圖書館智能化研修間系統的設計與實現

王政軍 董曉梅 俞小怡

〔摘要〕[目的/意義]為解決傳統人工管理圖書館研修間的繁瑣和無序問題，利用新型智能技術實現研修間的公開、高效和有序管理。[方法/過程]在闡明門禁控制原理和系統設計思路的基礎上，以大連理工大學圖書館研修間管理系統為例，具體論述系統的技術支撐框架、軟件設計流程及功能模塊解決方案。[結果/結論]實踐證明利用新型門禁控制技術配合管理軟件的應用開發，能夠實現圖書館研修間的智能化管理。通過門禁管理系統和網上預約方式實現研修間無人值守的自助管理模式，提高了研修間的使用效率和讀者的滿意度。

〔關鍵詞〕圖書館；智能化研修間；系統；門禁控制；網上預約

DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2016.08.014

〔中圖分類號〕TP393〔文獻標識碼〕B〔文章編號〕1008-0821（2016）08-0079-05

〔Abstract〕[Purpose/significance]In order to solve the problems of tedious and disorder of the traditional manual management of the library study room，this paper used the new intelligent technology to realize the open，efficient and orderly management.[Method/process]On the base of elucidating the access control principle and the system design，taking the study room management system of Dalian University of Technology Library as an example，this paper discussed system technical framework，software design process and function module solutions.[Result/conclusion]Practice has proved that the use of new access control technology with application development of the management software，it could realize the intelligent management of library study room.Through the access control management system and online booking method to realize the unattended self-service management mode，the use efficiency of the study room and the readers satisfaction was improved.

〔Key words〕library；intelligent study room；system；access control；online booking

隨著高校圖書館信息化和服務理念的不斷發展和提高，信息共享空間被很多圖書館認可和引入[1]。信息共享空間整合的資源除了圖書文獻數據之外，還包含可供學習和科研使用的各類軟硬件設備及其各種格局不一用途各異的開放或封閉的物理空間，以滿足讀者對獨立學習空間、協同式學習和共享科研環境的多元需求[2]。研修間作為信息共享空間的重要組成部分之一，定位于以提供個人學習、研討空間為服務對象而打造的個性化信息空間。

很多高校圖書館為適應信息共享空間的需求提供了研修間的物理場所，而對研修間的管理模式則采用傳統的手工填表預約和鑰匙發放回收的人工方式。以我館為例，因為研修間數量供不應求，為防止學生徹夜排隊現象的發生，采取在預約研修間的當天才貼出通知的方式。即便如此，通知發出后，也總是出現排長隊的壯觀景象。不僅給館員增添了管理工作的復雜性和難度，而且讀者費時費力，極大地影響了研修間的使用和管理[3]。

本文提出利用門禁控制技術結合管理軟件的開發來解決研修間的智能化自助管理問題，該方案使用網上預約和刷卡進入的方式授權讀者對研修間的使用，實現了研修間的公開、高效和有序管理，給讀者帶來很大的便捷性和自主性。工作人員通過設置管理軟件的預約規則、懲戒規則來管理研修間和讀者使用情況，日常維護基本無需人工干預，形成合理秩序，大大減輕館員的工作強度。

1系統架構及相關技術

智能研修間管理系統實際是一種智能化電子門禁系統的新型應用方式[4]。門禁控制器接受讀者的刷卡信息并發給后臺的管理程序，遵循后臺管理程序的預約規則和處罰記錄數進行讀者使用權限的判斷，后臺管理程序通過發送指令給門禁控制器進行研修間開啟和關閉的控制。該平臺主要涉及電子門禁硬件系統、研修間管理平臺和預約平臺、一卡通學籍和圖書管理系統等幾方面的協同工作，通過研修間的門禁管理程序和預約程序的開發集成工作，形成智能化研修間管理系統的解決方案。該系統架構如圖1所示。圖1研修間管理系統架構

1門禁控制器及其交互協議

由于電子門禁具有管理靈活、使用方便的特點，在很多場合下都有使用。以前的門禁控制器使用485控制線與管理軟件進行交互，現在比較流行的做法是使用TCP/IP的網絡協議進行控制器和管理軟件的交互。本方案使用的是業界比較廣泛使用的微耕門禁控制器（型號：WGACCESS L04），該控制器不僅支持網絡協議傳輸，而且廠家提供二次開發接口，以供第三方軟件平臺與門禁控制器的對接。

門禁交互協議提供了18種功能指令，實現刷卡、定時、遠程和特權等功能。本系統中主要使用其中的刷卡功能指令（功能號：0x20）和遠程開門功能指令（功能號：0x40）。

當門禁控制器感應到刷卡動作時，將刷卡功能指令的協議數據包發送給研修間管理系統，管理系統通過PacketShort->type=0x19、PacketShort->functionID=0x20和PacketShort->iDevSn=[設備序列號]來判斷是刷卡功能指令后，從PacketShort->data數組中的第8到11字節提取讀者卡號，進一步通過預約系統分析讀者的權限。

研修間管理系統判斷讀者刷卡通過時，需要向門禁控制器發送遠程開門指令。需要填充協議數據結構中的PacketShort->type=0x19、PacketShort->functionID=0x40、PacketShort->iDevSn=[設備序列號]和PacketShort->data[0]=[門號]，門禁控制器接收到該指令的數據包后，隨即進行開門響應。

12電子門禁綜合布線

在整個系統方案中，電子門禁綜合布線的設計和實現是必不可少的，主要涉及門禁控器及從屬設備（電磁鎖、刷卡器、門鎖開關和消防開關等）的固定、安裝、連線、供電和聯網等。在符合綜合布線的標準前提下，必須保證兩個關鍵模塊的存在：（1）門禁控制器的電源必須使用UPS不間斷電源，防止斷電導致門鎖異常開啟；（2）門禁控制器必須加裝消防報警模塊，研修間內部加裝消防火警開關，并且與整個樓宇的火警系統聯動。圖書館研修間系統實際效果如圖2所示：圖2研修間實際效果圖

2管理軟件設計和技術實現

研修間管理系統主要由門禁管理系統和讀者預約系統組成，門禁管理程序提供預約規則管理、懲戒規則管理、門禁狀態監控、刷卡認證監控、權限管理、讀者信息管理和系統設置等；讀者預約程序需要提供WEB預約、手機預約和固定終端機預約等。由于讀者的卡片信息和證件信息分別來自于一卡通平臺和匯文圖書綜合管理系統，所以研究間管理系統還涉及與這兩個平臺的集成開發。對于讀者成功預約研修間和應該到場使用的提醒則是通過微信、短信和郵件平臺發送出去。

21軟件流程設計

研修間管理系統的業務流程主要由兩個方面組成，一方面是通過預約功能進行研修間的預約過程，預約時先要進行用戶合法性的驗證，包括讀者的一卡通信息和圖書證信息是否正常，讀者是否有違約記錄而在懲戒期內不允許預約，合法性驗證通過后允許選擇相應的空閑房間預約使用。另一方面是到研究間現場進行刷卡認證使用研修間的過程，讀者在門禁控制器的刷卡后，門禁控制器會將讀者的刷卡開門請求發送給研修間管理系統，管理系統除了驗證讀者的身份信息合法外，最主要的是驗證讀者在這個時段是否已經預約了該房間的使用權，對已經預約的讀者打開電子門允許使用房間，并且判斷該讀者是否遲到觸犯違約規則，違約的情況需要記錄在案并產生處罰記錄，處罰次數到上線的讀者進行一段時間內不允許預約使用研修間的懲戒。研修間管理系統的具體流程如圖3所示。

22技術實現

研修間管理系統的后臺數據庫使用Oracle數據庫，數據庫中主要存儲研修間管理系統相關信息，如預約規則表、處罰規則表、人員信息表、房間信息表、預約記錄表、處罰記錄表和系統參數信息表等。預約服務程序和門禁管理程序直接連接訪問數據庫，二者之間的數據交換以數據庫中的數據為準。

門禁管理程序使用Visual Studio 2010開發環境進行開發，其中與門禁控制器的UDP網絡交互使用C++語言開發，并將其封裝成DLL動態庫供管理程序調用，該動態庫遵循門禁控制器的網絡交互協議，主要實現接收讀卡和驅動開門指令。其實門禁控制器也應用于圖書館的其他場所，比如圖書館入口門禁閘機系統也是我館自主開發，底層交互驅動也是使用的該DLL動態鏈接庫。該動態庫的利用UDP Socket收發數據的代碼示例如下。

在DLL動態鏈接庫之上的管理程序使用VB.Net開發，管理程序是整個研修間管理系統的核心部分，起到對數據庫中的相關信息的管理設置以及監控讀者刷卡使用是否正常的作用。由于使用VB.Net語言開發，對數據庫的操作控制代碼相對于C++代碼要簡易得多，并且具有開發周期短、界面交互性好的優點。管理程序監控刷卡部分是以圖2的研修間管理系統流程中的讀者刷卡分支流程為基準，除判斷讀者信息和預約規則有效性外，還需對研修間的使用記錄和讀者的懲戒記錄進行存檔，該部分的偽代碼如下：

預約服務采用B/S架構的方式，程序開發利用PHP技術實現業務流程控制，頁面展示使用基于Bootstrap的模版框架ACE，該框架不僅界面美觀、交互性強，而且兼容大多數的瀏覽器和移動設備瀏覽。業務流程PHP程序訪問后臺Oracle數據庫，預約過程主要是對讀者、房間門、預約規則和懲戒規則等方面信息查詢判斷的過程，并將相關日志記錄在案。系統的功能結構如圖4所示。圖4系統功能結構圖

23管理規則設計

研修間管理系統需要一套合理的預約規則和懲戒規則才能得到讀者的接受和認可，如果規則過于苛刻將會導致讀者經常產生違約處罰而享受不了研修間的服務，讀者將會對研修間系統的運行規則產生質疑和不滿情緒。如果規則過于放松，限制不了讀者惡意占用研修間資源情況，有失資源共享的公平公正性。我們通過一段時間的運行磨合后，制定的預約規則和懲戒規則如下：預約申請時必須有4個有效讀者的信息才能發起預約申請，以此來保證使用研修間的讀者數量，對于較大的房間和內部資源價值較高的房間申請時必須提交詳細使用說明，由后臺管理員審核通過后預約規則才生效。每次預約的使用時長最長只能是4個小時，每日只能預約一個房間，如果在房間使用結束時，如果該房間無人預約使用，可以對該房間續約使用。預約規則生效后，必須在使用時間段的開始時間的20分鐘內到場，否則對該讀者進行一次處罰記錄，如果個人處罰記錄累計超過3次以上，對該讀者進行1個月不能預約使用研修間的處罰。

3結束語

圖書館智能化研修間管理系統是智能化技術在圖書館信息共享服務中的新型應用和嘗試，公開透明，便捷有序，不僅提高了研修間的使用率和周轉率，在大幅度減輕工作人員的工作量的同時，極大地提高了讀者的滿意度。利用該系統能夠實現在無人值守的情況下，有權限的讀者自主完成研修間的申請和使用的全過程，同時依靠系統的違約和懲戒程序來限制讀者對研修間的不文明使用。該系統已在大連理工大學圖書館實際運行兩年多時間，取得了良好的效果，對圖書館提升服務質量、規范服務行為、提高信息共享服務的有效利用率、快速響應讀者需求以及進一步發展學科研究型圖書館具有示范意義。

由于本系統采用的門禁控制器直接來自于廠商，我們不能對門禁控制器的功能進行調整，控制器本身存在的問題會成為整個解決方案的短板。首先是門禁控制器的交互協議是一種未加密的明文傳輸，雖然我們將控制器的網絡控制在內網，但是明文網絡數據包也會使解決方案存在網絡安全問題。其次是門禁控制器不支持刷卡器的屏顯功能，所以對于讀者的刷卡效果不能以屏幕文字顯示的方式直接告知讀者[5]。目前市場上的商用門禁控制器普遍解決不了這兩方面問題，以后只有通過我們自主研發門禁控制器，才能更好地滿足圖書館研修間系統的功能需求。

參考文獻

[1]王敏，徐寬.美國圖書館創客空間實踐對我國的借鑒研究[J].圖書情報工作，2013，（12）：97-100.

[2]熊太純.大學圖書館學習空間的創新管理[J].大學圖書館學報，2013，（5）：87-91.

[3]美國圖書館協會.2014美國圖書館協會白皮書[J].圖書情報研究，2014，（3）：18.

[4]沈奎林，趙華，邵波.研究小間預約系統的設計與實現[J].現代圖書情報技術，2013，（5）：87-91.

[5]黃志勇.2012年國內門禁市場發展走勢[J].中國安防，2012，（1）：82-84.

（本文責任編輯：馬卓）