基于物联网的高校外语智慧图书馆建设与应用

　　要 ：随着时代发展，高校图书馆面临技术提升、服务优化、职能扩充等多项挑战。在此过程中，可考虑充分利用物联网技术，建设以读者为中心的智慧图书馆。以北京第二外国语学院外文图书馆建设为研究对象，研究分析 RFID、人脸识别、大数据分析、移动预约等物联网技术在建设智慧外文分馆中的应用。基于物联网技术建设的智慧图书馆具有可操作性强、可提升服务质量、增强读者满意度、提高图书资源的利用率等优势。

　　本文源自白娟， 物联网技术 发表时间：2021-06-20《物联网技术》杂志是经国家新闻出版总署批准的物联网专业科技期刊。杂志为月刊，每月20日出版，现已是中国核心期刊(遴选)数据库收录期刊，中国学术期刊网络出版总库收录期刊，中文科技期刊数据库收录期刊，龙源国际期刊网全文收录期刊，中国科技论文在线收录期刊。

　　关键词 ：物联网 ;RFID ;人脸识别 ;智能门禁 ;用户分析 ;智慧图书馆

　　0 引 言

　　物联网技术的迅速发展给各行各业带来了新的应用和体验，尤其以 RFID 为代表的信息传感技术，促进了大量物品的连接和扩展，形成物物互联、万物互联的局面。而高校图书馆作为校内重要的文化载体机构，面临资源量大、管理难度大、人力成本高等问题，需要利用物联网、智能化等技术建立新型智慧图书馆，使图书馆成为重要的文化育人基地。

　　1 现状研究

　　北京第二外国语学院图书馆建于 1964 年，现有藏书 120 万余册，电子图书 108 万余册，数据库 70 余个。2019 年，为加快学校机构改革建设，学校将原图书馆与原教育技术中心合并，成立新的教学服务机构—网络与信息中心(图书馆)，对内作为一个教辅机构，承担两项重要保障职能 ：信息服务与图书资源服务，对外保留图书馆文化交流功能。

　　新机构成立后，为体现外语院校学科特点，提供优良的外语学科图书资源服务，学校在现有的人文楼西配楼一层建设了学校第一个学科主题分馆—外文分馆，集中学校大部分非通用语种书籍，着重提供非通用语图书资源，包括德语、法语、西班牙语、意大利语、葡萄牙语、俄语、捷克语、阿尔巴尼亚语、波兰语、塞尔维亚语等小语种图书资源。通过统筹馆舍空间布局，建设了与主馆相呼应的外文分馆，形成了“南北双空间”的阅览格局。外文分馆充分利用物联网、大数据等技术，建设以读者为中心的新型智慧图书馆。

　　2 系统架构

　　利用人脸识别以及物联网射频识别等技术，从图书盘点、图书查找、自助借还书、图书门禁等方面，优化图书管理与借阅流程 ;利用移动互联以及大数据等技术，分析使用数据，优化入馆流程，推荐相关学科资源，形成读者分析与数字资源使用报告。具体系统架构如图 1 所示。

　　3 系统建设与实现

　　3.1 智能门禁系统

　　智能门禁系统依托现有校园网，与一卡通系统数据对接，通过调用一卡通接口访问一卡通中间数据库，将读者数据包括读者卡片的物理卡号、读者学号、读者姓名、读者类型、卡片有效期及卡状态同步更新到门禁系统。门禁系统根据一卡通状态，判断用户是否可以入馆，从而进行放行或拒绝。

　　3.2 人脸识别系统

　　采用人脸识别技术可实现刷脸入门、刷脸借还书等功能。在门禁系统中嵌入人脸识别模块，终端采用 7 英寸彩色显示屏、Windows 7 操作系统、4 核单核 2.0 GHz 处理器进行验证，其中人脸识别模块内置 200 万高清摄像头，可在强光及背光强烈等恶劣光照情况下，主动抓拍人脸。

　　人脸识别系统与门禁系统采用数据交互方式对接，即人脸验证成功后，将人脸绑定的学工号传入门禁系统，由门禁系统验证该账号在门禁系统数据库的有效期、状态以及是否重复刷卡，验证成功后即可通行，通行数据写入门禁系统数据库中。人脸库容量支持 20 万张以上，同时与学校现有人脸库无缝对接。

　　3.3 RFID 图书管理系统

　　根据工作频率的不同，RFID 系统可分为低频(125 ～ 134.2 kHz)、 高 频(13.56 MHz)、 超高频(850 ～ 910 MHz)以及微波(2.45 GHz 及以上)等工作模式。我校建设的 RFID 图书系统采用高频段 RFID，其主要优点是数据读取速度快、电子标签寿命长、安全保密性好，确保了图书管理系统的安全高效。采用 RFID 图书管理系统，可实现图书盘点、图书查询定位、错架统计、图书分层扫描等多项业务流程自动化，提高图书管理效率。

　　3.4 读者行为分析

　　通过互联网和大数据技术，外文分馆管理后台可进一步分析用户数据，包括入馆情况统计、检索信息统计、借阅统计、下载资源统计等，从而更好地掌握用户使用习惯，了解用户使用偏好，提供个性化阅读服务。通过进一步数据挖掘分析，可以形成读者行为档案以及资源使用报告，有利于了解图书资源利用情况，规划资源采购重点，有的放矢。利用数据进行科学决策，进而准确定位读者需求以及馆务建设重点，实现精细化管理。入馆读者身份统计如图 2 所示。数字资源使用情况统计如图 3 所示。

　　3.5 自助服务系统

　　利用自助设备结合 RFID 技术，可实现读者的自助借还书服务。自助服务子系统采用图书自助借还机实现，结构为电容式 27 英寸触摸屏，可实现 10 册之内的图书手续办理，具备借书、还书以及续借功能，可实现一卡通借还、NFC 借还、刷脸借还等多种借还方式。

　　采用自助借还设备时，系统自动读取图书信息和用户个人信息，判断用户借阅资格，如不存在拖欠款、不存在到期未归还等情况，则可以办理图书借阅。在归还图书时，需确认用户借阅记录与图书相匹配，即可完成图书归还。

　　3.6 移动互联服务

　　采用移动互联服务可实现微信预约入馆、微信二维码读者证生成、电子资源在线查询等功能。通过微信服务平台生成二维码读者证，通过二维码读者证可直接访问查询电子资源，登录自助借还书机等相关设备，进行借书、还书、预借、续借等一系列图书借阅流程。

　　通过微信服务平台，读者可将个人图片上传至人脸识别系统库中，使用人脸识别登录自助借还书机、预约取书柜等设备，无需实体证登录，方便快捷。

　　4 应用情况分析

　　物联网技术在高校图书馆的应用，核心是 RFID 技术及人工智能技术。通过物联网技术应用，外文分馆具备独立为读者提供信息资源服务的能力，同时与现有图书业务系统协同工作。目前，外文分馆已完成藏书 1.2 万余册，包含 3 个阅览室，有西班牙语、葡萄牙语、朝鲜语、意大利语、波兰语、匈牙利语、捷克语、拉脱维亚语、塞尔维亚语、罗马尼亚语、立陶宛语、斯洛伐克语、保加利亚语等 16 个语种，有效提升了场馆的文献信息服务能力。

　　4.1 提高图书管理效率，简化服务流程

　　采用 RFID 图书标签，标签读取提升到每秒 20 个标签的速率，图书管理效率大大提高。另外，由于 RFID 标签无障碍性(相对)、无方向性、不易污染性和高速性，极大简化了图书的借阅和归还流程，使图书的借阅和归还速率得以提高，使图书在相同的时间内流通次数增加，可以为更多读者服务，提高了图书的利用效率。

　　4.2 采用自助服务，提高工作效率

　　采用自助设备将图书借阅、图书归还、读者信息查询等多项服务通过自助服务终端提供给读者，通过标准的软件界面帮助读者在无人指导情况下自助完成相关业务，极大地提高了图书馆工作效率，同时也避免了图书馆读者过多而导致的服务质量下降问题。通过自助服务提高服务效率，节约读者时间，从而提高读者满意度。

　　4.3 定位迅捷方便，快速找到图书

　　应用物联网技术，通过对 RFID 标签的读取查询，可以在极短时间内定位图书所在位置，帮助读者快速找到图书位置。另外，无线射频技术帮助馆员轻松完成上架、顺架、盘点、查找等繁琐的工作，使图书盘点和上架效率大大提高，节约馆员工作时间，提高服务质量。

　　4.4 满足个性化服务

　　以物联网技术和智能技术为基础的智慧图书馆，可充分发挥大数据技术优势，提供数据分析报告，对于读者关注的图书或数字资源进行定向推送，满足各类读者的个性化需求。

　　4.5 提高防盗系统的安全性

　　以往图书馆防盗机制为 ：图书归还和上架之前要经过上磁处理，借出时则要进行消磁处理，图书被非法带出时则鸣响报警。这种充磁、消磁的方式有时存在不准确、非法被带出时不记录的情况。在采用基于物联网的图书管理系统后，将防盗系统与图书流通管理系统结合起来，记录每本图书的进出库历史记录，使数据可查可追溯。同时，智能门禁支持在线和离线报警功能，并可以远程实时监控，节约人力资源。

　　4.6 远程监控，实现对各设备和应用状态的及时查看

　　通过搭建智慧图书馆应用和管理平台，可以实现对各设备的远程管理，及时了解设备工作状态。在馆员工作站上可实现标签转换、标签检验、图书借还操作、读者证初始化以及用户管理等功能，方便馆员进行数据统计工作。

　　5 结 语

　　通过智慧外文分馆的建设，有效提升了图书馆的信息化工作水平，实现了门禁与安全门的联动、读者无障碍入馆、人脸识别入馆、自动借阅等功能。利用无线射频(RFID)技术实现在架图书的三维定位，为图书盘点提供了便利条件 ;利用移动互联 + 大数据分析技术，实现微信图书借阅以及用户数据分析。从根本上实现了实体空间和虚拟空间的融合，有效增强了图书馆和读者之间的黏性互动，提升了图书馆的文献资源服务能力。