基于RFID的圖書館自助借書設計

本研究就是基于RFID來對圖書館系統(tǒng)中的自助借書模塊進行分析，通過對自助借書進行新特征的分析，來對基于RFID的自助借書業(yè)務流程進行進一步分析，首先對RFID技術(shù)進行分析，然后對自助借書模塊的流程圖和類圖等進行設計，通過本文的設計，清晰的展現(xiàn)了基于RFID （無線射頻識別）技術(shù)設計圖書館管理系統(tǒng)的自助借書功能模塊，從而制定出設計與實現(xiàn)圖書館智能化系統(tǒng)的方案。

【關(guān)鍵詞】RFID 圖書館 資助借書

RFID（Radio Frequency Identification的縮寫）技術(shù)，即射頻識別技術(shù)屬于非接觸的自動識別技術(shù)，該技術(shù)主要內(nèi)容是通過電磁傳播和空間電磁感應進行通信，讓標識對象被自動識別。該系統(tǒng)的基本原理是將RFID（射頻識別）標簽采用掛佩、粘貼、植入、插放等方式放在被識別對象上，一旦RFID（射頻識別）閱讀器讀取范圍內(nèi)識別到需要進行識別的對象，標簽和閱讀器之間的通訊就被建立起來，通過無線網(wǎng)絡使標簽編號信息，標簽內(nèi)部存儲信息傳送到閱讀器，閱讀器接收信息后開始進行解碼，然后在后臺進行信息和數(shù)據(jù)的處理。

1 RFID技術(shù)

RFID技術(shù)自動識別技術(shù)的信息處理全過程如下所示：

（1）電子標簽，屬于模塊化標簽，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是IC芯片與無線通信天線，標簽內(nèi)具備待識別物體的標識性信息，這些信息具備統(tǒng)一的約定格式，被稱為電子數(shù)據(jù)?，F(xiàn)實應用中，為了實現(xiàn)識別目標對象，需要將電子標簽貼于待識別物體上。在圖書館應用內(nèi)，電子標簽廣泛的使用在對圖書館圖書、設備與工作人員進行標識與管理上。

（2）閱讀器，基于分析圖書館的工作環(huán)境，設計出固定式閱讀器運用在系統(tǒng)中的固定位置，該閱讀器采用無線的方式與后臺數(shù)據(jù)庫相連，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，標簽會在一定范圍內(nèi)主動發(fā)送各類數(shù)據(jù)，閱讀器可以搜尋到此類數(shù)據(jù)，通過無線或有線的方式與后臺服務器相連來傳輸數(shù)據(jù)。醫(yī)護人員為了保證其負責區(qū)內(nèi)患者治療狀況良好，需要經(jīng)常進行巡檢，這種情況下使用應用手持式閱讀器能更加快捷、方便的獲取患者信息，圖書館工作人員可以通過攜帶一個移動設備或是與之綁定來當做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站。為確保RFID技術(shù)在圖書館員助理系統(tǒng)應用的有效性，向圖書館員助理系統(tǒng)添入一個RFID管理子模塊。該子模塊包含了標簽管理、RFID設備信息的管理、RFID的基礎信息管理。

RFID技術(shù)普遍運用的方式是將RFID（射頻識別技術(shù)）電子標簽固定在設備上，采用各處固定的閱讀器對電子標簽進行檢測管理來獲取相關(guān)信息。然而此類方法在應用中需要花費大量的成本。所以實際應用中通常是植入少數(shù)含出口報警功能的電子標簽來實現(xiàn)設備管理。RFID技術(shù)指標后很多種，而下述三個指標是實際應用中，關(guān)注最多，應用最廣的：

（1）數(shù)據(jù)傳輸速度： RFID 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)指標之一便是數(shù)據(jù)傳輸速度。新興技術(shù)意味著速度更快。數(shù)據(jù)傳輸速度包括兩個部分，一是讀速、二是寫速，而包括代碼長度、標簽與天線間載波頻率、讀寫距離、標簽數(shù)據(jù)發(fā)送速度、數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制在內(nèi)的各種因素都會對RFID 系統(tǒng)的讀寫速度造成影響。

（2）讀寫距離： RFID系統(tǒng)進行實際運用時，在讀寫距離上存在著或多或少的要求。閱讀器對標簽的讀寫距離最近為幾毫米，最遠可達幾百米，讀寫距離的遠近取決于天線和頻率。標簽讀寫距離越遠，成本越高，售價便越高。

（3） 多個標簽識別：該系統(tǒng)投入使用時，閱讀器識別區(qū)域內(nèi)必定不止一個識別對象，系統(tǒng)需要具備辨別多個標簽的能力。

基于對上述3種技術(shù)指標的分析可以明確下述3種技術(shù)重要需求：

（1）識別能力。這一能力體現(xiàn)在識讀距離、識讀效果與信息質(zhì)量上。RFID技術(shù)在近至數(shù)厘米，遠達數(shù)千米的范圍內(nèi)都可進行識別。所識別獲取的信息質(zhì)量與識讀狀態(tài)和識讀距離有關(guān)，因此識別能力是 RFID 的首要技術(shù)指標， RFID 之所以比傳統(tǒng)的條形碼更加具備實用性便是這一指標存在的原因。

（2）識別環(huán)境。難以確定所借出圖書會被放置在何種環(huán)境中，極有可能遇到潮濕、腐蝕等不良環(huán)境的影響，因此RFID 的另一個技術(shù)指標便是需要具備識別環(huán)境的能力。RFID 標簽采用塑料等材料作為外殼對內(nèi)部芯片與天線進行包裹，從而減少外部環(huán)境的影響，具備有極高的適應性，但是RFID 進行數(shù)據(jù)傳輸時會被其它無線信號或是金屬干擾，這是因為其采用無線方式進行數(shù)據(jù)傳輸。雖然仍有這一不足之處，但是RFID 相對于傳統(tǒng)條形碼技術(shù)仍舊極具優(yōu)勢。

（3）識別效率。效率是系統(tǒng)推廣實際應用必須要面對的一個問題。RFID 能對識別范圍內(nèi)的目標進行讀取，這一讀取過程不再需要人工操作，屬于自助式服務，此外還能進行多目標同時讀取，因此RFID比仍需人工操作的傳統(tǒng)條形碼技術(shù)更具效

2 基于RFID的圖書館自助借書模塊設計

為簡化圖書館管理員對日常圖書的管理工作，包括借還、續(xù)借、借閱統(tǒng)計等流程。本模塊的基本功能可以實現(xiàn)自助式一次性完成多本圖書的借閱操作，還能同時歸還多本圖書，同時續(xù)借多本圖書。為了圖書館工作人員在日常圖書的借還、續(xù)借、借閱統(tǒng)計等管理工作提供方便，本模塊可以對讀者一次多次借閱圖書的行為加以實現(xiàn)，而且還可以實現(xiàn)一次多本圖書的歸還。本模塊還設計了預約和支付罰金的功能。圖書館工作人員用戶對該模塊的操作分為設置圖書狀態(tài)、掃碼自動還書、掃碼自動借書、續(xù)借管理、統(tǒng)計分析等，其中掃碼主要是圖書館工作人員利用手中的掃碼器對讀者借還的書進行掃碼，然后系統(tǒng)就根據(jù)掃碼信息的轉(zhuǎn)換等，轉(zhuǎn)換為借還信息。而讀者用戶則還可以在自助機器上完成借書和還書，將圖書條形碼對準機器掃碼器，然后在屏幕上按“借書”，“還書”鍵，屏幕顯示圖書基本情況，核對后，按照提示刷自己的圖書卡，操作完成，這種操作較為簡單，但是對于條形碼的識別度要求很高，如果圖書的條形碼上有不清潔痕跡，就無法掃出信息，所以當發(fā)生突發(fā)事件的時候，用戶需要去工作人員處排隊進行人員掃碼借還圖書。

系統(tǒng)顯示需將要外借圖書置于掃描區(qū)域上，圖書信息以系統(tǒng)掃描顯示出的信息為準。若出現(xiàn)某些圖書未識別出的狀況，也許是因為圖書內(nèi)標簽發(fā)生了某種錯誤，若是掃描某些圖書時顯示借閱失敗，使用者能夠通過查看借閱詳單來了解借閱圖書失敗的原因，如果圖書先前已有人借閱，則這本圖書不能再次外借，要是僅是操作失敗則能重新借閱。圖1所示便是借書管理的流程圖：

3 系統(tǒng)模塊關(guān)鍵類的設計

一般而言，對于現(xiàn)實世界最為直觀的描述方法就是利用面向?qū)ο蟮姆椒▉順?gòu)建信息系統(tǒng)，面向?qū)ο蟮姆椒ㄖ饕藢ο竽Ｐ?，動態(tài)模型和功能模塊，其中對象模型的建立我們一般將之稱為類圖設計。

通過類的抽取可以來對對象模型進行建構(gòu)，首先在用例分析的基礎上確定對象類，然后對類的屬性和操作進行確認，這樣才能勾勒出對象類的聯(lián)系，建立起系統(tǒng)的關(guān)鍵類圖。

在本系統(tǒng)的需求設計中，已經(jīng)對系統(tǒng)關(guān)鍵的用例都進行了設計和分析，從中我們可以了解到，圖書館員助理系統(tǒng)的用戶可以分為圖書館的管理人員、工作人員和讀者三個類別。在本節(jié)中，我們以圖書的借書還書模塊為例，可以確定該模塊的問題域，包含了用戶登錄、圖書館工作人員基本信息、讀者基本信息、書刊基本信息、續(xù)借情況、借閱統(tǒng)計等。

以下進行說明：

第一，基本用戶類，作為用戶基類，其屬性分為用戶賬號和用戶密碼，然后包含了兩個方法，分別是修改密碼和用戶登錄驗證。

第二，讀者類，包含的屬性分為讀者編號、用戶姓名、讀者登錄密碼等。包含的方法有信息增加，信息刪除和信息更改，并且還增加了借書和還書的方法。

第三，圖書館員類，包含的屬性分為圖書館員的編號、姓名和登錄密碼等，包含的方法包含了信息增加，刪除和更改。

第四，圖書信息類，包含的有圖書出版情況、圖書類型、圖書數(shù)量、圖書編號等，包含的方法有圖書信息增加，刪除和更改。

第五，借書還書狀態(tài)類，包含的屬性有借書、還書和續(xù)借狀態(tài)，包含的方法有狀態(tài)更改、查詢、統(tǒng)計和出具報告，并且還有借還書以及續(xù)借的時間記錄等。

第六，管理員類與基BaseUser一樣，其屬性分為用戶賬號和用戶密碼，然后包含了兩個方法，分別是修改密碼和用戶登錄驗證。

4 結(jié)論

雖然RFID技術(shù)大規(guī)模運用于圖書館中還有不少缺陷，但其技術(shù)上有著顯著的前瞻性，存在的問題可以一步一步的解決。即使現(xiàn)在暫時沒有基于RFID技術(shù)的廣泛運用的智能圖書館管理系統(tǒng)，鑒于當今新科技的開發(fā)應用都極為飛快、迅速，以當前計算機發(fā)展趨勢便可以看出來，RFID技術(shù)大規(guī)模運用于圖書館中是將來發(fā)展的大趨勢，圖書館需要順應這類新興技術(shù)的發(fā)展趨勢，將現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展應用于圖書館的技術(shù)發(fā)展。所以我們要借助技術(shù)進步的大好形勢，進一步研究發(fā)展RFID技術(shù)，推廣其在圖書館中的應用，滿足當前時代下讀者真實需要，使得圖書館與時代潮流實現(xiàn)同步。

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作者簡介

楊秀榮（1978-），女，山西省運城市人。大學本科學歷。碩士學位?，F(xiàn)為運城學院計算機科學與技術(shù)系講師。研究方向為語義分析、數(shù)據(jù)挖掘。

作者單位

運城學院計算機科學與技術(shù)系 山西省運城市 044000