大数据视域下物联网技术在图书馆领域应用的可视化研究.pdf

2023年/第8期 物联网技术智能处理与应用Intelligent Processing and Application990 引 言物联网技术为继移动互联网之后的又一技术革命1，移动互联网技术实现了互联网的移动互联和多终端访问2。物联网技术运用 NB-IoT 技术和 LoRa 技术等数据通信和移动互联技术实现了人-物互联和物-物互联3。物联网技术具有多传感技术、泛在化网络、整体感知、可靠传输和智能化分析处理等技术优势4，使其在智能制造、电子系统和信息通信领域具有巨大的应用价值5。图书馆作为数据存储、信息传递和知识交流的信息机构，物联网技术的引入将带来图书馆事业的革命6。为了系统地把握物联网技术在图书馆领域的应用现状和研究现状，本文运用数据分析工具对该领域的样本文献数据进行可视化分析。1 数据来源和分析方法选择 CNKI 作为该领域样本数据来源，文献类型选择学术期刊、学位论文、会议论文、报纸、年鉴、图书、专利、标准、学术成果、科技报告和工具书。检索策略为：篇名“物联网”和篇名“图书馆”，时间范围不限制，支持中英文扩展和同义词扩展，执行检索后共返回 316 篇文献。运用 CNKI 的文献数据分析工具对样本数据进行基本指标及总体趋势分析和文献关系网络可视化分析。2 基本指标及总体趋势2.1 基本指标从总参考文献数量、总被引频次、总下载频次、篇均参考文献数量、篇均被引用频次、篇均下载次数和下载被引比例等七个方面分析物联网在图书馆领域应用方面的 316 篇文献的基本指标，见表 1 所列。2.2 总体趋势通过对物联网在图书馆领域的应用文献的逐年发文趋势分析得知，图书情报界于 2010 年开始关注物联网相关技术和理念在图书馆领域的应用，并在 2012 年出现过一次发文高潮，当年发文数量为 49 篇，2012 年之后发文量趋于稳定状态，如图 1 所示。图 1 一定程度上反映出图书情报界持续关注物联网技术在图书馆领域的实践应用创新探索。大数据视域下物联网技术在图书馆领域应用的可视化研究杜文龙（西安航空学院，陕西 西安 710077）摘 要：物联网技术作为下一代互联网技术，在图书馆等信息机构具备显著的应用潜力和技术价值。文章以大数据分析为研究视角，运用数据分析工具对样本数据进行网络可视化分析，梳理和揭示物联网技术在图书馆领域的应用和研究现状，并对该技术在图书馆的应用前景进行预测和展望。关键词：物联网技术；大数据视域；图书馆；移动互联技术；数据处理；可视化分析中图分类号：TP391.4 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2023）08-0099-03收稿日期：2022-08-08 修回日期：2022-10-10DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2023.08.026表 1 物联网在图书馆领域的应用文献基本指标文献数总参考文献数量总被引频次总下载频次篇均参考文献数量篇均被引频次篇均下载次数下载被引比例3162 68975889 6458.52.42831%图 1 物联网在图书馆领域的应用文献逐年发文趋势3 文献关系网络分析3.1 文献互引网络图谱通过对某学科专业或主题领域的文献之间的引用关系、共引关系和共被引关系进行揭示和分析，可以更加清晰地把握该学科专业或者主题领域的高引用文献、高被引文献和高共被引文献。加之对可视化分析之后形成的“核心文献”进行主题分析、语义分析、成分分析和内容分析即可把握某学物联网技术 2023年/第8期 智能处理与应用Intelligent Processing and Application100科专业或者主题领域的核心研究领域、研究热点和主要研究分支。运用 CNKI 的文献关系网络分析工具形成物联网在图书馆领域的应用文献互引网络图谱，如图 2 所示，图中运用红色颜色标识出原始文献，运用深蓝色颜色标识出参考文献，运用淡蓝色颜色标识出引证文献。节点的大小与该节点的被引频次呈正比例关系，即节点越大，被引频次越高，节点之间的连线表示节点之间的引用关系或者引证关系，节点之间的引用程度通过共引线条的数量来体现，即共引线条数量越多，表示节点的共被引频次越高。但是 CNKI 文献可视化分析工具无法通过文献共被引连线的粗细反映文献之间共引的 强度。图 2 物联网在图书馆领域的应用文献互引网络图谱通过对图 2 分析得知，被引频次最高的文献为孙其博等于 2010 年发表在北京邮电大学学报的文章物联网概念、架构与关键技术研究综述，在图 2 中通过节点 1 进行标识，该篇文献的被引频次为 2 198。该文首先系统归纳了物联网涉及的感知技术、标识技术、网络技术、通信技术和计算技术等核心技术，提出了物联网技术体系优化模型7。然后重点论述传感器网络技术（基于 NGN 架构）和无线射频识别技术（RFID）在各个行业领域的应用前景和技术价值，为物联网在图书馆领域的应用奠定了技术基础和理论基础。节点 2 为严栋于 2010 年发表在 图书馆学刊 的文章 基于物联网的智慧图书馆，该篇文献的被引频次为 531。该文将物联网技术以及相关原理引入智慧图书馆理论研究和实践建设中8，首先剖析了物联网技术带给智慧图书馆领域的更加透彻的感知、更加全面的互联互通和更加深入的智慧化三个技术特征；其次从成本分析、标准规范、关键技术、隐私安全和建设模式五个方面论述了物联网技术在智慧图书馆领域中的技术可行性分析；最后提出了智慧图书馆领域应用物联网的信息汇聚、协同感知和泛在聚合三种发展模式或者发展阶段。该篇文献为物联网技术在图书馆智慧化、智能化转型过程中的应用提供了技术框架和发展模式。节点 3 为陈志辉等于 2015 年发表在情报杂志的文章基于物联网环境的图书馆 RFID 技术应用现状的研究。该篇文献的被引频次为 283。文中通过实证研究方法系统调研了国内公共图书馆和高校图书馆运用物联网的无线射频技术（RFID）的总体情况9，重点对图书馆 RFID 产品技术以及管理系统进行深入剖析，得出有源或者无源高频 RFID 技术主要应用于公共图书馆、有源或者无源超高频 RFID 技术主要应用于高校图书馆的研究结论。从工作量成本、系统兼容性、技术标准程度低、功能层次参差不全和存在技术壁垒等方面提出物联网RFID 技术在图书馆智能综合管理应用中存在的问题和不足，并提出具有高度兼容性和灵活性的图书馆 RFID 管理系统的数据交互层、应用服务层、物理感测层和信息交互层的四层技术架构。该篇文献为图书馆界运用作为物联网核心技术之一的无线射频技术（RFID）推动图书馆智能化建设转型提供了技术解决方案。3.2 关键词共现网络图谱通过对物联网在图书馆领域的应用的 316 篇文献的关键词进行共现分析，可以把握该领域的核心关键词，并对核心关键词的出现频次和被引次数进行深度分析，进而把握物联网在图书馆领域应用方面的理论和实践研究的研究热点和研究前沿。运用 CNKI 的文献关键词共现网络分析工具对 316 篇 文献进行关键词抽词分析和关键词共现分析，如图 3 所示。物联网在图书馆领域的应用文献高频关键词和高被引关键词统计见表 2 所列。图 3 物联网在图书馆领域的应用文献关键词共现网络图谱表 2 物联网在图书馆领域的应用文献高频关键词和 高被引关键词统计序 号高频关键词频 次序 号高被引关键词次 数1射频识别541RFID482RFID532射频识别463智慧图书馆493自助服务454高校图书馆454信息技术415用户服务435图书管理系统386图书馆工作396智能感知357读者服务377云计算348图书馆服务模式358大数据319图书馆服务创新339电子标签2910图书管理3010自动识别282023年/第8期 物联网技术智能处理与应用Intelligent Processing and Application101通过图 3 结合表 2 得知：物联网在图书馆领域的应用文献的高频关键词包括射频识别、RFID、智慧图书馆、高校图书馆、用户服务、图书馆工作、读者服务、图书馆服务模式、图书馆服务创新和图书管理等。对以上高频关键词综合分析可以推断出图书馆领域的理论和实践研究人员侧重于运用物联网的新技术、新理念和新生态优化图书馆读者服务流程，探索以射频识别和 RFID 技术为代表的物联网相关技术在智慧图书馆的空间建设、书库管理、图书管理、设备管理、智能管理和用户服务管理等方面的应用。将物联网技术与图书馆业务的融合应用作为智慧图书馆或者高校图书馆阅读服务、空间服务、资源服务和管理机制创新的有效手段和路径。物联网在图书馆领域的应用文献的高被引关键词包括 RFID、射频识别、自助服务、信息技术、图书管理系统、智能感知、云计算、大数据、电子标签和自动识别等。通过对物联网在图书馆领域的应用文献的高被引关键词进行语义分析和相关文献分析得知，图书馆领域的理论和实践研究者们侧重于探索物联网的射频识别技术（如 RFID 技术）、智能感知和电子标签等技术在图书馆图书智能化管理、资产设备智能管理、自助借还智能服务等智能化管理和智能化服务场景中的应用。并通过物联网技术与大数据技术、云计算技术等主流信息技术的融合应用实现提高智慧图书馆智能化程度、信息化能力和自动化水平。3.3 作者合作网络图谱通过对物联网在图书馆领域的应用的 316 篇文献的作者进行合作分析，可以把握该领域的核心作者集合或具有影响力的作者集合。运用 CNKI 的文献作者合作网络分析功能对物联网在图书馆领域的应用的研究者进行共现分析，形成该领域的作者合作网络视图，如图 4 所示。图 4 物联网在图书馆领域的应用文献作者合作网络图谱图 4 中，每一个节点代表某机构的作者，作者节点的大小与作者同其他作者之间的合作频次呈正相关10，即作者节点越大，表明该节点与其他科研机构的作者之间的研究关联更加密切，合作频次更高，在该领域的研究合作更加密切；反之表明该节点与其他科研机构的作者的研究关系比较疏散，合作频次更低。节点之间的距离代表某学科专业或者主题领域研究内容接近程度，节点之间的距离越近，表明节点之间的研究主题更为相似或者接近，耦合度更高。为了进一步梳理物联网在图书馆领域的应用文献作者合作详细情况，对该领域研究文献的作者的合作频次进行统计，见表 3 所列。表 3 物联网在图书馆领域的应用文献作者合作频次统计序 号作 者合作频次所在单位1俞凯君113上海健康医学院2陆康61南京晓庄学院3刘慧51南京晓庄学院4胡康林39四川大学5刘旭晖36湖南城建职业技术学院6龚军慧34钦州学院7杨毅30内蒙古农业大学8范炜29四川大学9冯学东26北京经济管理职业学院10余凯旋21江西省图书馆通过图 4 结合表 3 得知：物联网在图书馆领域的应用文献作者之间的整体合作关系比较疏散，尚未形成具有显著聚类特征的文献作者合作网络或者耦合关系视图，分支主题或者细分领域研究趋势较为明显。但是在文献作者合作网络图谱中出现了局部或者小范围的作者耦合和作者合作情况，如上海健康医学院、渤海大学、山东华宇工学院、湖北工程学院和深圳南山图书馆组成的作者合作子网络；南京晓庄学院、江西省图书馆和南京工业职业技术学院组成的作者合作子网络；四川大学、西昌学院、湖南文理学院、德州职业技术学院、长春财经学院和沈阳医学院组成的作者合作子网络。与其他科研机构的作者合作频次最高的为上海健康医学院的俞凯君，合作频次高达 113 次。其次为南京晓庄学院的陆康（合作频次为 61 次）、南京晓庄学院的刘慧（合作频次为 51 次）、四川大学的胡康林（合作频次为 39 次）和湖南城建职业技术学院的刘旭晖（合作频次为 36 次）等。4 结 语图书馆领域持续关注物联网技术在本行业的实践应用和创新探索，理论研究成果呈螺旋式发展态势，已初步形成该领域的核心文献节点互引网络和关键词共现聚类网络，RFID、射频识别、自助服务、图书管理系统、智能感知和电子标签等成为图书馆领域共同关注的研究议题。但是根据作者合作网络图谱得知，物联网技术在图书馆领域的应用研究整体机构之间合作关系较为松散，研究机构之间的共引频次、共引强度较弱，仅在局部范围内出现研究合作关系。根据关键词共现网络可以预测出物联网技术与区块链、大数据、云计算和虚拟现实等数字技术的融合应用将成为物联网在图书馆领域的应用前景。（下转第104页）物联网技术 2023年/第8期 智能处理与应用Intelligent Processing and Application104参考依据。实验结果主要揭示以下三点：（1）本文设计的基于人机物融合的数据采集系统与移动服务器能够正常建立通信；（2）可以解决端到端全双工通信和双向传输、多传感器同步并发工作对主芯片造成巨大负载压力问题；（3）可以实现系统的多任务。当然，本次设计也存在一定的欠缺，主要表现在：（1）因为不是专业的数据分析人员，导致获取到的数据不准确，（2）编码上不够严谨和规范，导致编码混乱。（3）在软件设计中，程序不够健壮优化，导致软件设计没有达到高内聚、低耦合的基本原则。下一步会继续优化本设计的不足，加入一些新的技术和加强软件设计理论知识的掌握和解决实际问题能力。5 结 语本文设计的人机物融合数据采集系统，能够解决计算机双向传输控制问题，以及传统的多传感器同步并发工作对主芯片造成巨大负载压力的问题。并且以本文设计的无人机作为移动服务器，能够在特殊条件下进行实时数据采集。该系统可适用于各种人工无法到达的应用场合，例如用于特殊环境监测、城市地质灾害监测、智慧城市环境监测等场景。通过合理调整传感器实现多节点并发交互通信。从规划、设计、开发的一系列过程中，笔者深刻地认识到一位系统架构师需要具备高度的问题抽象能力、创造性思维、用知识和经验来解决实际问题的能力；在技术方面需要有扎实的编程能力和经验，有丰富广阔的专业理论知识和项目的经验及对市场经济效益的理解；在项目方面，需要有多年的项目开发经验，具备系统分析与设计的能力。参考文献1 张丽娟，宿宏毅，刘海龙，等.基于大数据技术的网络定向信息采集系统 J.信息与电脑（理论版），2022，34（7）：32-34.2 席志红，李俊文.基于 ARM+DSP 的 4G 北斗定位平台的设计 J.电子科技，2016，29（6）：85-88.3 严桂林，黄湘宁，谢海武.一种 NB-IoT 无线传感物联网数据采集系统设计 J.现代电子技术，2021，44（18）：38-42.4 陈昕，朱彤，李贤烈.基于树莓派的数传电台数据传输系统设计与实现 J.火力与指挥控制，2018，43（11）：128-132.5 李铖.基于 Arduino Mega 2560 设计的智能循迹探险小车 J.中国新技术新产品，2021，29（13）：36-38.6 赵巍.移动边缘服务的缓存策略建模与分析研究 D.南京：南京师范大学，2020.7 陈嘉浩，李博，张大富，等.基于 AliOSThings 的室内环境数据采集与可视化技术研究 J.现代电子技术，2021，44（20）：98-102.8 郝童博.面向人机物融合应用的边缘设备接入机制研究 D.武汉：华中科技大学，2020.9 赵修琪，卢文豪，王珊.基于 Arduino 的自动分拣机械臂控制系统设计 J.现代电子技术，2021，44（24）：163-166.10 罗春.基于网络爬虫技术的大数据采集系统设计 J.现代电子技术，2021，44（16）：115-119.作者简介：王俊德（1993），男，学士，实验员，研究方向为深度学习。周清松（1983），男，硕士，副教授，研究方向为信息系统分析与设计、计算机应用技术。高永丽（1973），女，硕士，副教授，研究方向为数字信号处理。参考文献1 狄查美玲.电力物联网时代物联网技术在电力系统中的应用 J.数字技术与应用，2022，40（7）：27-29.2 谭云月.基于物联网技术的基站节能系统设计 J.物联网技术，2022，12（7）：100-101.3 GUO Yanhui.Application of Internet of Things Technology in mobile education of smart campus culture and etiquette J.Journal of sensors，2022，28（23）：90-94.4 CHEN Limin，ZHANG Lei.Design of ecological environment monitoring system based on Internet of Things Technology J.Wireless communications and mobile computing，2022，60（7）：77-79.5 朱应莉.基于 RFID 和物联网技术的物流电子识别系统 J.电子设计工程，2022，30（13）：184-188.6 赵海君.物联网技术在智能图书馆中的应用 J.电子技术与软件工程，2020，11（10）：19-20.7 孙其博，刘杰，黎羴，等.物联网：概念、架构与关键技术研究综述 J.北京邮电大学学报，2010，33（3）：1-9.8 严栋.基于物联网的智慧图书馆 J.图书馆学刊，2010，32（7）：8-10.9 陈志辉，王颖纯.基于物联网环境的图书馆 RFID 技术应用现状的研究 J.情报杂志，2015，34（5）：194-201.10 何慧爽，景仕琪.基于 CNKI 数据库的中国生态系统服务研究的知识图谱分析 J.生态经济，2022，38（8）：223-229.作者简介：杜文龙（1986）男，硕士，工作于西安航空学院图书馆，副研究馆员，研究方向为信息技术与数据分析。（上接第101页）