基于物联网的智能图书馆发展

甘肃政法学院

本科学年论文（设计）题目基于物联网的智能图书馆发展

信息工程学院院(系)信息管理与信息系统专业2013级本科班

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完成时间 2015 年 11 月

基于物联网的智能图书馆发展

摘要：随着信息技术的快速发展，物联网作为信息产业发展的又一次重大浪潮，为图书馆发展带来一系列深刻的变革，物联网技术的发展运用使图书馆工作发生了重大的改变。物联网技术可以实现馆舍智能化，工作高效化，服务人性化等优点，但在实际应用中必须解决感知节点的实现、大数据处理、技术标准、配套软件的研发、安全及成本方面等关键问题，以促进智能图书馆的发展。图书馆作为社会整体的一个重要组成部分，在物联网环境下发展创新，必将朝着智能图书馆的方向发展演进。

关键词：物联网；智能图书馆；发展

Development of Intelligent Library Based on Internet of

things

Abstract：With the rapid development of information technology, Internet of things as the development of information industry and a major, bring a series of profound changes for the library development, the development of the Internet of things technology used to make significant changes in the library work.Internet of things technology can realize intelligent premises, work more efficient and humanized service advantages, but in practical application must solve the key problems in the realization of sensor nodes, data processing, technical standards, and the supporting software research and development, safety, and cost aspects such as to promote the development of the intelligent library.Library as an important part of society as a whole, under the environment of Internet of things development and innovation, will be toward the direction of the intelligent library evolution.

Key words：Internet of things；Intelligent Library；Development

目录

第一章引言 (1)

1.1研究背景 (1)

1.1.1背景内容 (1)

第二章概述 (1)

2.1物联网概述 (1)

2.1.1起源 (1)

2.1.2定义 (2)

2.1.3用途范围 (2)

2.2智能图书馆概述 (2)

2.2.1定义 (3)

2.2.2优点 (3)

2.2.3发展现状 (3)

第三章智能图书馆发展的关键问题及其特点 (4)

3.1智能图书馆发展的关键问题 (4)

3.1.1感知节点技术 (4)

3.1.2海量数据的处理 (4)

3.1.3技术标准 (5)

3.1.4配套软件 (5)

3.1.5安全问题 (5)

3.1.6成本问题 (5)

3.2智能图书馆的特点 (6)

3.2.1馆舍智能化 (6)

3.2.2管理高效化 (6)

3.2.3服务人性化 (6)

第四章总结 (7)

致谢 (7)

参考文献 (8)

第一章引言

1.1研究背景

由于互联网技术，信息技术及云计算技术的迅速发展 ,使物联网成为当今社会的热点论题。物联网作为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，把智能家居、智能校园、智能城市等智能化理念融入到人们的学习、工作、生活等环境当中，图书馆作为社会生活的一个重要组成部分，必将因为物联网技术的发展运用而发生变革，基于物联网的智能图书馆发展成为了图书馆在未来的发展方向。

1.1.1背景内容

我国对物联网的研究和应用起步较早，美国、德国、日本、韩国等几个国家，已经出台了关于物联网基础设施建设的规划，并将物联网作为振兴经济新的增长点。目前，物联网技术已经广泛应用到智能城市、智能家居、智能物流、工业自动控制、智能交通、智能农业等众多领域，不仅产生了可观的经济效益，而且更是带动了相关产业的发展。在我国，温家宝总理在2009年8月视察无锡科技园时提出，“要在激烈的国际竞争中，迅速建立中国的传感信息中心或‘感知中国’中心”[1]。温总理的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商和多所大学在无锡建立了物联网研究院。2010年，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，从此掀开了物联网研究和应用的新篇章。

第二章概述

2.1物联网概述

2.1.1起源

1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。[2]早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络。随着信息技术的发展应用，物联网的内涵发生了

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变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只指基于RFID技术的物联网。

2.1.2定义

中国物联网校企联盟将物联网定义为当下几乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间，环境以及状态信息实时的实时共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。广义上说，当下涉及到信息技术的应用，都可以纳入物联网的范畴。[2]国际电信联盟( ITU)发布ITU互联网报告，对物联网做了如下定义：通过二维码识读设备、射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。根据以上信息对物联网有如下定义：物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。物联网是对物体具有全面感知能力，对信息具可靠传送和智能处理能力的连接物体与物体的信息网络。它具有智能性、泛在性和融合性等特征。

2.1.3用途范围

物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、多种照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等众多领域。

国际电信联盟于2005年的报告曾描绘“物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网在物流领域内的应用则比如：一家物流公司应用了物联网系统的货车，当装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还有剩余，告诉你轻重货怎样搭配；当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”，或者说“亲爱的，请你不要太野蛮，可以吗？”；当司机在和别人扯闲话，货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋，该发车了！”

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

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2.2智能图书馆概述

2.2.1定义

智能图书馆亦称为智慧图书馆，是把智能技术运用在图书馆建设之中形成的一种现代化建筑，是智能技术与数字图书馆的有机结合和创新发展，是在二者共同发展的基础上产生的，它具备两者的设计思想、基本要求、特征和功能。智慧图书馆=图书馆+物联网+云计算+智能化设备，它通过物联网来实现智能化的管理和服务，通过物联网智能感知技术的分析，利用无线射频自动识别（RFID）技术，让图书馆的建筑、设备资产、文献资源、以及读者服务等能够实时主动的获取相关数据，为图书馆工作人员提供一个智能化的管理平台，为读者提供一个无处不在的智能化的服务环境。

2.2.2优点

传统的图书馆图书管理消耗了大量的人力物力资源，为了提高工作效率、降低资源损耗，减少人力成本，提升服务品质，以物联网技术为支撑的智能图书管理应运而生。与传统的图书管理相比，智能图书管理最大限度地节约了人力物力资源，使图书管理更加智能化，工作更加高效化，服务更加人性化，并可对环境等因素做出及时判断与反映，大大提高了安全系数。

智能图书馆是在物联网技术环境下，运用多种智能技术把图书馆建设成一种现代化的智能设施。

2.2.3发展现状

物联网在图书馆中的应用,主要是基于射频识别（RFID）技术对馆藏进行智能管理。目前，随着物联网技术的发展，全新的物联网的RFID技术在图书馆可以使图书自助借还、盘点、查找、定位、顺架、分拣等一系列工作变得智能和高效，极大地提高了馆藏资源使用率和服务管理效率。从目前应用的现状看，RFID 技术在欧美等发达国家和地区已经较为广泛的应用，国内图书馆的物联网技术的应用起步较晚，但是发展速度很快，如国家图书馆、深圳图书馆、杭州图书馆、厦门集美大学图书馆、上海交通大学图书馆等的应用。2011年9月无锡建成我国首个真正意义上的物联网智能图书馆，该馆是以网络图书服务为主的开放型现代图书馆，可依托互联网技术通过计算机、手机、电子书等终端向读者提供随身便捷的服务，足不出户的“宅”族也能随时看书。图书馆中有限的区域内添置了不少智能元素，实现了24小时自助借还或者其它个性服务。现每年都会有一批图书馆应用物联网的RFID技术，其发展趋势锐不可挡。随着物联网技术不断的成熟与应用，未来的发展取决于物联网的技术进一步发展和完善。

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第三章智能图书馆发展的关键问题及其特点

3.1智能图书馆发展的关键问题

智能图书馆发展初期,主要技术RFID技术的应用成效显著。然而随着智能图书馆的进一步发展, 出现的一些问题：感知节点技术、海量数据的处理、技术标准、配套软件的开发、安全方面及成本问题，这些都是在物联网技术的智能图书馆的发展中急需解决的关键问题。

3.1.1感知节点技术

感知节点方面，在智能图书馆中，对图书、设备、人员、环境的感知是系统运行的首要步骤。在功能方面，一是图书等信息的采集能力，二是对信息要能存储、并且处理和通信。这些都需要传感器节点技术的支持而实现。而目前传感器网络中能够提供的信息感知节点种类和功能都比较有限，按照智能图书馆的功能需求，每一个感知节点不仅要具备采集信息的能力，还要有简单的存储、处理和通信的功能，这依赖于传感器节点技术的发展。另外，感知节点在数据传输过程中要有大量的网络带宽支持，网络规划和感知节点布局要相互配合。

感知技术是形成物联网的基础技术，该技术依靠传感器等主要器件，摄取物理信息的技术，对实际世界内容进行感知。在传感器的作用下，能够对其范围内物体的信息进行整合。其中，物体识别技术是以RFID技术为代表，RFID是一种无线通信技术，集合了无线通信、系统集成、标签封装等现代化技术，该技术是未来物联网应用发展的主要技术；位置识别技术相对成熟，它将全球定位系统作为代表；地理识别技术将地理信息系统作为代表，以空间数据库为基本，采用系统工程以及信息科学理论，对空间数据执行科学管理及综合式探讨。目前，这些技术都处于不断发展完善阶段中。

在物联网中，结点技术的使用，可以把图书馆内所有的资源和读者的通信协议进行交换和共享，读者不需要动身通过网络就能够完成。

3.1.2海量数据的处理

在信息处理方面，对海量数据信息的采集、分析和处理是智能图书馆在信息处理中的核心，是智能图书馆实现智能化管理与服务的根本。在智能图书馆中，物联网通过各种传感设备获取的数据具有海量、冗余、异构、高维、时间序列相关和空间位置分散等特点。对物联网海量数据的存储、预处理和挖掘是实际应用中面临的一个关键问题。这需要开发相关的信息处理平台，实现科学的数据表示、

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数据过滤及分析处理。因此，海量信息处理技术和数据挖掘技术在图书馆的应用急待深入研究。

3.1.3技术标准

技术标准方面，虽然物联网技术的发展十分迅速，但仍缺乏统一的技术标准。这给物联网技术快速发展下的智能图书馆建设带来许多问题。就RFID技术来说，目前世界上还没有形成统一的RFID技术标准，其中联系最为紧密的部分空中接口、RFID的数据编码格式及安全检测也是最为关注的一个标准问题，在世界各国不同的图书馆间RFID系统的不同，构成了各图书馆系统之间相互操作的障碍。

3.1.4配套软件

在物联网技术的发展中，物联网和图书馆管理系统通过相应的程序接口实现对接，必须要引入先进的设备。由于各个馆的实际应用系统存在差异，开发人员对图书馆的应用系统的特点并不是很了解，这就更需要开发人员和图书馆相关系统管理人员进行相互的合作，这样才能更好的开发出适合自己图书馆需求的配套软件。在用户对智能图书馆进行使用时，用户需要满意的服务，方便对信息资源进行查询和读取，物联网下图书馆系统功能应用软件的全面开发，可以满足用户对智能图书馆服务方面的需求。

3.1.5安全问题

在物联网技术环境下智能图书馆的构建过程中，图书馆RFID系统的安全模型是首要安全问题。物联网的开放架构本身潜伏着内在的安全隐患，如标签被复制窃取、随意扫描、篡改及伪造等；信息在通信中遭受干扰、窃取和拒绝服务等攻击，利用标签进行跟踪、定位，这些都是物联网本身存在的风险。以RFID标签为例，任意一个标签的标识(ID)或识别码都能在远程被任意地扫描，且标签自动地、不加区别地回应阅读器的指令并将其所存储的信息传输给阅读器，这就使得标签中所存储的大量信息很容易被泄露，RFID系统本身也容易受到安全威胁，如攻击者作为一个正常的读写器具有扫描标签的能力或者攻击者具有克隆标签的能力，即可改写标签的内容。随着信息技术的发展，互联网中不安全的因素也渗透到物联网中。目前，在智能图书馆领域大量的RFID安全认证被提出，图书馆文献资源管理的特点也对RFID安全协议提出了特殊的需求，因此图书馆 RFID 系统安全模型构建也成为了智能图书馆构建过程中的重要问题。

3.1.6成本问题

智能图书馆的构建，应考虑其成本问题。物联网系统中人与物、物与物相连，即使要实现局部的物联网，都需要巨额的资金投入。首先，虽然国内电子标签的

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价格有所下降，但考虑到图书馆藏量巨大，要完成全馆藏书RFID电子标签的改编，其成本非常高。其次。要组建庞大的网络系统和各种接入设备设施，投入也相当巨大。最后，实现各种传感器和智能系统的布局，需要对原有的馆舍进行一定的改造，同样也需要大量资金的投入。

3.2智能图书馆的特点

3.2.1馆舍智能化

基于物联网技术架构的图书馆馆舍，会成为一个结合故障分析、能耗管理、设施监控、物业管理的全面的智能化平台，可以完成对环境、安防、设施、照明等设备设施的智能化控制和统一的自动化管理。通过对图书馆中布置分布式传感网络，对室内各种信息进行及时的采集和监控，并对其相关数据进行智能化调整。另外，馆藏文献的自动定位、自动顺架、自动盘点以及无人值守的安防管理，无控制台的借阅和阅览服务，如影随形的地图导航服务以及基于读者位置的信息推送服务等都是馆舍智能化的表现。

3.2.2管理高效化

物联网技术在智能图书馆中的广泛应用，使得文献资源管理变得更加高效和便捷。首先，精简了文献采编工作。利用RFID技术代替以往的条形码，使图书馆管理人员在工作效率方面有很大的提升。由于RFID技术的不断发展，所有图书出版商在图书出厂时就附上射频识别标签，并通过《中国图书馆分类法》对图书采取分类。这样，文献采编人员只需要在RFID标签信息里加入馆藏地点信息，书刊便可进入流通环节。其次，实现书刊的准确快速上架与清点。RFID技术具有准确定位功能，系统可以自动实现所有图书的存放，严格依照提示信息进行上架与清点，能够有效减少出错率。最后，RFID技术还有利于读者自助借还图书，有效防止书刊丢失。如此，图书管理人员只需要对特殊状况进行处理，这样不仅减少了人力物力成本，提高了资源利用率，还减缓了图书馆人员的工作压力，让其有更充分的时间参与培训，公共服务等工作，这样不仅能够提升图书馆工作人员的整体素养，还能够提高图书馆的服务品质和核心竞争力。

3.2.3服务人性化

物联网的出现和快速发展，为图书馆服务方面的进一步拓展和创新提供了有力的技术支持。首先，在物联网环境下,图书馆利用RFID技术可以开展一系列自助服务，不受图书馆人员的干预，在开放的时间里，完全由读者自己完成自助办证、查询、借还、复印、打印、扫描、充值以及自助缴费等多种智能化的服务。其次，读者可以轻松运用不同手持设备通过RFID、WIFI、蓝牙等无线技术，实

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现对图书馆实体文献、服务场所、读者、馆员的智能查询和定位服务。最后，智能图书馆系统，对馆舍的一系列智能化管理，为广大读者提供一个舒适的学习环境，营造出良好的学习氛围，让读者拥有宾至如归的感受，同时也提升了学习效率。

物联网技术在图书馆中的运用，使图书馆馆舍变得智能化，管理变得高效化，图书馆对读者的服务更加人性化，为读者和图书管理者提供了更加便捷的条件。

第四章总结

近年来，随着信息技术的快速发展，物联网的出现为图书馆的发展注入了新的活力，基于物联网的智能图书馆正在崛起。尽管物联网技术下的智能图书馆发展迅速，但是目前也存在许多难题。面临的突出性问题急需解决，诸如馆舍感知节点的建设与布局、相关技术标准、配套软件的开发、建设成本及安全因素等方面的问题。但可喜的是我国已将物联网的发展提升为战略高度，同时国内外一些成功的应用案例也显现出物联网技术运用发展的广阔前景。我相信，随着信息科技的不断发展，物联网技术的发展完善及迅速推广运用，不久图书馆将真正进入智能化的新时代。

对基于物联网的智能图书馆发展的论述，即是在物联网技术环境下，对智能图书馆发展的探讨。首先简述了国内外物联网的发展现状和智能图书馆的发展背景。接着从起源、定义及其用途范围三方面对物联网进行概述，对智能图书馆从定义，与传统图书馆相比所具有的优点及其发展现状方面进行了概述。第三章从技术、安全及成本等几个方面论述智能图书馆发展的关键问题，这也是整篇最主要的论点。另外，还论述了物联网技术的智能图书馆在馆舍管理、工作效率和服务方面所体现出的特点。最后，对物联网技术环境下的智能图书馆的发展进行了总结性概述。

致谢

在此，首先感谢这篇论文《基于物联网的智能图书馆发展》的指导老师岳老师，非常感谢她在我完成此篇学年论文的时候给予的学术指导和写作意见，在百忙之中能不辞辛劳的抽出宝贵的时间进行指导。再次，感谢相关书籍的出版社和中国知网等网站，因为你们提供的相关资料信息，我才能更好的完成这篇论文。最后，感谢所有在我写作过程中提供帮助的其他人们。

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参考文献

[1]温家宝总理视察研究院[J].新华E观察,2010,8.

[2]物联网概念的起源及演变[J].中移物联网,2014,11.

[3]刘莹,赵云鹏.物联网环境下智能图书馆发展研究[J].民营科技,2014(7).

[4]许晶宇,祝森生.基于物联网的智能图书馆研究[J].农业图书情报学刊，

2015,27(3):97-99.

[5]杨丹,丁文伍.基于物联网技术的现代智能图书馆研究[J].高校图书馆工作，

2014,34(164):53-56.

[6]李峰,李书宁.基于物联网技术的智能图书馆发展研究[J].图书情报工作，2013,57（5）：

66-70.

[7]彭力.物联网技术概论[M].第2版.北京:航空航天大学出版社,2015-08:4-28.

[8]吴功宜,吴英.物联网工程导论[M].机械工业出版社,2012-7:1-35.

[9]董曦京等.图书馆RFID技术理论与实践[M].国家图书馆出版社,2013-08:12-64.

[10]彭力.无线射频识别(RFID)技术基础[M].北京:航空航天大学出版社,2012-9:13-59.

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本科生学年论文（设计）成绩表姓名专业班级

论文题目指定任选

指

导

教

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评

语

及

评

分

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主管院长签字________（盖公章）

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