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RFID在图书馆的应用.docx
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RFID在图书馆的应用
RFID在图书馆的应用设计方案
姓名:
王红梅
学号:
113030228
班级:
11计算机2班
2012-11-30
摘要:
RFID是21世纪出现的新兴技术,在很多领域的应用引起了广泛关注,本文论描述了RFID在图书馆的应用,即基于RFID的图书馆智能管理,详细地分析了该系统结构框架,功能实现及现阶段存在的一些问题。
关键词:
RFID;图书馆;智能管理
1.引言
近年来伴随着社会的进步,以计算机为代表的现代化技术在图书馆的广泛应用,改变了传统图书馆的管理模式和服务方式。
高新技术手段的不断推陈出新,无不促进着现代图书馆从服务内容到服务方式的全面变革。
RFID(RadioFrequencyIdentification,射频识别)技术诞生于第二次世界大战期间,兴起于20世纪90年代,在最近10年取得了令人振奋的进展。
RFID已成为学术界上的一个新热点。
随着2003年8月国际图联大会信息技术组提出RFID与图书馆的关系后,近年有许多家专业公司,如VernonLibrarySupplies,Inc等致力于在图书馆领域推广这一技术,世界各地有若干家公共图书馆正在使用或准备使用该技术。
RFID技术在图书馆领域有着非常广阔的应用前景。
2.RFID
2.1RFID技术概述
RFID是一种应用电磁波频谱,以非接触、无视觉、高可靠的方式,传递特定识别信息的网络系统。
它源于无线电通讯技术,综合了现代计算机智能控制、智能识别、Internet等高新技术,顺应了计算机制造系统(计算机CIMS)电子商务等热点应用的发展需要。
2.2RFID工作原理
标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(PassiveTag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(ActiveTag,有源标签或主动标签);解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。
一套完整的RFID系统,是由阅读器(Reader)与电子标签(TAG)也就是所谓的应答器(Transponder)及应用软件系统三个部份所组成,其工作原理是Reader发射一特定频率的无线电波能量给Transponder,用以驱动Transponder电路将内部的数据送出,此时Reader便依序接收解读数据,送给应用程序做相应的处理。
以RFID卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大致上可以分成,感应偶合(InductiveCoupling)及后向散射偶合(BackscatterCoupling)两种,一般低频的RFID大都采用第一种式,而较高频大多采用第二种方式。
阅读器根据使用的结构和技术不同可以是读或读/写装置,是RFID系统信息控制和处理中心。
阅读器通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。
阅读器和应答器之间一般采用半双工通信方式进行信息交换,同时阅读器通过耦合给无源应答器提供能量和时序。
在实际应用中,可进一步通过Ethernet或WLAN等实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。
应答器是RFID系统的信息载体,目前应答器大多是由耦合原件(线圈、微带天线等)和微芯片组成无源单元。
3.RFID在图书馆中的应用
3.1行业背景与应用需求
一、
图书管理是RFID技术应用的一个重要方面,图书馆是图书管理需求最为集中的应用场所。
据调研分析,目前全国共有1万多家图书馆,且大多数图书馆已经从纯手工管理方式过渡到了采用条形码识别、计算机网络、计算机软件技术的数字化管理模式。
虽然采用了许多现代化技术,但还是有许多问题困扰着图书馆的管理及工作人员。
例如,图书的自助借还、图书的快速盘点、查找、乱架图书的整理等问题还是没有很好地得到解决,阻碍了图书馆进一步提高管理和服务水平。
图书馆界也在不断地努力寻找一种更为先进的技术实现他们的迫切愿望。
基于上述行业背景及需求进行深入研究分析,依托远望谷强大的RFID技术研发实力,将RFID技术应用到图书馆管理当中,解决困扰图书馆图书管理的上述问题。
经过多年研发努力,形成了系列图书馆配套设备,为图书馆应用领域提供了完整的解决方案。
2006年11月远望谷公司与汕头大学图书馆合作实施了RFID图书管理系统。
与世界上现行的RFID技术应用于图书馆的情况有所不同,当今的RFID技术在图书馆的应用主要集中的HF频段的RFID技术,而基于远望谷公司开发的图书管理RFID技术则是基于UHF频段的RFID技术。
从技术分析的角度来说,在图书管理应用中,UHF频段的RFID技术较HF频段的RFID技术更具优势,也是未来图书馆图书RFID技术管理发展的一个方向。
二、系统实施目标
通过系统的需求调研,RFID技术应用于图书馆图书管理过程中需要解决的主要问题包括以下几个方面:
1、 实现电子标签转换
2、 实现图书自助借还
3、 实现图书快速盘点
4、 实现图书快速查找
5、 实现错架图书快速整理
6、 实现RFID安全门禁
7、 实现与现有系统无缝链接
远望谷公司开发的基于UHF频段RFID技术的图书馆图书管理解决方案及相关的RFID设备较好地解决了以上基于应用需求提出的7个问题,在初步的应用中取得了良好的效果,为后续的推广应用打下了坚实的基础。
3.2系统组成
RFID图书管理系统包括:
标签转换系统、自助借书系统、自助还书系统、智能查找系统、推车式盘点系统、安全门检测系统。
如图1所示。
图1 RFID图书管理系统组成图
1. 标签转换系统
标签转换系统是无线射频识别技术(RFID)与现有图书馆管理系统之间的一座桥梁,通过标签转换系统将RFID唯一识别号与图书唯一编码实施绑定,将RFID技术与现有图书馆管理系统的挂接,实现对图书、读者详细信息的访问,从而将RFID技术集成到现有图书馆馆系统当中。
标签转换系统完成图书电子标签、架标标签以及借书证电子标签的转换工作。
标签转换系统由硬件和软件系统2部分。
(1)硬件组成
标签转换系统硬件包括:
控制主机和标签转换装置。
控制主机用于安装标签转换软件系统控制对图书标签、借书证标签进行数据转换,实现标签信息与条形码等其他信息的绑定。
通过绑定能够实现对图书及读者详细信息的访问。
(2)标签转换软件系统
标签转换软件系统采用B/S结构实现对标签的转换。
采用B/S结构的目的是尽量降低图书馆管理人员的后期维护工作,任何一台计算机连接上标签转换装置,通过IE浏览器即可实现对标签的转换工作。
标签转换系统主界面如图2所示。
图2:
标签转换系统主界面
2. 自助借还系统
在没有采用RFID技术以前,有个别图书馆采用条形码和磁条技术实现了图书的自助借还,但由于条形码和磁条技术的限制,不但一次只能借还一本图书,而且还存在一定的漏洞(这里不详细说明),使得自助借还书的效率大打折扣,并没有给图书馆的工作带来实质性的提升。
无线射频识别技术的出现,很圆满地解决了上述问题。
RFID自助借还系统一次可实现多本图书的自助借还,并且不会出现基于条形码和磁条技术的漏洞,大幅度提升了图书馆人性化服务水平和工作效率。
自助借还系统(如图3)结合射频识别、计算机、网络、软件以及触摸屏控制操作技术,实现对安装有电子标签的图书进行自助借还功能。
该系统组成包括:
控制主机、液晶触摸显示器、RFID射频模块、嵌入式打印机、多媒体语音系统,通过安装在控制计算机上的自助借还书软件实现图书自助借还(如图3)。
自助借还书机具有外形美观,系统操作简便,借还书一体(可实现多本图书同时借还)、识别速度快、借还效率高、设备安装维护方便等特点(如图4)。
图3自助借还系统主界面
图4自助借还书机
自助借还系统完成图书自助借还,系统界面友好,操作简便。
将借书和还书操作集为一体,实现一机多用,降低用户投入成本。
快速借还,一次可同时借、还多本图书。
系统配置灵活,可根据用户需求将借还功能单一化,即改造为自助借书机或还书机。
采用液晶触摸显示器,简化借还操作。
上图为自助借还系统主界面及自助借还书机。
在汕头大学图书馆实施期间,由于很多读者使用的是条形码借书证,根据这一需求,对自助借还系统进行了改造,安装条形码扫描枪,实现了RFID和条形码借书证的兼容读取,使得所有读者均能够使用自助借还书系统进行图书的自助式借还。
3. 安全检测系统
安全检测系统是针对安装有电子标签图书进行侦测的系统。
安全检测系统硬件组成包括:
RFID射频模块、声光报警模块、安全门外壳。
通过安装在控制计算机上的自动侦测软件实现图书侦测防盗(如图5)。
安全检测系统具有识别距离远,识别速度快,声光报警,零误报等特点。
目前安全门的识别距离可以达到2.5米(如图6)。
图5:
监控软件界面
图6安全门
4. 自动盘点子系统
目前图书馆对图书进行盘点主要采用条形码技术,在盘点时必须将每本图书从书架上取下再使用条形码扫描枪对条形码进行扫描,这样盘点的效率是非常低的,对于少量的图书实现起来还能应付,但对于大量图书的盘点已经显得捉襟见肘了。
由于盘点效率低,盘点时还需要闭馆,使得大多数图书馆实现对图书的全面盘点几乎是不可能的。
有了RFID技术,盘点问题迎刃而解。
在盘点环节当中,充分显示出了RFID技术的强大优势:
不接触、快速、多本图书信息图书同时读取。
自动盘点系统为用户提供2种解决方案,推车式移动盘点平台和便携式盘点平台。
推车式盘点平台具有连续工作时间长,操作界面友好,数据处理能力强等特点。
推车式移动盘点平台支持中文Windows XP 操作系统。
便携式盘点平台重量轻,携带方便。
便携式阅读器采用人体工程学设计,使用手感好,重量轻。
采用中文Windows Mobile操作系统,不但可实现对图书查找,而且可实现图形用户界面的管理功能。
便携式阅读器内存容量大,可将现场读取到的信息保存,并提供数据下载功能,方便数据交换。
便携式阅读器可预置查找图书信息,当读取到新的信息时自动与预置图书信息进行对比,并可进行报警提示。
盘点系统不但能够实现对图书的快速盘点,同时还实现了错架图书的整理,使得盘点和错架图书的整理工作在一个环节得到圆满处理。
5. 智能查找系统
目前图书馆有许多图书资料在账面上反映是存在的,读者通过检索系统找到了图书信息,并根据此书的类别到书架上取书时,却往往找不到图书,这种情况的发生是由于图书没有按类别摆放造成的。
采用RFID技术对图书进行管理后,上述问题能很好得到解决。
使用便携式查找终端对这部分图书进行查找,很好地解决上述问题。
智能查找系统完成对图书的快速查找。
查找图书信息录入采用2种方式:
手工方式和数据下载方式。
手工方式录入指直接将需要查找的图书信息录入到便携式查找终端上,一次可录入多本图书信息。
数据下载方式是指通过无线局域网(802.11b/g)与业务系统联接,将管理员提前录入的需查找的图书信息下载到手持终端上,进行图书的查找。
四、系统应用效果
RFID图书管理系统没有对原有图书管理系统做任何改动,成功与原有系统对接,实现数据共享。
自助借还系统的实施简化了读者借还书手续,缩短了图书流通周期,提高了图书借阅率,提升了图书馆人性化服务水平,充分发挥了图书馆公共服务职能,得到了广大读者的欢迎。
推车式和便携式盘点系统的实施为图书馆提供了全新盘点模式,降低了管理人员的劳动强度,大幅提高图书盘点及错架图书整理效率。
智能查找系统,使得错架图书的查找变得更为快捷便利,进一步挖掘出潜在图书资源,提高图书资料利用率。
远距离RFID安全门的投入使用,安全门摆放距离更加宽阔,读者进出更加自如,由于RFID安全门不会产生误报,避免了读者与管理人员之间发生不必要争执,融洽了读者与管理人员之间的关系。
3.3子系统实现方式
大部分RFID图书馆的子系统实现如下:
(1)电子标签
一般读者证采用MifareI型无源射频卡。
MifareI卡具有以下特点:
①读写距离2~4cm;②响应时间小于0.3s;③读写次数不少于10万次。
图书电子标签使用ISO1569313.56MHz标准电子标签,支持图书、DVD、VHS等相关馆藏电子标签。
电子标签非人为因素,可进行10万次读写。
(2)通信接口
读写器与计算机之间的通信接口采用RS485/RS232方式。
整个系统具有便利的管理功能、可靠的防伪及系统保护体系、完善的数据处理功能、挥洒自如的单机功能、强大的网络扩展功能等特点。
(3)读写器硬件结构及工作原理
大部分读写器主要由核心控制单元MCUP89LPC932与MifareI卡通信的MFRC632与PC机通信的RS232提供时间基准的实时时钟芯片PCF8563和存储系统设置数据的存储AT45DB021组成。
系统硬件框图如图3-2所示。
主板读取存储器中的系统设置,然后根据其中的设置初始化整个系统,包括本设备的ID号、主站、从站、开机时间、关机时间、数据的存储方式等。
用户通过非接触通信卡与天线跟个系统进行数据的传输,从而对借书还书方面进行操作。
图3-2系统硬件框图
这样一个完整的RFID图书管理系统便形成了,实现了先进的RFID技术与图书管理方法的有机结合,为图书馆的管理提供了十分有效的技术手段,使馆员从烦杂的日常工作中解放出来,让馆员更自由、更高效地管理图书馆的馆藏,使清库、乱架和查找图书不再繁锁和麻烦。
使图书管理工作智能化、自动化、规范化、系统化、程序化,避免了图书管理的随意性,提高了信息处理的速度和准确性,从而提高了工作效率。
4.RFID图书管理系统需要完善的问题
4.1成本
RFID图书馆、智能书架初始投入成本比较高,而且目前电子标签的价格比较高,这是影响RFID在图书馆中应用的最大瓶颈。
4.2技术标准
标准化会带动模式的优化、效率提高,同时带动设备共享最大化。
图书馆RFID应用应该无障碍化、规范化,其标签必须要和社会上很多行业互不干扰,比如读者带着书本进商店,不能与商品互相干扰。
目前我国还没有统一的RFID标准,这就造成不同企业不同类型的产品之间不能有效实现信息共享和有效传递,厂家设备不兼容,造成不合理竞争,增加成本。
4.3现有投资的保护
国内大部分大、中型图书馆投入了大量的人力、财力陆续建立起了藏、借、阅一体的图书管理系统,现有的大量投资(门禁系统、监测仪、冲消磁仪、复合磁条、条形码以及磁条转换)从感情和现实上不可能在短时间内被取代。
4.4系统整合
原有的图书馆管理系统的设计是以条形码和磁条技术为基础的,RFID系统则是以RFID智能标签为基础的,由于技术基础不同,二者要在通讯协议、接口方面进行整合,技术困难、成本巨大。
这些就是为什么RFID技术在新的图书馆比老的图书馆、规模较小图书馆比规模大的图书馆较容易接受的原因。
如集美大学新建的诚毅学院图书馆,及厦门市规模较小的厦门少儿图书馆就率先采用了RFID图书管理系统。
5.结论
虽然RFID技术在图书馆广泛使用还存在着一些问题,但是目前RFID的标准化工作正在世界上紧锣密鼓地进行,有望解决标准化这一难题。
同时,随着RFID技术的广泛应用,它的成本也在不断降低,最终会达到多数图书馆能够接受的价格。
RFID技术在图书馆界之所以能够引起重视,关键是它可以让图书馆实现真正意义上的自动化管理。
再加上它的独特的性能和优势。
现阶段在图书馆应用RDIF技术价格昂贵,大规模应用不太现实,但是现在任何一项新技术的发展速度都是极其惊人的,这一点从计算机发展的过程就可以清楚的看出,我们必须紧紧抓住图书馆大发展,需要技术进步的有利契机,在图书馆逐步开展这项技术的研究和应用工作,顺应时代发展要求,不断满读者的需求,实现图书馆与时俱进。
参考文献
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[4]郎为民,雷承达,张蕾.RFID技术安全性研究.微计算机信息,2006年17期.
[5]徐济仁.基于射频识别技术的图书馆智能管理系统的设计与实现.计算机技术与应用,2008年11期.
TheApplicationsofRFIDinlibraries
TangYuxin
NingbouniversityofTechnology
Abstract
RFIDisanewtechnologyinthe21stcentury;itsapplicationsinthelibraryarousewidespreadconcern.ThisarticlediscussestheapplicationofRFIDespeciallytheRFIDsmartmanagementinthelibrary.Thearticlefocusesonthedetailedanalysisofthestructuralframeworkofthesystemanditsfunction.Moreover,itisalsoabouthowtoapplyitandsolvetheproblemswhenusingit.
Keywords:
RFID,library,intelligentmanagementsystem.
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