李 瑛

(太原市第十二中學(xué)校，山西太原030002)

隨著社會信息量的與日俱增，作為信息存儲的主要媒體之一圖書，數(shù)量、規(guī)模比以往任何時候都大得多，各企事業(yè)單位，尤其學(xué)校圖書管理更是有著紛繁冗雜的工作。傳統(tǒng)的圖書管理方式存在許多缺陷，表現(xiàn)在人工失誤導(dǎo)致管理上的混亂、效率低下導(dǎo)致人力物力的浪費和管理費用的增加等等。這些管理上的缺陷在很大程度上影響了整個圖書館的管理、控制和運作。因此，建立一套合理、規(guī)范、實用、高效的智能圖書管理系統(tǒng)，對圖書進行統(tǒng)一的管理，是學(xué)校圖書館的必然選擇。

目前，國內(nèi)已有許多圖書館建立了圖書管理系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，大多采用安全磁條和條形碼的技術(shù):利用安全磁條來保證圖書的安全，利用條形碼來唯一標(biāo)識圖書。這些系統(tǒng)的應(yīng)用，在一定程度上解決了圖書管理中存在的一些問題。但是在圖書高速盤點、圖書借還、圖書區(qū)域定位等問題還是不能很好地得到解決，而利用無線射頻識別技術(shù)RFID建立圖書館智能管理系統(tǒng)使上述問題的解決變得相對容易起來。

無線射頻識別(RFID)技術(shù)是一種基于無線技術(shù)的自動識別和數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)?；赗FID的智能圖書管理系統(tǒng)則根據(jù)圖書館的實際需求，利用無線射頻識別(RFID)技術(shù)，對圖書的采購、編目、檢索、借還、統(tǒng)計等各個環(huán)節(jié)進行智能化的管理。該系統(tǒng)的應(yīng)用，可以簡化讀者借還書的手續(xù)，提高借還書的效率，縮短圖書的流通周期;可以降低工作人員的勞動強度，提高工作效率，尤其是能夠大幅度提高錯架圖書整理以及圖書盤點的效率;可以實現(xiàn)圖書館內(nèi)部的數(shù)據(jù)共享，提高圖書資料的利用率;可以提升圖書館為讀者服務(wù)的水平，使其更加人性化，充分體現(xiàn)其公共服務(wù)的職能。

1 技術(shù)原理

RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，其工作原理是利用射頻信號自動識別對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID系統(tǒng)通常由RFID閱讀器和RFID標(biāo)簽所構(gòu)成。在實際應(yīng)用中，RFID標(biāo)簽(即電子標(biāo)簽)貼在需要識別的物品上，當(dāng)貼有RFID標(biāo)簽的物品進入特定范圍時，RFID閱讀器即可遠(yuǎn)距離將RFID標(biāo)簽中的信息讀取出來，從而實現(xiàn)自動識別物體的功能。RFID閱讀器可以同時識別多達數(shù)百個甚至更多的RFID電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)，通過此功能可大大提高識別的速度。

智能圖書管理系統(tǒng)的核心部分是一種無源、低成本的RFID電子標(biāo)簽，內(nèi)部集成電路，能夠存儲信息，像紙一樣薄。此芯片與集成電路和天線一同工作，標(biāo)簽粘帖在書本上，并且每個標(biāo)簽中都寫入了唯一的標(biāo)識。這樣就給每一本圖書都建立了一個唯一的身份標(biāo)識。圖書在借還的過程中，RFID閱讀器可以自動識別圖書，并將信息寫入數(shù)據(jù)庫中。

當(dāng)讀者選好一本或多本要借閱的圖書后，將這些圖書帶到自助借閱機附件，自動借閱機上的RFID閱讀器可自動識別這些圖書，并生成相關(guān)數(shù)據(jù)，讀者只需要簡單地操作甚至不需要操作，即可辦理完成借閱手續(xù)。當(dāng)讀者借書完成后，經(jīng)過出口時，出口的RFID閱讀器的門型天線將讀取讀者所帶圖書的信息，并進行校對。如果校對無誤，則閘道會自動放行。如果有人將未辦理借閱手續(xù)的圖書帶出出口，系統(tǒng)檢測到后，將會報警提示，并關(guān)閉出口。同樣，讀者在還書時，也可以通過自助還書機自動辦理還書手續(xù)。在借還書過程中，可以不需要人工干預(yù)，系統(tǒng)將自動完成所有內(nèi)容。同時，系統(tǒng)將會將所有操作作為日志記錄在數(shù)據(jù)庫中，以便管理人員查詢。

2 系統(tǒng)的構(gòu)成

智能圖書管理系統(tǒng)包括以下幾個模塊:

·自助借還子系統(tǒng):用于讀者自助借還圖書的管理。

·智能查詢子系統(tǒng):讀者或工作人員通過該子系統(tǒng)查詢圖書所在位置。

·館藏清點子系統(tǒng):用于快速清點館藏文獻。

·書目管理子系統(tǒng):用于對館藏圖書的目錄進行統(tǒng)一管理。

·標(biāo)簽管理子系統(tǒng):用于制作和管理RFID標(biāo)簽。

2.1 圖書借還子系統(tǒng)

圖書借還子系統(tǒng)可分為自助借還和人工借還兩部分。自助借還的主要功能是使讀者自助完成借書和還書的功能;人工借還則是讀者需要通過圖書館工作人員來完成圖書的借還。

自助借書的流程是:

首先，讀者從書架上選擇好一本或多本要借閱的圖書;

然后，讀者來到自助借書機前，將其借書卡放置到感應(yīng)區(qū)，系統(tǒng)將自動識別讀者身份;

在自助借書機屏幕提示放入圖書時，將選好的圖書(可以同時放多本)放置到感應(yīng)區(qū)，系統(tǒng)將自動識別所選的圖書;

在自助借書機屏幕提示借書完成后，可以按照借書機屏幕的提示進行操作，打印借書憑;最后，取走借書卡和圖書，至此，完成了全部的借書流程。

自助還書流程的是:

首先，讀者來到自助還書機前，將其所借圖書(可以是多本)放置到感應(yīng)區(qū)，系統(tǒng)將自動識別圖書，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的信息自動確定借閱者的身份，自助還書機可以自動將圖書收入到圖書館;

然后，讀者可以按照還書機屏幕的提示進行操作，打印還書憑條，至此，完成了全部還書流程。

以上借還書流程無需人工干預(yù)，自動完成，并生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了人力物力，也同時降低了出錯率。通過自助借還書，可以實現(xiàn)24小時開館及無人值守的圖書館。

通過工作人員進行借還書時，需要由圖書館工作人員通過工作臺上的桌面RFID閱讀器對借書卡及圖書進行信息讀取，以完成借書和還書的操作。

2.2 智能查詢子系統(tǒng)

系統(tǒng)可提供智能查詢功能，可通過多種檢索查詢方式進行查詢，比如可以進行關(guān)鍵字、書名、作者、出版社、分類等多種細(xì)目的詳細(xì)查詢，通過查詢結(jié)果可得知圖書所在位置、是否已被借出等信息，可以幫助讀者或工作人員快速準(zhǔn)確地找到所需要的圖書。

智能查詢子系統(tǒng)中不但可以在圖書館內(nèi)使用，還可以通過Internet或校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)由讀者或工作人員遠(yuǎn)程使用。

2.3 館藏清點子系統(tǒng)

書架及所有圖書文獻資料均貼有RFID電子標(biāo)簽。工作人員可借助藏書手持點檢儀，通過批量讀取RFID信息的方式實現(xiàn)以下功能:

(1)快速采集書架及書架上圖書文獻資料的信息;

(2)統(tǒng)計圖書文獻的信息;

(3)查找特定的文獻資料;

試劑：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%的甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽藥粉(湖北荊洪生物科技股份有限公司生產(chǎn))，溶劑包括甲醇(AR級，上海潤捷化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn))、二甲基甲酰胺(DMF，上海潤捷化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn))及醋酸仲丁酯(AR級，上海潤捷化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn))，乳化劑包括蓖麻油聚氧乙烯醚(BY-125，邢臺藍(lán)天精細(xì)化工股份有限公司生產(chǎn))、苯乙基酚聚氧乙烯醚(600號， 邢臺藍(lán)天精細(xì)化工股份有限公司生產(chǎn))、有機硅(自制)和7211(自制)．

(4)快速生成各書架上的圖書分布圖;

(5)列出錯架的圖書。

2.4 書目管理子系統(tǒng)

每當(dāng)有新到的紙質(zhì)圖書目錄時，可利用OCR軟件進行文字識別，保存在專門的數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過分析后對目錄上的書籍按照不同要求進行處理，采購、編目還是待購等，方便后期圖書查詢和采購管理。

2.5 標(biāo)簽管理子系統(tǒng)

在本系統(tǒng)中，所有的圖書、書架、借書證、工作人員工作證等均要貼RFID電子標(biāo)簽以成為唯一識別對象。標(biāo)簽管理子系統(tǒng)用于管理這些對象與RFID之間的一一對應(yīng)關(guān)系。標(biāo)簽管理子系統(tǒng)主要需要提供三方面的功能:

第一，基本信息管理。需要對所有管理對象(如圖書、書架、讀者、工作人員)的基本信息進行管理。

第二，制作RFID電子標(biāo)簽并確定其與管理對象的對應(yīng)關(guān)系。其工作過程可以是:首先調(diào)取被管理對象(如某一本圖書)的信息，然后通過這些信息自動生成一個唯一的標(biāo)識，并寫入到一個RFID電子標(biāo)簽中，最后建立二者的對應(yīng)關(guān)系。

第三，查詢功能。可以通過RFID信息查詢管理對象的信息，也可以通過管理對象的信息查詢RFID的信息。

3 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

3.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

如圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，主要分兩部分。下半部分是物聯(lián)網(wǎng)的范疇，通過傳感器技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等，將書架、圖書、管理人員、讀者等連接到互聯(lián)網(wǎng)(或校園網(wǎng))中;在上半部分中，圖書館借助于云計算、寬帶接入等技術(shù)，將這個智能圖書管理系統(tǒng)的核心管理功能部署在云端。這個智能圖書管理系統(tǒng)是圖書館的統(tǒng)一門戶。讀者、工作人員可通過各種互聯(lián)網(wǎng)接入方式訪問這個統(tǒng)一的門戶，以獲取相應(yīng)的服務(wù)。例如，讀者可以通過智能圖書管理系統(tǒng)實現(xiàn)對遠(yuǎn)程圖書查詢，以確定是否有所需的圖書;工作人員可以通過基于Web的友好界面實現(xiàn)對圖書的實時監(jiān)控和管理。同時，圖書館內(nèi)部各種信息可以得到很好的共享。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 硬件構(gòu)成及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

組成系統(tǒng)的硬件主要有:

RFID電子標(biāo)簽:分別粘貼在圖書、書架、讀者的借書證以及工作人員的工作證上，用于唯一標(biāo)識圖書、書架、讀者及工作人員。

藏書手持點檢儀:由工作人員手持使用，用于館藏清點。藏書手持點檢儀具有電子標(biāo)簽閱讀器的功能。

計算機、服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備:用于構(gòu)成信息管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

WI－FI作為目前無線傳輸?shù)闹饕夹g(shù)，由于其具有傳輸距離遠(yuǎn)、帶寬高、組網(wǎng)容易等特點，在各行各業(yè)被廣泛使用，也是物聯(lián)網(wǎng)中最佳無線傳輸方案。圖書館中可選用Wi－Fi作為主干網(wǎng)絡(luò)。

在適當(dāng)位置安裝一臺或多臺AP無線路由器，其覆蓋范圍可達圖書館所有位置。

所有電子標(biāo)簽閱讀器均采用支持Wi－Fi的設(shè)備，可直接通過AP接入本物聯(lián)網(wǎng)。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2:

圖2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

4 系統(tǒng)特點

(1)降耗:取消了圖書館資料的手工的檢測和借還書的相應(yīng)操作，從而可以提高工作效率，減少人力資源的投入，降低人工成本;同時，減少了反復(fù)移動圖書所帶來的圖書磨損。

(2)減負(fù):對圖書的盤點不再需要大量的人員一本一本的清點，工作人員只需用藏書手持點檢儀將書架掃描一遍即可自動完成。這就使圖書的盤點工作變得更加輕松。

(3)自助:智能圖書館系統(tǒng)使讀者自己開架借閱書籍，自動生成借閱信息數(shù)據(jù)。

(4)糾錯:RFID技術(shù)的非接觸式批量查找使工作人員能夠迅速發(fā)現(xiàn)遺失的資料，同時還能及時發(fā)現(xiàn)圖書放錯架的情況，可更好地對圖書進行檢索歸類。

(5)方便:采用了基于物聯(lián)網(wǎng)、Internet(或校園網(wǎng))的遠(yuǎn)程自動管理技術(shù)，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程查詢、遠(yuǎn)程維護，為讀者和工作人員提供了方便。

5 結(jié)論

本文提出的這種智能圖書管理系統(tǒng)，基于物聯(lián)網(wǎng)和Internet(或校園網(wǎng))實現(xiàn)了圖書館的智能化管理。系統(tǒng)把RFID和圖書館的管理有機的結(jié)合起來，為圖書館的管理提供了一個高效、便捷、實用的技術(shù)手段。系統(tǒng)的應(yīng)用，有效地簡化了圖書管理的各種流程，降低了工作人員的勞動強度，提高了管理和工作效率，并且為讀者提供了方便快捷的自助借還書等服務(wù)，提高了圖書館為公眾服務(wù)的水平。

基于RFID的智能圖書管理系統(tǒng)，既可以單獨應(yīng)用于一個獨立的圖書館，也可以借助校園網(wǎng)實現(xiàn)與校園網(wǎng)中其它應(yīng)用系統(tǒng)的信息共享，從而實現(xiàn)更方便的自助借閱圖書。因此，在學(xué)校圖書館內(nèi)實現(xiàn)基于RFID的智能圖書管理系統(tǒng)，是學(xué)校教學(xué)現(xiàn)代化的一個必然選擇。

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