基于RFID的图书馆自助借书设计

本研究就是基于RFID来对图书馆系统中的自助借书模块进行分析，通过对自助借书进行新特征的分析，来对基于RFID的自助借书业务流程进行进一步分析，首先对RFID技术进行分析，然后对自助借书模块的流程图和类图等进行设计，通过本文的设计，清晰的展现了基于RFID （无线射频识别）技术设计图书馆管理系统的自助借书功能模块，从而制定出设计与实现图书馆智能化系统的方案。

【关键词】RFID 图书馆 资助借书

RFID（Radio Frequency Identification的缩写）技术，即射频识别技术属于非接触的自动识别技术，该技术主要内容是通过电磁传播和空间电磁感应进行通信，让标识对象被自动识别。该系统的基本原理是将RFID（射频识别）标签采用挂佩、粘贴、植入、插放等方式放在被识别对象上，一旦RFID（射频识别）阅读器读取范围内识别到需要进行识别的对象，标签和阅读器之间的通讯就被建立起来，通过无线网络使标签编号信息，标签内部存储信息传送到阅读器，阅读器接收信息后开始进行解码，然后在后台进行信息和数据的处理。

1 RFID技术

RFID技术自动识别技术的信息处理全过程如下所示：

（1）电子标签，属于模块化标签，内部结构是IC芯片与无线通信天线，标签内具备待识别物体的标识性信息，这些信息具备统一的约定格式，被称为电子数据。现实应用中，为了实现识别目标对象，需要将电子标签贴于待识别物体上。在图书馆应用内，电子标签广泛的使用在对图书馆图书、设备与工作人员进行标识与管理上。

（2）阅读器，基于分析图书馆的工作环境，设计出固定式阅读器运用在系统中的固定位置，该阅读器采用无线的方式与后台数据库相连，从而实现数据交互，标签会在一定范围内主动发送各类数据，阅读器可以搜寻到此类数据，通过无线或有线的方式与后台服务器相连来传输数据。医护人员为了保证其负责区内患者治疗状况良好，需要经常进行巡检，这种情况下使用应用手持式阅读器能更加快捷、方便的获取患者信息，图书馆工作人员可以通过携带一个移动设备或是与之绑定来当做数据转发站。为确保RFID技术在图书馆员助理系统应用的有效性，向图书馆员助理系统添入一个RFID管理子模块。该子模块包含了标签管理、RFID设备信息的管理、RFID的基础信息管理。

RFID技术普遍运用的方式是将RFID（射频识别技术）电子标签固定在设备上，采用各处固定的阅读器对电子标签进行检测管理来获取相关信息。然而此类方法在应用中需要花费大量的成本。所以实际应用中通常是植入少数含出口报警功能的电子标签来实现设备管理。RFID技术指标后很多种，而下述三个指标是实际应用中，关注最多，应用最广的：

（1）数据传输速度： RFID 系统关键技术指标之一便是数据传输速度。新兴技术意味着速度更快。数据传输速度包括两个部分，一是读速、二是写速，而包括代码长度、标签与天线间载波频率、读写距离、标签数据发送速度、数据传输的调制在内的各种因素都会对RFID 系统的读写速度造成影响。

（2）读写距离： RFID系统进行实际运用时，在读写距离上存在着或多或少的要求。阅读器对标签的读写距离最近为几毫米，最远可达几百米，读写距离的远近取决于天线和频率。标签读写距离越远，成本越高，售价便越高。

（3） 多个标签识别：该系统投入使用时，阅读器识别区域内必定不止一个识别对象，系统需要具备辨别多个标签的能力。

基于对上述3种技术指标的分析可以明确下述3种技术重要需求：

（1）识别能力。这一能力体现在识读距离、识读效果与信息质量上。RFID技术在近至数厘米，远达数千米的范围内都可进行识别。所识别获取的信息质量与识读状态和识读距离有关，因此识别能力是 RFID 的首要技术指标， RFID 之所以比传统的条形码更加具备实用性便是这一指标存在的原因。

（2）识别环境。难以确定所借出图书会被放置在何种环境中，极有可能遇到潮湿、腐蚀等不良环境的影响，因此RFID 的另一个技术指标便是需要具备识别环境的能力。RFID 标签采用塑料等材料作为外壳对内部芯片与天线进行包裹，从而减少外部环境的影响，具备有极高的适应性，但是RFID 进行数据传输时会被其它无线信号或是金属干扰，这是因为其采用无线方式进行数据传输。虽然仍有这一不足之处，但是RFID 相对于传统条形码技术仍旧极具优势。

（3）识别效率。效率是系统推广实际应用必须要面对的一个问题。RFID 能对识别范围内的目标进行读取，这一读取过程不再需要人工操作，属于自助式服务，此外还能进行多目标同时读取，因此RFID比仍需人工操作的传统条形码技术更具效

2 基于RFID的图书馆自助借书模块设计

为简化图书馆管理员对日常图书的管理工作，包括借还、续借、借阅统计等流程。本模块的基本功能可以实现自助式一次性完成多本图书的借阅操作，还能同时归还多本图书，同时续借多本图书。为了图书馆工作人员在日常图书的借还、续借、借阅统计等管理工作提供方便，本模块可以对读者一次多次借阅图书的行为加以实现，而且还可以实现一次多本图书的归还。本模块还设计了预约和支付罚金的功能。图书馆工作人员用户对该模块的操作分为设置图书状态、扫码自动还书、扫码自动借书、续借管理、统计分析等，其中扫码主要是图书馆工作人员利用手中的扫码器对读者借还的书进行扫码，然后系统就根据扫码信息的转换等，转换为借还信息。而读者用户则还可以在自助机器上完成借书和还书，将图书条形码对准机器扫码器，然后在屏幕上按“借书”，“还书”键，屏幕显示图书基本情况，核对后，按照提示刷自己的图书卡，操作完成，这种操作较为简单，但是对于条形码的识别度要求很高，如果图书的条形码上有不清洁痕迹，就无法扫出信息，所以当发生突发事件的时候，用户需要去工作人员处排队进行人员扫码借还图书。

系统显示需将要外借图书置于扫描区域上，图书信息以系统扫描显示出的信息为准。若出现某些图书未识别出的状况，也许是因为图书内标签发生了某种错误，若是扫描某些图书时显示借阅失败，使用者能够通过查看借阅详单来了解借阅图书失败的原因，如果图书先前已有人借阅，则这本图书不能再次外借，要是仅是操作失败则能重新借阅。图1所示便是借书管理的流程图：

3 系统模块关键类的设计

一般而言，对于现实世界最为直观的描述方法就是利用面向对象的方法来构建信息系统，面向对象的方法主要包含了对象模型，动态模型和功能模块，其中对象模型的建立我们一般将之称为类图设计。

通过类的抽取可以来对对象模型进行建构，首先在用例分析的基础上确定对象类，然后对类的属性和操作进行确认，这样才能勾勒出对象类的联系，建立起系统的关键类图。

在本系统的需求设计中，已经对系统关键的用例都进行了设计和分析，从中我们可以了解到，图书馆员助理系统的用户可以分为图书馆的管理人员、工作人员和读者三个类别。在本节中，我们以图书的借书还书模块为例，可以确定该模块的问题域，包含了用户登录、图书馆工作人员基本信息、读者基本信息、书刊基本信息、续借情况、借阅统计等。

以下进行说明：

第一，基本用户类，作为用户基类，其属性分为用户账号和用户密码，然后包含了两个方法，分别是修改密码和用户登录验证。

第二，读者类，包含的属性分为读者编号、用户姓名、读者登录密码等。包含的方法有信息增加，信息删除和信息更改，并且还增加了借书和还书的方法。

第三，图书馆员类，包含的属性分为图书馆员的编号、姓名和登录密码等，包含的方法包含了信息增加，删除和更改。

第四，图书信息类，包含的有图书出版情况、图书类型、图书数量、图书编号等，包含的方法有图书信息增加，删除和更改。

第五，借书还书状态类，包含的属性有借书、还书和续借状态，包含的方法有状态更改、查询、统计和出具报告，并且还有借还书以及续借的时间记录等。

第六，管理员类与基BaseUser一样，其属性分为用户账号和用户密码，然后包含了两个方法，分别是修改密码和用户登录验证。

4 结论

虽然RFID技术大规模运用于图书馆中还有不少缺陷，但其技术上有着显著的前瞻性，存在的问题可以一步一步的解决。即使现在暂时没有基于RFID技术的广泛运用的智能图书馆管理系统，鉴于当今新科技的开发应用都极为飞快、迅速，以当前计算机发展趋势便可以看出来，RFID技术大规模运用于图书馆中是将来发展的大趋势，图书馆需要顺应这类新兴技术的发展趋势，将现代技术的发展应用于图书馆的技术发展。所以我们要借助技术进步的大好形势，进一步研究发展RFID技术，推广其在图书馆中的应用，满足当前时代下读者真实需要，使得图书馆与时代潮流实现同步。

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作者简介

杨秀荣（1978-），女，山西省运城市人。大学本科学历。硕士学位。现为运城学院计算机科学与技术系讲师。研究方向为语义分析、数据挖掘。

作者单位

运城学院计算机科学与技术系 山西省运城市 044000