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RFID在图书管理系统中的应用
一、系统背景
RFID是RadioFrequencyIdentification的缩写，即射频识别技术，俗称“电子标签技术”。RFID技术是一种无线通信的自动识别技术，它通过无线射频信号以自动识别多个目标对象并进行相互通信。识别工作无须人工干预，可作于各种恶劣环境。RFID技术涉及射频技术、IT技术、ERP知识(流程整合的概念)、微电子技术、印刷技术、天线、封装技术等知识。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。虽然大多数图书馆已经采用了条形码识别、计算机网络、计算机软件等现代化管理模式和技术，但是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，书架图书的整理等问题还是没有很好地得到解决，阻碍图书馆进一步提高管理和服务水平。而将RFID技术应用到图书馆管理当中，就可以解决困扰图书馆图书管理的上述问题。例如，国内比较成功的案例——杭州市图书馆RFID系统，这也是全球首创的局域图书馆集群系统分步实施RFID的一个解决方案。
二、系统概述
通常，一个完整的RFID系统包括射频电子标签(Tag)、阅读器，天线(低频和高频线圈)和应用系统(软件)四部分组成。阅读器和电子标签的所有动作都是由系统来控制的。一方面，应用系统是主动方，而阅读器是从动方，它只对应用系统的读写指令做出响应。为执行应用系统发出的指令，阅读器就会与一个电子标签建立通信。另一方面，对于电子标签而言，阅读器是主动方，而电子标是从动方；只是响应阅读器发出的指令，按约定的通信协议，经过天线将其内部存储的标识数据回传给阅读器。目前，RFID技术在图书馆的应用丰要集中在HF和UHF频段。其中，又以UHF频段的RHD技术较HF频段的RFID技术更具优势，也是未来图书馆管理技术发展的一个方向。利用UHF频段的RFID技术可以实现电子标签转换、图书自助借还、图书快速盘点、图书快速查找、放错图书快速整理、安全门禁检测，并且与图书馆现有系统能够有缝链接。一个RFID图管理系统如图1所
示，它包括自助借／还书子系统、标签转换子系统、智能查找子系统、智能盘点子系统、安全检测子系统、借书卡管理子系统、智能分拣子系统等。
图1图书管理系统组成图
三、系统功能图
RFID系统的通信过程是按照“主一从原则”来进行的，如图1所示。 主 从 应用系统 指令 指令 阅读器 电子标签 应答 应答 主 从 数据流 主界面 图1RFID系统组成框图 系统功能图如下： 借书管修关退图图 图图图图图图统离库读 书书书书书书计管理员系理改于出书归开存者添员遗密登修退挂盘修本系保借统 还 续统修查超删信加 除 系期失码系 借计改询记 改出起点改 系统息借书证 存阅校园卡统 在指定区域刷系手动输入卡系系系系系统 统 系系系在指定区域刷系系系 统 统 统 统 统 统 统 统 统 统卡 统 统 卡 号 输入密码，后确认 将您要借阅的图书全部放在指定 区域内 选择借阅数 确认借阅 量 还书 失败 成功 人工服务台 打印凭条 退出 人工服务台检查 读者登记系统 四、设备的选型
通常按照工作频率，RFID系统可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波(MW)四种。低频和高频RFID系统使用的是交变磁场耦合方式，常见的工作频率为125KHz和13．56MHz两种。超高频和微波RFID系统使用的是电磁场耦合方式，这两种RFID系统的工作频率全球并不统一，例如我国的超高频RFID系统使用的是840～850MHz或者920～925MHz波段，北美使用的是902～928MHz
记录本次借阅将书放回原位 信息
波段，而欧洲使用的是868870MHz波段；而微波RFID系统主要使用2．45GHz波段(属于ISM波段)。RFID系统根据：作波段的特性而出现不同特性。低频RFID系统作用距离较近，一般在50mm以下，但是穿透金属物体能力强，最适合用于含水成分较高的物体识别；超高频和微波RFID系统作用距离较远，通常频率越高，作用距离也就越远；2．45GHzRFID系统作用距离可达10m以上，传送数据速度也较快，但是功耗较大，穿透力较弱，工作区域不能有太多干扰，适合用于物流管理中进行远距离的识读。不同频率RFID系统的特性可见图2表示。
图2不同频率RFID系统的特性图
五、系统的特点
1．自助借／还书子系统
自助借／还书子系统结合了RFID、计算机、网络、多媒体以及触摸屏控制操作等技术，实现对安装有电子标签的图书进行自助借还功能。该系统主要组成包括：控制主机、液晶触摸显示器、RFID电子电路、嵌入式打印机、多媒体语音系统等。采用RFID技术的自助借／还书子系统不再需要打开图书扉页逐本扣描条码，就以同时借／还多本图书，实现自动化的图书借还流程，相对于条码识别简化了借还书流程，大大地提高了借还书效率。并且，RFID自助借／还书一体机可以实现24小时无人图书馆，也大幅度提升了图书馆人性化服务水平和图书流通效率。 2．标签转换子系统
标签转换子系统采用c／s架构，完成图书条码、图书电子标签、书架标签以及借书证电子标签的转换和绑定工作，并把图书、货架、借阅等信息统一存储在图书的电子标签中，从而将RFID技术集成到现有图书馆馆系统当中。电子标签不易破损，有抗污能力，这样就不会
影响借还书的效率。另外根据电子标签的存储容量，还可以在电子标签中存储其他信息，例如历次借阅者信息、图书的读后感、其他类似图书信息等，从而有助于读者对图书的评估，可以组建一本图书的“读者圈”，获得更多参考信息。 3．智能查找子系统
智能查找子系统完成对图书的快速查找。查找的方式有移动式和固定式两种。移动式查找是指将需要查找的图书信息录入到手持式RFID查找终端上，一次可录入多本图书信息进行查找。固定式查找是指通过RFID阅读器、计算机和无线局域网连接进行图书的查找。利用RFID的无线定位技术，可以迅速查找图书在馆内的具体位置，从而避免了由于图书没有按类别摆放造成的能检索到图书、但找不到图书的“错架”问题。 4．智能盘点子系统
工作，同时实现放错图书的整理，提高盘点效率，减轻由于图书搬运带来的工作量。盘点方式有推车式移动盘点平台和手持式盘点平台两种。其中，手持式盘点平台具有符合人体工程学、重量轻、移动、存储容量大等优点，具有图书查找和盘点功能，而且可实现图形用户界面管理、数据下载、预置报警等功能，充分显示出了RFID技术的强大优势。推车式盘点平台除了具有手持式盘点平台的全部功能外，还具有持续工作时间长、操作界面友好、数据处理能力强等特点。 5．安全检测子系统
安全检测子系统是针对安装有电子标签图书进行侦测的系统，通过安装在计算机上的自动侦测软件实现图书侦测防盗。它的硬件包括有RFID电路、声光报警器和安全型天线等。安全检测子系统具有识别距离远(一般可达2米)、识别速度快、声光报警、零误报等特点。 6．借书卡管理子系统
借书卡管理子系统完成借书卡的分发、激活和管理工作。采用RFID技术的二代身份证、市民卡，甚至是老的条形码读者证都可以作为借书卡。特别是激活