探討智能借還書系統中無線射頻識別技術的應用

林陳煊

關鍵詞： 無線射頻識別 智能借還書 系統需求 用戶管理 圖書服務

中圖分類號： G252 文獻標識碼： A 文章編號： 1672-3791（2024）01-0212-04

無線射頻識別，即Radio Frequency Identification，簡稱RFID，屬于自動化識別技術，能夠實現非接觸式控制，通過特定裝置傳輸射頻信號，由指定目標進行識別接收，匯集有效參考信息。通過引入RFID 系統，能夠針對圖書資源實施借、閱、藏、管自動化和一體化操作，提升圖書館綜合服務質量，有效節約各種人力、物力資源，擴大圖書館整體經濟效益和社會效益。圖書館通過合理創建RFID 系統，可以進一步轉變圖書館整體服務模式。

1 無線射頻識別技術分析

1.1 技術分析

RFID 系統主要由內置天線、讀取設備、射頻標簽和計算機系統等部分構成。相關操作模式如下：在讀取系統信號范圍內放置標簽，確保系統自動掃描采集，經過解讀器處理信號發送出去后，確保被順利接收，基于感應電流匯聚能量，發送芯片內部信息；解讀器針對所接受文件數據實施系統解碼，并傳送至中央控制系統，進行信息處理。RFID 技術運行原理具體如圖1 所示。圖書館能借助RFID 技術針對各個書籍粘貼唯一配套標識射頻標簽，利用專門標簽輔助圖書管理人員對圖書館相關書籍流通、庫存進行高效、快速管理，這也是RFID 智能圖書管理系統。

1.2 應用優勢

傳統條形碼方式下僅能實施一次掃碼，并對一個標簽進行識別，但利用RFID 技術以及相關讀取設備能夠同時對多個標簽進行掃描。RFID 標簽能夠對相關信息實施反復修改。芯片內存儲信息量較大，同時能夠對輸入信息進行靈活修改，除了基礎記錄、編碼，還可以記錄書籍各項信息，如內容介紹、出版方等信息。RFID 技術的有效應用進一步提高書籍分類整理的便捷性。處于條形碼系統下，應該確保書籍實現近距離、順暢、無遮擋識別掃描，RFID 識別系統可以對預設范圍標簽進行有效采集，不需要將圖書額外拿取，只要將圖書放到信號范圍中便能夠進行識別［1］。

2 智能借還書系統中無線射頻識別技術的應用價值

2.1 優化圖書服務

基于RFID 技術創建智能借還書系統能夠方便讀者在任意時間內進行自助借還操作。書籍外借中，讀者將自己的卡件和借閱書籍放到系統下進行掃描，RFID 系統便能夠自動、精準識別借閱身份以及標簽等信息，實現借閱目標。歸還書籍中，讀者可以利用自動化系統操作，對歸還書籍進行掃描，RFID 系統能夠實現一秒快速掃描標簽，并將借閱信息及時傳輸至數據庫。

智能圖書館建設中，通過實施借藏一體化的開放管理模式，基于RFID 技術創建智能書架，幫助改善找書難題。讀者通過圖書館對應查詢系統內查找書籍，隨后利用智能書架查詢圖書信息，以及規劃找書路線。將圖書位置誤差控制在20 cm 以下，優化讀者找書看書體驗。RFID 技術的有效利用改善了高峰時間段內讀者排隊借閱時間過長的問題，提高讀者滿意度［2］。

2.2 簡化管理工作

利用RFID 技術能夠幫助圖書館改善亂架問題，縮減書架整理任務量。因為圖書館中的借閱活動都是按照開架模式實施，讀者結束書籍閱讀后普遍是將書本放到回收書箱內，而非重新放回書架原位，導致亂架。但利用RFID 技術打造智能書架，能夠幫助改善書架混亂設置問題。相關管理人員只需利用手持檢測設備，針對書架中混亂擺放書籍進行自動預警，便能夠促進錯誤書本進行快速找準，利用相關提醒功能，按照顯示屏內圖形指示把書籍放入恰當位置。此外，利用RFID技術為基礎的智能書車，可以對書籍進行批量定位上架，提升圖書管理上架效率。

RFID 技術、設備應用降低流通部門任務量，剩余流通工作利用RFID 系統實施半自動化和自動化操作即可，如此能夠控制流通工作強度。RFID 技術促進了圖書館服務模式轉型，能夠實現圖書館24 小時運行。RFID 設備所擁有的自助借還功能可以于圖書館大門周圍設置微型自助站點，方便讀者自助借閱歸還［3］。

3 無線射頻識別技術下智能借還書系統需求分析

3.1 總體功能需求

針對圖書館實施借閱系統設計中，需要融合兩種人機接口，優化設計系統管理接口以及讀者操作接口。圖書館負責人針對目標讀者以及書籍實施有效管理，科學處理各種后臺業務。讀者作為借閱系統服務的重要用戶，向圖書館發送圖書借閱、送還申請，以及圖書賬號管理。圖書借閱系統主要包含5 個基礎服務，分別是系統維護、還書服務、借閱服務、讀者信息管理以及圖書信息管理。圖書館相關借閱系統包括讀者以及管理員兩個子系統構成。不同于傳統圖書借閱系統，智能圖書館借閱系統還包括RFID 子系統，增加RFID標簽讀寫能力。RFID 子系統負責處理和RFID 相關各項功能，包括管理閱讀器、初始化中間件以及配置RFID 中間件，配置和初始化對應輸入為RFID 啟動以及配置條件，該模塊控制DCI 層工作，模塊對應輸出為中間件配置結果表單。

借閱系統內讀者模塊主要包含借閱、瀏覽、賬戶設置以及歸還等服務功能，包括賬戶管理、還書以及借書等模塊構成。借書模塊中輸入讀者借書表單，涵蓋借書申請和查詢申請。還書操作中，主要利用還書申請表單進行，相關系統模塊負責處理讀者還書申請，并輸出處理表單。借助圖書內嵌入RFID 標簽以及圖書館入口讀卡器能夠自動追蹤登記圖書進出，自動報警。讀者只需將圖書放于自助系統讀卡器天線覆蓋掃描范圍內，終端便能夠得到圖書信息，經過簡便操作，順利借出書籍［4］。

數據系統能夠對圖書位置信息進行有效存儲，RFID 讀寫器主要利用中心平臺以及網絡信息技術進行通信連接，支持書架相關排架信息實時修改、刪減操作。假如將排架信息存儲于RFID 標簽當中，只需兩個字節存儲空間。注意保障數據庫和標簽圖書排架信息一致性，促進同步更新機制順利實現。

3.2 功能分析

針對圖書館相關目標讀者實施注冊、修整、刪除、增加以及搜索處理。讀者通過系統注冊，才能成功借閱圖書，如果讀者存在尚未歸還圖書信息條件下，禁止隨意刪改讀者信息，假如讀者產生信息變更需求，在上交修改申請后，通過負責人來修整數據庫。讀者信息主要包括聯系方式、照片、借還明細、年齡、姓名、性別等。借閱證號為圖書館對讀者身份識別的核心標識以及唯一編碼。盤點功能即書架和庫存盤點，圖書館內人員利用手持RFID 讀寫器設備直接處理。RFID 讀寫器能夠對多種標簽信息進行一次性讀取，同時擁有穿透性和非接觸等優勢，可以進一步提高盤點工作效率。針對書架進行盤點中，只需從書架外掃過手持終端便能夠讀取全部圖書數據。亂架圖書容易影響讀者利用自助查詢系統對圖書位置的獲取，降低讀者體驗，但利用RFID 系統內部盤點功能，可進一步提升查詢效率，為讀者提供精準服務［5］。

借書功能即面向讀者所提供借書服務，讀者輸入名字查詢對應書籍信息，如出版商、作者等信息，如果圖書館內依然留有藏書，讀者能夠聯系系統中的分布位置進行查找，在取到書籍后放到讀寫器自助終端對應掃描范圍內便可以自動識別處理。還書功能模塊同樣屬于自助服務功能，讀者將借閱圖書放置終端掃描范圍，能夠顯示讀者借閱時間、姓名等信息，同時顯示出未歸還圖書，進而提醒讀者。

4 無線射頻識別技術下智能借還書系統設計

4.1 系統流程設計

整體架構和設計框圖保持一致，突出RFID 技術應用，包含6 種基礎功能。系統啟動后會先實施初始化，隨后系統檢查不同環節運行狀態，經過檢測后，假如發現無法識別，能夠通過系統界面實施報錯、等待，重新檢查相關用戶操作，直到成功修復為止，進入下一環節。主界面能夠為系統構建基礎視圖窗口，提供交互方法，主界面率先輸入有效用戶身份，即管理員身份RFID 卡與讀者身份RFID 卡。控制器完成卡檢測后告知主界面，并進入管理員視圖以及讀者視圖。管理員視圖窗口中，控制器繼續對用戶輸入內容進行檢測，假如操作合理，控制器會分辨屬于哪類操作。例如：負責人利用系統進行圖書管理中，控制器能夠靈活調用圖書館操作流程，和系統視圖層進行及時通信，構建專門管理窗口，實施顯示操作。系統可以對圖書管理模塊進行有效調用，處理輸入內容。管理員撤走身份RFID卡后，系統中管理員視圖界面自動退出，重返主界面。

4.2 功能流程設計

借書流程相對簡單，通過系統中的數據庫檢測圖書借閱量，查詢讀者借閱信息，如果超出賬戶借書限值，需要及時報錯，假如未超出借閱量，可以利用系統數據庫檢測現有庫存是否充足。還書流程如下：在讀者數據庫內對各種借閱信息實施全面檢測，在經過綜合分析對比后，如果是讀者借閱，表示還書成功，系統將借閱信息清除；如果存在信息不匹配等問題，可以進行系統報錯，或由他人輔助還書，或某些無法自主還書條件下，書籍歸還中可以交還管理員，結合讀者信息，消除借書記錄，順利歸還圖書。賬戶管理相關功能流程主要服務于讀者自主修改或創建讀者賬戶。基礎設計方法如同讀者管理，但缺少讀者查詢以及刪除功能，可以查詢自身借書記錄［6］。

5 無線射頻識別技術下智能借還書系統實現

5.1 系統流程實現

圖書館用戶進入系統界面，系統能夠準確辨別用戶信息，確定為用戶或系統管理員。用戶只需在讀卡器中放置身份識別的RFID 卡，便能夠順利登錄系統，無須輸入密碼。該種設計方式主要是為了提高讀者操作便利性，但讀者需要對各自RFID 身份卡進行妥善保管，如果讀者未攜帶身份卡，則需要手動輸入登錄。當前，普遍利用二代身份證當成身份RFID。讀者登錄顯示界面具體如圖2 所示。

通常在用戶攜帶RFID 身份卡條件下，可以直接刷卡，頁面便會自動填充賬號密碼進入頁面，如果用戶忘記攜帶RFID 身份卡，則需要手動登錄賬號。在登錄系統后，顯示界面能夠自動呈現詳細讀者信息，準確顯示各類數據。用戶登錄賬號后，能夠實施圖書借閱、歸還操作。讀者還能夠通過登錄賬號查詢自身借書量以及欠費狀況，及時進行有效處理，保障順利借閱。

系統登錄界面左側為功能區，能夠對賬戶管理、圖書管理、數據庫以及RFID 系統管理等信息進行提取。上方為用戶登錄模塊，可以展示出用戶登錄信息，下方則是借還模塊，設置有借閱、歸還按鍵，可以執行各項操作。RFID 管理模塊在進行綜合管理中處于自動連接斷線條件下能夠支持手動連接。

5.2 主要功能模塊實現

借書功能模塊中，利用讀者RFID 來確定用戶信息，利用圖書RFID 來檢測圖書信息，系統在對讀者身份進行檢查后，啟動借書功能模塊填寫數據庫相關出借信息，并利用顯示器展現出借閱結果。還書功能模塊，是在需要還書時，在RFID 讀卡器中放置所需歸還圖書，點擊還書功能。系統能夠在數據庫內發現相關借書記錄，隨后對鍵值進行修改，設計構建歸還記錄。借還書中，RFID 讀卡器能夠掃描圖書，只需對其中的借書以及還書按鈕進行點擊便可以實現圖書借還功能。各個選項左側都設置有復選框，如此能夠選中相關書籍或全選按鈕對替換書籍進行靈活處理。結合狀態欄信息可以了解到現有圖書狀況，如果顯示狀態正常，表示可以對該圖書進行借閱；如果顯示為零借出模式，可以繼續還書操作；如果出現數據維護模式，則會影響書籍借閱，基于該種狀態下，可以前往人工處理部門進行處理。

讀者管理單元包含兩層入口：一是進入主菜單，點擊讀者管理按鈕；二是進入頁面左部分，點擊讀者管理繼續相關處理。讀者管理內含信息查詢、增刪、編輯等操作。讀者頁面對應右上角設置查詢框，進入查詢模式，輸入關鍵詞，隨后利用放大按鈕實施查詢。主要查詢模式涵蓋讀者姓名、借閱證號等查詢方式，對應列表窗口能夠顯示出全部查詢結果。在對讀者進行刪除中，只要對讀者信息進行有選擇刪除，并點擊讀者信息按鈕，便可以針對相關讀者信息實施有效刪除，并按下X 選項，進行信息刪除。

對讀者界面上方綠色+號按鈕進行點擊后便可以進入新讀者添加界面。標簽號可以直接通過RFID 讀寫器對應存儲器進行讀取，至于RFID 讀寫器也是通過讀者身份卡標簽獲取相關標簽信息，在讀寫器內放置書籍標簽后，便能夠自動展示相關信息，無須手動錄入。其余信息則是圖書館管理員以及讀者自主錄入，所有錄入項都屬于有效檢驗信息，假如未能通過檢驗，顯示出不合格信息便會跳出提示，點擊其中的確定按鈕，進一步增加新讀者后便能夠順利完成各項操作。賬號修改功能是通過讀者管理界面選中目標讀者進行修改，隨后點擊筆標識按鈕，進入相關功能操作，或對讀者ID 進行雙擊，自動彈出界面，修改過信息后對確定按鈕進行點擊，便能夠在數據庫內存儲相關修改信息。如果無須修改，可以進一步點右上角的紅色X，從該頁面退出。讀者編輯功能類似于讀者管理單元，應該額外輸入姓名、出生日期、電話以及性別信息。讀者能夠對各項信息實施靈活調整，為讀者提供滿意服務，確保各項輸入數據真實性。

圖書管理功能模塊主要服務于管理員進行圖書查詢。通過主界面點擊查詢框，將圖書信息輸入其中，隨后對查詢按鈕進行點擊，窗口組件能夠自動顯示圖書各類信息。讀者能夠通過模糊查詢功能檢索書籍信息，通過對應組件顯示書籍第一條記錄信息。圖書狀態包括借出、正常以及維護3 種類型。圖書館內所有書籍借出后會在智慧系統內留下記錄，讀者需要在限制時間內向圖書館歸還借閱圖書，避免借閱圖書進入鎖定和停滯狀態，從而影響圖書館內部圖書的正常流通，削弱讀者信譽。

6 結語

綜上所述，RFID 技術在智能圖書館中的廣泛應用，能夠全面提升圖書館整體工作效率，優化服務質量，節約大量人力資源。更多圖書館開始認識到應用RFID 技術的重要價值，并在圖書館內廣泛應用RFID技術，這也成為未來發展主要趨勢。