基于射频识别技术的 书馆智能管理系统的设计与实现

目前大多数图书馆还是采用条码加磁条的作业方式，借书流程仍然需要人工将图书打开并找到条码位置进行扫描。但随着读者人数的激增，这样的操作流程显得较为繁琐，借还书效率低。另外条码容易破损，影响正常的借还书程序，降低了读者的满意度。

图书馆使用了射频识别(RFID)技术，读者一卡在手，就可自由进出各个借阅室。图书将采用电子数字标签，读者可自动化借还书。自助借还书机以及还书箱的出现，特别是其一次可以做多本借还书服务和24小时还书服务等功能，大大节省了馆员的工作量和读者等待的时间。RFID能更好地提高图书流通管理和典藏管理的工作效率，使得图书馆管理员可以有更多的时间来为读者提供服务，为图书馆行业的发展带来新的机遇[1]。

1 基于RFID的图书馆智能管理系统的关键问题

1.1 频率选择

RFID系统可以按照工作频率分为：低频(LF)系统、高频(HF)系统、超高频(UHF)系统、微波(μWF)系统等，这些系统其识别距离、读写特性、标签尺寸、防碰撞性能、传播性能等多方面均有较大差别。

图书借阅，一般都要求识别距离最远应达到3m，且在现场有多个射频标签处于同一区域，故不宜采用LF系统。无源微波标签的性能与UHF标签性能相近，但造价较高。有源微波电子标签的识别距离较远，但其体积较大、造价较高，且识别距离会随着电池电量的消耗而逐渐缩短，因此难以在图书借阅中大规模使用。HF频段的RFID系统其识别距离、读写速度、标签尺寸、防碰撞性能等技术特点正适合速递生产识别的要求，而且已经形成了ISO15693、EPC等系列标准，相对成熟，而且随着应用的日益扩大，价格已经出现了迅速下降的趋势，在技术上和经济上都是可行的[2-3]。因此本设计选择高频(HF)系统。

13.56MHzRFID系统的特点：高品质及大容量的芯片数据存储空间可以将每一本书的信息存储在里面，这些数据可以不经过视线也不需要直接接触,即可在0.05m～1.2m的范围内读和写；RFID标签稳定、可靠，可以使用10年以上，温度、光线都不会对使用产生影响，即使标签脏、表面磨损也不会对使用构成影响。

1.2 标签选择

标签按其能量供应方式分为有源标签及无源标签2种。有源标签使用标签内的电池能量，识别距离较长，可达几米甚至十几米，但是其寿命有限且价格较高;无源标签不含有电池，它接收到阅读器的电磁信号后经整流为直流电供芯片工作，一般可做到免维护，并且重量轻、体积小、寿命长、价格便宜，而它在发射距离及适应物体运动速度方面略受限制,但一般允许在1m～6m。

考虑到无源标签识别技术在识读距离和识读速度等方面可以满足图书借阅需要，因此本设计采用无源标签。

1.3 信息标识

信息标识方案是实现自动识别的首要问题。信息标识方案的设计必须符合以下原则:

(1)效率性:能够缩短信息录入时间、减少辅助劳动环节、明显提高系统生产效率。

(2)经济性:投资少，运营成本低。

(3)可靠性:尽量减少信息录入的内容和次数，以减少信息录入的差错率。同时必须考虑数据传输的网络条件。

(4)可实施性:对原有信息系统的架构、数据传输和存储格式，不应有较大的调整和变动，通过接口即可相互兼容，不影响条码标识信息系统的正常运行。

在充分考虑上述因素的基础上，本设计提出以下信息标识方案:

(1)信息标识内容应包括与图书相关的基本信息，如：安全码、条形码号、馆别、识别应用码、制作机组、簿册号、借阅次数、分类号、作者号、借阅证号、日期等相关信息，并将这些信息写入电子标签中。

(2)标签可写入的信息：图书身份(ID号码)；图书信息(书名、索书号等)；所属图书馆身份；所属书架信息；借阅者信息；借阅日期；更多其他内容。技术规格:长45mm×宽45mm或者长50mm×宽50mm；可依据客户要求定制标签大小及印刷内容；ISO15693标准及符合图书馆行业标准。