基于超高頻RFID 的圖書館在架錯序資源檢測系統

扎西卓瑪

（青海省玉樹藏族自治州圖書館，青海玉樹 815000）

圖書館資源檢索是一套完整的數據信息運行系統，可根據客戶端指令處理已知的圖書資源信息，然后由傳輸通道將待執行指令反饋給各級執行主機[1]。然而，隨著在架圖書資源總量的不斷增加，一部分書籍資源會出現錯誤排序的情況，不僅會增加數據庫主機的運行壓力，還會導致圖書資源錯序存儲的情況。

針對資源管理問題，相關學者設計了基于共享BERT 的檢測系統，根據既定序列文件對數據資源信息進行整合處理，再借助獨立運行主機，進而更改數據信息的實時存儲位置[2]。

超高頻RFID 技術具有獨立讀取多個數據信息標簽的能力，既可以改變數據信息參量的存儲容量，使其穿透性傳輸能力得到保障，也可以多次讀寫處理所選定的信息文件，從而使其存儲體積能夠與數據庫容積相匹配[3]。在實際應用過程中，超高頻RFID 技術的應用涉及UHF 電子標簽設置、低功耗芯片設計、防碰撞算法等多方面內容，可以在常規數據信息讀取指令的基礎上，擴展傳輸指令對信息參量的容納能力，對已存儲指令文件進行整合處理，使其在互聯網環境中的映射傳輸能力得到保障，也可以更改數據信息參量的存儲形式，避免這些信息文件對數據庫主機造成攻擊性影響[4]。

針對傳統系統執行能力有限、并不能完全解決在架圖書錯誤排序的問題，設計了基于超高頻RFID的圖書館在架錯序資源檢測系統。

1 系統硬件設計

1.1 圖書館物聯網

圖書館物聯網由RFID 架構、資源存儲體系、執行主機、局域網總線四部分組成。在圖書館在架錯序資源檢測系統中，RFID 結構負責改變圖書資源信息的存儲形式，并可以借助傳輸信道，將已存儲信息參量反饋給下級硬件應用結構[5-6]。

作為圖書館物聯網體系的核心應用結構，執行主機可以將待處理圖書資源信息分配至客戶端主機之中，并可以根據超高頻RFID 原則，建立多個圖書標簽結構，以供系統檢測主機直接調取與利用。

圖書館物聯網框架結構如圖1 所示。

圖1 圖書館物聯網框架示意圖

為避免圖書資源出現錯序存儲的情況，在設置圖書館物聯網框架時，要求資源信息參量的傳輸方向必須由局域網縱向端指向RFID 架構端。

1.2 糾錯處理模塊

糾錯處理模塊結構如圖2 所示。該模塊負責對錯序排列的圖書館在架資源信息進行重排處理。由于該結構附屬于圖書館物聯網體系下端，故而隨著資源信息輸出量的增大，該模塊的實時運算能力也會不斷加快[7]。

圖2 糾錯處理模塊連接結構圖

BOM 芯片、SMT 芯片、PCB 芯片是糾錯處理模塊的三個底層連接結構，可以同時接受PIC 糾錯主機的調度處理。BOM 芯片與SMT 芯片之間的連接關系必須滿足圖書資源信息共享條件，前者負責處理錯序圖書資源信息，后者負責建立常規圖書資源序列。在圖書館物聯網信息處理過程中，兩類應用芯片可以同時將完成處理的圖書資源信息參量反饋給下級PCB 芯片[8]。PIC 糾錯處理芯片同時管控BOM 芯片、SMT 芯片與PCB 芯片，可以直接調取圖書館物聯網體系中已存儲的圖書資源信息參量。

1.3 資源定位模塊

資源定位模塊可以確定在架圖書館錯序資源信息所處的實時傳輸位置，能夠與系統糾錯處理模塊建立并列連接關系，并可以根據超高頻信號的輸出總量，調節圖書資源信息參量在圖書館物聯網體系中的存儲形式[9]。

在圖書館在架錯序資源檢測系統中，設置資源定位模塊必須遵循圖3 所示的連接原則。

圖3 資源定位模塊連接原理圖

在實際應用過程中，資源定位模塊設備連接層中的PCBA 結構對應圖書資源信息分離指令，可以在定位芯片結構的作用下，調節在架錯序圖書資源數據的傳輸速率[10]。BOM 結構對應RFID 信號獲取指令，可以聯合定位芯片結構，調節錯序圖書資源信息參量在數據庫主機中所處的實時存儲位置。

2 檢測軟件設計

2.1 RFID天線設置

RFID 天線是基于超高頻RFID 原則建立的數據參量判別標簽。對于待測圖書館在架錯序資源信息而言，只有所建立標簽結構的穩定運行能力得到保障，系統主機才能實現對圖書館在架錯序資源信息的準確檢測。

在系統數據庫主機中，圖書館在架錯序資源信息與常規傳輸信息總是保持雜糅狀態，所以在設置RFID 天線標簽時，必須對所提取信息參量的所屬類別進行分辨[11-12]。

假設d1表示常規圖書館在架資源信息存儲參量，ξ1標記基于超高頻RFID 原則的常規信息存儲系數，d2表示圖書館在架錯序資源信息存儲參量，ξ2表示錯序信息存儲系數，表示參量d1與參量d2的平均值。聯立上述物理量，可將超高頻RFID 天線標簽求解表達式定義為：

由于圖書館在架錯序資源信息的瞬時傳輸速率很快，所以在求解超高頻RFID 天線標簽表達式時，要求參量d2的取值水平必須大于參量d1。

2.2 輻射系數

輻射系數是一項矢量性指標，可以影響圖書館在架錯序資源信息的實時傳輸方向。在超高頻RFID 天線標簽結構的作用下，該項指標參量的數值水平越高，圖書館在架錯序資源信息的實時傳輸速率也就越快。為保障系統應用主機對于圖書館在架錯序資源信息的準確性檢測能力，在求解輻射系數時，要求待測資源信息的單位傳輸量不得為零[13-14]。因此，在式（1）的基礎上，假設l1,l2,…,ln表示n個不同的圖書館在架錯序資源信息定標值向量，且l1,l2,…,ln的取值結果同時大于自然數1，基于超高頻RFID 的圖書館在架錯序資源信息輻射系數計算式為：

其中，α表示一個隨機選取的圖書資源信息錯序傳輸指標，gα表示基于指標α的數據信息檢測特征值，ΔK表示待測資源信息的單位傳輸量，f0表示錯序資源信息的初始傳輸速率。在超高頻RFID 技術的影響下，圖書館在架錯序資源信息的實時存儲量越大，n指標的定義數值也就越大。

2.3 資源序列條件

資源序列條件決定了圖書館在架錯序資源檢測系統的執行能力。在已知待測信息參量輻射傳輸能力的情況下，為求得準確的資源序列條件，應同時考慮超高頻RFID 標簽結構對于待測信息參量承載能力的最大值與最小值[15-16]。

其中，vmax表示超高頻RFID 標簽內待測信息參量的最大容納數值，vmin表示最小容納數值。

整合上述指標參量，聯合各級硬件應用結構，完成對基于超高頻RFID 的圖書館在架錯序資源檢測系統的設計。

3 實例與結果分析

在圖書館物聯網體系中，在架圖書排布序列指標μ可以體現主機對于圖書資源信息的處理能力，從而影響圖書資源錯序存儲行為的出現概率。一般來說，在架圖書排布序列指標的數值水平越高，檢測主機對于圖書資源信息的處理能力也就越強，當前情況下，圖書資源錯序存儲行為的出現概率也就越小。

式（4）為在架圖書排布序列指標μ的計算表達式：

其中，I表示待處理在架圖書數量，γ表示實時檢測速率，ΔT表示單位檢測時長，σ表示圖書種次或類型數量。

表1 為實驗所需檢測元件的具體型號。

表1 實驗設備選型

實驗的具體執行流程如下：

步驟1：將超高頻RFID 執行程序輸入到7090MT型圖書館物聯網主機中[17-18]，控制圖書資源輸出數量，使得主機元件能夠保持相對穩定的運行狀態，記錄當前情況下實驗組各項實驗指標的表現數值；

步驟2：將共享BERT 執行程序輸入7090MT 型圖書館物聯網主機中，控制圖書資源輸出數量，使得主機元件能夠保持相對穩定的運行狀態，記錄當前情況下對照組各項實驗指標的表現數值；

步驟3：對比實驗組、對照組記錄數值，分析實驗結論。

圖4 反映了實驗組、對照組待處理在架圖書數量與實時檢測速率之間的數值對應關系。

圖4 兩組待處理在架圖書數量與實時檢測速率關系曲線

分析圖4 可知，實驗組檢測速率指標呈現出先上升、再穩定的數值變化狀態，當待處理圖書數量達到5 000 本后，其檢測速率達到最大值195 本/s；對照組檢測速率指標保持先上升、再穩定、最后下降的數值變化態勢，當待處理圖書數量處于4 000～5 000 本之間時，其檢測速率達到最大值150 本/s，與實驗組極值相比，下降了45 本/s。

規定實驗過程中，單位檢測時長ΔT取值恒等于60 min，聯合圖4 中的實驗數值，對在架圖書排布序列指標μ進行計算，實驗詳情如表2 所示。

表2 在架圖書排布序列指標

分析表2 可知，實驗組μ指標隨待處理在架圖書數量增多保持不斷增大的數值變化狀態，當待處理在架圖書數量達到6 000 本時，其μ指標最大值達到了325.0；對照組μ指標則保持先上升、再下降的數值變化狀態，當待處理在架圖書數量等于5 000 本時，其μ指標最大值達到了208.3，與實驗組最大值325.0 相比，下降了116.7。

4 結束語

以超高頻RFID 技術為基礎，通過重新規劃圖書館物聯網架構的方式，調節糾錯處理模塊、資源定位模塊兩類硬件應用結構之間的連接關系，又根據RFID 天線設置原則求解輻射系數與資源序列條件。

與傳統系統相比，該系統可以使在架圖書排布序列指標呈現出明顯增大的數值變化態勢，這對于緩解圖書館在架圖書的錯誤排序情況能夠起到較強的促進性影響作用，符合避免圖書資源錯序存儲行為出現的實際應用需求。