一種基于RFID的圖書館智能圖書分類系統(tǒng)設(shè)計(jì)

袁春友 鐘杰

摘要

針對(duì)圖書館圖書人工分類方式效率低的現(xiàn)狀，提出了基于射頻識(shí)別的智能圖書分類系統(tǒng)。系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)采用斜入式滑道結(jié)構(gòu)，利用機(jī)控開合門的智能開閉控制圖書滑入指定類別的存書箱。控制系統(tǒng)結(jié)合RFID數(shù)據(jù)采集原理，選用AT89C51單片機(jī)做主控芯片，配以輸入、顯示、射頻識(shí)別和開合門控制四個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖書的智能分類。

【關(guān)鍵詞】射頻識(shí)別 斜入式滑道 AT89C51 智能分類

1 引言

隨著RFID技術(shù)的發(fā)展，圖書自助借閱在圖書館得到普及，圖書借閱變得更簡(jiǎn)單。但在同時(shí)，借閱者在自主歸還圖書時(shí)的隨意性使各種類別圖書摻雜在一起，給圖書整理入柜帶來很大困難。目前圖書館整理圖書入柜多采用人工分類整理的方式，工作量大，易導(dǎo)致分類錯(cuò)誤。因此，本文設(shè)計(jì)了一種基于射頻識(shí)別的智能圖書分類系統(tǒng)。

2 智能圖書分類機(jī)方案綜述

系統(tǒng)的控制部分利用RFID技術(shù)，對(duì)圖書進(jìn)行唯一識(shí)別，并將識(shí)別所獲得的信息返回到主控單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)程序所設(shè)定的分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)圖書進(jìn)行歸類后，精確控制指定圖書暫存箱開合門的開閉，使圖書沿滑道滑入該類別的圖書暫存箱里。系統(tǒng)的機(jī)械部分起物理引導(dǎo)圖書定向滑動(dòng)和暫時(shí)保存圖書的作用。

3 機(jī)械構(gòu)造設(shè)計(jì)

機(jī)械部分由斜坡滑道、自動(dòng)開合門和圖書暫存箱組成。斜坡滑道的坡度為15度，材質(zhì)選用表面光滑的合金，其質(zhì)量較輕，價(jià)格低廉，便于加工。開合門的旋轉(zhuǎn)軸處安裝一個(gè)直流電機(jī)，通過單片機(jī)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來控制開合門的開閉。圖書暫存箱位于斜坡滑道正下方，其上側(cè)是開合門，圖書從此處進(jìn)入，其前側(cè)為一扇單開門，圖書從此處取出。如圖1所示。

4 智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 射頻識(shí)別原理與數(shù)據(jù)采集

RFID是一種非接觸性的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。無源RFID系統(tǒng)通過讀卡器發(fā)射微波信號(hào)，由電子標(biāo)簽接收微波信號(hào)，此信號(hào)和標(biāo)簽中的信息進(jìn)行組合后反射回電子標(biāo)簽讀出裝置，再由讀卡器接受返回的組合信號(hào)，經(jīng)過內(nèi)部處理將電子標(biāo)簽中特定的信息讀取出來。本文數(shù)據(jù)采集的方式是利用芯片U2270B對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)并以曼徹斯特碼的形式發(fā)送給MCU，MCU通過控制U2270B讀取射頻標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)，兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻數(shù)據(jù)的讀寫。由于芯片U2270B不具有對(duì)曼徹斯特碼進(jìn)行解碼的功能，所以需要利用MCU編寫程序進(jìn)行解碼，在解碼完成后，MCU向主控MCU發(fā)出讀取數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，由主控mcu完成數(shù)據(jù)的讀取。如圖2所示。

4.2 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，外圍由輸入模塊、射頻識(shí)別模塊、開合門控制模塊以及顯示模塊組成。輸入模塊通過按鍵控制還書的開始和結(jié)束，射頻識(shí)別模塊向單片機(jī)傳送所識(shí)別的數(shù)據(jù)，開合門控制模塊根據(jù)單片機(jī)指令控制圖書暫存箱開合門的開合狀態(tài)，顯示模塊顯示所識(shí)別到的圖書類別。本設(shè)計(jì)單片機(jī)選用AT89C51，其外圍電路簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高。如圖3所示。

5 結(jié)語

本文基于RFID的圖書館智能圖書分類機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了圖書分類的智能化，用智能控制代替人工分類，降低了圖書館的管理成本。利用對(duì)電子標(biāo)簽識(shí)別的唯一性，能避免由人為因素引起的分類錯(cuò)誤，提高了分類效率，具有良好的應(yīng)用前景。本設(shè)計(jì)未考慮圖書在智能分類過程中磨損以及損壞的情況，在具體應(yīng)用中可以從減少摩擦、碰撞等方面進(jìn)行改進(jìn)。

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