基于RFID技術應用的無人圖書館智能管理

李春杰

（山東城市建設職業學院 山東 濟南 250013）

0 引言

傳統圖書館管理需要工作人員手工完成，隨著文獻資料的不斷增加，圖書館規模擴大，人工管理明顯效率較低，需要借助于數據信息化手段管理圖書館的文獻資料，采用條形碼管理技術仍舊需要人工操作輸入驗證碼操作，存在借還書流程繁瑣的問題[1]，分類難免出錯，且效率較低[2]。

RFID技術是一種非接觸自動識別技術，最早普遍應用于軍事領域。1998年，新加坡的Aatolk圖書館采用RFID技術實現圖書查詢、借書還書的功能，并對圖書進行采購分配。美國數百家大學圖書館采用RFID技術對圖書館進行管理，清點圖書、管理書架，并借助于機械手實現圖書的索取存放，排除傳統排架方式的制約。國內有關RFID的技術運用于圖書館管理最早開始于2006年。2012年，北京理工大學引入了RFID集成管理系統，形成24小時綜合服務一體機模式。

本文研究思路是分析RFID技術無人圖書管理系統中的應用現狀，設計實現智能化功能，突出RFID技術優勢，分析應用中存在的問題，并對圖書館管理系統進行優化。

1 主要優勢

基于RFID技術的無人圖書智能管理，與傳統圖書館相比，優勢明顯。

1.1 人力投入少

除了做好無人圖書場館定期書本增補，以及室內保潔外，無須投入更多人力。基于RFID技術應用的無人圖書智能管理，主要以智能化自助設備應用為主，無須圖書管理員現場管理。歸還圖書時根據RFID標簽信息，自助掃描，并將圖書歸還至相應書架處，實現自我管理。

1.2 受限條件少

智慧圖書館除了前期圖書館選址、建設、計算機、門禁、RFID技術設備以及圖書上架擺放、信息標簽錄入等，無人圖書館運營管理受限條件極少，管理效率更高，注意事項較少，借書者閱覽者體驗較好。

1.3 更加簡便化

RFID技術的應用，實現了無人圖書館24小時全天候開館服務，覆蓋到各個時段師生圖書借閱、歸還需求。師生在借閱、歸還圖書時可通過掃碼，在對應終端機或手機小程序便可完成相應操作。

1.4 管理智能化

RFID技術應用于無人圖書館智能管理，結合其他管理軟件，除了實現圖書自助借閱、歸還外，還可實時統計分析圖書館借閱相關數據信息。如不同時段的圖書借閱、歸還規律，不同類別圖書借閱量等，圖書館管理者根據這些數據信息提供精準服務。

2 現實問題

目前，無人智能圖書館建設在部分高校成為現實，取得了良好應用效果。但無人圖書館智能管理還面臨著一些現實問題需要解決。

2.1 統一標準規范缺乏

從無人圖書館智能管理方面，雖然在各個高校進行試點取得了良好效果，但從總體論證層面，無人圖書館智能還需要統一規劃。涉及無人圖書館智能建設原則、基本功能模塊、性能主要指標的確定等，均應予以統一明確。在技術應用方面，除了RFID技術外，還涉及智能信息系統集成、信息交互，以及各系統間協同控制，需要建立無人圖書館智能管理之間的接口標準、信息交互標準，便于各圖書館之間的交流。此外，還缺乏一套認證標準。

2.2 規范管理流程缺少

無人圖書館智能管理，需要構建借還服務流程。從實踐情況來看，若依然按照傳統圖書借閱服務流程，難以發揮無人圖書館智能操作優勢。可借鑒無人檔案館、無人倉庫等管理流程，結合圖書館圖書管理服務特點，建立科學規范的管理流程。

3 需求分析

3.1 圖書館自身發展需要

無人圖書館智能管理首先需要解決圖書識別。RFID技術借助生物識別、射頻識別和傳感器技術融合，以物聯網技術應用為基礎的無人圖書館解決方法[3]。進入無人圖書館，首先需要對其身份進行認證。認證前需要師生在圖書館應用平臺完成注冊，認證通過的標準是與注冊信息一致。通過人臉識別或二維碼掃描實現認證，在入口紅外傳感器感知區域安裝的攝像頭實時捕捉人臉，與注冊信息比對或利用移動終端掃描入口處的二維碼[4]。進入圖書館后，將需要借閱的圖書，經RFID閱讀器讀取圖書上張貼的電子標簽，經網絡信息及時將電子標簽中的信息傳輸至終端服務器，完成實時登記[5]。歸還時，讀取圖書上的RFID電子標簽，完成歸還。

3.2 信息需求升級需要

服務讀者，滿足讀者信息需求是圖書館工作的目的和現實意義。通過館藏圖書資料的遴選、加工，有針對性地為師生提供圖書借閱服務。隨著閱讀習慣的改變，以及多元化信息需求，難以滿足讀者個性化借閱歸還需求[6]。圖書館“無人化”管理，能夠進一步延長圖書館開館的時間，甚至24小時候開館，廣大師生可隨時借閱圖書，借閱歸還更加便利，縮短等待時間。

3.3 適應“無人化”發展需要

據中國中商產業研究院預測，2022年，無人零售店的規模將達到9 500億元。大數據、人工智能、物聯網等技術的應用和發展，極大地促進了“無人模式”的推廣，圖書館管理進入“無人化”時代[7]。

4 系統整體設計

4.1 系統總體結構設計

基于RFID的無人值守圖書館智能管理，實現自助借閱、歸還、智能盤點、智能門禁、圖書可視化查詢等[8-9]，見圖1。

在無人圖書館管理系統相關需求分析的基礎上，需要應用RFID技術對該系統進行總體結構設計工作，包括圖書的查找柜臺、圖書借還、書架整理。

無人圖書館智能應用，用戶借助于RFID閱讀設備讀取數據當中相關電子標簽信息，結合計算機將數據保存到數據庫系統，利用管理系統獲取信息，再對無人圖書館予以管理。具體流程圖如下。見圖2。

4.2 系統功能結構設計

在RFID技術應用，方便于管理圖書文獻資料查找，對系統當中文獻查找子系統、圖書盤點子系統和自動切換系統予以研究，具體RFID技術應用于圖書管理總體功能結構如圖所示。見圖3。

文獻查找子系統，讀者在柜臺查詢機器上就可以查找到所需書籍，就會提示所需圖書名稱、所在樓層區域書架，提高查找效率。

圖書盤點子系統，借助于RFID技術形成智能化監控，及時了解圖書擺放的位置，讀者借閱圖書之后按原來所在位置進行擺放，放到正確的位置。

自動借還子系統是利用自帶借書卡經過門禁，門禁會自動識別讀者所帶的圖書卡以及圖書，明確二者借閱關系。

智能門禁子系統是開放性的門禁系統，進出圖書門禁時會進行檢測，否則會引發報警，提高安全借閱功能[10]。

4.3 系統數據庫設計

系統數據庫包括數據庫概念結構設計以及具體數據表設計兩方面。

4.3.1 數據庫概念結構設計

圖書館里包含有讀者和圖書管理員以及所借閱圖書文獻數據資料。系統內部的數據庫具有三個數據實體，主要包含有圖書管理員、圖書館讀者以及圖書館文獻三個實體，三個實體對應的數據信息輸入，見圖4。

在數據庫當中儲存讀者借閱圖書的自身姓名、性別、證件號、借閱圖書的狀態以及讀者相關備注信息。

4.3.2 數據表設計

數據表1的設計當中，在圖書館信息管理系統當中得以實現。系統設計功能主要借助于RFID技術當中所存在的SQL server 2008數據庫讀取數據信息，其中主要的數據表包含圖書館相關信息表，涉及圖書館名稱、簡介、描述、聯系電話、館長姓名等。相關信息還包括圖書館工作人員基本信息，如名稱、密碼、聯系方式等，權限管理信息表是對某個用戶使用的圖書管理、借閱管理權限予以設計。

表1 借書證信息表

借書證信息表描述了借書證的類型、持卡人的編號信息等，還包含有圖書類型表、圖書信息表、借閱信息表、讀者信息表、書架信息表、圖書歸還出版社和讀者類型信息表等。

5 實現功能

RFID應用于無人智能化圖書館管理，實現了圖書編目處理、無人借還、自動盤點和安全防盜等功能。

5.1 編目處理

圖書館大量圖書文獻資料，將每一份文獻資料的封底內頁貼上RFID標簽。標簽中記錄該文獻條形碼信息，且每一個條形碼信息是唯一的。圖書管理系統中收錄條形碼信息，如書名、書號、作者、出版社等。RFID標簽與文獻條形碼建立關聯關系，通過文獻RFID標簽可第一時間定位圖書文獻具體位置，便于圖書資料的借還。

5.2 無人借還

RFID技術應用，能夠讓讀者利用圖書館中設立的圖書自動借還終端系統，在沒有館員參與的情形下，自行借出或歸還圖書文獻資料。其實現了兩個過程：（1）借書。在自助借還書的終端設備前刷校園卡、圖書卡，或掃描二維碼，輸入密碼，通過身份認證后，將圖書放置于自助終端內置的RFID閱讀器讀取圖書上的條形碼信息，完成圖書借閱。（2）還書。可將借閱的圖書直接放置于RFID閱讀器，并在自動終端設備界面上點擊確認圖書信息，便可完成借閱圖書的歸還[11-13]。

5.3 自動盤點

利用便攜式RFID設備，可對貼有RFID標簽的圖書文獻進行批量識別、盤點和統計。具體實現過程：利用便攜式RFID閱讀器批量識別圖書文獻上的RFID標簽；將條形碼信息存儲于存儲卡；再將存儲卡中的條形碼信息導出至應用軟件，導出的信息與條形碼導入圖書管理系統進行信息比對，未比對上的，說明圖書被借出或遺失，需要反復比對核查。

5.4 安全防盜

RFID技術應用于無人指揮圖書館管理，能夠防止讀者未借出文獻而將圖書資料私自帶出，確保圖書館館藏文獻資源的完整。具體實現過程：讀者利用自助終端歸還，RFID閱讀器將實時改變RFID標簽中所標注的借還狀態。若RFID標簽中的信息為“借出”，則讀者經過門禁系統時將會被允許通行；反之，若RFID標簽中的信息記載為“歸還”，即圖書文獻未被借出時，圖書在門禁系統觸發自動報警功能，提示該圖書存在問題。

6 結語

綜上所述，隨著物聯網、互聯網和人工智能技術的快速發展，從圖書館編目處理、無人借還、自動盤點和安全防盜的功能實現來看，基于RFID技術的無人圖書智能管理，與傳統有人書店相比，優勢明顯，值得推廣和應用。