图书馆学论文
引言
当今时代，人类社会面临着信息超载、信息爆炸等问题，这使得图书馆的变迁步伐比过去任何一个时代都要迅速。智能图书馆（Intelligent Library）或智慧图书馆（SmartLibrary）（下文除有特别说明外统一采用智能图书馆）正是在这样的人类社会变革和剧烈的信息环境变迁中从传统图书馆、数字图书馆等概念和实践中逐步演化而来的。作为继数字图书馆之后的新一代图书馆，智能图书馆综合了感知智能化和数字图书馆服务智能化[1],可以提供智能化的感知、环境、管理和服务。而智能图书馆的智能化感知、环境、管理和服务需要借助情景感知技术才能实现。
情景感知技术通过传感器和 iBeacon 基站采集及用户主动输入等方式获取原始情景信息，并对原始情景信息进行处理，得出应用可以理解的高层情景信息，进而提供相关应用。
作为极具发展前景的新型信息处理技术，情景感知技术有很多种，本文把能够以独立形式存在的一项情景感知技术称为单元情景感知技术，包括各种类型的传感器技术、RFID（无线射频识别）技术，在 RFID 技术基础上发展而来的 NFC（近场通信）技术以及苹果公司近年研发的 iBeacon 技术都是单元情景感知技术，而各个单元情景感知技术都有各自的发展过程。相应的单元情景感知技术发展到一定程度后，可以按照一定的技术目的和相应的模式[2]组成具备不同功能的情景感知系统。因此，按照发展阶段，情景感知应用可以分为单元情景感知技术应用阶段（孤立地应用单元情景感知技术，尚未开发应用情景感知系统）、情景感知系统应用初级阶段（开发应用具备简单功能的情景感知系统）和情景感知系统应用高级阶段（开发应用功能强大的情景感知系统）。目前，在智能办公、旅游等领域，国内外的研究机构已经成功开发了若干具备一定功能的情景感知系统，情景感知应用已进入了情景感知系统应用初级阶段。但是，在图书馆领域，情景感知应用尚处于以 RFID 技术为关键技术[3]的单元情景感知技术应用阶段，众多的其他单元情景感知技术尚未推广应用到图书馆中，这限制了图书馆向智能化感知的方向发展，更难以使图书馆提供智能化的环境、管理和服务。因此，图书馆要实现智能化的感知、环境、管理和服务，关键是开发并应用情景感知系统，通过系统来整合相关单元情景感知技术，发挥集成优势。然而，尚未开发出成型的针对图书馆的情景感知系统。因此，在借鉴其他领域情景感知系统开发案例的基础上，本文构建了针对智能图书馆的情景感知系统框架，并描述了系统在图书馆中应用的场景。
1 智能图书馆与情景感知技术的理论关联
1.1 情景与情景感知
目前关于情景（context）、情景感知（context-awareness）的定义较多。国内通常也使用情境或上下文一词。因此，情景感知也称作情境感知，上下文感知。目前广泛使用的是 Dey 对情景和情景感知的定义：情景是用来描述实体情形的任何信息，其中实体是指在人与人、人与应用以及应用与应用之间的交互过程中，与这些交互操作相关的任何人物、地点或物体；Dey认为普适计算环境中使用情景的应用，不管是用台式计算机还是移动设备，都是情景感知；如果一个系统使用情景来提供相关信息和 / 或服务给用户（相关性取决于用户的任务），那么该系统是情景感知系统[4].
1.2 智能图书馆
目前关于智能（智慧）图书馆的定义，学界观点大致分为几个类别：
（1）智能图书馆是应用了智能技术的图书馆建筑，“是高新技术 （ 计算机、多媒体、现代通讯、智能保安、环境监控等 ） 与建筑艺术的有机结合。”[5]该观点又演变为“智能技术+ 图书馆建筑 + 数字图书馆”[6],后来该观点逐渐倾向于服务与管理，认为“智能图书馆通过 CPS 来实现智能化的服务和管理”[7].
（2）强调智慧图书馆的可被感知性，即“智慧图书馆综合了感知智慧化和数字图书馆服务智慧化”[1].
（3）认为智慧图书馆的主要构成要素是物联网和图书馆数字化，将智慧图书馆定义为“智慧图书馆 = 图书馆 + 物联网 + 云计算 + 智慧化设备，它通过物联网来实现智慧化的服务和管理”[8].
（4）认为智慧图书馆是智能化技术和智能化服务管理的结合体，技术上要体现数字化、网络化和智能化的特性，服务管理方面则要展现绿色环保和以人为本的理念，且尽可能满足用户个性化需求。
不难发现，以上四类观点中对智能图书馆的阐释都包含有情景感知技术。无论是强调技术还是侧重于服务与管理，亦或是聚焦于可被感知性、移动性等要素，智能图书馆都必须建立在以 RFID 技术和各类传感器技术等情景感知技术获取图书馆的用户、资源、环境等各方面的情景信息，并在情景信息数据挖掘的基础上形成智能图书馆智能化环境、智能化管理和智能化服务的基本框架上。
2 情景感知的应用
2.1 情景感知的应用实践
情景感知已在许多领域有了应用，包括旅游、智能办公、智能家居、医疗卫生等领域。计算科学领域也在研究情景感知技术应用，尤其在移动计算、可穿戴计算、普适计算、人机交互等方面[9].随着传感器技术、RFID 技术等单元情景感知技术的不断发展，国内外很多研究机构开展了在智能办公、旅游等领域的情景感知系统项目研究，有的项目已经形成体系并逐渐开始商业应用，典型的项目包括 ActiveBadge、Active Map、Cyber guide、Easy Living、Smart Classroom 等。可见，在智能办公、旅游等领域，国内外的研究机构已经开发成功了若干具备一定功能的情景感知系统，情景感知应用已进入了情景感知系统应用初级阶段。
2.2 情景感知在图书馆领域的应用前景
在图书馆领域，国内外已有许多高校图书馆和公共图书馆应用了 RFID 图书管理系统，将 RFID 技术应用到了自助借还图书、馆藏管理、门禁系统等方面，大幅提高了图书馆的信息化管理程度，比如国外的新加坡国家图书馆和国内的深圳图书馆新馆[10].但是，RFID 技术仅仅是一种单元情景感知技术，众多其他的单元情景感知技术尚未在图书馆中得到推广应用。
总体来看，在图书馆领域，情景感知应用尚处于以 RFID 技术为关键技术[3]的单元情景感知技术应用阶段。由情景感知在智能办公、旅游等领域已进入情景感知系统应用初级阶段可知，许多单元情景感知技术已经发展到了一定程度，因此，开发针对图书馆领域的情景感知系统所面临的技术问题已不再难以解决。本文认为，可以开发针对图书馆的情景感知系统，通过情景感知系统整合相关的单元情景感知技术，发挥集成优势，以促进图书馆向智能图书馆转型。
结合开发情景感知系统的案例，可以发现，将低层信息处理与高层应用开发分开，通过引入框架来处理原始情景信息的采集、推理等以降低系统开发难度是目前通用的做法[11].因此，构建框架是开发情景感知系统的关键。
3 智能图书馆情景感知系统的框架构建
关于情景感知系统框架的研究很多，目前已有大量的情景感知系统框架，如 Gaia 是基于通信中间件上的系统框架，Aura、ACAI 都是基于多代理的框架，Active Campus 是基于客户 /服务器架构的框架，CAPNET 是支持移动多媒体应用的感知计算框架，SOCAM 是面向情景感知服务且包含基于本体的情景模型的系统框架，CASA 是具有安全保证的情景感知系统框架[11].
通过借鉴众多系统框架，本文将智能图书馆情景感知系统框架分为三层，分别是情景获取层，情景处理层，情景应用层，框架如图 1 所示。
3.1 情景获取层
情景获取层位于系统的最底层，主要功能 是 通 过 无 线 传 感 器 网 络（Wireless SensorNetworks,WSNs）技术、RFID（Radio FrequencyIdentification）技术、NFC 技术和 iBeacon 技术等情景感知技术获取原始的情景信息，并对情景信息进行初步处理，然后提供给上一层做处理。
WSNs、RFID、NFC 与 iBeacon 是四种各具优势的互补的情景感知技术，可以在图书馆中组合使用。
WSNs 包含多种传感器，可以感知、获取许多类型情景信息，并可以覆盖整个图书馆，但是单个节点价格适中且寿命短，标示和识别能力较弱。因此，可以用 RFID 或 NFC 标签代替部分节点以节省成本，与 iBeacon 基站结合使用以提高获取用户情景信息的力度。
RFID 可以应用到图书馆很多方面，包括：RFID 标签代替条形码作为图书标签；应用到自助图书查询、自助借还图书、自助扫描、自助打印、自助复印、自助充值与自助缴费等自助业务、门禁系统中；协助馆员对图书快速编目、分拣、盘点、查找、定位和顺架。
NFC 向下兼容 RFID,可以看做 RFID 的演进版本，并且相较于 RFID,NFC 具有距离近、带宽高、能耗低、保密性和安全性高等特点。
但由于推出时间较短，加上前期的标准之争，在国内的发展明显落后于国外，主要应用于移动支付等领域，在国内图书馆界尚未有应用实例。但在国外已有应用，奥地利城市克拉福根和日本饭能市已将 NFC 标签成功用于图书馆中[12].因此，对于已应用 RFID 技术的图书馆，可以引入 NFC 对 RFID 系统进行升级改造；尚未应用 RFID 技术的图书馆，可以根据自身情况，应用 RFID 或 NFC 或两者结合应用。