RFID在图书管理系统中的应用.pdf

RFID在图书管理系统中的应用 一、系统背景 RFID是 Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别技术， 俗称“电子标签技 术” 。RFID技术是一种无线通信的自动识别技术，它通过无线射频信号以自动识别多个 目标对象并进行相互通信。识别工作无须人工干预，可作于各种恶劣环境。RFID技术 涉及射频技术、 IT技术、 ERP知识(流程整合的概念 )、微电子技术、印刷技术、天线、 封装技术等知识。图书管理是RFID技术应用的一个重要方面，图书馆是图书管理需求 最为集中的应用场所。 虽然大多数图书馆已经采用了条形码识别、计算机网络、 计算机 软件等现代化管理模式和技术，但是还是有许多问题困扰着图书馆的管理及工作人员。 例如，图书的自助借还，图书的快速盘点、查找，书架图书的整理等问题还是没有很好 地得到解决，阻碍图书馆进一步提高管理和服务水平。而将RFID技术应用到图书馆管 理当中，就可以解决困扰图书馆图书管理的上述问题。例如，国内比较成功的案例 杭州市图书馆 RFID系统，这也是全球首创的局域图书馆集群系统分步实施RFID的一个 解决方案。 二、系统概述 通常，一个完整的RFID系统包括射频电子标签 (Tag) 、阅读器，天线 (低频和高频线 圈)和应用系统 (软件)四部分组成。阅读器和电子标签的所有动作都是由系统来控制的。 一方面， 应用系统是主动方，而阅读器是从动方，它只对应用系统的读写指令做出响应。 为执行应用系统发出的指令， 阅读器就会与一个电子标签建立通信。另一方面， 对于电 子标签而言，阅读器是主动方，而电子标是从动方；只是响应阅读器发出的指令，按约 定的通信协议，经过天线将其内部存储的标识数据回传给阅读器。目前，RFID技术在 图书馆的应用丰要集中在HF和 UHF频段。其中，又以 UHF频段的 RHD技术较 HF频段 的 RFID技术更具优势，也是未来图书馆管理技术发展的一个方向。利用 UHF频段的 RFID 技术可以实现电子标签转换、图书自助借还、图书快速盘点、图书快速查找、放错图书 快速整理、安全门禁检测，并且与图书馆现有系统能够有缝链接。一个RFID图管理系 统如图 1 所示，它包括自助借还书子系统、标签转换子系统、智能查找子系统、智能 盘点子系统、安全检测子系统、借书卡管理子系统、智能分拣子系统等。 图 1 图书管理系统组成图 三、系统功能图 RFID系统的通信过程是按照“主一从原则”来进行的，如图1 所示。 主从 指令指令 应答应答 主从 数据流 图 1 RFID系统组成框图 系统功能图如下： 四、设备的选型 通常按照工作频率，RFID系统可以分为低频 (LF) 、 高频(HF) 、 超高频 (UHF) 和微波 (MW) 四种。低频和高频RFID系统使用的是交变磁场耦合方式，常见的工作频率为125 KHz 和 1356 MHz两种。超高频和微波RFID系统使用的是电磁场耦合方式，这两种RFID 系统的工作频率全球并不统一，例如我国的超高频RFID系统使用的是 840850 MHz 或者 920925 MHz波段，北美使用的是902928 MHz波段，而欧洲使用的是868870 MHz波段；而微波 RFID系统主要使用 245 GHz波段(属于 ISM波段)。RFID系统根据： 作波段的特性而出现不同特性。低频RFID系统作用距离较近，一般在50mm 以下，但 是穿透金属物体能力强，最适合用于含水成分较高的物体识别；超高频和微波RFID系 统作用距离较远，通常频率越高，作用距离也就越远；245 GHz RFID 系统作用距离可 应用系统电子标签阅读器 借书 校园卡借书证 手动输入卡 号 在指定区域刷 卡 在指定区域刷 卡 输入密码，后确认 将您要借阅的图书全部放在指定 区域内选择借阅数 量 失败 人工服务台 打印凭条 成功 确认借阅 退出 还书 记录本次借阅 信息 人工服务台检查 将书放回原位 主界面 管 理 员 系 统 图 书 统 计 系 统 图 书 查 询 系 统 图 书 超 期 系 统 图 书 登 记 系 统 图 书 修 改 系 统 统 计 遗 失 系 统 读 者 信 息 系 统 读 者 登 记 系 统 关 于 本 系 统 退 出 系 统 图 书 借 阅 系 统 图 归 还 系 统 图 书 续 借 系 统 修 改 密 码 系 统 离 开 挂 起 系 统 库 存 盘 点 系 统 管理员系 统 添 加 修 改 保 存 修 改 删 除 退 出 达 10 m 以上，传送数据速度也较快，但是功耗较大，穿透力较弱，工作区域不能有太 多干扰，适合用于物流管理中进行远距离的识读。不同频率RFID系统的特性可见图 2 表示。 图 2 不 同频率 RFID系统的特性图 五、系统的特点 1自助借还书子系统 自助借还书子系统结合了RFID 、计算机、网络、多媒体以及触摸屏控制操作等 技术，实现对安装有电子标签的图书进行自助借还功能。该系统主要组成包括： 控制主 机、液晶触摸显示器、 RFID电子电路、嵌入式打印机、多媒体语音系统等。采用RFID 技术的自助借还书子系统不再需要打开图书扉页逐本扣描条码，就以同时借还多本 图书，实现自动化的图书借还流程，相对于条码识别简化了借还书流程，大大地提高了 借还书效率。并且， RFID自助借还书一体机可以实现24 小时无人图书馆，也大幅度 提升了图书馆人性化服务水平和图书流通效率。 2标签转换子系统 标签转换子系统采用cs 架构，完成图书条码、图书电子标签、书架标签以及借 书证电子标签的转换和绑定工作，并把图书、 货架、借阅等信息统一存储在图书的电子 标签中，从而将 RFID技术集成到现有图书馆馆系统当中。电子标签不易破损，有抗污 能力，这样就不会 影响借还书的效率。 另外根据电子标签的存储容量， 还可以在电子标签中存储其他 信息，例如历次借阅者信息、图书的读后感、其他类似图书信息等，从而有助于读者对 图书的评估，可以组建一本图书的“读者圈”，获得更多参考信息。 3智能查找子系统 智能查找子系统完成对图书的快速查找。查找的方式有移动式和固定式两种。移动 式查找是指将需要查找的图书信息录入到手持式RFID查找终端上，一次可录入多本图 书信息进行查找。固定式查找是指通过RFID阅读器、计算机和无线局域网连接进行图 书的查找。利用 RFID的无线定位技术，可以迅速查找图书在馆内的具体位置，从而避 免了由于图书没有按类别摆放造成的能检索到图书、但找不到图书的“错架”问题。 4智能盘点子系统 工作， 同时实现放错图书的整理， 提高盘点效率，减轻由于图书搬运带来的工作量。 盘点方式有推车式移动盘点平台和手持式盘点平台两种。其中，手持式盘点平台具有符 合人体工程学、重量轻、移动、存储容量大等优点，具有图书查找和盘点功能，而且可 实现图形用户界面管理、数据下载、预置报警等功能，充分显示出了RFID技术的强大 优势。 推车式盘点平台除了具有手持式盘点平台的全部功能外，还具有持续工作时间长、 操作界面友好、数据处理能力强等特点。 5安全检测子系统 安全检测子系统是针对安装有电子标签图书进行侦测的系统，通过安装在计算机上 的自动侦测软件实现图书侦测防盗。它的硬件包括有RFID电路、声光报警器和安全型 天线等。安全检测子系统具有识别距离远(一般可达 2 米)、识别速度快、声光报警、零 误报等特点。 6借书卡管理子系统 借书卡管理子系统完成借书卡的分发、激活和管理工作。 采用 RFID技术的二代身 份证、市民卡，甚至是老的条形码读者证都可以作为借书卡。特别是激活二代身份证作 为借书卡，就可以随时使用图书馆各项服务，而不必顾虑读者证是否携带，方便借还， 在管理性、方便性、安全性、可靠性等方面有很好地提高。 7智能分拣子系统 分拣子系统主要由智能图书分拣机组成。它充分地利用RFID技术优势是图书根据 预先设定的图书类别进行自动化的图书分拣，简化图书分类整理流程， 提高借还书效率， 具有可靠性高、速度快、免人工的优点。 六、实施结果 目前利用 RFID 技术来 管理图书的实施结果 ，大约有以下几点 : 读者只需来到自助借还设备前，在触摸屏上轻松地查询出自己需要的图书，根据提 示你直接走到某一排的书架前拿出那本书，然后在自助借还设备前将你的借书证和书读 取一下，就可以带着书离开了。不需要和任何人接触，就可以完成整个借书的过程，快 捷、方便。读者还书和借书就像在银行的24 小时 ATM 机上存钱和取钱一样方便、快 捷。 而当需要还书时 ,不再需要为工作繁忙没有时间前往图书馆而烦恼,24 小时自助还书 设备可以到随时随地还书 ,轻松解决您的一切烦恼 !您要做的或许只是在借书证上金额不 足时充值而已。 管理员再也不用在盘点或者整理图书时忙得晕头转向，为找一本书而耽 误很多时间，移动式智能馆员助理可以帮助你轻松完成上架、顺架、 盘点等繁琐的工作， 在读者需要帮助时可以轻而易举地找到任何一本书的位置，也不用担心会有人没有登记 就带着图书离开， 任何没有完成借书手续的图书通过智能安全门时都会告知您，您的工 作只是一边悠闲地喝着咖啡一边在智能安全门报警的时候去查看一下有什么问题发生。 图书馆 RFID 系统可以扩大图书流通， 提升图书馆管理和服务水准，使图书馆从图书的 监管者转变为知识的诠释者成为现，使其更为人性化、 乐趣化，从而向集群化图书馆迈 进的步伐加快。 因此计划在现行工程基础上开发图书管理系统，以适应现行图书管理工作的要求， 提高工作效率。