-基于RFID技术的图书管理系统

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1、基于RFID技术的图书管理系统一、选题背景随着新技术和新设备的引入，高校图书馆图书流通工作由完全的手工管理向计算机的自动化管理转变，使 工作效率得到大大提高，服务质量和水平也有了很大的提高。但是当前得到高校图书馆普遍认可的“藏借阅一 体”的开架模式，反而使书库管理难度前所未有的增加。虽然通过加强制度建设、人员保证、基础工作、检查 评价等工作，可以有所改善。但仍有一些问题难以解决：1 1 图书上架量大由于书库兼有藏书和阅览功能，环境好、用书方便，使得读者阅览图书量急增。12 图书错架、乱架 由于书库的完全开放，读者对不需要的图书常常随意放置。为解决这一问题，有的图书馆采用书位牌、书 架旁配小书架

2、或书车等措施，但效果都不是很理想。虽然我们采取多种措施加强理架工作，同时也加重了图书 馆工作人员的工作量，但在图书排架差错检查中差错率还是达到了2 88，这说明要根本解决之还是非常困难。13 读者故意藏书 因种种原因，读者往往将某些图书藏起来或者随意放书。有的藏在其它类图库中，有的藏存包柜中或书架 顶板上。图书管理员整理书库时，常发现图书放在了不应该摆放的位置。根据不完全统计，发生这种现象的图 书数量是不少的。所以这种问题是不容忽视的。14 图书通过安检门 为防止未借阅图书被拿出图书馆，各个图书馆都会采取各种图书管理系统，大部分安检系统只会在未借阅 图书经过安检门时候发生警报，不能说明具体是什

3、么图书。有多本书时需要挨本书检测以得知是哪本未借阅图 书被拿出。耗费时间，且有时候准确性不高。对于安检门没有检测出来的未借阅图书，就会成为一本名存实无 的图书显示在图书馆管理系统中。15 寻书的困难 面对图书馆大量的藏书量，要找到一本图书只能通过确切的索引号去寻找。确切的索引号只能说明大概的 位置，真正找书过程中还可能遇到图书放错了位置或者系统中显示存在的图书实际已经遗失。那会认读者陷入 找书的痛苦之中。16 图书盘点书库中实际藏书量到底有多少 ?要回答这个看似简单的问题， 确实有点难。 因为在计算机管理前， 通常采用 图书与卡片进行比较；而采用计算机管理后，书目数据都在计算机的数据库中，与实

4、物进行比对变得困难了， 并且一般的图书管理系统也不具备盘点功能。是否管理好图书资源，尽最大可能延长图书的使用寿命。书库管理工作的效率和质量，直接关系到图书资 源的利用和读者服务工作的好坏。 而正在被国内外图书馆关注的 RFID 技术，在书库管理中具有非常明显的优势。、选题目的根据我校图书馆现存问题：1. 未借阅图书被拿出图书馆大门和保存本阅览室图书被拿出保存本阅览室大门时，安检门会发生警告。但 是无法知道具体书目。我们的系统将在学生携带未借图书出图书馆或拿出保存本阅览室图书时，显示该图书的 信息与该放回的位置，方便图书管理人员将图书正确放回。2. 图书摆放错位或者遗失，或者对图书馆不熟悉的新同

5、学找书时就会有种种难题。我们的系统可以在搜索 图书时，提供图书定位功能，以可视化的方式提供数目具体位置，方便同学查找，节省时间；同时，图书管理 人员也可以通过此功能找出遗失的书本。3. 图书摆放错位或者遗失时，会造成图书管理人员在书架整理图书时费时费力。通过我们的系统，只要图 书管理人员拿着信号接收器，就可以快速的查出错位的图书，提高了效率。学习了解RFID技术的实现方法和功能，希望通过RFID技术帮助解决现存问题，优化图书馆管理。三、技术说明（1）RFID技术及其优势RFID是无线射频识别技术的缩写。RFID系统一般由在内部存储器中记录着各种ID信息的RFID电子标签、通过无线方式通信的读写

6、器以及存储与ID关联信息的数据库构成。RFID技术具有事后向标签中写入和追加信息、可与多个RFID标签同时通信和读写器不需要像读取条形码那样正对RFID电子标签读写信息的特点。这些特点使得RFID系统的自动识别，自动追踪功能、多标签阅读功能和存储信息量大等方面，在当前书库管理中有明显的优势。主要表现在以下几个方面：1. 快速扫描。不光在一次扫描中只能有一个标签受到扫描；RFID辨识器可同时辨识读取数个 RFID标签。2. 体积小型化，形状多样化。RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。3. 抗污染能力和耐久性。 传统标签的载体是纸张，因此容易

7、受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。RFID卷标是将数据存在芯片中，可以免受污损。4. 可重复使用。RFID标则可以重复地新增、修改、删除，方便信息的更新。5. 穿透性和无屏障阅读。在被覆盖的情况下，RFID能穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并 能进行穿透性通信。6. 数据的记忆容量大和安全性。RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变更。射频识别技术和传统识别技术（条形码技术）比较:条形码射频识别信息载体纸质物体EEPROM信息量小大读取方式激光束扫描无线通讯读、写性只读读闫抗干扰能力很好多目标识别不能能识别距离诉远成本低

8、高注：EEPROM （Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory），电可擦可编程只读存储器-一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。一般用在即插即 用（Plug & Play ）接口卡中，用来存放硬件设置数据。（2）RFID技术在图书馆管理中的优势1. 自动识别功能当前书库图书排架差错及读者有意藏书的问题，主要靠手工来解决。图书错架的校正是项费时、费神的工作，工作人员容易出现厌烦情绪。借助RFID的无线通信方式，工作人员手持RFID阅读器就可以自动识别、定位所找图书的具体位置，可大大

9、减轻工作人员的工作压力，提高工作效率。利用自动识别功能，配以专门的图 书分检设备，可以实现归还图书的自动分类和获取应放书架的具体位置，方便工作人员上架，特别是对于多校 区图书馆，可以自动、准确区分不同校区的图书，避免跨校区归还的图书混杂在一起。2. 自动定位功能利用RFID系统的自动追踪功能可以实现自动跟踪图书的去向，从而能主动发现图书所藏地点的变化，解决读者有意藏书问题。3. 多标签阅读功能多标签阅读功能可以提高图书盘点速度（包括借还图书的速度），但前提是书目数据准确性好；RFID在实际环境下识别的正确性、可靠性好，或具有差错捕获、校正功能。4. RFID标签信息量大一维条形码的容量约是 5

10、0字节，二维条形码约有 3000字节，RFID最大容量有数百万字节。利用标签信息 量大，可将必要的书目信息写入标签，方便图书信息查询与校对，及时发现存在差错的图书，提高图书书目信 息的核对和盘点工作效率。（3）RFID的工作原理标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（即Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号 （即Active Tag，有 源标签或主动标签 ） ，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID系统的组成：射频识别系统至少应包括以下两个部分，一是读写器，二是电

11、子标签（ 即应答器 ）。另外还应包括天线，主机等。1. 信号发射机在 RFID 系统中，信号发射机为了不同的应用目的，会以不同的形式存在，典型的形式是标签（TAG） 。标签相当于条码技术中的条码符号，用来存储需要识别传输的信息，另外，与条码不同的是，标签必须能够自动或 在外力的作用下，把存储的信息主动发射出去。2. 信号接收机在RFID系统中，信号接收机一般叫做阅读器。 根据支持的标签类型不同与完成的功能不同，阅读器的复杂程度是显著不同的。阅读器基本的功能就是提供与标签进行数据传输的途径。另外，阅读器还提供相当复杂的 信号状态控制、 奇偶错误校验与更正功能等。 标签中除了存储需要传输的信息外，

12、 还必须含有一定的附加信息， 如错误校验信息等。识别数据信息和附加信息按照一定的结构编制在一起，并按照特定的顺序向外发送。阅读 器通过接收到的附加信息来控制数据流的发送。一旦到达阅读器的信息被正确的接收和译解后，阅读器通过特 定的算法决定是否需要发射机对发送的信号重发一次，或者知道发射器停止发信号，这就是 命令响应协议 。使用这种协议，即便在很短的时间、很小的空间阅读多个标签，也可以有效地防止欺骗问题 的产生。3. 编程器 只有可读可写标签系统才需要编程器。编程器是向标签写入数据的装置。编程器写入数据一般来说是离线（OFF-LINE） 完成的，也就是预先在标签中写入数据，等到开始应用时直接把标

13、签黏附在被标识项目上。4. 应用软件系统：a. 硬件驱动程序：连接、显示以及处理卡片阅读器操作。b. 控制应用程序：控制卡片阅读器的运作，接受读卡器所回传的数据，作出相对应的处理。c. 数据库：储存所有 Tag 相关的数据（包括图书基本信息、图书具体位置、图书应存位置、图书索引号、 图书条形码等） ，供控制程序使用。四、功能与实现方法1、利用 2.45GHz 有源射频电子标签进行图书信息的查询以及图书位置的定位。要实现 2.45GHz 电子标签的图书定位功能，系统除了数据处理部分、解读识别部分和电子标签以外，还要一个分布较广泛，成本较低的地址码发生器（如下图） 。通过解读器（如 PDA式的解读

14、器），位于图书上的电子 标签收到地址码发生器发来的地址后， 马上将地址码和电子标签原有的 ID 号一起发送到解读器， 经解读器处理后的数据传输到控制系统。电脑网络或者PDA就可以知道图书的具体位置了。图3地址码境生器地址越绘宙器地4止码呦虫善地址昭!逊曲地地科唆隹疇I5 買-= * J IT h冷黴葡證 L前标签硏乐签 h -.砌脑暁罐螂地蛆碣境生器地d则獎生地姻珂恃圭轄网络结构图根据图书定位的功能，在原有图书管理系统的基础上，加入定位功能结果显示。从解读器中读取定位到的 图书的具体位置信息，显示查询到的图书信息结果中。由于图书馆中每本图书都有唯一的条形码，所以点击具 体的每本图书，都能获取改

15、图书的具体位置，不会产生同名图书的重复。对于已经被借阅的图书，图书管理系统中会显示已借状态。由于标签信号已消除，所以不定位。对于未被 借阅的图书，都可以定位到其在馆中的具体位置。借阅者在查询到图书信息的同时，也可以查到图书具体位置,直接到具体书架的具体行列就可以找到该图书。对于不在架上或者放错位置的图书，也可以知道具体的位置。 方便借阅者寻找。2、处理未被借阅图书被带出图书馆的问题由于未被借阅图书标签的信号仍然存在，所以安检门上安装解读器或者与网络相连，安装相应的显示器。对于检测到的未借阅图书的信号，发送到解读器，解读器可以解读出图书具体信息显示出来。方便管理者检查 与收回图书，避免引来争议。3、解决图书错位以及图书遗失问题图书管理系统的数据库中保存了每本图书应在的具体位置。通过定位功能定位出图书具体位置也存放在一 个数据库中，对于两组数据进行匹配，就能知道图书是否放错位。对于大量图书的问题，可以是系统中实现有 选择性的检测图书位置，可以全馆图书检测、按库图书检测、按书籍类别类检测、按书名检测等等。通过检测 匹配，显示不匹配的图书信息，方便管理员直接对于错位图书进行