摘要：本文運(yùn)用無線射頻（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種智能化的圖書信息管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)圖書標(biāo)簽非接觸式識(shí)別，利用防碰撞算法可同時(shí)對(duì)多本圖書信息進(jìn)行讀取，提高了整個(gè)圖書館對(duì)圖書信息的管理效率。
　　關(guān)鍵詞：RFID 圖書標(biāo)簽 Delphi
　　中圖分類號(hào)：G250.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2012）09（b）-0253-01
　　圖書館為科研提供大量可靠且有用的資源，因此它是科研的重要機(jī)構(gòu)。然而單純依靠傳統(tǒng)人工方式來管理圖書，對(duì)資源的管理效率低且獲取資源的速度慢，這必然會(huì)降低其科研作用。應(yīng)用RFID技術(shù)可以提高圖書館工作人員的工作效率，通過RFID的自動(dòng)識(shí)別功能可以快速地對(duì)圖書的信息進(jìn)行識(shí)別，可實(shí)現(xiàn)圖書的自主借還功能。因此，RFID技術(shù)必將在圖書信息管理系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。
　　本課題借助計(jì)算機(jī)技術(shù)及RFID技術(shù)，全面武裝圖書館的設(shè)備，建立起一個(gè)自動(dòng)化圖書信息管理系統(tǒng)，來管理圖書信息資源，充分發(fā)揮其在科研領(lǐng)域的核心作用。
　　1 RFID技術(shù)在圖書信息管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　1.1 RFID系統(tǒng)概述
　　基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成，即電子標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）、天線（Antenna）。閱讀器通過天線發(fā)出一定頻率的射頻信號(hào)，此時(shí)，電子標(biāo)簽如進(jìn)入磁場(chǎng)內(nèi)，則將產(chǎn)生感應(yīng)電流，在獲得能量后，電子標(biāo)簽再通過其內(nèi)置射頻天線將自身編碼信息發(fā)送給閱讀器。閱讀器通過天線接收到電子標(biāo)簽發(fā)送過來的調(diào)制信號(hào)，經(jīng)過解讀器解碼后，將信息送至主機(jī)系統(tǒng)處理[1]。
　　1.2 RFID技術(shù)在圖書信息管理系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)
　　RFID技術(shù)在圖書信息管理系統(tǒng)中得優(yōu)勢(shì)：（1）RFID比普通條形碼存儲(chǔ)信息量大；（2）RFID閱讀器可以一次讀取多張標(biāo)簽。讀寫無需接觸標(biāo)簽，并且讀寫距離遠(yuǎn)；（3）RFID標(biāo)簽的使用壽命長(zhǎng)、可反復(fù)使用；（4）RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)可加密；（5）RFID標(biāo)簽不受物品規(guī)格與形狀的限制。
　　2 系統(tǒng)需求及設(shè)計(jì)方案
　　2.1 系統(tǒng)需求
　　基于RFID技術(shù)圖書信息管理系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：利用RFID閱讀器，對(duì)讀者標(biāo)簽、圖書與期刊標(biāo)簽、圖書證標(biāo)簽的信息錄入到數(shù)據(jù)庫中，通過RFID閱讀器的自動(dòng)識(shí)別功能，將所需信息從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出并顯示在既定文本框內(nèi)；創(chuàng)建系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，建立圖書與期刊、讀者、管理員等數(shù)據(jù)表；設(shè)置該圖書信息管理系統(tǒng)的操作權(quán)限，憑已設(shè)定的姓名、密碼登錄該系統(tǒng)；管理、維護(hù)、更新該圖書信息管理系統(tǒng)的各類人員信息以及圖fc85bbc07b268649d12f7826c53c816d書、期刊信息；完成圖書與期刊的入庫、增加、修改、刪除、借閱、歸還、掛失等功能；查詢和統(tǒng)計(jì)各類信息；設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，如各類讀者擁有圖書的數(shù)目、限制圖書及期刊、逾期罰款金額等。
　　2.2 設(shè)計(jì)方案
　　前端RFID閱讀器的讀寫芯片選用915MHz的RMU900+射頻讀寫芯片，電子標(biāo)簽選用符合ISO/IEC 18000-6C協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的無源可讀寫型電子標(biāo)簽。通過對(duì)其外圍電路：UART串口電路、蜂鳴器電路、電源電路、復(fù)位電路和鍵盤電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終完成了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。下位機(jī)防碰撞算法的實(shí)現(xiàn)方式為時(shí)分多址（TDMA）算法[2]，并利用相干BPSK方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)。上位機(jī)利用Delphi集成開發(fā)軟件和SQL 2000實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)庫和圖書信息管理界面的設(shè)計(jì)。
　　3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程
　　3.1 硬件設(shè)計(jì)
　　設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了RUM900+的外圍電路，包括天線接口電路，電源管理電路、UART串口轉(zhuǎn)換電路等，PCB的板材選用的是FB4介電常數(shù)在4.2～4.7之間，元器件布局原則遵循就近原則，對(duì)于功耗大的器件模擬地和數(shù)字地分開連接。布線原則：信號(hào)線10mil，電源線20mil。最終完成了硬件電路的設(shè)計(jì)和PCB電路板的制作。
　　3.2 防碰撞算法的實(shí)現(xiàn)
　　本文選用的是時(shí)分多址算法，在卡內(nèi)是一種比較應(yīng)答的機(jī)制。命令I(lǐng)nventory用來對(duì)當(dāng)前磁場(chǎng)范圍內(nèi)的圖書標(biāo)簽的卡號(hào)進(jìn)行查詢，是專門解決防碰撞問題的指令。它的主要參數(shù)有：COMMAND、flags、masklength、maskvalue。下面以一種簡(jiǎn)單的情況對(duì)防碰撞的整個(gè)過程進(jìn)行分析。
　　首先設(shè)定：
　　FLAGS.6=Nb_slots_flag=1；
　　MAKLENGTH=4；
　　MASKVALUE=0.
　　如果兩本書的圖書標(biāo)簽的UID號(hào)為：E006000015428452和E006000045123462時(shí)，當(dāng)MASKLENGTH=4，MASKVALUE=2時(shí)，兩張圖書標(biāo)簽就會(huì)都有響應(yīng)，這是就產(chǎn)生了電子標(biāo)簽的碰撞現(xiàn)象。對(duì)于這種現(xiàn)象的解決方法是，使MASKLENGTH=8，MASKVALUE=X2。這里的X值從0一直增加到F。使用這種方法后，X2=52時(shí)第一張圖書標(biāo)簽回答，X2=62的時(shí)候，第二張圖書標(biāo)簽回答。這種方法使得UID的最低位沖突的概率為64%，最低兩位的沖突概率為4.5%。由此可見這種方式很好的解決了圖書標(biāo)簽的碰撞問題，實(shí)現(xiàn)了圖書標(biāo)簽的快速識(shí)別，提高了圖書館圖書管理的效率。
　　3.3 上位機(jī)軟件的實(shí)現(xiàn)
　　上位機(jī)軟件Delphi和數(shù)據(jù)庫SQL的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了圖書信息的管理系統(tǒng)，有前端設(shè)計(jì)的RFID圖書信息識(shí)別系統(tǒng)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，通過串口傳到上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行查找，并最終把圖書信息顯示在屏幕上，完成了圖書信息的管理。
　　4 結(jié)語
　　對(duì)目前圖書館圖書信息管理存在的問題進(jìn)行了分析，提出一種基于RFID技術(shù)的圖書信息管理系統(tǒng)，本文設(shè)計(jì)完成了前端RFID閱讀器的硬件電路設(shè)計(jì)和后端上位機(jī)軟件的開發(fā)和圖書信息數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)，完成了RFID技術(shù)在圖書信息管理中的應(yīng)用。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]李元忠.射頻識(shí)別技術(shù)及其在交通領(lǐng)域的應(yīng)用[J].電訊技術(shù)，2006，42（5）：5-9.
　　[2]劉丹，魏鵬，譚杰，等.一種RFID多標(biāo)簽碰撞檢測(cè)方法[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2009，30（9）：1894-189