高校图书馆智能空间管理平台建设研究

　　摘要：近年来，高校图书馆越来越重视各类学习空间的建设与服务，但在管理软件层面依然存在着碎片化问题，难以做到一体化的空间管理。本文通过开发新的智能空间管理平台，将馆内不同类型的空间纳入统一的后台管理，全新的智能化服务终端也能为读者提供更好的空间使用体验。

　　关键词：智慧图书馆；空间管理；智能化

　　0引言

　　随着智慧图书馆建设的不断推进，“学习空间的建设及服务”已成为很多高校图书馆践行智慧管理和服务创新的重要依托。图书馆会根据读者不同的空间使用需求来设置对应类型的学习空间，例如纸质图书阅览区、信息共享空间、研讨间、影音空间等，现阶段这些空间大多采用不同的软件系统来管理。对于读者来说，要使用不同空间的座位就要登录多个系统进行操作，存在一定程度的不便，且软件UI和功能逻辑的不同又会造成使用体验上的割裂感；对于管理人员来说，多个系统的后台管理和升级维护，也需要花费较大的时间成本。

　　从共性上来说，图书馆内不同类型的学习空间都是可供读者预约使用的空间，在软件层面上纳入统一管理必将成为未来的发展趋势。本文以读者在馆内的各种空间使用需求为立足点，设计并开发了新的智能空间管理平台，基本实现了将馆内不同类型学习空间统一管理的目标。在平台上线后，无论是对改善读者使用体验，还是对提升本馆的智慧化水平，都能起到积极的推动作用。

　　1智能空间管理平台的设计与实现

　　1.1软件架构和硬件设计

　　整个智能空间管理平台分为两大部分：服务器端和客户端。服务器端使用ASP.NETCore3.1作为基础架构，SQLServer作为主数据库，EntityFramework(EF)Core用于数据访问，提供RESTfulWebApi接口，通过IIS发布于x86专用服务器上；客户端使用uwp(UniversalWindowsPlatform)进行开发，适用于x86和arm平台，采用HTTP/2通讯协议，运行于Windows10ARM设备上。

　　客户端的硬件设备采用树莓派(RaspberryPi)4B和电容式触摸屏进行定制开模，树莓派体积小巧，能运行Win10Arm64系统，可以嵌入到触摸屏后壳内部，它的扩展性丰富且具备GPIO引脚，能直接控制其他底层硬件（如电磁门禁锁）。客户端作为一个可视化服务终端，可以集成多种智能化硬件，是连接平台服务器和读者的重要媒介。如图1所示。

　　1.2功能设计

　　服务器端负责实时响应客户端的Http请求，涉及多个数据库的CRUD操作，将客户端需要的信息以字符串或JSON格式返回，同时记录客户端IP和请求历史，支持多线程并发，管理人员也可以通过服务器端实现人工审核和远程控制。

　　UWP客户端是空间管理平台与用户交互的展示窗口，其对应的可视化服务终端部署于各个空间的入口处，且根据空间类型的不同，UI元素也会自适应调整。除了能完成读者基本的空间使用需求（例如：签到、暂离、签退）外，还可以通过控制底层硬件，执行门禁开关等指令，同时也可作为馆内信息发布的渠道之一。

　　树莓派4B具备优秀的可扩展性，可视化服务终端除了保留有传统的读卡器之外，还配备了二维码扫描器和摄像头，并与校园数字化门户认证做无缝对接，读者可以通过刷卡、刷二维码和人脸识别等方式完成身份验证，以满足读者的多样化认证需求。

　　在平台底层代码的构建时，充分考虑了智能空间管理平台与馆内综合业务管理平台进行数据共享和指令联动的实际需求，允许系统管理员以图形化界面的方式灵活修改各项相关配置，有效的保障了后期的管理维护效率。

　　智能空间管理平台设计的初衷就是在一个平台下高效统一的管理所有可供读者使用的空间，读者只需要与对应空间入口处的服务终端机进行简单交互就能满足绝大部分的空间使用需求，简单且高效。通过一段时间的数据积累后，平台可以根据管理者需要对全馆或某个部分的空间使用情况生成图形化报告，以支撑馆内相关业务的开展。最后，针对一些需要管理员特殊处理的场景，平台也支持人工设置黑白名单、预约信息手动修改等操作。如图2所示。

　　1.3客户端离线时的处理机制

　　各个空间的可视化服务终端在提供服务时，绝大多数场景下都要与服务器端进行实时通讯，即终端对读者操作结果的反馈是建立在良好的网络通信基础上，假如出现网络卡顿甚至连接中断的情况，读者的使用体验就会受到很大影响。虽然出现网络异常的概率极低，但平台也需要有对应的处理机制，以此来最大程度减少网络异常时可能出现的问题。

　　有鉴于此，平台里每个客户端都会建立自己的本地数据库，以此为基础来执行网络异常时的处理机制。考虑到客户端的存储空间有限，本文选用SQLite作为客户端的本地数据库，SQLite是一个开源的轻量化关系数据库，支持跨平台，实现自包容、零配置、支持事务的SQL数据库引擎，其特点是高度便携、使用方便、结构紧凑、高效、可靠。客户端与服务器端的数据同步是机制的核心，客户端每日在网络畅通的时段内，定期从服务器端获取其对应空间的预约信息，以用于网络异常时的离线身份验证。需要说明的是，二维码验证和人脸识别在客户端离线时是不可用的，但读者此时可以通过刷卡验证的方式实现刷卡签到、开门禁等操作。客户端本地数据集也会记录读者的离线操作历史，当网络畅通时，会自动将本地离线数据上传服务端进行数据同步，从而确保数据的一致性。

　　2平台核心功能展示

　　目前，智能空间管理平台主体功能的开发已经基本完成，服务器端程序以WebApi的形式提供各种数据访问接口，协助客户端程序实现时间校对、读者身份验证、空间基本信息更新、历史记录访问、数据同步等一些列功能。通过IIS实现服务器端程序的部署和发布，首先添加一个自定义应用程序池，其中.NETCLR版本选择“无托管代码”，托管管道模式选择“集成”，然后在此程序池中添加网站，选择服务器程序的物理路径，最后配置IP和端口号，启动网站。如图3所示。

　　由于馆内不同类型学习空间的使用场景存在区别，客户端程序界面也不是一成不变的，相对来说，多人研讨间所对应的客户端界面最为复杂，在此以多人研讨间的智能服务终端为例进行功能展示。多人研讨间主要用于满足读者进行学术研讨、课程讨论、社团活动等需求，每个场次两到三小时不等，在线预约时需要填写研讨主题和人员列表，预约成功后，列表里的读者只有在目标场次所限定的时间内才能获得研讨间门禁通行权限。如图4所示。

　　图4所示的研讨间服务终端，将部署于各个研讨间的入口处，设备左下角是读卡器，右下角是摄像头。读者可以从屏幕上看到研讨间基本信息、日期时间和本馆微信服务号二维码，中间区域显示了该研讨间当前使用情况，包括时间段、主题、人数等，点击屏幕上的三个星球或左右滑动可以进行功能页切换，左侧功能页可以显示此空间当日所有预约的列表，右侧功能页可以显示该此空间包含的设备和家具概览。

　　读者可以根据屏幕提示，通过刷卡、刷二维码和人脸识别三种方式的其中任意一种完成身份验证，若身份验证通过，程序会通过树莓派的GPIO引脚向继电器发送低电平信号，继电器再与电磁锁联动实现门禁开锁，若身份验证不通过，则屏幕会给出相关错误提示，引导读者按照流程规范正确使用相关服务。

　　3实践效果与意义

　　在2020年下半年时，海洋大学图书馆就已将空间座位的预约功能集成到微信服务号中，读者只要通过微信端一个空间预约页面就可以完成不同类型座位的预约操作，既节省了时间，又避免了多人排队使用选座机时潜在的聚集风险。在前者的实践基础上，本文又通过研发新的智能空间管理平台，将多种空间纳入了统一的后台管理。从实际效果来看，平台以馆内各个空间的可视化服务终端为重点，结合各种智能硬件（如二维码扫描器、摄像头等），在满足读者对空间实际使用需求的基础上，简化操作流程，强化整个空间的视觉感受，不仅充分发挥了图书馆作为空间的作用，也让本馆的智能化水平有了较为可观的提升。

　　4总结

　　平台将图书馆所有面向读者开放的空间进行一体化管理，解决馆内原有多个空间管理软件的碎片化问题，进一步优化馆舍空间的使用。系统上线后，读者无论是在传统的阅览室里选座学习，还是去预约各种新型空间（如研讨间、影音空间、信息共享空间）的使用，其对应的智能化服务终端都能为读者提供高效、便捷、统一的可视化交互体验。整个平台具有良好的可扩展性，给未来系统二次开发预留了充足的硬件基础。在读者身份验证时，与校园数字化门户的对接，既提高了便利性，也保障了个人信息安全。

　　由于受时间和现有条件的限制，平台依然存在一些不足之处，未来还会对平台进一步完善优化，紧跟读者需求，与读者共同进步。

　　参考文献

　　[1]郑文晖.高校图书馆学习空间建设模式研究:以“211”高校图书馆为例[J].图书馆研究,2020,50(4):59-64.

　　[2]王政军,董晓梅,俞小怡,等.图书馆智能化研修间系统的设计与实现[J].现代情报,2016,36(8):79-83.