提高圖書(shū)資源的利用率等優(yōu)勢(shì)。

　　本文源自白娟， 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 發(fā)表時(shí)間：2021-06-20《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》雜志是經(jīng)國(guó)家新聞出版總署批準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)科技期刊。雜志為月刊，每月20日出版，現(xiàn)已是中國(guó)核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊，中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫(kù)收錄期刊，中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)收錄期刊，龍?jiān)磭?guó)際期刊網(wǎng)全文收錄期刊，中國(guó)科技論文在線收錄期刊。

　　關(guān)鍵詞 ：物聯(lián)網(wǎng) ;RFID ;人臉識(shí)別 ;智能門(mén)禁 ;用戶(hù)分析 ;智慧圖書(shū)館

　　0 引 言

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展給各行各業(yè)帶來(lái)了新的應(yīng)用和體驗(yàn)，尤其以 RFID 為代表的信息傳感技術(shù)，促進(jìn)了大量物品的連接和擴(kuò)展，形成物物互聯(lián)、萬(wàn)物互聯(lián)的局面。而高校圖書(shū)館作為校內(nèi)重要的文化載體機(jī)構(gòu)，面臨資源量大、管理難度大、人力成本高等問(wèn)題，需要利用物聯(lián)網(wǎng)、智能化等技術(shù)建立新型智慧圖書(shū)館，使圖書(shū)館成為重要的文化育人基地。

　　1 現(xiàn)狀研究

　　北京第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)院圖書(shū)館建于 1964 年，現(xiàn)有藏書(shū) 120 萬(wàn)余冊(cè)，電子圖書(shū) 108 萬(wàn)余冊(cè)，數(shù)據(jù)庫(kù) 70 余個(gè)。2019 年，為加快學(xué)校機(jī)構(gòu)改革建設(shè)，學(xué)校將原圖書(shū)館與原教育技術(shù)中心合并，成立新的教學(xué)服務(wù)機(jī)構(gòu)—網(wǎng)絡(luò)與信息中心(圖書(shū)館)，對(duì)內(nèi)作為一個(gè)教輔機(jī)構(gòu)，承擔(dān)兩項(xiàng)重要保障職能 ：信息服務(wù)與圖書(shū)資源服務(wù)，對(duì)外保留圖書(shū)館文化交流功能。

　　新機(jī)構(gòu)成立后，為體現(xiàn)外語(yǔ)院校學(xué)科特點(diǎn)，提供優(yōu)良的外語(yǔ)學(xué)科圖書(shū)資源服務(wù)，學(xué)校在現(xiàn)有的人文樓西配樓一層建設(shè)了學(xué)校第一個(gè)學(xué)科主題分館—外文分館，集中學(xué)校大部分非通用語(yǔ)種書(shū)籍，著重提供非通用語(yǔ)圖書(shū)資源，包括德語(yǔ)、法語(yǔ)、西班牙語(yǔ)、意大利語(yǔ)、葡萄牙語(yǔ)、俄語(yǔ)、捷克語(yǔ)、阿爾巴尼亞語(yǔ)、波蘭語(yǔ)、塞爾維亞語(yǔ)等小語(yǔ)種圖書(shū)資源。通過(guò)統(tǒng)籌館舍空間布局，建設(shè)了與主館相呼應(yīng)的外文分館，形成了“南北雙空間”的閱覽格局。外文分館充分利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建設(shè)以讀者為中心的新型智慧圖書(shū)館。

　　2 系統(tǒng)架構(gòu)

　　利用人臉識(shí)別以及物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別等技術(shù)，從圖書(shū)盤(pán)點(diǎn)、圖書(shū)查找、自助借還書(shū)、圖書(shū)門(mén)禁等方面，優(yōu)化圖書(shū)管理與借閱流程 ;利用移動(dòng)互聯(lián)以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)，分析使用數(shù)據(jù)，優(yōu)化入館流程，推薦相關(guān)學(xué)科資源，形成讀者分析與數(shù)字資源使用報(bào)告。具體系統(tǒng)架構(gòu)如圖 1 所示。

　　3 系統(tǒng)建設(shè)與實(shí)現(xiàn)

　　3.1 智能門(mén)禁系統(tǒng)

　　智能門(mén)禁系統(tǒng)依托現(xiàn)有校園網(wǎng)，與一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)接，通過(guò)調(diào)用一卡通接口訪問(wèn)一卡通中間數(shù)據(jù)庫(kù)，將讀者數(shù)據(jù)包括讀者卡片的物理卡號(hào)、讀者學(xué)號(hào)、讀者姓名、讀者類(lèi)型、卡片有效期及卡狀態(tài)同步更新到門(mén)禁系統(tǒng)。門(mén)禁系統(tǒng)根據(jù)一卡通狀態(tài)，判斷用戶(hù)是否可以入館，從而進(jìn)行放行或拒絕。

　　3.2 人臉識(shí)別系統(tǒng)

　　采用人臉識(shí)別技術(shù)可實(shí)現(xiàn)刷臉入門(mén)、刷臉借還書(shū)等功能。在門(mén)禁系統(tǒng)中嵌入人臉識(shí)別模塊，終端采用 7 英寸彩色顯示屏、Windows 7 操作系統(tǒng)、4 核單核 2.0 GHz 處理器進(jìn)行驗(yàn)證，其中人臉識(shí)別模塊內(nèi)置 200 萬(wàn)高清攝像頭，可在強(qiáng)光及背光強(qiáng)烈等惡劣光照情況下，主動(dòng)抓拍人臉。

　　人臉識(shí)別系統(tǒng)與門(mén)禁系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)交互方式對(duì)接，即人臉驗(yàn)證成功后，將人臉綁定的學(xué)工號(hào)傳入門(mén)禁系統(tǒng)，由門(mén)禁系統(tǒng)驗(yàn)證該賬號(hào)在門(mén)禁系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的有效期、狀態(tài)以及是否重復(fù)刷卡，驗(yàn)證成功后即可通行，通行數(shù)據(jù)寫(xiě)入門(mén)禁系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。人臉庫(kù)容量支持 20 萬(wàn)張以上，同時(shí)與學(xué)校現(xiàn)有人臉庫(kù)無(wú)縫對(duì)接。

　　3.3 RFID 圖書(shū)管理系統(tǒng)

　　根據(jù)工作頻率的不同，RFID 系統(tǒng)可分為低頻(125 ～ 134.2 kHz)、 高 頻(13.56 MHz)、 超高頻(850 ～ 910 MHz)以及微波(2.45 GHz 及以上)等工作模式。我校建設(shè)的 RFID 圖書(shū)系統(tǒng)采用高頻段 RFID，其主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)讀取速度快、電子標(biāo)簽壽命長(zhǎng)、安全保密性好，確保了圖書(shū)管理系統(tǒng)的安全高效。采用 RFID 圖書(shū)管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)圖書(shū)盤(pán)點(diǎn)、圖書(shū)查詢(xún)定位、錯(cuò)架統(tǒng)計(jì)、圖書(shū)分層掃描等多項(xiàng)業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化，提高圖書(shū)管理效率。

　　3.4 讀者行為分析

　　通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，外文分館管理后臺(tái)可進(jìn)一步分析用戶(hù)數(shù)據(jù)，包括入館情況統(tǒng)計(jì)、檢索信息統(tǒng)計(jì)、借閱統(tǒng)計(jì)、下載資源統(tǒng)計(jì)等，從而更好地掌握用戶(hù)使用習(xí)慣，了解用戶(hù)使用偏好，提供個(gè)性化閱讀服務(wù)。通過(guò)進(jìn)一步數(shù)據(jù)挖掘分析，可以形成讀者行為檔案以及資源使用報(bào)告，有利于了解圖書(shū)資源利用情況，規(guī)劃資源采購(gòu)重點(diǎn)，有的放矢。利用數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)決策，進(jìn)而準(zhǔn)確定位讀者需求以及館務(wù)建設(shè)重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。入館讀者身份統(tǒng)計(jì)如圖 2 所示。數(shù)字資源使用情況統(tǒng)計(jì)如圖 3 所示。

　　3.5 自助服務(wù)系統(tǒng)

　　利用自助設(shè)備結(jié)合 RFID 技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)讀者的自助借還書(shū)服務(wù)。自助服務(wù)子系統(tǒng)采用圖書(shū)自助借還機(jī)實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)為電容式 27 英寸觸摸屏，可實(shí)現(xiàn) 10 冊(cè)之內(nèi)的圖書(shū)手續(xù)辦理，具備借書(shū)、還書(shū)以及續(xù)借功能，可實(shí)現(xiàn)一卡通借還、NFC 借還、刷臉借還等多種借還方式。

　　采用自助借還設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)讀取圖書(shū)信息和用戶(hù)個(gè)人信息，判斷用戶(hù)借閱資格，如不存在拖欠款、不存在到期未歸還等情況，則可以辦理圖書(shū)借閱。在歸還圖書(shū)時(shí)，需確認(rèn)用戶(hù)借閱記錄與圖書(shū)相匹配，即可完成圖書(shū)歸還。

　　3.6 移動(dòng)互聯(lián)服務(wù)

　　采用移動(dòng)互聯(lián)服務(wù)可實(shí)現(xiàn)微信預(yù)約入館、微信二維碼讀者證生成、電子資源在線查詢(xún)等功能。通過(guò)微信服務(wù)平臺(tái)生成二維碼讀者證，通過(guò)二維碼讀者證可直接訪問(wèn)查詢(xún)電子資源，登錄自助借還書(shū)機(jī)等相關(guān)設(shè)備，進(jìn)行借書(shū)、還書(shū)、預(yù)借、續(xù)借等一系列圖書(shū)借閱流程。

　　通過(guò)微信服務(wù)平臺(tái)，讀者可將個(gè)人圖片上傳至人臉識(shí)別系統(tǒng)庫(kù)中，使用人臉識(shí)別登錄自助借還書(shū)機(jī)、預(yù)約取書(shū)柜等設(shè)備，無(wú)需實(shí)體證登錄，方便快捷。

　　4 應(yīng)用情況分析

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校圖書(shū)館的應(yīng)用，核心是 RFID 技術(shù)及人工智能技術(shù)。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，外文分館具備獨(dú)立為讀者提供信息資源服務(wù)的能力，同時(shí)與現(xiàn)有圖書(shū)業(yè)務(wù)系統(tǒng)協(xié)同工作。目前，外文分館已完成藏書(shū) 1.2 萬(wàn)余冊(cè)，包含 3 個(gè)閱覽室，有西班牙語(yǔ)、葡萄牙語(yǔ)、朝鮮語(yǔ)、意大利語(yǔ)、波蘭語(yǔ)、匈牙利語(yǔ)、捷克語(yǔ)、拉脫維亞語(yǔ)、塞爾維亞語(yǔ)、羅馬尼亞語(yǔ)、立陶宛語(yǔ)、斯洛伐克語(yǔ)、保加利亞語(yǔ)等 16 個(gè)語(yǔ)種，有效提升了場(chǎng)館的文獻(xiàn)信息服務(wù)能力。

　　4.1 提高圖書(shū)管理效率，簡(jiǎn)化服務(wù)流程

　　采用 RFID 圖書(shū)標(biāo)簽，標(biāo)簽讀取提升到每秒 20 個(gè)標(biāo)簽的速率，圖書(shū)管理效率大大提高。另外，由于 RFID 標(biāo)簽無(wú)障礙性(相對(duì))、無(wú)方向性、不易污染性和高速性，極大簡(jiǎn)化了圖書(shū)的借閱和歸還流程，使圖書(shū)的借閱和歸還速率得以提高，使圖書(shū)在相同的時(shí)間內(nèi)流通次數(shù)增加，可以為更多讀者服務(wù)，提高了圖書(shū)的利用效率。

　　4.2 采用自助服務(wù)，提高工作效率

　　采用自助設(shè)備將圖書(shū)借閱、圖書(shū)歸還、讀者信息查詢(xún)等多項(xiàng)服務(wù)通過(guò)自助服務(wù)終端提供給讀者，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的軟件界面幫助讀者在無(wú)人指導(dǎo)情況下自助完成相關(guān)業(yè)務(wù)，極大地提高了圖書(shū)館工作效率，同時(shí)也避免了圖書(shū)館讀者過(guò)多而導(dǎo)致的服務(wù)質(zhì)量下降問(wèn)題。通過(guò)自助服務(wù)提高服務(wù)效率，節(jié)約讀者時(shí)間，從而提高讀者滿意度。

　　4.3 定位迅捷方便，快速找到圖書(shū)

　　應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)對(duì) RFID 標(biāo)簽的讀取查詢(xún)，可以在極短時(shí)間內(nèi)定位圖書(shū)所在位置，幫助讀者快速找到圖書(shū)位置。另外，無(wú)線射頻技術(shù)幫助館員輕松完成上架、順架、盤(pán)點(diǎn)、查找等繁瑣的工作，使圖書(shū)盤(pán)點(diǎn)和上架效率大大提高，節(jié)約館員工作時(shí)間，提高服務(wù)質(zhì)量。

　　4.4 滿足個(gè)性化服務(wù)

　　以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧圖書(shū)館，可充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提供數(shù)據(jù)分析報(bào)告，對(duì)于讀者關(guān)注的圖書(shū)或數(shù)字資源進(jìn)行定向推送，滿足各類(lèi)讀者的個(gè)性化需求。

　　4.5 提高防盜系統(tǒng)的安全性

　　以往圖書(shū)館防盜機(jī)制為 ：圖書(shū)歸還和上架之前要經(jīng)過(guò)上磁處理，借出時(shí)則要進(jìn)行消磁處理，圖書(shū)被非法帶出時(shí)則鳴響報(bào)警。這種充磁、消磁的方式有時(shí)存在不準(zhǔn)確、非法被帶出時(shí)不記錄的情況。在采用基于物聯(lián)網(wǎng)的圖書(shū)管理系統(tǒng)后，將防盜系統(tǒng)與圖書(shū)流通管理系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，記錄每本圖書(shū)的進(jìn)出庫(kù)歷史記錄，使數(shù)據(jù)可查可追溯。同時(shí)，智能門(mén)禁支持在線和離線報(bào)警功能，并可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，節(jié)約人力資源。

　　4.6 遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)各設(shè)備和應(yīng)用狀態(tài)的及時(shí)查看

　　通過(guò)搭建智慧圖書(shū)館應(yīng)用和管理平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各設(shè)備的遠(yuǎn)程管理，及時(shí)了解設(shè)備工作狀態(tài)。在館員工作站上可實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽轉(zhuǎn)換、標(biāo)簽檢驗(yàn)、圖書(shū)借還操作、讀者證初始化以及用戶(hù)管理等功能，方便館員進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作。

　　5 結(jié) 語(yǔ)

　　通過(guò)智慧外文分館的建設(shè)，有效提升了圖書(shū)館的信息化工作水平，實(shí)現(xiàn)了門(mén)禁與安全門(mén)的聯(lián)動(dòng)、讀者無(wú)障礙入館、人臉識(shí)別入館、自動(dòng)借閱等功能。利用無(wú)線射頻(RFID)技術(shù)實(shí)現(xiàn)在架圖書(shū)的三維定位，為圖書(shū)盤(pán)點(diǎn)提供了便利條件 ;利用移動(dòng)互聯(lián) + 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)微信圖書(shū)借閱以及用戶(hù)數(shù)據(jù)分析。從根本上實(shí)現(xiàn)了實(shí)體空間和虛擬空間的融合，有效增強(qiáng)了圖書(shū)館和讀者之間的黏性互動(dòng)，提升了圖書(shū)館的文獻(xiàn)資源服務(wù)能力。