史慶云 崔忠偉

摘 要：以AT89S52單片機(jī)為核心，結(jié)合RFID自身的優(yōu)勢(shì)，根據(jù)RFID的讀寫(xiě)模塊來(lái)采集信息并顯示。本設(shè)計(jì)以CAN為傳輸媒介來(lái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。而在軟件設(shè)計(jì)上則利用SQL技術(shù)來(lái)處理及儲(chǔ)存圖書(shū)信息，以便隨時(shí)查看。同時(shí)將這些技術(shù)應(yīng)用于圖書(shū)館管理，不但能解決當(dāng)前在圖書(shū)管理上遇到的難題，而且還可以提高管理效率，從而為讀者提供高效、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：RFID；智能圖書(shū)館；管理；SQL

中圖分類(lèi)號(hào)：TP315 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2016）05-00-02

0 引 言

圖書(shū)館是廣大師生、讀書(shū)愛(ài)好者獲取知識(shí)、資料、最新科學(xué)發(fā)展的主要場(chǎng)地。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，圖書(shū)館經(jīng)歷了從手工到自動(dòng)化，從自動(dòng)化到網(wǎng)絡(luò)化再到數(shù)字化的發(fā)展過(guò)程，其文獻(xiàn)量的迅速增長(zhǎng)和全開(kāi)放的閱覽方式，使圖書(shū)管理與外借服務(wù)模式激化了文獻(xiàn)管理與文獻(xiàn)服務(wù)之間的矛盾，現(xiàn)有的大多數(shù)圖書(shū)館還是傳統(tǒng)的人工管理，管理水平低、效率不高，極大地影響了閱讀者獲得知識(shí)的效率。本文把無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)的應(yīng)用帶入圖書(shū)館，使其走出這一困境且?guī)?lái)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)，同時(shí)，也為圖書(shū)館事業(yè)賦予了更多的發(fā)展空間。

1 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽轉(zhuǎn)換、整架查詢(xún)、智能分析模塊、門(mén)禁系統(tǒng)組成。其系統(tǒng)的功能模塊圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能模塊圖

1.1 電子標(biāo)簽轉(zhuǎn)換

本模塊的主要功能包括對(duì)圖書(shū)、書(shū)架、層架標(biāo)簽的設(shè)置。圖書(shū)標(biāo)簽設(shè)置采用圖書(shū)電子標(biāo)簽與條形碼相互關(guān)聯(lián)的方式，圖書(shū)標(biāo)簽通過(guò)轉(zhuǎn)換電路裝置讀取條形碼的圖書(shū)詳細(xì)信息；書(shū)架標(biāo)簽的設(shè)置與書(shū)架代號(hào)相同，固定模式輸入；層架標(biāo)簽設(shè)置與層架代號(hào)相關(guān)聯(lián)，也需固定模式輸入。

1.2 整架查詢(xún)

本模塊分為圖書(shū)在架查詢(xún)、圖書(shū)定位、架位管理三部分。通過(guò)對(duì)書(shū)架、層架標(biāo)簽的采集來(lái)獲取圖書(shū)位置，便于用戶(hù)快速定位圖書(shū)位置，實(shí)現(xiàn)架位改變，圖書(shū)錯(cuò)架，層位改變的管理提示。如有圖書(shū)新入庫(kù)，該查詢(xún)方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書(shū)館高效率，智能化的管理。

1.3 智能分析模塊

本模塊主要用于圖書(shū)智能化借閱服務(wù)和智能化推薦圖書(shū)服務(wù)，便于讀者自助借還書(shū)，加快讀者查詢(xún)相似圖書(shū)及文獻(xiàn)的速度。

1.4 門(mén)禁系統(tǒng)

本模塊主要負(fù)責(zé)考勤管理和對(duì)閱覽室安全的管理，實(shí)現(xiàn)圖書(shū)在特定范圍內(nèi)閱讀，工作人員也可以根據(jù)系統(tǒng)的這個(gè)特點(diǎn)進(jìn)行考勤等工作，有利于圖書(shū)館的科學(xué)化管理。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的硬件主要為RFID模塊。RFID模塊又分為閱讀器模塊和電子標(biāo)簽?zāi)K。閱讀器的功能主要是對(duì)電子標(biāo)簽信息的采集。為了提高本系統(tǒng)的管理效率及各閱讀器節(jié)點(diǎn)之間的通信，我們采用了圖2所示的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。閱讀器模塊的硬件由射頻讀寫(xiě)模塊、液晶顯示模塊、鍵盤(pán)輸入模塊、報(bào)警模塊、CAN通信模塊、存儲(chǔ)擴(kuò)展模塊組成。

圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

2.1 AT89S52單片機(jī)

在本系統(tǒng)的MCU選擇上，主要考慮AT89S52是一款低功耗、高性能的8位微控制器，其有8 K系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用ATMEL公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和其引腳完全兼容。是目前市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的微控制器，其價(jià)格比較便宜。在接口上提供4組IO口，方便擴(kuò)展外部功能模塊。所以在效率、成本、擴(kuò)展方面選擇AT89S52作為系統(tǒng)的主要部分非常合適。

2.2 RFID技術(shù)

RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。該技術(shù)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。其由一個(gè)詢(xún)問(wèn)器（或閱讀器）、若干應(yīng)答器（或標(biāo)簽）和主機(jī)組成。按其工作頻率可分為低頻、高頻和超高頻三種類(lèi)型標(biāo)簽。該圖書(shū)館管理系統(tǒng)選用高頻標(biāo)簽，其典型工作頻率為13.56 MHz，大多數(shù)為無(wú)源標(biāo)簽，讀寫(xiě)距離為1.5米左右，具有制作簡(jiǎn)單、形態(tài)多樣、頻段通用、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量大、高速傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，符合圖書(shū)館管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

RFID系統(tǒng)的工作原理如圖3所示。當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器即發(fā)出射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（Passive Tag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽）或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽）；解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。

圖3 RFID系統(tǒng)工作原理

2.3 CAN通信

閱讀器不僅可以完成對(duì)電子標(biāo)簽信息的采集，還可用于其他設(shè)備或主機(jī)通信使其接口穩(wěn)定、快速。所以要對(duì)其擴(kuò)展外圍通信接口，在此采用TJA1050芯片擴(kuò)展CAN通信接口。CAN通信主要應(yīng)用于局域網(wǎng)，具有多主控制、系統(tǒng)的若軟性、通信速度較快、通信距離較遠(yuǎn)、差錯(cuò)檢測(cè)回復(fù)、故障封閉、連接節(jié)點(diǎn)多的功能。比較其他通信方式，CAN通信非常適合本系統(tǒng)的要求。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用模塊化結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。即對(duì)每個(gè)功能模塊進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)其功能，再使每個(gè)模塊相結(jié)合構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)。

3.1 整架查詢(xún)

管理員用RFID閱讀器掃描層架（或把閱讀器安在架上），讀取其書(shū)架層架號(hào)、對(duì)應(yīng)的圖書(shū)編號(hào)并顯示圖書(shū)信息。系統(tǒng)自動(dòng)比較相應(yīng)架號(hào)和圖書(shū)本身的架號(hào)信息，判斷是否在同一架號(hào)和同層，是否在架并顯示圖書(shū)具體位置。

整架查詢(xún)流程圖如圖4所示。

圖4 整架查詢(xún)流程圖

3.2 門(mén)禁系統(tǒng)

在圖書(shū)館進(jìn)出口處設(shè)立門(mén)禁系統(tǒng)，當(dāng)讀者違規(guī)把圖書(shū)帶到門(mén)禁系統(tǒng)范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)立刻發(fā)出警報(bào)，并提示讀者。如果讀者在管理員或服務(wù)處獲取外借權(quán)利，RFID電子標(biāo)簽將放權(quán)。

門(mén)禁系統(tǒng)流程圖如圖5所示。

圖5 門(mén)禁系統(tǒng)流程圖

4 結(jié) 語(yǔ)

RFID智能閱覽室圖書(shū)管理系統(tǒng)極大地滿(mǎn)足了人們對(duì)圖書(shū)館智能化管理的要求，促使圖書(shū)館管理走向高科技發(fā)展的時(shí)代前沿，RFID智能閱覽室圖書(shū)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了圖書(shū)館書(shū)籍管理的統(tǒng)一模式。隨著科技的進(jìn)步，閱覽室圖書(shū)管理也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新RFID智能技術(shù)，不斷改善自身的缺點(diǎn)，健全閱覽室圖書(shū)館其他智能化設(shè)備，促使閱覽室圖書(shū)管理更加高效的發(fā)展。

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