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1、基于物联网的智能“云图书馆”架构与思考王红2012-9-25 7:44:24来源：情报理论与实践(京)2011年11期【英文标题】Construction and Thought on the IntelligentCloud Library Based on the Internet of Things【作者简介】王红，女，1970年生，山西财经大学图书馆副研究馆员，硕士太原030006。【内容提要】通过对物联网技术与应用的探索，设计了基于物联网的智能“云图书馆”的架构模型，探讨基于物联网的智能“云图书馆”的特征，分析其关键技术，指出基于物联网的智能云图书馆发展趋势及面临的挑战。By exp
2、loring the technology and application of the Internet of things, this article designs the framework model of the intelligent cloud library based on the Internet of things, explores its characteristics and analyzes its key technologies. Finally, the article points out the development trend of the int
3、elligent cloud library based on the Internet of things and the challenges faced by it.【关 键 词】物联网/图书馆/云计算/云图书馆Internet of things/Library/Cloud computing/Cloud library作为IT应用的重镇，信息技术的每一次浪潮都不可避免地影响着图书馆，2009年初，美国总统奥巴马提出“智慧地球”的经济振兴战略，要把新一代IT技术充分运用在各行业中，把感应器嵌入和装备到各种物体中，并且被普遍链接，形成所谓“物联网”，实现人类社会与物理系统的整合1，由此引
4、发了全球物联网关注热潮。物联网成为继PC、互联网、无线通信技术之后影响图书馆发展的第四代技术2。对云图书馆的研究更不能脱离物联网，国家“十二五”规划已经明确提出，要发展宽带融合安全的下一代国家基础设施，推进物联网的应用。物联网的智能化识别和管理功能有利于构建无所不在的信息社会，是图书馆发展必不可少的桥梁。物联网、云计算和图书馆相结合，可以高效灵活地把资源和服务有机整合起来，实现任何信息载体、任何人、任何物、任何时间、任何地点的互联互通3。与物联网结合之后，“云图书馆”才会真正从概念走向应用，物联网在图书馆领域的广泛应用，意味着图书馆真正从局域走向泛在，必将对图书馆管理和服务产生巨大的影响与改变
5、。1、基于物联网的智能“云图书馆”物联网就是“物物相连的互联网”，比较公认的定义是指通过射频识别(RFID)装置、红外线感应器、全球定位系统、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链接，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4。在图书馆领域，物联网把图书的管理空间延伸到图书馆之外，并通过图书携带的信息，把图书文献的内容以多种形式传递给读者。我国图书馆界一直非常关注RFID在图书馆应用的数据模型问题，在国家图书馆的推动下，2009年成立了“图书馆应用无线射频技术：数据模型”行业标准工作小组，深圳图书馆是国内最大的RFID项目和第一家全面使用R
6、FID设备的图书馆，浙江图书馆也于2010年成功实施了RFID智能图书管理系统，为物联网技术在图书馆的普及发展及深度开发展示了广泛的前景。2、云图书馆与物联网的结合云图书馆的含义是：云图书馆依赖互联网，并利用互联网提供全面的图书馆服务，包括图书借阅、数字文献的阅读、虚拟参考咨询等。2009年5月，R. Wallis和F. Haugen等人提出了“云计算图书馆”的新概念，表明图书馆界已经找到了一个能使云计算在图书馆应用的新概念5。几乎所有的“云”服务都可以在图书馆领域得到应用6，包括各类图书馆应用软件、大量的数字资源。图书馆可作为“云”提供商提供平台服务；也可以作为一种服务中介，整合多家平台和资
7、源。2009年，孙卫发表了图书馆在云时代的思考，提出了“地域性的总分馆图书馆自动化云计算环境”和“利用虚拟机技术把各自图书馆的多种应用和服务整合成内部云计算环境”的构想7；白才进、王红发表建构图书馆的“云”时代，从技术角度设计并提出了图书馆云计算应用的模型8，云图书馆在云计算技术支撑下，通过互联网把分散的图书馆设备、资源、数据等与用户紧密地联系在一起，作为一个大型的存在于网络的数据库，向广大用户提供统一界面的新型图书馆服务。云图书馆解决了图书馆系统和数字化资源融合的问题，但是进入流通领域的纸张载体的图书依然脱离图书馆的控制，解决的最佳途径就是采用物联网技术进行图书和知识的管理。基于物联网的智能
8、云图书馆，在图书馆设施管理上，不但可以通过物联网技术对每个图书馆的建筑、设施、设备进行智能化管理，还可以对空间环境的可控状态进行管理，包括阅览室、藏书室的温度、湿度、亮度的智能化调节，甚至还可以通过图书在流通环节的监控；在图书文献的管理上，不但可以完成馆内自动传输归架、统计等工作，还可以实现图书文献跨馆借阅和归还。云图书馆为物联网的建立提供了有力的通信保障，物联网是云图书馆应用的高级阶段。基于物联网的智能“云图书馆”，就是把信息资源通过物联网技术，与云图书馆实现智能链接，使图书馆管理与服务智慧化，不仅提供资源的服务，而且通过人和知识的融合，为用户营造一个和谐的知识生态环境，提高更高层次的知识服
9、务9。以云图书馆为依托的超级强大的计算机群，对图书馆网络内的人员、图书文献、机器、设备和基础设施进行实时的管理和控制，以更加精细和动态的方式，让图书馆达到“智慧”状态，提高文献资源利用率，改善图书馆与用户以及自然属性的信息资源之间的关系。3、基于物联网的智能“云图书馆”的架构物联网在架构上一般分为3个逻辑层次，包括感知层、传输层、应用层。但这3个层次并没有清晰反映出物联网的物理结构。为了更好地分析和假设基于物联网的智能云图书馆结构，在设计基于物联网的云图书馆的架构时，客观地根据物联网图书馆智能化要求，以及感、传、智、用、运、管各环节的物理和逻辑属性，在架构上设计成5个层级，分别为：采用SOA(
10、Service-Oriented Architecture，面向服务架构)、EAI(Enterprise Application Integration，企业应用集成)、M2M(Mobile to Mobile或Machine to Man或Machine to Machine)技术结合，实现由众多图书馆服务器组成的设备层HaaS(Hardware as a Service)。由云计算中间件实现的分布式集群的平台层PaaS。由互联网及IP网关、Wireless及Mobiol网关构成的传输层CaaS(Connect as a Service)。由ONS(Object Name Service即对
11、象命名服务)技术、RFID技术、移动定位技术、智能识别卡等构成的感知层DaaS(Device as a Service)。由Web构成面向应用和服务的应用层SaaS，通过这5个层次构成基于物联网的云图书馆的基本架构。见图1。 图1物联网智能“云图书馆”架构3.1智能云终端感知层可以理解为传感器，负责信息的采集、汇聚、通信及接受应用程序的各项操作等，其核心是RFID系统、红外线感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备。这个层面能够把“物”改变成为“智能物”的设备，它的主要应用是给移动和非移动资产贴上标签，实现各种跟踪和管理10。图书上的智能标签主要包括RFID标签、智能定位芯片、数据存储智
12、能芯片。RFID芯片主要处理在图书馆范围内的识别和自动归架；智能定位芯片对脱离图书在空间范围的图书文献，在流通环节进行跟踪和定位；智能存储芯片主要存储图书的相关信息以及图书管理的信息。3.2智能云设施层这个层次是链接智能终端入网的关键，主要包括广泛分布的物联网感知节点、设置在不同地点的图书馆的服务器、带宽等物理资源，以物联网云图书馆服务节点方式，有效地整合智能终端资源，把智能终端和整个云图书馆网络设施虚拟成为共享的资源池。它包括物理机器、虚拟机器以及其他资源，如存储局域网络(SAN)、网络装置、防火墙等，依靠云计算先进的虚拟化技术，形成基础设施资源池，提供各种云服务共享，并通过网格技术实现工作
13、负载均衡分配，以此提高云服务的并行处理性能。3.3感应云传输层负责应用程序与节点操作间的功能联结，是基于物联网的智能云图书馆体系的核心。感应传输网络主要包括3类：互联网、3G无线网络、卫星网络。互联网是信息传输的基本网络，云计算把图书馆紧密地联系在一起；卫星网络主要依赖北斗系统民用部分，对图书进行跟踪定位的信息处理和传输；3G网络，一方面弥补卫星定位网络的应用，同时又可以直接向终端用户传递数字化的文献。3.4智能云平台层智能云平台层主要负责基于物联网的云图书馆系统的管理、维护、操作等，包括平台的业务管理、感知信息的调度、应用发布、应用签约和终端管理功能，并通过模块化方式融入业务网络管理域，并实
14、现单一功能的标准化和模块化。对终端接入控制和用户的认证纳入统一架构，确保客户管理、用户计费和业务开通信息的同步和准确。3.5智能云应用层基于物联网的云图书馆应用涵盖整个云图书馆业务的管理、维护、操作等。主要包括以图书流转为核心的图书借阅、图书编目、图书采访、图书归架等功能，虽然每个图书馆的业务都是重复的，具体差别主要体现在馆藏资源、用户地域、借出图书流动性不确定等方面。基于物联网的智能云图书馆不但可以有效地把图书馆共同的业务功能整合到一起，还可以根据图书所有者属性差异化的个性特征，自动跟踪传递管理流通中的馆藏资源。在云图书馆平台上运行这些服务，不仅扩大了图书馆的用户服务范围和业务功能，还把分散
15、的图书馆、海量的图书文献和广大读者有机整合。4、基于物联网的智能“云图书馆”信息流分析4.1基于物联网的智能“云图书馆”的信息流信息流一方面是指图书在馆内流转和管理的过程中产生的数据传递过程，另一方面是指图书在流通环节通过智能感应终端，对图书监控和使用情况进行数据传递。基于物联网的智能“云图书馆”的信息流，依赖于云图书馆链接的网络，使众多图书馆信息化管理成为一个整体，图书被借阅后，在智能感应终端内生成相关的借阅数据，图书馆通过定位系统定期确定图书的物理空间位置信息，并通过网络把图书归还信息传递给图书所有者，及时提醒读者按时归还，读者可以选择就近的图书馆归还图书，这时，借出的图书馆在管理信息中标记上图书已经归还，在归还途中尚未入库。然后通过第三方物流系统，把图书送回原馆，此过程可利用定位系统对图书进行跟踪。见图2。图2物联网智能“云图书馆”业务流程4.2基于物联网的智能“云图书馆”的信息流特征分析未来物联网运营平台需要存储数以亿计的传感设备在不同时间采集的海量信息，并对这些信息进行汇总、拆分、统计、备份，这需要弹性增长的存储资源、网络传输资源和大规模的并行计算能力。基于物联网的智能“云图书馆”的信息流特征呈现出终端标志个性化和数据流量海量化两个特征。一方面，每个图书文献都携带了独一无二的标志信息，可作为独立的感知终
