基于RFID的智能图书馆优化系统

摘 要： 探讨了RFID技术在图书馆领域中的应用。RFID技术在图书馆管理系统的应用虽然已相当成熟，但图书馆的智能化还不够普及。研究基于RFID的智能图书馆管理系统旨在解决当前传统图书馆中存在的门禁不能实现选择性报警及短信服务单一的弊端。该系统以RFID技术为基础，将RFID设备与管理软件融为一体，同时提出了RFID技术在图书馆管理系统更人性化的运用方案。

关键词： 图书馆管理系统； RFID技术； 门禁； 短信服务； 应用

中图分类号：G250.7 文献标志码：B 文章编号：1006-8228（2013）11-37-03

0 引言

RFID（Radio Frequency Identification，射频识别技术，也称为电子标签技术）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，无须人工干预，可用于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID技术由于其优越性，已被广泛应用于各领域，也给图书馆管理系统带来了新的变革。RFID是近年来国内外图书馆界的热门研究议题，已在美国、新加坡等国立图书馆中投入了应用，通过RFID系统实现图书借还、顺架、定位查找、馆藏盘点等功能，可极大地提高图书馆资料处理的效率，省时省力。目前我国仅有少部分图书馆引进RFID技术，如深圳市图书馆，但对于多数图书馆来说，实现该技术仍需要较长时间的努力。根据调查，多数高校采用的是“磁条+防盗门”的防盗系统，但该系统存在不能区分书籍出借情况的弊端，导致学生想带着已借的图书进馆自习时，会被管理员阻止，这给学生带来了极大地不便。同时短信服务方面也较单一，不能满足大家的需求。本文所介绍的优化系统正是针对高校图书馆存在的这些弊端提出解决方案。

1 RFID图书馆智能管理系统及功能

RFID图书馆智能管理系统由硬件系统和软件系统组成，二者协调工作，其功能涉及门禁子系统、短信服务子系统、借还书系统以及读者与图书管理系统。

1.1 硬件部分

图书馆管理系统硬件部分主要包括：超高频RFID芯片、超高频读写器、GSM模块以及PC机。各部分协调工作，如图1所示。

本系统采用超高频RFID标签代替传统图书“纸质条形码+磁条”；扫描图书使用超高频RFID读写器，与图书中的超高频标签配套使用，构成图书管理子系统；再加上报警器构成门禁子系统，门禁子系统中超高频读写器将读到的标签信息通过通信接口（RS232转USB）传到PC机，通过数据库状态核对进而控制报警器选择性报警。采用超高频RFID标签代替读者证，扫描读者证使用RFID超高频读写器，与读者证的超高频标签配套使用，构成读者证子系统；GSM模块构成短信子系统。

1.2 软件部分

本系统功能实现分为上位机部分、数据库部分、GSM部分和RFID部分。上位机是基于VB语言，主要实现数据库的管理与操作及与其他模块互相通信功能；数据库部分采用Access数据库，主要储存图书及读者相关信息。GSM部分实现短信发送功能，其中包括到期提醒、新书提醒、预约双方提醒、非法出库双方提醒；RFID部分实现图书馆门禁系统与读写RFID卡功能。

1.3 RFID图书馆智能管理系统功能及实现

管理功能中主要包括：图书管理、读者管理、借阅管理、用户管理、门禁管理、短信服务功能。

⑴ 图书管理：包含增加图书、删除图书、修改图书信息、查询图书信息功能。因为RFID芯片可反复擦写，故对于添加或下架图书而言，比传统图书的操作要简单得多。

⑵ 读者管理：包含添加读者、删除读者、修改读者信息及信息查询功能。管理员可以通过超高频阅读器读取超高频RFID读者证，查询PC机内相应的数据库便可查询到该读者信息；在增加新读者时，录入读者基本信息并与读者RFID卡号对应，每个卡号都是惟一的；注销读者信息只需解除卡号与读者信息的连接即可，若卡上写有读者信息，擦除也很简单。

⑶ 借阅管理：包括借书管理和还书管理。借书通过超高频阅读器扫描读者证和图书，再编程改变数据库内相应字段便可以完成借书功能；还书可以通过查询图书证或查询图书确定要还的图书，再编程改变数据库内相应字段便可以完成还书功能。

⑷ 用户管理：可以对管理员信息、登录密码进行更改、增删和查询，同时可以设置管理权限，使得某些内容仅对专门的管理员开放，因此可便于图书馆管理。

⑸ 门禁管理：以往的“条形码+磁条”的图书管理门禁系统为了实现防盗功能，还必须购置EAS系统。并且这种防盗系统无法分辨检测的图书的出借状态，所以，已借的图书不能再次带进图书馆研读，而就是这个问题带给读者诸多不便；而且这种老式设备在使用中如遇到金属，也有可能发生报警，产生误报；遇到强磁铁处理的条形码，可能出现不能识别而漏报。另一方面，防盗系统的使用期限短，还受人为因素的影响。若要解决上述问题可采用充消磁磁条，但因为图书馆人员流动大，而且图书的流动也大，所以会导致图书馆管理人员工作量明显增加，显然这种解决办法是难以推广的。不过这些问题用RFID门禁系统都可以解决。

RFID技术具有很高的采集数据的速度，识读信息灵敏迅速准确，芯片使用射频技术进行信息交流，弥补了以前的条形码只能用可见光或红外线才能读取信息的弊端。并且，其存储信息量大，能够较远距离读取信息，抗干扰能力强，能同时分辨多个标签，不易损坏，体积小，不用反复充消磁，故可以用RFID电子芯片代替图书的“条形码+磁条”。门禁RFID阅读器读取信息与后台数据库进行比对，若图书为出借状态，则不报警，否则，报警，从而优化了门禁功能，使读者进出图书馆更加方便。

另外，在高校图书馆中还存在另一现象，就是图书管理员暂时离馆，这时会有一些人带着图书馆的书经过门禁时，即使报警器告警，依旧径直走出图书馆，从而造成图书馆中书籍丢失。这个问题可以通过将门禁与短信服务中非法出馆提醒结合起来，进一步优化门禁。

⑹ 短信服务：对图书馆数据进行分析，根据具体情况，采用GSM模块与PC机对话方式，实现短信提醒这一信息服务功能。目前图书馆短信服务较单一，比如其预约系统可以向预约的读者发送预约图书已到的提醒短信，但不会向预约图书持有者发送及时归还提醒短信。这样，持有者即使看完该图书，但因为不知道有其他读者预约，便不会尽早归还；甚至当借期到也未归还，结果是预约者空等一场，错过需要该书的时机。这种情况在高校时有发生。另外，在高校图书馆中还存在上述非法出馆的问题。这些都是迫切需要改进优化的。本系统中短信服务主要包括图书到期提醒（如图2）、专业新书及感兴趣的新书到馆提醒（如图3）、预约图书到馆提醒和及时归还他人预约图书提醒短信（如图4）、关于非法出馆图书给持有人和图书管理员短信提醒（如图5）。

以上短信服务会让广大读者倍感贴心，符合我们对于图书馆人性化的要求。

⑺ 后台数据库：基于Access数据库，里面包含读者信息、图书信息、用户信息、借阅信息、读者类别、图书类别、预约信息等表。短信服务中，需访问其中的某些表才能进行有选择性地发短信，数据库是整个系统的后盾。

2 RFID智能图书馆在高校中的应用

RFID智能图书馆适用于各种类型的图书馆，而其在高校中的运用特别值得关注，因为高校图书馆服务人员的特殊性，读者数量之多，影响作用之大，远胜其他各类图书馆。

2.1 门禁系统

根据调查，多数高校采用的是“磁条+防盗门”的防盗系统，但该系统存在不能区分书籍出借情况的弊端，如学生想带着图书馆已借的图书进馆自习时，会被管理员阻止，这给学生带来了极大的不便。这也是大家最为期待图书馆优化的地方。在调研过很多常去图书馆的不同大学的同学后，发现近80%的人受此不便，其中包括北京大学、重庆工商大学、华北电力大学在内的诸多大学的图书馆都存在此类问题。

目前能解决上述问题的主流方法是利用充消磁机，学生借的书会被进行消磁处理，还书后再对书充磁，从而可以带着已借书经过门禁系统而不会发出报警。但是，图书馆每天借书、还书者很多，这显然会给图书管理员带来繁重的工作量。并且目前所用的磁条磁性会自行消减，所以消磁后的书和磁减弱后的书会出现混淆，从而给图书管的管理也带来一些问题。基于以上问题，这一方法并未受到多数图书馆的青睐。

采用RFID技术实现新型的图书管理，可一次性解决上述问题。利用RFID阅读器替代防盗门禁，采用RFID技术的门禁系统可实现门禁距离可调，通过调节RFID功率值的大小，门禁范围可以在一定范围内调节（不同频率的读写器扫描范围不同），这样既能满足门禁要求，也可保证不受其他不过门禁的书籍干扰。使用RFID技术代替以前的磁条及感应装置，使防盗系统更能准确灵敏地检测馆藏书籍及书籍信息。在固有图书馆资源管理系统的基础上，用软件编程的方法，使检测到馆藏图书时通过数据库状态监测可分辨通过门禁的图书的出借与否，若为已借，则不报警，否则，报警。RFID图书管理系统克服了现有图书管理系统存在的局限，使图书馆理系统更便捷、更完善、更人性化。

2.2 短息服务系统

高校图书馆主要面向的服务对象是大学里的广大师生。现在大家都是手机不离身，邮件提醒方式虽然成本较低，但好些人没有随时查看邮件的习惯。故短信形式会更加有效，并且随着飞信的出现，发短信的成本将随之下降。所以短信服务系统是广大师生所希望的。但目前短信服务方面也较单一，还不能满足大家的需求。该系统对此做出以下优化。

针对老师及同学的专业，图书馆可加设专业新书到馆提醒服务，或者针对其感兴趣的图书类别，提醒相关类新书籍到馆，从而方便师生及时借阅新书。

目前多数图书馆对于超期图书都会对读者有罚款处理，所以避免图书超期也是借书者所希望的。所以可加设到期提醒短信，在图书快要到期时，及时提醒读者还书，由此可大大降低还书超期的可能性。

读者常常遇到因预约的书籍没有及时归还，而使自己的工作学习受到影响的情况。对此，图书馆可加设预约提醒服务。一方面提醒预约书的借阅者抓紧阅读，尽早归还，另一方面当预约书已还时，系统第一时间提醒预约者该书籍可以借阅。这样两方面结合，从而有效解决了上述问题，降低了预约读者的等待时间，提高了图书的借用率。

另外，在加设图书非法出库提醒后，对于图书管理员离岗的情况，一方面提醒持书的读者返回馆内办理借阅手续，另一方面告知不在场的图书管理员是哪位读者带哪本书非法出馆。这样可减小此类情况的恶劣影响。

2.3 与高校现有图书管理系统结合

高校图书馆目前大多采用标签系统，要实现智能化，可用RFID技术代替标签技术。但在往智能化图书馆改进的过程中，可先使用标签系统，第一步对上位机系统进行改造，实现部分功能，再进一步用RFID取代标签技术。根据需求分步改造，使得图书馆管理系统都是可用的，这样，使得高校图书馆向智能化图书馆改造的过程中不影响正常运行。

3 结束语

RFID技术的优越性使其应用成为智能图书馆优化的重要手段。高校图书馆智能化是提高高校现代化设施及促进师生阅读的重要方法。通过引用RFID技术可使图书管理更智能，基于RFID的智能管理系统既减轻了图书管理员的工作量，也方便了广大读者。随着该技术在图书馆不断地推广和应用，必将促进现代化图书馆从服务内容到服务方式的全面变革，使图书馆管理水平和服务水平产生重大飞跃。

参考文献：

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