1、基于物联网的晓庄学院图书馆管理平台研究编号： 2012 全国大学生条码自动识别知识竞赛 团体选拔赛环节论文题目： 基 于 物 联 网 的 晓 庄 学 院 图 书 馆 管 理 平 台 研 究团队编号：团队学校： 指导教师： 队长姓名： 队员姓名： 基 于 物 联 网 的 晓 庄 学 院 图 书 馆 管 理 平 台 研 究内容提要物 联 网 技 术 是 继 互 联 网 技 术 后 的 新 技 术 革 命 ，它 的 出 现 对 图 书 馆 的 管 理 模 式 产 生 了 巨 大 的 影 响 .而 物 联 网 中 必 不 可 少 的 是 起 索 引 作 用 的 EPC（ 产 品 电 子 代 码 ），E
2、PC 是 物 品 在 物 联 网 的 各 个 环 节 贯 穿 始 终 的 关 键 字 ， 是 物 品 在 系 统 中 的 身 份 标 识 ， 用 以 确 认 该 物 体 是 谁 ？ 在 哪 里 ？ 干 什 么 ？ 即 它 实 现 了 物 品 的 自 动 识 别 、信 息 系 统 的 互 联 和 信 息 资 源 的 共 享 ，保 证 了 物 联 网 各 环 节 信 息 的 自 动 、实 时 识 别 ，EPC 代 码 采 用 全 球 统 一 标 准 ，它 是 条 码 技 术 的 创 新 和 延 伸 . 本 文 通 过 对 物 联 网 的 概 念 及 基 本 特 点 的 描 述 ， 基 于 物 联
3、网 技 术 ， 主 要 从 EPC 编 码 体 系 的 角 度 探 讨 了 物 联 网 在 晓 庄 学 院 图 书 馆 管 理 平 台 的 应 用 .关键词： 物 联 网 EPC RFI D 图 书 馆 管 理 自 助 借 还Ab s tra c tTh e In te rn e t o f th in g s is th e n e w te c h n o lo g y re vo lu tio n a fte r th e te c h n o lo g y o f th e In te rn e t n e tw o rk , w h ic h a p p e a rs o n th
4、e m a n a g e m e n t m o d e o f lib ra ry h a s h a d a h u g e im pa c t. It is b a s e d o n EP C ( p ro d u c t e le c tro n ic c o d e ) c o d e , o n e o f a n e tw o rk te c h n o lo g y, EP C is th e in n o va tio n o f th e b a r c o d e te c h n o lo g y a n d o u ts p re a d , h is ro le
5、 is to e n s u re th a t e ve ry p a rt o f a s u p p ly c h a in in fo rm a tio n to b e a u to m a tic , re a l-tim e id e n tific a tio n , th e g lo b a l u n ifo rm s ta n d a rd , in o rd e r to im p ro ve th e o p e ra tio n a l e ffic ie n c y o f th e g lo b a l s u p p ly c h a in . Th is
6、p a p e r o n th e m a n a g e m e n t p la tfo rm a p p lic a tio n in th e Xia o Zh u a n g c o lle g e lib ra ry is m a in ly b a s e d o n th e EP C c o d in g s y s te m , th ro u g h Th e In te rn e t o f th in g s a n d b a s ic c h a ra c te ris tic s d e s c rip tio n .Ke y w o rd s : Th e
7、In te rn e t o f th in g s , E P C , R F ID, lib ra ry m a n a g e m e n t , s e lf-h e lp b o rro w in g目 录前言 一、物联网 （一）概念 （二）特点 、技术性 、智能性 、感知性 （三）物联网的工作原理 （四）物联网的体系结构 、编码层 、感知层 、网络层 、控制层 、目标层 二、物联网在图书馆的运用 （一）图书馆中的物联网技术 （二）物联网在图书馆运用 、突破时间空间局限，提供随时随地的服务 、分析读者需求，主动知识推送 、深度信息挖掘，拓展服务内容 三、物联网在晓庄学院图书馆中的应用
8、 （一）晓庄学院图书馆背景 （二）晓庄学院图书馆的现状及管理中存在的问题 、读者证 、标签系统 、门禁安全系统 、图书加工系统 、图书点检系统 、借还系统 、轮班工作人员有相互依赖心理 、找书困难 （三）物联网在晓庄学院图书馆管理中的应用 、管理系统的划分 、图书馆的运行流程 （四）物联网实施后的意义 、提高书刊清点的速度及准确率 、实现自助借还书刊 、获取、查询图书馆相关信息 、快速、准确地查找图书 、提高图书馆的安全管理水平 、优化组织结构 、跟踪图书信息 （五）物联网技术在晓庄学院图书馆的扩展应用 1 、 物 品 编 码 162 、 编 码 原 则 163 、 标 示 和 识 别 174
9、 、 解 码 175 、 一 卡 通 17（六）物联网在晓庄学院图书馆的应用中可能存在的问题 、隐私安全问题的困扰 、配套服务软件的开发问题 四、结论 参考文献 致谢基 于 物 联 网 的 晓 庄 学 院 图 书 馆 管 理 平 台 研 究前 言自 2009 年 8 月 温 家 宝 总 理 提 出 “ 感 知 中 国 ” 的 构 想 ， 并 随 后 将 物 联 网 正 式 列 为 国 家 新 兴 战 略 性 产 业 以 来 ，其 在 国 内 的 发 展 就 受 到 了 前 所 未 有 的 关 注 .“ 十 二 五 ” 规 划 又 明 确 提 出 ， 将 在 未 来 五 年 中 助 力 中 国
10、物 联 网 产 业 成 型 ， 国 家 对 物 联 网 产 业 的 相 关 扶 持 政 策 将 逐 渐 明 朗 . 物 联 网 在 图 书 馆 的 研 发 和 应 用 ， 将 被 提 上 议 事 日 程 .图 书 馆 在 信 息 时 代 仍 然 扮 演 着 重 要 的 角 色 ， 如 何 提 高 图 书 馆 的 核 心 竞 争 力 已 成 为 一 大 课 题 .2007 年 以 来 ， 我 国 图 书 馆 界 在 物 联 网 研 发 与 应 用 方 面 取 得 了 不 俗 的 成 果 .如 深 圳 图 书 馆 采 用 R FID 技 术 已 开 发 出 “ 文 献 智 能 管 理 系 统 ”，
11、 在 文 献 采 编 、 编 目 、 典 藏 、 流 通 等 方 面 用 电 子 标 签 以 取 代 原 传 统 技 术 ，如 条 码 和 磁 条 .从 文 献 的 采 编 、分 编 、加 工 和 流 通 典 藏 到 读 者 证 ，R FID 标 签 和 阅 读 器 已 经 完 全 取 代 了 原 有 的 条 码 、磁 条 等 .而 该 馆 组 织 研 发 的“ 城 市 街 区 24 小 时 自 助 图 书 馆 系 统 ”， 已 研 制 出 的 自 助 图 书 馆 服 务 机 和 集 成 化 软 件 系 统 均 投 入 运 行 . 在 2008 年 4 月 文 化 部 召 开 的 技 术 验
12、收 会 上 ，专 家 们 认 为 该 自 助 图 书 馆 集 数 字 化 、人 性化 、 智 能 化 为 一 体 ， 实 现 了 传 统 图 书 馆 与 数 字 图 书 馆 的 完 美 结 合 ,在 服 务 理 念 、 服 务 模 式 、 服 务 手 段 上 均 属 国 内 首 创 ， 均 处 于 国 内 领 先 水 平 ， 在 世 界 图 书 馆 领 域 也 无 应 用 先 例 .尽 管 在 图 书 馆 智 能 化 和 网 络 化 管 理 上 有 了 一 个 良 好 的 开 端 ，但 是 我 们 也 应 该 看 到 ，这 些 应 用 的 面 还 不 够 广 泛 ， 仍 处 于 起 步 阶 段
13、 .物 联 网 技 术 还 没 有 全 方 位 地 进 入 图 书 馆 的 管 理 与 服 务 ，因 此 如 何 应 用 物 联 网 技 术 ，进 一 步 推 动 图 书 馆 在 管 理 、决 策 和 人 性 化 服 务 等 方 面 具 有 优 势 .我 们 对 此 进 行 了 研 究 ， 为 实 现 “ 智 慧 图 书 馆 ” 的 信 息 化 建 设 作 好 准 备 .一 、 物 联 网（ 一 ） 概 念1999 年 ， 在 美 国 统 一 代 码 委 员 会 （ U C C ） 支 持 下 ， 美 国 麻 省 理 工 学 院 提 出 利 用 EPC 体 系 对 物 流 系 统 进 行 数
14、字 化 管 理 ,提 高 全 球 供 应 链 的 运 作 效 率 .首 次 提 出 了 EPC 和 物 联 网 的 概 念 .其 起 初 的 定 义 为 “ 利 用 产 品 电 子 代 码 ( EPC )、 射 频 识 别 ( R FID) 等 技 术 ， 通 过 网 络 实 现 物 品 互 联 互 通 ， 可 在 任 何 时 间 、 任 何 地 点 ， 对 任 何 物 品 识 别 与 管 理 的 网 络 ” .随 着 网 络 技 术 、传 感 技 术 、数 据 库 技 术 、中 间 件 技 术 、云 计 算 等 信 息 技 术 的 发 展 ，物 联 网 概 念 的 内 涵 已 经 发 生 了
15、 很 大 的 变 化 ， 2010 年 政 府 工 作 报 告 附 录 说 明 ： 物 联 网 是 通 过 传 感 设 备 ，按 约 定 的 协 议 ，把 各 种 网 络 连 接 起 来 ，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 .（ 二 ） 特 点物 联 网 是 对 物 体 具 有 全 面 感 知 能 力 ，对 信 息 具 有 可 靠 传 送 和 智 能 处 理 能 力 的 连 接 物 体 与 物 体 的 信 息 网 络 .连 接 到 物 联 网 上 的 每 个 “ 物 件 ” 都 有 三 个 特
16、 点 ， 一 个 是 要 有 地 址 ， 二 是 要 能 进 行 通 讯 ， 三 是 要 可 控 制 . 物 联 网 本 身 具 有 技 术 性 、 感 知 性 、 智 能 性 的 基 本 特 点 .1 、 技 术 性物 联 网 代 表 着 未 来 信 息 技 术 的 发 展 趋 势 ， 而 其 发 展 又 依 赖 于 其 他 技 术 . 物 联 网 技 术 是 通 过 各 种 有 线 和 无 线 网 络 以 及 互 联 网 的 融 合 ， 将 物 体 的 信 息 实 时 准 确 地 传 递 出 去 .在 物 联 网 上 的 传 感 器 定 时 采 集 的 信 息 需 要 通 过 网 络 传
17、输 ，由 于 其 数 量 极 其 庞 大 ，形 成 了 海 量 信 息 ，在 传 输 过 程 中 ， 为 了 保 障 数 据 的 正 确 性 和 及 时 性 ， 必 须 适 应 各 种 异 构 网 络 和 协 议 .2 、 智 能 性“ 物 联 网 ” 是 赋 予 物 体 智 能 的 传 播 网 络 .物 联 网 可 实 现 对 物 体 的 智 能 化 识 别 、 定 位 、 跟 踪 、 监 控 和 管 理 .通 过 在 物 体 上 植 入 各 种 电 子 标 签 ， 借 助 各 种 通 信 网 络 ， 把 各 种 信 息 传 送 出 去 ， 让 物 体 自 己“ 开 口 说 话 ”.这 不
18、仅 实 现 了 人 和 物 体 之 间 的“ 对 话 ”， 还 让 物 体 和 物 体 之 间 畅 通“ 交 流 ”.物 联 网 将 传 感 器 和 智 能 处 理 相 结 合 ， 利 用 云 计 算 、 模 式 识 别 等 各 种 智 能 技 术 ， 扩 充 其 应 用 领 域 .从 传 感 器 获 得 的 海 量 信 息 中 分 析 、 加 工 和 处 理 出 有 意 义 的 数 据 ， 以 适 应 不 同 用 户 的 不 同 需 求 ，发 现 新 的 应 用 领 域 和 应 用 模 式 ，从 而 达 到 智 能 化 识 别 和 科 学 化 管 理 的 一 个 巨 大 智 能 网 络 .3
19、 、 感 知 性物 联 网 上 部 署 了 海 量 的 多 种 类 型 传 感 器 ，每 个 传 感 器 都 是 一 个 信 息 源 ，不 同 类 别 的 传 感器 所 捕 获 的 信 息 内 容 和 信 息 格 式 不 同 . 传 感 器 获 得 的 数 据 具 有 实 时 性 ， 按 一 定 的 频 率 周 期 性 的 采 集 环 境 信 息 ， 不 断 更 新 数 据 .（ 三 ） 物 联 网 的 工 作 原 理物 联 网 利 用 RFI D 技 术 、 传 感 网 络 技 术 、 信 息 远 程 传 输 技 术 、 数 据 通 信 技 术 等 现 代 信 息 技 术 手 段 ， 构 造
20、 一 个 覆 盖 世 界 上 万 事 万 物 的 智 能 化 网 络 . 在 这 个 网 络 中 ，“物 ” 不 再 限 于一 般 物 理 实 体 ， 而 是 包 括 了 所 有 事 物 也 可 以 是 应 用 系 统 . “ 网 ” 不 仅 仅 是 Internet， 而 是 能 够 互 联 的 各 类 信 息 网 络 ， 包 括 互 联 网 、 无 线 传 感 网 、 移 动 网 等 各 种 网 络 ；“ 物 ” 与 “ 网 ” 的 “ 联 ” 更 是 包 括 条 码 、 射 频 、 传 感 器 等 多 种 技 术 手 段 .物 联 网 的 真 正 实 现 需 要 信 息 采 集 、 信
21、息 远 程 传 输 、 海 量 信 息 智 能 分 析 与 控 制 等 相 互 配 合 和 完 善 .信 息 采 集 是 物 联 网 的 基 础 ， 目 前 的 信 息 采 集 主 要 采 用 传 感 器 和 电 子 标 签 等 方 式 完 成 . 传 感 网 络 技 术 借 助 随 机 分 布 的 集 成 有 传 感 器 、 数 据 处 理 单 元 和 通 信 单 元 的 微 小 节 点 ， 通 过 自 组 织 的 方 式 构 成 无 线 网 络 感 知 采 集 点 环 境 参 数 ， 如 温 度 、 光 强 度 、 震 动 等 . 电 子 标 签 用 于 对 采 集 点 的 信 息 进 行
22、 标 准 化 标 识 ， RFI D 技 术 是 目 前 比 较 先 进 的 一 种 非 接 触 识 别 技 术 . RFI D 标 签 中 存 储 着 规 范 而 具 有 互 用 性 信 息 ，通 过 无 线 数 据 通 信 网 络 把 它 们 自 动 传 输 到 中 央 信 息 系 统 . 依 托 云 计 算 等 技 术 ， 对 海 量 信 息 进 行 快 速 处 理 ， 并 将 处 理 结 果 实 时 反 馈 给 物 联 网 的 各 种 控 制 部 件 ， 实 现 对 物 品 的 “ 透 明 ” 管 理 .（ 四 ） 物 联 网 的 体 系 结 构物 联 网 是 以 感 知 为 目 的
23、的 物 物 互 联 系 统 ， 涉 及 网 络 、 通 信 、 信 息 处 理 、 传 感 器 、 RFI D、 安 全 、 服 务 技 术 、 标 识 、 定 位 、 同 步 、 数 据 挖 掘 、 多 网 融 合 等 众 多 技 术 领 域 . 经 过 数 年 的 快 速 发 展 ，各 国 不 同 的 单 位 和 机 构 均 初 步 建 立 了 各 自 的 技 术 方 案 ，但 核 心 技 术 研 发 方 面 缺 乏 单 位 间 的 协 同 攻 关 ， 各 类 方 案 间 缺 乏 统 一 的 规 划 和 接 口 ， 处 于 离 散 状 态 . 另 外 ， 由 于 物 物 互 联 应 用 领
24、 域 众 多 ，各 类 应 用 特 点 和 需 求 不 同 ，当 前 技 术 解 决 方 案 无 法 满 足 共 性 需 求 ，尤 其 在 物 理 世 界 信 息 交 互 和 统 一 表 征 方 面 . 这 对 物 联 网 产 业 发 展 极 为 不 利 ， 亟 须 建 立 统 一 的 体 系 架 构 和 标 准 技 术 体 系 .物 联 网 作 为 一 种 形 式 多 样 的 聚 合 性 复 杂 系 统 ， 涉 及 了 信 息 技 术 自 上 而 下 的 每 一 个 层 面 ， 其 体 系 架 构 一 般 可 分 为 编 码 层 、 感 知 层 、 网 络 层 、 控 制 层 、 目 标 层
25、 .图 1 物联网的应用的架构图1 、 编 码 层这 一 层 需 明 确 的 问 题 是 物 品 属 性 分 类 与 编 码 物 体 是 谁 ，在 哪 里 ，干 什 么 ，然 后 再 将 他 们 赋 予 统 一 标 准 的 易 于 机 器 和 人 识 别 的 标 识 代 码 ，这 是 是 物 品 在 物 联 网 的 各 个 环 节 贯 穿 始 终 的 关 键 字 ，是 在 世 界 范 围 内 可 被 识 别 的 唯 一 标 识 代 码 EPC 代 码 ，物 联 网 是 基 于 EPC 编 码 的 一 种 网 络 技 术 .2 、 感 知 层感 知 层 由 数 据 采 集 子 层 、 短 距 离
26、 通 信 技 术 和 协 同 信 息 处 理 子 层 组 成 . 数 据 采 集 子 层 通 过 各 种 类 型 的 传 感 器 获 取 物 理 世 界 中 发 生 的 物 理 事 件 和 数 据 信 息 ，例 如 各 种 物 理 量 、标 识 、音 视 频 多 媒 体 数 据 . 物 联 网 的 数 据 采 集 涉 及 传 感 器 、 RFI D、 多 媒 体 信 息 采 集 、 二 维 码 和 实 时 定 位 等 技 术 .3 、 网 络 层将 来 自 感 知 层 的 各 类 信 息 通 过 基 础 承 载 网 络 传 输 到 应 用 层 ， 包 括 移 动 通 信 网 、 互 联 网 、
27、 卫 星 网 、 广 电 网 、 行 业 专 网 ， 及 形 成 的 融 合 网 络 等 . 根 据 应 用 需 求 ， 可 作 为 透 传 的 网 络 层 ， 也 可 升 级 以 满 足 未 来 不 同 内 容 传 输 的 要 求 . 网 络 层 主 要 关 注 来 自 于 感 知 层 的 、 经 过 初 步 处 理 的 数 据 经 由 各 类 网 络 的 传 输 问 题 . 这 涉 及 到 智 能 路 由 器 ， 不 同 网 络 传 输 协 议 的 互 通 、 自 组 织通 信 等 多 种 网 络 技 术 .4 、 控 制 层控 制 层 层 主 要 包 括 服 务 支 撑 层 和 应 用
28、子 集 层 . 物 联 网 的 核 心 功 能 是 对 信 息 资 源 进 行 采 集 、 开 发 和 利 用 . 服 务 支 撑 层 的 主 要 功 能 是 根 据 底 层 采 集 的 数 据 ， 形 成 与 业 务 需 求 相 适 应 、 实 时 更 新 的 动 态 数 据 资 源 库 . 该 层 主 要 是 通 过 应 用 系 统 实 现 更 大 范 围 的 数 据 资 源 共 享 .物 联 网 的 行 业 特 性 主 要 体 现 在 其 应 用 领 域 内 ，目 前 绿 色 农 业 、工 业 监 控 、公 共 安 全 、城 市 管 理 、 远 程 医 疗 、 智 能 家 居 、 智 能
29、 交 通 和 环 境 监 测 等 各 个 行 业 均 有 物 联 网 应 用 的 尝 试 .5 、 目 标 层实 施 物 联 网 ， 我 们 最 终 的 目 标 是 实 现 智 能 化 社 会 .除 此 之 外 ，物 联 网 还 需 要 信 息 安 全 、物 联 网 管 理 、服 务 质 量 管 理 等 公 共 技 术 支 撑 ，以 采 用 现 有 标 准 为 主 . 在 各 层 之 间 ， 信 息 不 是 单 向 传 递 ， 有 交 互 、 控 制 等 ， 所 传 递 的 信 息 多 种 多 样 ，其 中 最 为 关 键 的 是 围 绕 物 品 信 息 ，完 成 海 量 数 据 采 集 、标
30、 识 解 析 、传 输 、智 能 处 理 等 各 个 环 节 ， 与 各 业 务 领 域 应 用 融 合 ， 完 成 各 业 务 功 能 . 因 此 物 联 网 的 系 统 架 构 和 标 准 体 系 是 一 个 紧 密 关 联 的 整 体 ， 引 领 了 物 联 网 研 究 的 方 向 和 领 域 .二 、 物 联 网 在 图 书 馆 的 运 用（ 一 ） 图 书 馆 中 的 物 联 网 技 术现 代 图 书 馆 随 着 藏 书 多 、信 息 量 大 、人 工 操 作 难 、管 理 难 度 大 等 问 题 的 出 现 ，促 进 图 书 馆 管 理 现 代 化 、智 能 化 就 尤 为 重 要
31、 . 物 联 网 时 代 的 新 技 术 ： 射 频 识 别 即 RFI D 技 术 在 图 书 馆 中 的 广 泛 应 用 就 很 好 解 决 了 以 上 难 题 ， 大 大 节 约 了 图 书 馆 的 人 力 . 目 前 ， 已 经 有 新 加 坡 、 澳 大 利 亚 、印 度 、荷 兰 和 马 来 西 亚 等 10 余 个 国 家 的 近 100 家 机 构 在 图 书 馆 自 动 管 理 系 统 中 采 用 了 无 线 射 频 识 别 技 术 . 新 加 坡 国 立 图 书 馆 在 世 界 上 第 一 个 实 行 了“ 射 频 识 别 ”( RFI D) 系 统 ， 图 书 馆 内 的 每 本 书 上 都 有 RFI D 标 签 . RFI D 物 品 识 别 的 目 标 是 为 每 一 物 理 实 体 提 供 唯 一 标 识 ，优 点 是 ：唯 一 标 识 、读 取 方 便 、存 储 量 大 、长 寿 耐 用 、防 止 干 扰 、动 态 更 改 、可 扩 展 性 、 保 密 性 强 .射 频 识 别 系 统 一 般 由 电
