試論物聯網技術在高校圖書館管理中的應用

摘 要:將物聯網技術和高校圖書館管理相結合，研究了物聯網中RFID技術在圖書管理中的應用。針對目前高校圖書館大多還利用傳統條形碼和磁條識別方式進行圖書管理，造成管理效率低下，較難拓展業務的問題，利用物聯網技術對高校圖書館的圖書資源與管理模式進行優化和整合，構建了智能圖書館的總體方案架構，設計并實現了基于RFID的讀寫、自助借書還書等功能模塊。將物聯網技術引入高校圖書館管理，有利于實現圖書管理自動化、數字化以及智能化的目標。

關鍵詞:物聯網 高校圖書管理 射頻識別技術

中圖分類號:G25文獻標識碼:A文章編號:1673-9795(2012)06(a)-0255-02

高校圖書館是一所大學的標志之一，所以很多高校都加強了對圖書館建設的投入，重點建設智能化、網絡化、數字化的高校圖書館。然而，隨著圖書館中藏書的增多，傳統的基于條碼或磁條的管理方式已經無法滿足需求，物聯網的發展為這一問題的解決提供了新的思路。射頻識別技術完全可以取代傳統的磁條管理方式，并具有速度更快、存儲容量更大、支持對象批處理等優點。對物聯網技術在高校圖書管理中的應用進行了分析，并設計了總體的框架，具體實現了其中的主要功能模塊?；谖锫摼W技術的圖書管理，有利于實現高校圖書館的建設目標。

1 無線射頻技術與圖書管理

無線射頻技術(RFID)是在1960年以后形成了較為成熟的理論[1]。10年后，一些初步的RFID技術出現并被應用。80年代，RFID開始在商業領域嶄露頭角，而在90年代，RFID開始在圖書管理方面得到應用。使用RFID技術，可以使目前以自動化為主的高校圖書管理轉變為以智能化為主要特征的圖書管理[2]。

目前在公共圖書館中，深圳圖書館是第一家全面使用RFID技術的圖書館，此外，廈門圖書館、浙江圖書館等都利用RFID技術對圖書進行管理，使其工作效率得到了較大的提高，并且由此拓展了延伸業務[3]。

基于RFID技術的圖書管理，可以實現自助圖書借還服務，自動圖書清點和分類管理，圖書防盜等功能?；赗FID的物聯網技術對于高校圖書管理的應用主要包括以下幾點[4～5]:

一是能夠對館內所藏圖書實現唯標識的管理。在每一本書籍上安裝RFID標簽，即可實現可識別編碼的寫入，這些編碼都是唯一的標識，利用計算機和網絡，可以實現對每一本圖書狀態的查詢，從而實現對圖書的跟蹤管理。

二是可以實現對館藏圖書的快速分類。利用RFID技術可以同時對多個目標進行識別檢測的特點，可以高效地對大量位于RFID作用區域內的圖書進行信息采集，從而實現方便快捷的管理。

三是能夠實現對館內圖書的跟蹤功能。物聯網的基礎是互聯網，因此在圖書管理中，可以利用互聯網對信息的傳遞功能，實時地將圖書目前的狀態信息發布到網上，使得高校圖書館的讀者可以通過網絡及時了解和掌握圖書的情況。

四是可以以非接觸的形式實現對圖書的管理。RFID的工作原理是利用射頻信號實現信息傳遞，所以它可以通過非接觸的方式實現對動態和靜態物品的識別。RFID的這一特性，特別適合于在圖書館這種相對封閉的環境里對圖書進行管理。

2 需求分析

將物聯網技術應用于高校圖書館的管理中，主要是利用RFID技術，實現高校圖書管理的網絡化、數字化和智能化。主要的設計目標是要能夠實現書籍的快速跟蹤和定位、方便快捷的查找功能、自動借書與還書功能等，從而實現在圖書管理各個環節中提高管理效率。

通過對高校圖書館管理與運行流程的深入調查研究，對基于物聯網技術的圖書管理系統進行了需求分析，系統應具備的功能包括以下幾方面。

2.1 讀者能夠自助地借書和還書

目前由于高校圖書館中的職工人數不多，大多都只開設一到兩個借還書的窗口，而在高峰期會出現明顯的排隊現象。利用系統應能夠實現讀者自助借書與還書的流程，通過增加自助終端的數量來緩解排隊等待的問題。自助終端應提供借出、續借、歸還三種服務。在借書時應能夠對讀者所持的借書證以及可借書的金額總數等進行判斷和控制。

2.2 快捷方便的圖書清點等管理功能

這是針對于高校圖書館工作人員對圖書進行清點、維護等操作而實現的功能。系統應能夠對館內的圖書進行批量的清點和整理，要保證每一本圖書都在其正確的架位上，并可以利用電腦對圖書進行各類統計。

2.3 圖書安全及跟蹤的功能

當讀者帶著圖書離開時，系統應能夠在出口門禁處對其所攜帶書籍中的RFID標簽進行檢測，通過搜索系統數據庫檢查書籍的狀態，并可對未借閱而帶出圖書館的書籍報警提示。讀者也應可以通過網絡查詢到當前圖書館內各書籍的當前狀態。

3 系統總體架構方案設計

系統總體架構的設計思路是利用無線射頻識別技術，結合網絡和軟件處理技術，實現高校圖書館中書籍的快速借還、清點、查找定位、安全跟蹤等功能，從而滿足需求分析中的各項功能及性能要求。

3.1 系統的硬件構成

基于物聯網技術的高校圖書館管理系統硬件組成包括四個部分的內容，分別是無線射頻技術的相關設備、圖書清點與整理設備、自助借還書設備和門禁設備。

無線射頻技術相關設備主要包括RFID標簽，它由專門的讀寫設備寫入信息，其中圖書的RFID標簽中存儲該書的相關信息;書架RFID標簽中存儲整個書架的分類信息等，同時還可以支持遠程的信息傳輸以及分區讀取;書架中每一層的RFID標簽中存儲當前層的整體信息。在性能上，RFID標簽應具有固定的頻率，具有足夠的信息存儲容量，具有有效的識別和讀取距離，應能夠識別不同的讀取設備。其工作的環境指標符合使用的實際需求。

圖書清點與整理設備實際上是安裝在書車或者手持設備上的RFID信息讀寫器，它應能支持對超高頻和有源標簽的讀寫。在一定范圍內可實現對有效距離中的圖書標簽進行讀取，并將信息通過無線網絡傳輸到基于電腦平臺的管理系統中處理，從而提高書籍清點和管理的效率。

自助借書和還書機是替代人工借還書登記的一種自動化設備。該設備包括硬件部分和軟件部分，硬件部分用于讀取圖書RFID標簽中的信息，軟件部分主要是根據用戶的輸入以及數據庫返回的信息確定用戶對書籍產生的操作，如借閱、還書、續借等。

門禁系統是一種較為成熟的技術，在高校圖書館門禁系統硬件需求中，不僅要能夠對讀者所執的證件進行處理和驗證，更重要的是門禁系統要能夠對RFID標簽中的信息進行讀取，從而保證館藏圖書的安全性。

計算網絡設備是系統硬件設備的重要組成部分。高校圖書館管理系統的網絡應具有無線接入能力，從而使RFID標簽中的信息，通過讀取設備可以快速地傳輸存儲到網絡設備的數據庫中，以利于軟件的處理。

3.2 系統的軟件構成

基于物聯網的高校圖書館管理系統的軟件總體上可以分為兩類，一類是用于對數據庫中的記錄數據進行處理的管理軟件，該類軟件以RFID標簽讀寫器傳回到數據庫中的數據記錄為基礎，以某種具體的管理應用為目的，實現業務邏輯功能;另一類是與硬件系統緊密結合的RFID信息讀寫軟件，該類軟件主要是將相關信息寫入具體的RFID標簽中，同時，根據實際應用的需求將標簽中的信息有選擇地讀取并傳輸到后臺網絡的數據服務器中。

4 系統各功能模塊設計

根據需求分析和總體架構方案，基于物聯網技術的高校圖書館管理系統共由四個組成模塊，分別是無線射頻電子標簽讀寫系統、圖書自助借還系統、圖書清點管理系統、圖書安全管理系統。

4.1 RFID讀寫系統

RFID讀寫系統是高校圖書館圖書管理系統與無線射頻標簽系統之間的信息轉換途徑，該系統完成的主要工作包括將圖書信息、書架信息等寫入RFID標簽并綁定，從而方便快捷地通過無線的方式實現對圖書相關信息的訪問，從而將RFID系統集成到自動化圖書管理系統中。

4.2 圖書自助借還系統

讀者通過圖書管理系統查詢到所需的圖書后，通過RFID標簽可快速定位圖書的所在位置。在借書時，將借書證等相關有效證件放置在圖書自助借還系統的指定位置，然后把所需要的圖書擺放整齊后，將RFID標簽對準自助借還系統的信息讀取裝置，由系統自動批量完成圖書借閱的操作。而在還書時，讀者將所借圖書放入還書口，由系統根據其RFID標簽中記錄的信息實現還書操作，如果遇到借閱超期的情況，則退出給讀者，要求其人工繳費后再還。

4.3 圖書清點整理系統

圖書清點整理系統方便實現對館藏圖書的清理工作。圖書管理人員利用手持RFID設備掃描圖書架位的RFID標簽，將所獲得的信息傳遞到后臺處理服務器，返回該書架上所有圖書的清單，然后再讀取目前書架上所有圖書的RIFD信息，通過后臺計算機處理，返回兩者之間的差異，復盤確認后再進行下一步的操作。

4.4 圖書安全管理系統

圖書安全管理系統主要包括兩個部分，一是對入館人員的認證，通過設置在圖書證上的RFID信息，實現對工作人員和普通讀者不同權限的設置，從而既能保證館內圖書的安全性，又能夠進一步減輕工作人員的壓力;二是對出館圖書的認證，通過讀取圖書上的RFID信息，判斷當前出館圖書的合法性，并將數據記錄到數據庫中，以利于后期按需求進行統計與處理。

5 結語

將物聯網技術應用于高校圖書館管理中，能夠大幅提高對圖書的管理效率，實現對圖書的精確定位，掌握圖書的分布、流向等信息。利用RFID技術，可方便地實現自助借還書以及圖書的清點功能，也可以較好地保證圖書的安全性。

參考文獻

[1] 王曉華，周曉光.射頻識別技術及其應用[J].現代電子技術，2005，11(202):30～35.

[2]劉白秋.無線射頻識別技術在國內圖書館中的首次應用實踐[J].圖書館學研究，2007，4:10～12.

[3]Namje Park，Jooyoung Lee，Howon Kim，Kyoil Chung，and Sungwon Sohn，A Layered Approach to Design of Light-Weight Middleware Systems for mobile RFID Security[Z].2006:431～438.

[4] The Evolution of RFID Security， Published by the IEEE CS and IEEE ComSoc[Z].2006:511～516.

[5] 趙勇軍，趙利輝，李眾.基于RFID的中間件技術實現研究[J].計算機與數字工程，2009，10:56～58.