试议管理系统基于RFID技术高校智能图书馆管理体系设计期刊

论文导读：
摘 要：详细阐明了基于RFID技术设计的数字化高校智能图书馆管理系统的工作原理及其整体结构。该系统的图书与借阅证使用RFID标签，通过在每个书架一侧安置终端自助借还机，学生可多节点自助借还书籍，从而避免了高峰期的前台拥堵；同时，要求读者将已借书籍还至指定书架，规范了学生的借还行为，节省了馆员整理上架的工作量，更好地提高了图书流通管理和典藏管理的工作效率。该系统将进出口分隔为两个通道，高校学生可携带图书馆书籍进入馆内阅读，带出时需在出口处检测机进行检验书籍，可方便学生准备考试及阅读，实现了开放化、规范化、智能化的高校图书馆管理，具有安全、可靠、方便、易维护等优点。
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ID；高校智能图书馆；自助借还；开放化
2095-1302（2013）07-0021-03
0 引 言
目前，大多数高校图书馆采用条码加磁条的作业方式，借还书流程仍然需要馆员在前台对书本进行扫描。这样的操作容易造成进出口拥堵，借还书效率低，且归还的书籍需要馆员分类整理再上架，不仅耗费了大量人力成本，还容易出现错误，导致在指定书架找不到相应书籍。加之借出书籍不允许在未还状态带入图书馆，给高校学生的复习和阅读造成了极大不便，降低了读者对图书馆的满意度。近些年来.射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术在许多服务领域、商业部门、生产部门和材料流通领域得到了快速的普及，RFID是一种非接触式的自动识别技术，主要由读卡器和射频标签组成，它通过射频信号自动识别单个或多个目标对象并获取标签数据，识别工作由读写模块完成，数据信息通过无线传输与数据库同步，可以大大减少人工操作量。基于RFID技术的高校开放式图书馆智能管理系统，实现学生自助规范借还，使人力资源在高校馆内得到合理重组，并解除了对带入馆内书籍的限制，为学生在馆内的阅读复习提供了方便。
1 系统工作原理
系统部分主要包含终端自助借还书机模块、图书管理系统服务器、柜台工作站、出口检测站。整个图书馆的RFID智能管理系统应用软件包括智能流通标签初始化转换系统、柜台工作站应用功能集成系统、读者自助借还书系统、出口检测系统。图1 所示是其系统原理图。高校图书馆智能管理系统以一个书架为一个节点，通过以RIFD读写器为主的终端自助借还机进行指定书架的借还操作，并通过无线收发模块同步至服务器，实时挂（脱）钩学生与书籍信息，完成自助借还书过程。在出口处设置的检测机会对带出的图书馆书籍标签进行二次检测，判断是否为已在书架终端自助借还机处登记借出。
图1 系统原理图

1.1 进馆工作原理

本系统旨在打造开放式智能图书馆，在入口处不设门禁，可携带已借图书馆书籍进入馆内阅读，解除了普通图书馆对带入书籍的限制，方便了学生准备考试和复习阅读。
借书时，学生可在柜台工作站输入书籍名称或编号，以查询书籍状态（是否可借）和所在书架号。该书架配备的自助借还机在待机状态显示操作步骤，借书先刷借阅证，读取学生信息，再刷书籍标签，读取书籍信息（书籍名和所在书架号）并打包成32位编码通过无线收发模块传输到数据库，从而将书籍与借书人信息挂钩。还书则需要到指定书架只刷书籍标签，与书架特定编号同样打包成32位编码通过无线收发模块传输到数据库，将书籍与借书人信息挂钩。此时可能有忙、操作失败、操作成功等三种信息情况返回并通过液晶显示：其中，“忙”表示数据库正被占用，可5 s刷新一次，5次忙则返回待机状态；“操作失败”表示超出借阅限额、操作顺序错误或未在指定书架操作；“操作成功”则表示借书成功或还书成功，并显示该借阅证中已借书籍数量和还能借书数量。本系统的借还书流程如图2所示。
图2 借还书流程图

1.2 出馆工作原理

若读卡器扫描不到任何书籍的标签信息，即表示此人没有借书，可以通行；若携带图书馆书籍，可能为已借出书籍带入馆内阅读；若为未借状态，则需要到指定书架自助借还机处进行借阅登记方能通行。图3所示是系统的出口设置检测流程。图4所示是该图书馆的人员出馆数据库更新流程。
图3 出馆流程
2 硬件组成

2.1 自助借还书机硬件

本系统的自助借还机主要由主控MCU、液晶显示、无线收发模块和射频论文导读：2864，四行显示分别为高校智能图书馆自助借还系统、学号、书籍名、状态。无线收发模块采用LSDRF4310N01无线模块，它是基于TI射频集成芯片CC1101的射频模块，是一款高性能射频收发器，可广泛应用于各种场合的短距离无线通信领域。自助借还机具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点。图5所示是自助借还机的硬件框
读写芯片、天线及匹配电路组成。主控MCU采用STM32 ，主要提供对射频读写芯片、液晶显示以及无线模块收发的控制操作。射频读写芯片采用RC522，利用先进的调制和解调概念，完全集成了在13.56 MHz 下所有类型的被动非接触式通信方式和协议，支持 ISO14443A 的多层应用。它负责接收主控MCU 的控制信息并完成与RFID 标签的通信操作。为了发送、接收稳定的高频信号，射频读写芯片要通过高频滤波电路与天线部分连接。天线部分，包括线圈及匹配电路为读写模块实现射频通信必不可少的一部分。读写模块要依靠天线产生的磁通量为RFID 卡提供电源，在读写模块与RFID 卡之间传送信息。液晶使用12864，四行显示分别为高校智能图书馆自助借还系统、学号、书籍名、状态。无线收发模块采用LSDRF4310N01 无线模块，它是基于TI 射频集成芯片CC1101 的射频模块，是一款高性能射频收发器，可广泛应用于各种场合的短距离无线通信领域。自助借还机具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点。图5所示是自助借还机的硬件框图。
图5 自助借还机硬件框图

2.2 图书管理系统柜台工作站及出口检测站主机硬件

本系统以STM32为主板连接无线模块、网络接口、柜台工作站的PC上位机、出口检测读卡器以及作数据库的SD卡。图6所示是系统主机硬件框图。
图6 主机硬件部分 源于：论文格式字体www.7ctime.com