室内定位技术在学校图书馆管理中的应用

郑盼

摘 要：介绍室内定位概念及几种常用的室内定位技术，随着室内定位技术发展，可将室内定位技术应用到高校图书馆的管理中包括借阅或未及时放置在正确位置的图书监测，图书馆自习座位分配引导等，提高座位利用率，降低管理成本，提高学生使用图书馆资源的效率。

关键词：室内定位；图书馆管理；应用

1 引言

随着全球定位系统（GPS）的不断发展，它在各领域尤其是室外定位中应用广泛，我们已经实现对船只、车辆及飞机的精密导航、测速以及运动目标的监控与管理等，也用于智能手机软件中为人们提供日常定位，但由于接收机进入室内环境或被高大建筑遮挡，卫星信号被反射、遮挡时，定位精度会急剧下降，直接影响导航的进行，室内导航变得非常困难，而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内，室内定位技术前景广阔，如何进行室内定位逐渐成为人们探究的焦点。

2 室内定位技术内涵及常用的室内定位技术

室内定位技术是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。

2.1 室内定位技术主要包括以下几种：

（1）基于红外线的室内定位技术

红外线（Infrared）是波长介于微波与可见光之间的电磁波，波长在760纳米（nm）至1毫米（mm）之间的非可见光。红外线室内定位有两种：第一种是被定位目标使用红外线IR标识作为移动点，发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位；第二种是通过多对发射器和接收器织成红外网覆盖待测区域，直接对目标进行定位。

红外线技术用于室内定位精度相对较高，但由于红外线只能视距传播，穿透性极差，在传输过程中易受物体或墙体阻隔且传输距离较短，定位系统复杂性较高，有效性和实用性仍待提高。

（2）基于超声波测距技术的室内定位技术

超声波具有频率高、振幅小、对外界光线和电磁场不敏感等特性，有利于对其进行应用。超声波定位系统与无线电定位系统原理相似，通过接受几个固定位置点发射的波，得到主体到这几个发射点的位置，计算得到主体位置，超声波室内定位精度很高，达到厘米级，有一定的穿透性和抗干扰能力，只不过超声波在空气中衰减较大，且有很强的多径效应，只适用于较小距离。

（3）基于射频识别（RFID）的室内定位技术

射频（RF）是具有一定波长的电磁波，它的频率描述为：k Hz、MHz、GHz，范围从低频到微波不一。 射频识别是一种基于电磁理论的无线电通信技术，通过一种无线电讯号和微芯片标签识别特定目标并读写相关数据，识别系统和待识别的目标之间不需要进行机械或者光学接触。由于射频识别具有长距离识别，非接触识别等特点，成为定位技术的首选，成本越来越低，且应用广泛。

（4）超宽带定位

超宽带（UWB）技术是一种新型的无线通信技术，它通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制，利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点，与新加入的盲点进行通讯，并利用三角定位或者“指纹”定位方式来实现确定位置。 它对信道衰落不敏感，发射信号功率谱密度低，截获能力低，抗多径效应，定位精度高等特点。

（5）基于Wi-Fi的室内定位技术

Wifi定位技术有两种：利用移动设备和三个无线网络接入点的无线信号强度，通过差分算法对目标进行较精准的定位，或是事先记录大量确定信号强度的位置点，通过新加入的位置信号强度比较建立数据库来确定位置。但wifi用于室内定位精度只能达到2米左右，无法精确定位。

（6）基于Zigbee技术的室内定位技术

Zig Bee 是一种全新的短距离、低功率、低成本、双向无线网络通信技术，通过若干个待定位的盲点和一个已知位置的参考节点与网关之间形成组网，每个盲点之间相互协调通信确定位置。这些传感器只需要很少的能量，便可通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，因此效率非常高。具有低功耗低成本的特点，但Zigbee受多径效应影响大定位精度受多因素影响。

（7）基于蓝牙的室内定位技术

蓝牙室内技术是在室内安装蓝牙局域网接入点，把网络维持成基于多用户的基础网络连接模式，并保证接入点始终是piconet的主设备，通过信号强度的测量对新加入的盲节点进行三角定位。基于蓝牙的室内定位技术具有使用设备体积小，距离短，低功耗等特点，但蓝牙系统本身稳定性差，只适用于小范围定位。

2.2 这几种技术比较如下表。

3 室内定位技术在学校图书馆中的应用

3.1 图书馆管理现状

近年来室内定位技术已逐渐发展，并应用于医院、体育馆、地下车库等场所，实现对人或物品的快速定位。高校图书馆作为学生生活不可或缺的一部分，因其丰富的资源，优良的环境，成为学生自习阅读的最佳场所。在国内，除个别公共图书馆采用室内定位技术管理图书馆，室内定位技术在高校图书馆应用较少，而随着近些年高校扩招，学生人数不断增加，图书馆规模逐渐扩大，图书馆的书籍管理，自习座位分配等问题日益突出，如何利用室内定位解决这些问题，以提高管理效率降低成本是亟待解决的问题。根据上述几种室内定位技术的比较，综合精度及成本等问题，我们发现以下几种可用于图书馆管理中：（1）基于wi-fi的室内定位技术（2）基于射频识别的室内定位技术

3.2 综合利用室内定位解决下列问题：

（1）基于wifi的室内定位技术在图书馆座位分配利用的应用

在酷夏或寒冬考试周，或者考研期间，图书馆自习室成为学生首选之地，而由于高校扩招导致的人数增多，图书馆的座位问题是每个学校亟待解决的问题。利用室内定位技术，将定位标签固定在定位设备上，当学生进入图书馆，定位终端将实时数据发送给服务器，服务器接收数据，利用定位算法估计用户位置，并配合相关软件将位置信息以图形化形式显示在界面上，使学生能快速查询到空余位置并进行选择。由于一些高校图书馆面积大，还可利用wifi室内定位技术跨楼层导航，引导学生去往正确的方向。

（2）基于射频识别的室内定位技术在图书借阅及错位图书查找归位问题的应用

目前图书馆的图书索引主要依靠索书号实现，学生在平台搜索想要查询图书的索引书号来查找图书，但仍存在着一些不便： （1）图书馆面积大，书籍多，索书号也不便于寻找（2）一些书籍放在错误位置，查询到索书号也无法找到需要的书籍，这些凌乱的书籍也不利于图书馆管理，需要花费时间和人力才能归位（3）杂志阅读后未放回书架。为解决上述问题，可改进图书馆检索，利用射频识别技术，在图书上安置射频标签，在书籍上架前，利用仪器对是射频信号进行收录，建立起可实时更新的数据库，当找不到书籍时，学生可通过数据库定位到准确位置，既节省了人力，又方便快捷。

4 结束語

随着科学技术发展，图书馆不仅是学生借阅书籍的地方，将会承载着更多的功能，如何利用室内定位进行检索、定位、查询，提高图书馆管理效率，节约人力，方便学生将成为我们探究的主要问题。不管是何种方式，室内定位的前景都非常广阔，室内定位技术也会随着科技进步发展得更为精确，应用更为普遍。

参考文献

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[4]高建清、董 义、董双林.室内定位技术在高校图书馆中的应用[J]. 科技情报开发与经济. 2013年第23卷第23期.