基于RFID图书馆智能书架设计实例

〔摘 要〕图书馆图书乱架理由由来已久，现有解决方案多为临时应急办法，并不能从根本上彻底解决理由的存在。为彻底解决图书馆乱架理由，根据RFID技术特点，利用C#和SQL Sever2008，设计了一个基于RFID的图书馆智能书架系统。该系统硬件主要由频率为920MHz的UHF电子标签、RFID读取器、天线组成，软件系统包含书库检查和乱架检查两大部分，能够实现对在架、外借图书的清点、统计工作。通过RFID读取器读取电子标签信息，并将结果与数据库进行比对，从而检查并找出乱架图书以及相对应的正确架位。经过测试，结果表明该系统运转稳定，数据读取精确度较高，查找、比对结果达到预期目的，在实际工作中既可以节省人力，又可以提高工作效率。
〔关键词〕RFID；图书馆；智能书架；设计
随着图书馆向“藏借阅一体”全开架管理模式转变，原本一直困扰图书馆工作的乱架理由变得愈发严重。无论是配发书位牌、还是专设临时书架等策略，都无法很好地解决乱架理由，从而造成馆内死书不断产生，带来了文献资源的大量浪费。在RFID（Radio Frequency Identification）引入图书馆后，为解决图书乱架理由提供了一种全新的技术手段。现通行的主流方式是由管理员手持RFID读取器，沿书架依次扫描，根据报警提示，及时发现乱架图书。相比传统策略，在效率上有了极大提高，但仍需要管理员进行走动管理，逐架检查，要花费不少人力。本文基于RFID技术，构建了智能书架设计实例一则，以期实现对乱架图书的自动检查。
智能书架的主要设计目的是采用RFID技术，来改善图书馆现有在架、外借图书的统计工作，是以即时书库检查和乱架图书检查为主要功能的系统。它通过对书库的扫描，检查并找出乱架图书，并提供与之对应的正确架位。此外，系统还将根据图书的最新状态显示细节，即哪些在架、哪些已外借以及正在馆内基于RFID图书馆智能书架设计实例由提供海量免费论文范文的www.udooo.com,希望对您的论文写作有帮助.使用的图书。

1 硬件需求

智能书架所应用的硬件主要包括：UHF（Ultra High Frequency）电子标签、RFID读取器以及天线。系统采用C/S架构，硬件需求以馆内现有怎么写作器为准。

1.1 UHF电子标签

尽管绝大多数应用RFID技术的图书馆都采用了HF（High Frequency）方案，但在本案中通过对HF与UHF进行对比后（表

1、表2[1]），选择了后者。

从以上对比可以看出，UHF相对于HF具有标签较小，读取距离远，读取速度快，适用于远场数据传输，天线尺寸合适，电磁噪声小等优点，因此本案选择的是频率为920MHz的UHF电子标签。由于实验选择用书厚度不均，仅保证每层书架存放30册图书，因此标签一律置于图书的第二页。

1.2 读取器及天线

与手持式RFID读取器不同，智能书架采用的是固定读取器，安装于书架顶部及底部。书架每层各有2根天线，分别置于两侧。具体读取器和天线的安装数量，取决于书架的层数。如果一个书架有4层，每层安装2根天线，就需要用到2个读取器和8根天线。在本案中仅设计了2层书架，只需要1个读取器和4根天线。采用成本较低的钢制天线盒，将天线盒安装于每层书架的两侧（见图1）。
图1 书架展示
在电源方面，通过测试最终确定最适用于读取器的功率为29.50dBm。

2 系统设计

管理员登入：在进入系统工作界面之前，设置了管理员登陆窗口，用以限制用户。有权限的管理员键入ID及相应的后即可登陆系统主页。
系统主要有两部分组成：书库检查和乱架检查部分。书库检查部分的功能是进行及时书目校对，并根据图书的状态显示在架、外借、使用中等细节。乱架检测部分被分为人工生成和自动生成两个小部分，其功能是显示所有乱架图书、乱架位置及其正确位置。其中自动检查会根据设定的检查时间，自动生成并弹出乱架图书页面，管理员需根据页面信息将乱架图书归位，否则该页面会一直停留，直至全部乱架图书归位。
图2 系统流程
书库检查部分，系统设有启动、暂停两个按钮，用于启动、暂停、重新启动书库检查工作进程。此处需调取馆内现有书目数据库的相关数据，用于更新已外借图书状态。当按下启动键，系统自动读取电子标签，并将读取结果与书目数据库进行比对，如数据状态发生转变，则更新数据库，如果没有改动则继续读取、比对进程直至结束。最终将书目数据按在架、已外借、使用中3个状态分别列表在页面上显示。在架表示图书可外借，已外借表示图示已被借出，使用中表示图书正在馆内使用或放于馆内某处。
系统还设置有启动和终止人工乱架检查和自动乱架检查的按钮，用于启动或终止人工或自动乱架检查进程。但不管哪种运转方式，最终结果均按照乱架图书、乱架位置、正确架位分类显示不同之处在于，人工操作可以在任意时间选择任意架次执行，而自动操作则是书库检查结束后，按照设定时间，每隔一定时间进行自动检查（本案设为1小时），并弹出检查结果，直至管理员将乱架图书归位后才能再次激活书库检查系统。

3 数据库开发

本案数据库系统采用C#和SQL Sever2008开发，此处重点介绍数据库SOL Sever2008的使用。
首先，创建一个名为Library的数据库，在该库中初始创建了3个永久表：Librarian、Antennalocation、Book。当书架上的天线检查到某本图书，参照天线位置图，就可以知道该书在哪个书架的第几层。
系统运转后，会创建4个新的临时表：Reader、Inventorylatest、Misplace、Correctplace。这4个表中所记录的内容都需要及时更新，因此可以随机写入和清除。系统每运转1次，这4个表都会被重新创建1次。
数据库内所有图书的初始状态均被置为使用中，当图书被借出时，其状态更新为已外借，当图书通过借还书系统归还后又将恢复使用状态，当图书被置于书架上时，状态则被更新为在架。以上状态的更转变化均通过读取器读取电子标签自动完成。基于RFID图书馆智能书架设计实例论文资料由论文网www.udooo.com提供,转载请保留地址.本案将书架分为6个分区（见图3），每层3个分区，每个分区各放置一本乱架图书，然后分别运转人工检查和自动检查程序，测试各重复5次，结果如表

5、表6。

图3 书架分区布置
表5 人工乱架检查测试
由以上数据可以看出，人工检查在对6个分区的5次测试中，全部成功。自动检查在对6个分区的5次测试中，成功29次，失败1次，准确率达到97%。

4.4 乱架检查流程测试

将自动检查定时器设置为间隔1小时，然后运转自动乱架检查程序，结果如下：
第一次：正常运转自动乱架检查程序，1小时后，检查结果自动弹出。
第二次：启动人工乱架检查程序，并记录结果，1小时后，人工乱架检查结果自动关闭，自动乱架检查结果自动弹出。
第三次：连续点击两次书库检查按钮启动按钮，1小时后，自动乱架检查结果自动弹出，此后没有第二次弹出。
由以上结果可以看出，整个系统流程运转正常，没有出现意外卡死或报错。

5 结 语

以上智能书架系统设计，作为一个小型的实验模型来讲基本达到了最初的设计目的，能够实现对馆藏图书的自动检查、比对，以及对乱架图书的自动报错，这也证实了基于RFID设计智能书架是完全可行的。但本案仅仅是对局部进行了小范围实验，对于动辄数千个书架的整体馆藏规模尚没有充分的验证，因此扩大实验样本后的准确率究竟有多高，还无法做出明确的估计。而且本案在整个设计过程中对于成本理由没有过多的考虑，对于推广应用中的成本核算也没有明确的预估。从这些角度来看，本案仍有待于进一步改善提高。
参考文献
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[8]吴宝珍基于RFID图书馆智能书架设计实例由提供海量免费论文范文的www.udooo.com,希望对您的论文写作有帮助.，赵轩.基于RFID技术的图书馆智能库架管理系统研究[J].图书馆学刊，2012，（2）：94-95.
（本文责任编辑：孙国雷）