题 目 ：智能图书馆

图书馆业在传统产业中算是比较古老的。随着IT的发展，图书馆经历了数字化的发展过程。但是，集成了开放式的硬件和软件的数字化图书馆，只能实现将各种文献载体数字化、数据化的存储、管理和组织，对数据的有效访问、查询文本型的文件检索、数字化资料在网上发布和传送等功能。

馆藏文献管理与服务却仍然停留在手工操作方式阶段。一部分数字化基础设施“升天”为云计算，使之具有基础设施皆服务、管控平台皆服务、智能提供即服务的能力；一部分数字化基础设施“落地”物联网，使之从手工上升到自动化，具有自动化借书、自动化还书，再到自动化分拣、自动化上架的能力；中间部分数字化基础设施（尽管是原有的）也作若干提升，使之具有现代电子商务增值能力。

以下先引用某一RFID智能图书馆管理系统解决方案（该方案几乎就是深圳“智能化公共图书馆”的实施案例）。通过该案例剖析，说明物联网是如何“落地”传统产业的。再以此说明，此类物联网的应用如何使图书馆基础设施、管控、产品皆“升天”为云服务的。最后简要说明智能图书馆如何扩展现代电子商务增值服务方面的内容。

一. 物联网RFID智能图书馆管理系统

在各种各样应用物联网技术的图书馆自动管理系统方案中，基于无线射频识别技术的RFID图书馆自动管理系统是比较合理的。因为借助于RFID标识，可以实现加速盘点作业，读者自助借还书，全自动化分拣等功能，给图书馆的事业发展赋予了更多的创造空间。

（一）实现概述

这里引用的RFID智能图书馆管理系统是围绕RFID标签为载具的物联网应用案例。其中RFID标签是RFID智能图书馆管理系统的核心部分。

1. RFID智能图书馆系统描述

从表面看，RFID标签就像一张薄薄的纸，其实它是一种内含集成电路的无源无线射频电子标签。标签拥有识别成套资料的能力，并可更改和更新标签内的信息（重复擦写），存储资料安全标志，简化馆藏资料的分类和馆藏统计工作的功能。

此标签和检测仪天线一同工作，标签粘帖在书本上，这样就给图书建立了一个小型的电子数据库，为图书馆“流通系统”传输射频识别信号。

因为，RFID标签具有强大的防碰撞协议允许许多标签同时读取，并且读取时候无需接触该标签，无需对准扫描线，即能同时快速识别多本书及其他馆藏物品。所以，图书在借阅过程中可被读写器自动识别，从而自动生成数据库。

RFID智能图书馆管理的系统结构，如图1所示（其原理后续讲解）。

图1 RFID智能图书馆管理的系统结构示意图

读者可选择好自已要借阅的书后，通过借阅卡在自助借阅机上自动办理借阅手续，系统即自动识别生成相关数据。当读者经过出口门型感应天线时，检测仪天线可自动校对图书信息；校对无误，闸道自动放行，否则会警示，将无法通过安全门。

同样可以通过还书机办理还书手续，这些过程无需人工干预，自动完成，系统都会生成日志记录，方便查寻。

RFID智能图书馆管理系统关键组成及其系统流转，如图2所示。

图2 RFID智能图书馆管理系统关键组成及其系统流转

RFID智能图书馆管理系统关键组成介绍：

（1） RFID借书机

RFID借书机具有基于RFID的借书证读卡/验证器，Lcd触摸显示屏（读者根据屏显书库清单可以查找或检索所需借书），借书输出口（输出交付读者所需借书）。如图3所示。

图3 用户使用RFID借书机的实例图片

（2）RFID还书机

如图4所示。RFID还书机具有基于RFID的借书证读卡/验证器，还书输入口（通过输入口可读出读者还书的RFID信息），Lcd触摸显示屏（读者根据屏显还书信息可确认还书成功）。

图4 RFID还书机外形结构示意图

（3）RFID图书分拣机

RFID图书分拣机具有获取RFID还书机所还书藉的电动输送带、传感器（书载RFID读卡机）、分拣控制器（分拣出RFID读卡机识别的书号）、图书载具（通过该载具把书输送到RFID图书上架机）。

（4）RFID图书上架机

RFID图书上架机具有机械手，它可以把载具上的图书送入指定的书库书架位置。

（5）RFID书库书架装置

RFID书库书架具有输送指定RFID图书到RFID借书机的装置。

（6）物联网服务器

物联网服务器是RFID智能图书馆管理系统的灵魂。该系统的所有关键组成机器都接入其中。一方面，它感知上述系统关键组成机器的全部状态信息；另一方面，它根据感知机器的状态信息控制机器作出适当的反应，以此智能实现该系统的自动化运行。

同时，其数据库与数字图书馆数据浑然一体；不仅记录该系统自动化运行的信息，还记录读者借还书信息。由此成为RFID智能图书馆管理系统的感知中心、控制中心和管理中心。

2 图书馆RFID智能管理系统工作原理

（1）借书、还书流程

借书、还书处理皆利用RFID。借书时书本中的RFID自动注记已借，还书时RFID自动注记已还。读者可使用自助借还书机操作借书及还书作业。其工作流程如图5所示。

图5 RFID自助借还书机借书流程图

还书时直接使用自动还书窗口，只需将书放入还书窗口，打印还书凭条，即完成还书作业。柜台工作站可以同时处理借还书作业，并且可以处理其它较复杂的工作，例如：续借、罚款等作业。磁性媒体(录音带、录像带等)皆可使用自助借还书机或馆员工作站，不需要另外处理。如图6所示。

图6 还书流程图

（2）馆藏盘点流程

馆藏盘点时，数字点检仪只需在书架上横移即可读取，盘点时间很短。很有可能需利用假日或晚上即可完成盘点。如图7所示。

图7 阅览、馆藏盘点流程图

（二）RFID 标签的优越性

RFID 标签较传统的条形码，具有更多优越性。条形码方式：流通作业用条形码＋图书安全用磁条。RFID方式：流通作业用 RFID ＋图书安全使用磁条。比较分析如下：

（1）数据可更新、方便数据辨读

条形码印刷之后就无法更改，RFID标签则可不限制次数地新增、修改、删除RFID标签内储存的数据。 条形码阅读器需在近距离而且没有物体阻挡下，使扫描光源照射在条形码上才能辨读。RFID标签只要在无线电波的范围内，即可传递讯号。

（2）储存数据的容量大、可重复性使用

条形码的容量0Bytes;RFID标签最大的容量可达数2Kbytes。条形码常随着商品的寿命结束而结束;RFID标签因为本身资料可更新，因此可以重复不断地使用。

（3）可同时安全地读取多个数据

条形码阅读器一次只能读取单一条形码数据；RFID标签的读取器可同时间读取多个RFID标签。在安全性方面，RFID标签读取方面皆有密码保护，高度安全性的保护措施使之不易被伪造及变造。 由此凸显RFID图书馆智能管理系统对于馆藏管理的优点

（4）加速盘点作业

由于条形码阅读机必须在近距离而且没有物体阻挡下，才可以判读条形码，因此，盘点时需自书架上将每一本书取出。RFID标签以无线电波传递讯号，并可一次读取多个RFID标签的数据，简化盘点工作。

（5）强大的数据采集和纠错功能

数字点检仪除了可以完成数据采集、上架及盘点操作外，还具有搜寻、排序、纠错、剔旧等功能，同步进行书架扫描，数据查找和扫描数据库的动作，可以迅速发现未正常借出或还入的物品，在工作的同时，轻松地发现和更正馆藏信息中的错误，让图书馆的馆藏数据更加准确。读者以此自助借还书，同时搭配自助借还书外围设备，读者可自行办理图书借阅；搭配自动还书外围设备，读者可自动办理还书处理。

二.云计算智能图书馆服务系统

云计算智能图书馆服务系统是具有互联网图书内容服务的私有云电子商务系统。用户无论在网上、还是在图书馆内，都能享受借书、购书、电子书订阅、论文摘取等服务。还提供个人数字图书馆、图书馆个人数字空间、图书馆数字社群空间等服务。

（一）实现概述

云计算智能图书馆服务系统，它是基于（上述）RFID智能图书馆管理系统、以及（现有）数字化图书馆二个基础设施，通过架设私有云计算平台构建的。

这是一个提供全面云计算功能的支持平台。

它包括：虚拟机桌面、虚拟服务器和一个统一的管理控制台，这三个部分；能够把图书馆上述所有的IT资源通过虚拟化技术进行统一管理和分配。这三个部分既能分开独立运行，也能组合在一起形成一个统一的解决方案。

上面是（上述）RFID智能图书馆管理系统，通过物联网服务器接入中心机房局域网；下面右边为（现有）数字化图书馆的应用软件服务器和无盘工作站，这是机房现有的设备。

下面左边则新增加了云计算平台及其服务系统，包括：

● 云控制服务器

这是整个云计算平台的核心和大脑。它负责管理，调度和分配云计算平台上所有的资源。在本解决方案中，它管理的资源就是保存在镜像存储服务器上的多个虚拟桌面镜像文件。

● 配置服务器

配置服务器可以看成是一个数据库，它保存和维护着云计算平台正常运行所需用的所有配置数据和配置参数。云控制服务器在启动后，第一个动作就是从配置服务器上读取各种运行参数。

● 镜像存储服务器

镜像存储服务器负责虚拟桌面镜像文件的上传，下载和更新等工作。

● 云平台管理机器

云平台管理机器是一台普通的PC机，但它安装了云平台的访问客户端软件（管理员版）。通过这个客户端软件，管理员可以完成设置运行参数，制作、上传、删除和更新的虚拟桌面镜像，设置账户等工作。

● 互联网访问

在示意图的中左边，增设一防火墙和路由器。当用户需用智能手机、平板电脑、笔记本或PC从互联网访问图书馆中心机房局域网时，需用增设的防火墙和路由器，进行端口映射和路由配置，来控制访问流量、控制访问权限、抵制各种恶意网上攻击。

1、云计算智能图书馆服务系统的技术特点

云计算图书馆的提出与应用，解决了传统图书馆计算机网络存在存储资料分散、存储能力瓶颈不足，计算机系统容易中毒、单机维护困难、巨大维护费用开销，局部分散自动化与全局非自动化的逻辑不协调、各智能化系统相互矛盾等问题。

总之，云计算技术使传统图书馆成为云图书馆。

（1）虚拟服务器技术

云计算通过虚拟服务器技术，把传统图书馆计算机网络中所有分散的服务器都虚拟到统一的云计算平台上面，还可以无限制地增加服务器、增添存储器，从而极大扩展了传统存储功能；使用户可以共享体验到云计算平台的海量云存储能力。

由此解决了传统图书馆计算机网络存在存储资料分散、存储能力瓶颈不足的问题。

（2）虚拟桌面技术

云计算通过虚拟桌面技术，把传统图书馆用户计算机统一虚拟为云终端。它的工作原理是：云计算向用户计算机交付的是虚拟桌面服务技术。实现云计算平台主机软件、技术、资源免费共享。采用互联网远程访问主机，桌面终端可以获得统一优质的用户体验，无需受各类操作系统（例如：Windows）的限制许可。云终端只需一次部署，剩余升级维护工作都在云计算平台服务器端进行，真正做到终端接近“零”维护。

由此解决了传统图书馆算机系统容易中毒、单机维护困难、巨大维护费用开销的问题。

（3）虚拟物联网系统技术

云计算智能图书馆服务系统，包括：RFID智能图书馆管理系统、数字图书馆系统、云计算平台及其服务系统。云计算平台通过虚拟化物联网服务器，从而使RFID智能图书馆管理系统、数字图书馆系统等等，统统虚拟到云计算平台及其服务系统之上。

从而使传统图书馆历来分散自动化局部建设，无浪费、无障碍、无逻辑矛盾地虚拟化到统一云计算平台及其服务系统中。使之成为云计算基础设施、平台、应用的整体服务交付。

由此解决了传统图书馆局部分散自动化与全局非自动化的逻辑不协调、各智能化系统相互矛盾等问题。

2、云计算虚拟与本地虚拟的差异

云计算虚拟与本地虚拟的差异，主要表现在终端虚拟与服务器虚拟上。

（1）终端虚拟，

终端本地桌面虚拟主要是本地操作系统的虚拟，从而不同操作系统下的应用软件可以在本地另一个操作系统下显示、运行、存储。

而云计算使用虚拟桌面技术，构架共享计算网络，云终端桌面机共享使用云计算数据中心平台主机的软硬件资源，实现远程桌面的交付，带来与单独PC机本地桌面相同的使用体验。

①虚拟桌面技术优势

中心平台主机统一管理软件、集中实施管理策略，管理员轻松实现集中管控，每个用户按照预定策略独立使用属于自己的资源，现有环境无需改变，轻松部署，从而可以构建包括图书馆在内的所有企业基于云计算理念的网络环境。

②虚拟桌面成本优势

随着网络给人们带来的服务不断增加，人们对电脑的依赖性也越来越大。电脑虽然开始普及，但总感觉不够用，由于企业害怕成本过高，家庭害怕重复投资，所以不能做到人均高品质配置、高价位操作系统安装的计算机。

云终端成功解决了以上的问题，用户只需有网络云计算电脑平台主机，就可配置普通且具有显示器的计算机，优质实现云计算办公、娱乐；无需购买高品质配置计算机，安装高价位操作系统。大大节省系统用户终端的投入成本。

另外，云计算图书馆通过虚拟桌面技术讲解用户维护难题、避免用户终端中毒。因此它具有投入成本低，节能，可移动的特点，从而将深受用户的厚爱。

（2）服务器虚拟

与终端本地虚拟类似。服务器本地虚拟主要是本地操作系统的虚拟，从而不同操作系统下的应用软件可以在本地另一个操作系统下运行、存储。二者不同在于无需交付桌面显示。

云计算服务器虚拟，则采用分布式云计算技术架构：

把云计算平台服务器当作云计算的主控服务器，把分布的其它服务器当作云计算的分布计算服务器，以此把分布的其它服务器的计算能力、存储能力都虚拟到云计算的主控服务器上。由此使用户可体验到云计算主控服务器具有计算能力无限、存储能力无限的强大性能。

（二）云计算智能图书馆服务系统的优越性

云计算作为一项新的信息技术，其出现给图书馆带来了很好的发展机遇。主要表现在：

1、大大降低图书馆的经营成本

为了跟上信息技术的迅速发展，图书馆的设备需要不断地更新换代，数据库系统和硬件的维护需花费较大的成本。云计算的应用将改变这种状况，硬件不再受限制，在将来可能依靠浏览器就能够满足用户的需求，其他事情将由云计算服务提供商代为解决，这将大大降低图书馆的运营成本。云计算将产生多方面的成本效益，如节约使用面积、电源和制冷消耗，为图书馆腾出更多使用空间，最大限度打破封闭的格局，使馆藏资源达到更好的应用效果。

2 、更好地促进信息资源共享在云计算环境中

图书馆的电子资源将存储在“云”里成千上万台服务器中，而不是存储在某台计算机中。图书馆的相关信息可以实现异地存取，也可以由某一个图书馆群共享，或单由本馆用户使用，用户就像使用一个图书馆一样在全球世界各地的“云图书馆”中漫游。对于参加合作的图书馆来说，在“图书馆云”中，通过云计算技术可以实时地获得其他图书馆的资料，从而免去了文献传递的延迟，使用户的信息需求获得极大的满足。同时，通过云计算模式，有关的图书馆之间可以共同构筑信息共享空间，这样各地的图书馆就可以分享由大量系统连接在一起而形成的基础设施，而不必更新相关的硬件，这可降低图书馆的成本，同时提高信息资源利用的效率。

3 、提供全方位的用户交互信息服务云计算环境

运用云网络强大的计算能力和几乎无限的带宽，为用户利用图书馆提供即时通讯的在线帮助和智能数字图书馆机器人的交互功能。另外，利用“云图书馆”开放和用户参与的特性，开放多种信息服务方式，如用户博客、威客等；集中整个互联网的力量，解决用户的问题，实现“人脑联网”的交互和复杂人工智能的帮助相结合、全方位的用户交互信息服务，使图书馆知识交流中心的功能得到加强，拉近用户与数字图书馆的距离，更好地为用户提供现代化的信息服务。

三、智能图书馆系统的电子商务服务内容

云计算智能图书馆系统的功能，包括：网上借（还）书、购书、电子书订阅、论文摘取、图书馆个人数字空间、网上个人数字图书馆、数字社群空间等功能。以下逐点讲解说明。

（1） 网上借（还）书

网上借（还）书与馆内借（还）书（如上述“RFID智能图书馆管理系统”的介绍所述）其原理大同小异。二者不同在于前者在网上图书馆的浏览器网页上面完成，即：

云计算智能图书馆服务系统已经把后者基础设施虚拟化，从而可以实现其基础设施即服务，管理平台即服务，交付借（还）书即服务。

通俗地，也可以类似表达为电子商务的“网购”；只不过这种“网购”是网购借（还）书的服务。即：云计算智能图书馆服务系统一旦受理读者选择的网购借（还）书服务，则通过该物联网服务器驱动RFID智能图书馆管理系统、从RFID借（还）书输出（入）所选书籍，中间是物流过程，终端是读者交付过程。

（2） 网上购书、网上电子书订阅、论文摘取

网上购书与网上借书非常类似，故不作专讲。网上电子书订阅、论文摘取同比网上购书。

（3） 图书馆个人数字空间

图书馆个人数字空间是为个人设置的馆内物理空间。注册申请VIP可以享受光缆高速的多媒体虚拟3维的云计算数字图书、视频内容，更利于优良学习、研究环境的建立。

（4） 网上个人数字图书馆及其社群服务空间

谷歌云计算图书馆曾经名噪一时，但总归因为图书著作权的争议作罢。网上个人数字图书馆是传统图书馆自我提升、及其动漫电子书的自产自销，因此并没有图书著作权的争议。由此为网上个人数字图书馆的兴起，提供无穷想象的空间。

由此用户黏性可以构建其社群服务空间，就如同脸书、微博、QQ等社群空间一样。云计算的基础设施、平台、软件等全部变成可卖的服务；云计算皆服务功能发挥淋漓尽致。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/f2c8810c915f804d2b16c12a.html