基于RFID的高校智能圖書館管理系統的設計

馬巧梅

摘要：隨著高校數字圖書館的不斷發展，設計了基于RFID的高校智能圖書館管理系統.該系統具有自動借書還書、安全門禁、自動盤點以及讀者管理等功能，充分體現了智能管理的人性化，信息化的功能。該系統具有安全、可靠、方便，易維護等優點。

關鍵詞：無線射頻識別技術；高校圖書館；報警器

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）36-0179-03

Abstract： In the actual environment of the library of digital campus， combined with advanced radio frequency technology， the intelligent library management system Based on RFID is designed.The system has automatic borrowing and returning books， security access， automatic inventory and the reader management， which fully embodies the intelligent management of human nature and the information.The system is safe， reliable， convenient， easy maintenance， etc.

Key words： RFID； University Library； Ultrasonic； Alarm

RFID（射頻識別）技術，是一種利用射頻通信實現的非接觸式自動識別技術。其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）傳輸特性，實現對被識別物體的自動識別[1]。一個最基本的RFID系統包括： RFID標簽卡、閱讀器及后臺數據庫應用系統。目前，RFID射頻識別技術在智能交通、智能倉儲管理、智能物流應用等領域已有廣泛的應用。

1 RFID技術在圖書館中的應用

RFID技術憑其特有的特點已經引起國內外圖書館界的關注[2]。1998年，新加坡國立圖書館開始使用RFID技術[3]，是世界上第一個應用射頻識別技術的圖書館。然后，澳大利亞、美國、中國等也相繼在圖書館中采用了該技術。在2006年，集美大學圖書館作為我國第一家RFID智能圖書館建成并已投入使用[4，5]，其實現流程如圖1所示。目前，國家圖書館、深圳圖書館新館、上海市長寧區圖書館等也引用了射頻識別這一技術。經深入分析基于RFID技術的圖書館，其功能主要包括：

1） 自動借書和還書：給讀者提供自動借書、自動還書的操作，無需圖書館管理人員干預；

2） 圖書自動整理：實現對圖書的自動盤點，從而達到自動通借通還的目的；

3） RFID門禁檢測：若攜帶禁止借出的圖書或攜帶未辦理借出手續的書，出門時會有報警，提醒管理人員。

2 系統整體結構設計

基于RFID高校智能圖書館管理系統[6]，利用領先的RFID技術，將門禁、借書卡、圖書標簽、標簽轉換裝置、自動借還書、移動盤點平臺融合為一體，它以分層設計思想為基礎，從圖書盤點、圖書查找、自動還書、自動借書、圖書門禁等功能，其功能結構圖如圖2所示，它以微處理器為中央控制模塊、以非接觸式RFID讀寫器為核心的多模塊讀寫的圖書管理系統，主要功能模塊如下：

RFID讀寫模塊：主要器件是讀寫器，其功能是讀、寫RFID智能卡的相關信息，如，讀取入圖書館的讀者的身份信息；

鍵盤輸入模塊：與顯示器連接，共同組成人機交互模塊。用戶通過操作該模塊，對系統進行初始化的設置；修改或寫入特定權限的個人信息；

聲光報警模塊：當非法用戶入圖書館、或者修改權限以外的個人信息、或者未辦理借出手續就直接走出圖書館時，聲光報警模塊能自動報警；

自動借書模塊：自動借書是在一臺自動借還機上進行的，讀者若借閱成功，則打印今天借閱圖書的清單作為憑證；若借閱失敗，則可以查閱打印的借閱清單，找出借閱失敗的原因。若此書已被預約，則該書不能借出。若因操作導致借閱失敗，則可重新借閱。若再次操作仍未成功借閱，則到人工借書柜臺借閱； 打印的借閱清單可以作為借書的憑證；若讀者有已超期未歸還的圖書，則這位讀者將不能進行繼續借閱圖書，應先辦理歸還圖書并交超期罰款，才能繼續借閱；

自動還書模塊：點擊進入還書的界面，將歸還的書放在掃描區域，界面會提示是否歸還成功，若歸還失敗，界面會提示歸還失敗的原因，然后用戶需要判斷歸還失敗是因為圖書超期還是因為操作不當導致。若是圖書超期導致還書失敗，則到人工柜臺辦理超期手續；若是操作不當則需重新執行還書操作。如果再次還書還未成功，說明該標簽的已失效，必須到人工柜臺去辦理還書。

2.1 系統硬件結構設計

顯示電路設計：在RFID讀寫器讀取到RFID智能卡的信息時，主機顯示器就會及時顯示智能卡內部的用戶信息；可以通過鍵盤修改或寫入的讀者信息；可以顯示預約圖書的狀態信息；可以顯示圖書館的各種其他服務信息。其顯示電路如圖3所示。

處理器電路的設計：處理器電路是圖書館的門禁系統的重要中樞，負責接收并處理RFID閱讀器采集到的標簽信息；根據需要向標簽寫入圖書館推送的書刊信息；另一個功能是：負責控制聲光報警對未注冊讀者或讀者的非法操作進行緊急報警；同時還負責接收、處理、存儲通過鍵盤輸入的用戶信息；在借書或還書后，還需控制打印機實現打印功能；其工作原理如圖4所示。

按鍵電路設計：該系統使用的按鍵電路是采取最簡單的低電平掃描方式實現，共有K2、 K3 、K4三個開關，K2為設置鍵，可以對溫度、濕度和光照度進行設置，K3為加鍵，K4為減鍵，利用開關的一端與單片機I/O口相連，按鍵電路圖如圖5所示。

2.2 系統軟件的設計

該系統的軟件設計部分，主要采用C語言進行程序設計，因為C語言在可讀性、結構性、可維護性上有明顯的優勢，因而適合于該系統的開發。其主要的子程序功能如下。主程序流程如圖6所示。

2.2.1 門禁子程序

基于RFID的高校智能圖書管理系統的門禁系統的流程圖如圖7所示。

2.2.2 自動借書還書子程序

基于RFID的高校智能圖書管理系統的自動借書還書系統的流程如圖8和圖9所示。

2.2.3 盤點子系統程序

基于RFID的高校智能圖書管理系統的自動借書還書系統的流程圖如圖10所示。

3 結束語

該高校智能圖書管理系統采用了無線射頻識別技術，結合微處理控制器的控制，實現了高校自動借書還書的功能，以及安全門禁和圖書管理的功能，極大地提高了高校圖書管理，同時也節省了人力和財力的資源，對于數字化圖書館的發展來說，具有更加現實的意義。

參考文獻：

[1] Chachra V. USA.experiences in implementing the VTLD RFID solution in a multi-vendor environment[C]//World Library and Information Congress： 69th IFLA General Conference and Council 1-9 August 2003， Berlin. Code Number： 132-E.

[2] 胡東. UHF RFID技術在圖書館的實踐和思考[J]. 圖書館雜志， 2010（10）：52-54.

[3] 羌棟強. 基于RFID技術的高校圖書館管理系統設計[J]. 重慶工貿職業技術學院學報. 2016（3）：89-92.

[4] 夏景明， 許勇， 徐高威， 等. 基于RFID的圖書館智能管理系統的設計[J]. 信息技術， 2015（5）：8-11.

[5] 陸素梅. 基于RFID的圖書館智能管理系統的設計與實[D]. 成都： 電子科技大學， 2014.

[6] 呂登鋒， 喬九陰， 榮云翔. 基于RFID的數字圖書館雛形設計與實現[J]. 河北農機， 2015（23）：134-135.