基于RFID的智能圖書館優化系統

摘 要： 探討了RFID技術在圖書館領域中的應用。RFID技術在圖書館管理系統的應用雖然已相當成熟，但圖書館的智能化還不夠普及。研究基于RFID的智能圖書館管理系統旨在解決當前傳統圖書館中存在的門禁不能實現選擇性報警及短信服務單一的弊端。該系統以RFID技術為基礎，將RFID設備與管理軟件融為一體，同時提出了RFID技術在圖書館管理系統更人性化的運用方案。

關鍵詞： 圖書館管理系統； RFID技術； 門禁； 短信服務； 應用

中圖分類號：G250.7 文獻標志碼：B 文章編號：1006-8228（2013）11-37-03

0 引言

RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別技術，也稱為電子標簽技術）是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，無須人工干預，可用于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。RFID技術由于其優越性，已被廣泛應用于各領域，也給圖書館管理系統帶來了新的變革。RFID是近年來國內外圖書館界的熱門研究議題，已在美國、新加坡等國立圖書館中投入了應用，通過RFID系統實現圖書借還、順架、定位查找、館藏盤點等功能，可極大地提高圖書館資料處理的效率，省時省力。目前我國僅有少部分圖書館引進RFID技術，如深圳市圖書館，但對于多數圖書館來說，實現該技術仍需要較長時間的努力。根據調查，多數高校采用的是“磁條+防盜門”的防盜系統，但該系統存在不能區分書籍出借情況的弊端，導致學生想帶著已借的圖書進館自習時，會被管理員阻止，這給學生帶來了極大地不便。同時短信服務方面也較單一，不能滿足大家的需求。本文所介紹的優化系統正是針對高校圖書館存在的這些弊端提出解決方案。

1 RFID圖書館智能管理系統及功能

RFID圖書館智能管理系統由硬件系統和軟件系統組成，二者協調工作，其功能涉及門禁子系統、短信服務子系統、借還書系統以及讀者與圖書管理系統。

1.1 硬件部分

圖書館管理系統硬件部分主要包括：超高頻RFID芯片、超高頻讀寫器、GSM模塊以及PC機。各部分協調工作，如圖1所示。

本系統采用超高頻RFID標簽代替傳統圖書“紙質條形碼+磁條”；掃描圖書使用超高頻RFID讀寫器，與圖書中的超高頻標簽配套使用，構成圖書管理子系統；再加上報警器構成門禁子系統，門禁子系統中超高頻讀寫器將讀到的標簽信息通過通信接口（RS232轉USB）傳到PC機，通過數據庫狀態核對進而控制報警器選擇性報警。采用超高頻RFID標簽代替讀者證，掃描讀者證使用RFID超高頻讀寫器，與讀者證的超高頻標簽配套使用，構成讀者證子系統；GSM模塊構成短信子系統。

1.2 軟件部分

本系統功能實現分為上位機部分、數據庫部分、GSM部分和RFID部分。上位機是基于VB語言，主要實現數據庫的管理與操作及與其他模塊互相通信功能；數據庫部分采用Access數據庫，主要儲存圖書及讀者相關信息。GSM部分實現短信發送功能，其中包括到期提醒、新書提醒、預約雙方提醒、非法出庫雙方提醒；RFID部分實現圖書館門禁系統與讀寫RFID卡功能。

1.3 RFID圖書館智能管理系統功能及實現

管理功能中主要包括：圖書管理、讀者管理、借閱管理、用戶管理、門禁管理、短信服務功能。

⑴ 圖書管理：包含增加圖書、刪除圖書、修改圖書信息、查詢圖書信息功能。因為RFID芯片可反復擦寫，故對于添加或下架圖書而言，比傳統圖書的操作要簡單得多。

⑵ 讀者管理：包含添加讀者、刪除讀者、修改讀者信息及信息查詢功能。管理員可以通過超高頻閱讀器讀取超高頻RFID讀者證，查詢PC機內相應的數據庫便可查詢到該讀者信息；在增加新讀者時，錄入讀者基本信息并與讀者RFID卡號對應，每個卡號都是惟一的；注銷讀者信息只需解除卡號與讀者信息的連接即可，若卡上寫有讀者信息，擦除也很簡單。

⑶ 借閱管理：包括借書管理和還書管理。借書通過超高頻閱讀器掃描讀者證和圖書，再編程改變數據庫內相應字段便可以完成借書功能；還書可以通過查詢圖書證或查詢圖書確定要還的圖書，再編程改變數據庫內相應字段便可以完成還書功能。

⑷ 用戶管理：可以對管理員信息、登錄密碼進行更改、增刪和查詢，同時可以設置管理權限，使得某些內容僅對專門的管理員開放，因此可便于圖書館管理。

⑸ 門禁管理：以往的“條形碼+磁條”的圖書管理門禁系統為了實現防盜功能，還必須購置EAS系統。并且這種防盜系統無法分辨檢測的圖書的出借狀態，所以，已借的圖書不能再次帶進圖書館研讀，而就是這個問題帶給讀者諸多不便；而且這種老式設備在使用中如遇到金屬，也有可能發生報警，產生誤報；遇到強磁鐵處理的條形碼，可能出現不能識別而漏報。另一方面，防盜系統的使用期限短，還受人為因素的影響。若要解決上述問題可采用充消磁磁條，但因為圖書館人員流動大，而且圖書的流動也大，所以會導致圖書館管理人員工作量明顯增加，顯然這種解決辦法是難以推廣的。不過這些問題用RFID門禁系統都可以解決。

RFID技術具有很高的采集數據的速度，識讀信息靈敏迅速準確，芯片使用射頻技術進行信息交流，彌補了以前的條形碼只能用可見光或紅外線才能讀取信息的弊端。并且，其存儲信息量大，能夠較遠距離讀取信息，抗干擾能力強，能同時分辨多個標簽，不易損壞，體積小，不用反復充消磁，故可以用RFID電子芯片代替圖書的“條形碼+磁條”。門禁RFID閱讀器讀取信息與后臺數據庫進行比對，若圖書為出借狀態，則不報警，否則，報警，從而優化了門禁功能，使讀者進出圖書館更加方便。

另外，在高校圖書館中還存在另一現象，就是圖書管理員暫時離館，這時會有一些人帶著圖書館的書經過門禁時，即使報警器告警，依舊徑直走出圖書館，從而造成圖書館中書籍丟失。這個問題可以通過將門禁與短信服務中非法出館提醒結合起來，進一步優化門禁。

⑹ 短信服務：對圖書館數據進行分析，根據具體情況，采用GSM模塊與PC機對話方式，實現短信提醒這一信息服務功能。目前圖書館短信服務較單一，比如其預約系統可以向預約的讀者發送預約圖書已到的提醒短信，但不會向預約圖書持有者發送及時歸還提醒短信。這樣，持有者即使看完該圖書，但因為不知道有其他讀者預約，便不會盡早歸還；甚至當借期到也未歸還，結果是預約者空等一場，錯過需要該書的時機。這種情況在高校時有發生。另外，在高校圖書館中還存在上述非法出館的問題。這些都是迫切需要改進優化的。本系統中短信服務主要包括圖書到期提醒（如圖2）、專業新書及感興趣的新書到館提醒（如圖3）、預約圖書到館提醒和及時歸還他人預約圖書提醒短信（如圖4）、關于非法出館圖書給持有人和圖書管理員短信提醒（如圖5）。

以上短信服務會讓廣大讀者倍感貼心，符合我們對于圖書館人性化的要求。

⑺ 后臺數據庫：基于Access數據庫，里面包含讀者信息、圖書信息、用戶信息、借閱信息、讀者類別、圖書類別、預約信息等表。短信服務中，需訪問其中的某些表才能進行有選擇性地發短信，數據庫是整個系統的后盾。

2 RFID智能圖書館在高校中的應用

RFID智能圖書館適用于各種類型的圖書館，而其在高校中的運用特別值得關注，因為高校圖書館服務人員的特殊性，讀者數量之多，影響作用之大，遠勝其他各類圖書館。

2.1 門禁系統

根據調查，多數高校采用的是“磁條+防盜門”的防盜系統，但該系統存在不能區分書籍出借情況的弊端，如學生想帶著圖書館已借的圖書進館自習時，會被管理員阻止，這給學生帶來了極大的不便。這也是大家最為期待圖書館優化的地方。在調研過很多常去圖書館的不同大學的同學后，發現近80%的人受此不便，其中包括北京大學、重慶工商大學、華北電力大學在內的諸多大學的圖書館都存在此類問題。

目前能解決上述問題的主流方法是利用充消磁機，學生借的書會被進行消磁處理，還書后再對書充磁，從而可以帶著已借書經過門禁系統而不會發出報警。但是，圖書館每天借書、還書者很多，這顯然會給圖書管理員帶來繁重的工作量。并且目前所用的磁條磁性會自行消減，所以消磁后的書和磁減弱后的書會出現混淆，從而給圖書管的管理也帶來一些問題。基于以上問題，這一方法并未受到多數圖書館的青睞。

采用RFID技術實現新型的圖書管理，可一次性解決上述問題。利用RFID閱讀器替代防盜門禁，采用RFID技術的門禁系統可實現門禁距離可調，通過調節RFID功率值的大小，門禁范圍可以在一定范圍內調節（不同頻率的讀寫器掃描范圍不同），這樣既能滿足門禁要求，也可保證不受其他不過門禁的書籍干擾。使用RFID技術代替以前的磁條及感應裝置，使防盜系統更能準確靈敏地檢測館藏書籍及書籍信息。在固有圖書館資源管理系統的基礎上，用軟件編程的方法，使檢測到館藏圖書時通過數據庫狀態監測可分辨通過門禁的圖書的出借與否，若為已借，則不報警，否則，報警。RFID圖書管理系統克服了現有圖書管理系統存在的局限，使圖書館理系統更便捷、更完善、更人性化。

2.2 短息服務系統

高校圖書館主要面向的服務對象是大學里的廣大師生。現在大家都是手機不離身，郵件提醒方式雖然成本較低，但好些人沒有隨時查看郵件的習慣。故短信形式會更加有效，并且隨著飛信的出現，發短信的成本將隨之下降。所以短信服務系統是廣大師生所希望的。但目前短信服務方面也較單一，還不能滿足大家的需求。該系統對此做出以下優化。

針對老師及同學的專業，圖書館可加設專業新書到館提醒服務，或者針對其感興趣的圖書類別，提醒相關類新書籍到館，從而方便師生及時借閱新書。

目前多數圖書館對于超期圖書都會對讀者有罰款處理，所以避免圖書超期也是借書者所希望的。所以可加設到期提醒短信，在圖書快要到期時，及時提醒讀者還書，由此可大大降低還書超期的可能性。

讀者常常遇到因預約的書籍沒有及時歸還，而使自己的工作學習受到影響的情況。對此，圖書館可加設預約提醒服務。一方面提醒預約書的借閱者抓緊閱讀，盡早歸還，另一方面當預約書已還時，系統第一時間提醒預約者該書籍可以借閱。這樣兩方面結合，從而有效解決了上述問題，降低了預約讀者的等待時間，提高了圖書的借用率。

另外，在加設圖書非法出庫提醒后，對于圖書管理員離崗的情況，一方面提醒持書的讀者返回館內辦理借閱手續，另一方面告知不在場的圖書管理員是哪位讀者帶哪本書非法出館。這樣可減小此類情況的惡劣影響。

2.3 與高校現有圖書管理系統結合

高校圖書館目前大多采用標簽系統，要實現智能化，可用RFID技術代替標簽技術。但在往智能化圖書館改進的過程中，可先使用標簽系統，第一步對上位機系統進行改造，實現部分功能，再進一步用RFID取代標簽技術。根據需求分步改造，使得圖書館管理系統都是可用的，這樣，使得高校圖書館向智能化圖書館改造的過程中不影響正常運行。

3 結束語

RFID技術的優越性使其應用成為智能圖書館優化的重要手段。高校圖書館智能化是提高高校現代化設施及促進師生閱讀的重要方法。通過引用RFID技術可使圖書管理更智能，基于RFID的智能管理系統既減輕了圖書管理員的工作量，也方便了廣大讀者。隨著該技術在圖書館不斷地推廣和應用，必將促進現代化圖書館從服務內容到服務方式的全面變革，使圖書館管理水平和服務水平產生重大飛躍。

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