基于物聯網的高校外語智慧圖書館建設與應用

　　要 ：隨著時代發展，高校圖書館面臨技術提升、服務優化、職能擴充等多項挑戰。在此過程中，可考慮充分利用物聯網技術，建設以讀者為中心的智慧圖書館。以北京第二外國語學院外文圖書館建設為研究對象，研究分析 RFID、人臉識別、大數據分析、移動預約等物聯網技術在建設智慧外文分館中的應用。基于物聯網技術建設的智慧圖書館具有可操作性強、可提升服務質量、增強讀者滿意度、提高圖書資源的利用率等優勢。

　　本文源自白娟， 物聯網技術 發表時間：2021-06-20《物聯網技術》雜志是經國家新聞出版總署批準的物聯網專業科技期刊。雜志為月刊，每月20日出版，現已是中國核心期刊(遴選)數據庫收錄期刊，中國學術期刊網絡出版總庫收錄期刊，中文科技期刊數據庫收錄期刊，龍源國際期刊網全文收錄期刊，中國科技論文在線收錄期刊。

　　關鍵詞 ：物聯網 ;RFID ;人臉識別 ;智能門禁 ;用戶分析 ;智慧圖書館

　　0 引 言

　　物聯網技術的迅速發展給各行各業帶來了新的應用和體驗，尤其以 RFID 為代表的信息傳感技術，促進了大量物品的連接和擴展，形成物物互聯、萬物互聯的局面。而高校圖書館作為校內重要的文化載體機構，面臨資源量大、管理難度大、人力成本高等問題，需要利用物聯網、智能化等技術建立新型智慧圖書館，使圖書館成為重要的文化育人基地。

　　1 現狀研究

　　北京第二外國語學院圖書館建于 1964 年，現有藏書 120 萬余冊，電子圖書 108 萬余冊，數據庫 70 余個。2019 年，為加快學校機構改革建設，學校將原圖書館與原教育技術中心合并，成立新的教學服務機構—網絡與信息中心(圖書館)，對內作為一個教輔機構，承擔兩項重要保障職能 ：信息服務與圖書資源服務，對外保留圖書館文化交流功能。

　　新機構成立后，為體現外語院校學科特點，提供優良的外語學科圖書資源服務，學校在現有的人文樓西配樓一層建設了學校第一個學科主題分館—外文分館，集中學校大部分非通用語種書籍，著重提供非通用語圖書資源，包括德語、法語、西班牙語、意大利語、葡萄牙語、俄語、捷克語、阿爾巴尼亞語、波蘭語、塞爾維亞語等小語種圖書資源。通過統籌館舍空間布局，建設了與主館相呼應的外文分館，形成了“南北雙空間”的閱覽格局。外文分館充分利用物聯網、大數據等技術，建設以讀者為中心的新型智慧圖書館。

　　2 系統架構

　　利用人臉識別以及物聯網射頻識別等技術，從圖書盤點、圖書查找、自助借還書、圖書門禁等方面，優化圖書管理與借閱流程 ;利用移動互聯以及大數據等技術，分析使用數據，優化入館流程，推薦相關學科資源，形成讀者分析與數字資源使用報告。具體系統架構如圖 1 所示。

　　3 系統建設與實現

　　3.1 智能門禁系統

　　智能門禁系統依托現有校園網，與一卡通系統數據對接，通過調用一卡通接口訪問一卡通中間數據庫，將讀者數據包括讀者卡片的物理卡號、讀者學號、讀者姓名、讀者類型、卡片有效期及卡狀態同步更新到門禁系統。門禁系統根據一卡通狀態，判斷用戶是否可以入館，從而進行放行或拒絕。

　　3.2 人臉識別系統

　　采用人臉識別技術可實現刷臉入門、刷臉借還書等功能。在門禁系統中嵌入人臉識別模塊，終端采用 7 英寸彩色顯示屏、Windows 7 操作系統、4 核單核 2.0 GHz 處理器進行驗證，其中人臉識別模塊內置 200 萬高清攝像頭，可在強光及背光強烈等惡劣光照情況下，主動抓拍人臉。

　　人臉識別系統與門禁系統采用數據交互方式對接，即人臉驗證成功后，將人臉綁定的學工號傳入門禁系統，由門禁系統驗證該賬號在門禁系統數據庫的有效期、狀態以及是否重復刷卡，驗證成功后即可通行，通行數據寫入門禁系統數據庫中。人臉庫容量支持 20 萬張以上，同時與學校現有人臉庫無縫對接。

　　3.3 RFID 圖書管理系統

　　根據工作頻率的不同，RFID 系統可分為低頻(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。我校建設的 RFID 圖書系統采用高頻段 RFID，其主要優點是數據讀取速度快、電子標簽壽命長、安全保密性好，確保了圖書管理系統的安全高效。采用 RFID 圖書管理系統，可實現圖書盤點、圖書查詢定位、錯架統計、圖書分層掃描等多項業務流程自動化，提高圖書管理效率。

　　3.4 讀者行為分析

　　通過互聯網和大數據技術，外文分館管理后臺可進一步分析用戶數據，包括入館情況統計、檢索信息統計、借閱統計、下載資源統計等，從而更好地掌握用戶使用習慣，了解用戶使用偏好，提供個性化閱讀服務。通過進一步數據挖掘分析，可以形成讀者行為檔案以及資源使用報告，有利于了解圖書資源利用情況，規劃資源采購重點，有的放矢。利用數據進行科學決策，進而準確定位讀者需求以及館務建設重點，實現精細化管理。入館讀者身份統計如圖 2 所示。數字資源使用情況統計如圖 3 所示。

　　3.5 自助服務系統

　　利用自助設備結合 RFID 技術，可實現讀者的自助借還書服務。自助服務子系統采用圖書自助借還機實現，結構為電容式 27 英寸觸摸屏，可實現 10 冊之內的圖書手續辦理，具備借書、還書以及續借功能，可實現一卡通借還、NFC 借還、刷臉借還等多種借還方式。

　　采用自助借還設備時，系統自動讀取圖書信息和用戶個人信息，判斷用戶借閱資格，如不存在拖欠款、不存在到期未歸還等情況，則可以辦理圖書借閱。在歸還圖書時，需確認用戶借閱記錄與圖書相匹配，即可完成圖書歸還。

　　3.6 移動互聯服務

　　采用移動互聯服務可實現微信預約入館、微信二維碼讀者證生成、電子資源在線查詢等功能。通過微信服務平臺生成二維碼讀者證，通過二維碼讀者證可直接訪問查詢電子資源，登錄自助借還書機等相關設備，進行借書、還書、預借、續借等一系列圖書借閱流程。

　　通過微信服務平臺，讀者可將個人圖片上傳至人臉識別系統庫中，使用人臉識別登錄自助借還書機、預約取書柜等設備，無需實體證登錄，方便快捷。

　　4 應用情況分析

　　物聯網技術在高校圖書館的應用，核心是 RFID 技術及人工智能技術。通過物聯網技術應用，外文分館具備獨立為讀者提供信息資源服務的能力，同時與現有圖書業務系統協同工作。目前，外文分館已完成藏書 1.2 萬余冊，包含 3 個閱覽室，有西班牙語、葡萄牙語、朝鮮語、意大利語、波蘭語、匈牙利語、捷克語、拉脫維亞語、塞爾維亞語、羅馬尼亞語、立陶宛語、斯洛伐克語、保加利亞語等 16 個語種，有效提升了場館的文獻信息服務能力。

　　4.1 提高圖書管理效率，簡化服務流程

　　采用 RFID 圖書標簽，標簽讀取提升到每秒 20 個標簽的速率，圖書管理效率大大提高。另外，由于 RFID 標簽無障礙性(相對)、無方向性、不易污染性和高速性，極大簡化了圖書的借閱和歸還流程，使圖書的借閱和歸還速率得以提高，使圖書在相同的時間內流通次數增加，可以為更多讀者服務，提高了圖書的利用效率。

　　4.2 采用自助服務，提高工作效率

　　采用自助設備將圖書借閱、圖書歸還、讀者信息查詢等多項服務通過自助服務終端提供給讀者，通過標準的軟件界面幫助讀者在無人指導情況下自助完成相關業務，極大地提高了圖書館工作效率，同時也避免了圖書館讀者過多而導致的服務質量下降問題。通過自助服務提高服務效率，節約讀者時間，從而提高讀者滿意度。

　　4.3 定位迅捷方便，快速找到圖書

　　應用物聯網技術，通過對 RFID 標簽的讀取查詢，可以在極短時間內定位圖書所在位置，幫助讀者快速找到圖書位置。另外，無線射頻技術幫助館員輕松完成上架、順架、盤點、查找等繁瑣的工作，使圖書盤點和上架效率大大提高，節約館員工作時間，提高服務質量。

　　4.4 滿足個性化服務

　　以物聯網技術和智能技術為基礎的智慧圖書館，可充分發揮大數據技術優勢，提供數據分析報告，對于讀者關注的圖書或數字資源進行定向推送，滿足各類讀者的個性化需求。

　　4.5 提高防盜系統的安全性

　　以往圖書館防盜機制為 ：圖書歸還和上架之前要經過上磁處理，借出時則要進行消磁處理，圖書被非法帶出時則鳴響報警。這種充磁、消磁的方式有時存在不準確、非法被帶出時不記錄的情況。在采用基于物聯網的圖書管理系統后，將防盜系統與圖書流通管理系統結合起來，記錄每本圖書的進出庫歷史記錄，使數據可查可追溯。同時，智能門禁支持在線和離線報警功能，并可以遠程實時監控，節約人力資源。

　　4.6 遠程監控，實現對各設備和應用狀態的及時查看

　　通過搭建智慧圖書館應用和管理平臺，可以實現對各設備的遠程管理，及時了解設備工作狀態。在館員工作站上可實現標簽轉換、標簽檢驗、圖書借還操作、讀者證初始化以及用戶管理等功能，方便館員進行數據統計工作。

　　5 結 語

　　通過智慧外文分館的建設，有效提升了圖書館的信息化工作水平，實現了門禁與安全門的聯動、讀者無障礙入館、人臉識別入館、自動借閱等功能。利用無線射頻(RFID)技術實現在架圖書的三維定位，為圖書盤點提供了便利條件 ;利用移動互聯 + 大數據分析技術，實現微信圖書借閱以及用戶數據分析。從根本上實現了實體空間和虛擬空間的融合，有效增強了圖書館和讀者之間的黏性互動，提升了圖書館的文獻資源服務能力。