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感知校园的智能图书馆系统

学校名称: 
北京邮电大学
联系方式
姓名: 
董晓霞

    感知校园中的智能图书馆示范系统主要是研究和探索物联网技术实现智能图书馆的具有适应性和可扩展性的部署框架和模式,使其不仅适用于快速开发和部署智能图书馆应用,而且也能够支持其他类似智能建筑的应用。同物联网的体系架构,智能图书馆的系统框架见图1:


图1:智能图书馆的系统框架

     感知层:是智能图书馆的皮肤和五官,负责识别物体,采集信息。在示范系统中主要感知的物体为:图书和读者。对于图书的感知是通过在图书上贴RFIID标签,利用FRID读写器感知。对于读者的感知的方式是:读者持有装有SD-RFID卡的智能手机,即可通过WIFI以及ZIGBEE技术被感知并提供相关的服务。
     网络层:是智能图书馆的神经中枢和大脑,负责信息传递和处理。网络层将感知层获取的图书信息以及读者信息进行传递和处理,以提供相应的服务。
    应用层:是智能图书馆的实际应用,在本项目中主要实现了如影随形的资源定位和导航功能。

一 系统功能描述
     智能图书馆示范系统包括图书自动盘点子系统、感知的OPAC子系统。     1.智能的图书清点系统     即通过智能书架上的RFID读写器或者手持RFID读写器可以实现图书的自动清点功能,获知图书的在架情况。图书的数据库保存信息除传统的目录信息外,还增加了图书存放位置信息,智能书架和手持RFID在实现图书清点的同时,也实时更新了图书的存放位置。
     2. 感知的OPAC系统
    感知的OPAC系统支持智能手机和微机两种终端。
    基于微机的感知OPAC系统在传统的OPAC系统的基础上增加了感知功能,即能够感知图书存放的位置,并且以地图的方式提供给读者,图2中红色指示灯表示图书所在的位置:

图2:图书的地图定位

    基于智能手机的感知OPAC系统即运行终端为智能手机的OPAC系统,该系统不仅能够感知图书的位置,而且还能够感知读者的位置,并且可以基于图书和读者的位置为读者提供如影随形的导航服务。图2和图3分别是室外和室内导航的图片示例。


图3:室外导航

 
图4:室内导航

    3. 基于位置的推送服务

    用户手持智能手机终端在校园行走,当走到图书馆的感应范围内,用户的终端会接收到图书馆的近期热门图书,新书通报,馆内活动等广播信息;当用户走到某个书架的感应范围,用户终端会收到该架上的新书信息等,实现了让建筑和图书“智能说话”的功能。系统的运行流程见图5。


图5:基于位置的推送服务的运行流程

二 关键技术分析

    系统采用J2EE体系架构,客户端基于智能手机NOKIA N900,采用QT开发地图导航系统,应用服务器采用TOMCAT,数据库服务器采用SYBASE。其主要涉及到以下关键技术:

    1.移动终端地图系统

    移动终端上的地图系统可以让用户移动体验到如影随形的图书定位和导航服务,系统采用Google Map作为平台。Google Map具有开放接口API、占用存储空间很小的矢量地图、支持多种浏览器等特点,提供功能强大的开发接口,适用于在移动设备上实现功能复杂的应用。Google 地图 API接口使用JavaScript的方式提供,支持的浏览器平台为IE和Firefox。具备开发周期短,易于部署等特点。

    2. 图书定位

    智能图书馆对传统的书架和图书进行功能上的扩充。每个书架都安装一台RFID读写设备。同时将每个书架,书架的每一层和每个格子都进行编号,与其相应的地理位置信息一并存储在数据库中。在每一本书中都贴上一片RFID标签。这样,每个书架就能获取到目前该架上的图书标识,并上传到数据库服务器中。用户就可以根据图书标识得到图书的地理位置信息。

    3.用户定位

    用户的定位以读者的装有的SD-RFID的智能手机为感知对象,实现了室外定位和室内定位无缝结合,室外定位GPS定位技术,室内定位创新地使用了WiFi+Zigbee定位技术。WiFi无线路由器和Zigbee无线传输节点都是无线发射装置,WiFi的发射功率较大覆盖范围广,而Zigbee发射功率较小,覆盖范围小。图书馆内的定位主要使用WiFi方式,Zigbee则作为WiFi方式的补充来提高定位的精度。该系统采用RSSI方式实现室内定位。

三 系统应用情况分析

    目前智能图书馆示范系统在模拟环境下已通过测试,正处于实际示范环境部署阶段。示范系统的研制为读者和图书馆工作人员提供了一个智能图书馆的体验环境,也为未来开发和部署基于物联网的真正意义上的智能图书馆提供一定的指导。虽然从目前发展来看,智能图书馆将是未来图书的一个发展趋势,但是由于成本的限制,智能图书馆的普及和应用还需要一定的时间。

开发环境(编程环境,开源软件的利用): 
系统采用J2EE体系架构,客户端基于智能手机NOKIA N900,采用QT开发地图导航系统,应用服务器采用TOMCAT,数据库服务器采用SYBASE。
应用环境(运行环境,应用范围):: 
图书馆智能管理与服务
应用效果(访问量,访问频率等): 
目前正在测试阶段
开发人员: 
北京邮电大学数字图书馆研究室
合作单位: 
北京邮电大学网络技术研究院
附件大小
8-基于物联网的智能图书馆示范系统.ppt2.48 MB
奖项: 
一等奖
排名: 
2.00