基于射频识别技术的智能电子化图书馆系统

杨 扬

（大连科技学院电气工程系，辽宁大连，116052）

基于射频识别技术的智能电子化图书馆系统

杨 扬

（大连科技学院电气工程系，辽宁大连，116052）

本文介绍了一种基于射频识别技术的智能电子化图书馆系统，其以射频模块FM1725芯片、单片机STC89C52为微控制器，外加振荡器电路、接口连接电路、天线和电源电路。

射频识别；图书馆；单片机

0 引言

近年来，随着时代的进步，科技的发展，层出不穷的新技术应用于传统领域，给传统领域带来了巨大的变革。老旧的图书馆管理系统已经不能适应现代大数据的更新，在操作和管理方面大量的消耗了人力和物力资源。传统的图书馆二维码技术，在实际操作过程中，大大降低了图书馆管理人员的效率，而且不能实现借阅者自主、智能化操作借还书；图书馆操作者很难实时、准确的参阅到图书。因而，射频识别技术应运而生，它能提供智能化服务，实现高效可行的图书管理，使图书馆管理人员和借阅者解放出来，轻松完成操作，提高图书馆服务质量。

1 应用的技术

1.1 射频识别技术

射频识别技术简称RFID，是一种非接触式的自动识别技术。它采用无线电波形式对记录的个体来读写，能达到几米的有效识别距离，其通过射频信号能号自动识别信息和数据，不用人工操作，大大提高了实用效率。射频识别技术对环境的要求不高，可工作在各种恶劣环境中。目前，射频识别技术应用领域很广，涉及到我们生活的方方面面，如物流、装配、图书馆管理等等。国外很多图书馆都已经把射频识别技术应用于图书馆管理之中，但国内少些。

1.2 射频识别技术的优点

（1）信息可无限次数的更新；（2）同时能多个信息读取；（3）信息的存储量大；（4）操作方便；（5）防盗保密性好；（6）良好的可扩充性。

2 射频识别技术的智能电子化图书馆系统硬件

射频识别技术的智能电子化图书馆系统硬件部分主要由FM1725芯片、AT89S52单片机、振荡器电路、接口连接、天线、电源电路等构成。

2.1 主控制电路

2.1.1 FM1725芯片

FM1725芯片为非接触式的读卡芯片，本系统其主要作为射频模块。FM1725芯片主要用于非接触式通信中，13.56MHz高集成的读卡芯片。其利用了先进的调制和解调方法，将被动非接触式通信方式和协议完全集成于一体。对于FM1725芯片的接收器部分，提供了一个高效的解调方法，其解码电路应用于ISO 14443类型，兼容应答器信号。此外，它还支持快速CRYPTO1加密算法、MIFARE系列产品的数字处理功能和错误检测奇偶CRC。数字部分，模拟部分和发射模块都有独立的电源来供电。

2.1.2 AT89S52单片机

作为控制单元的AT89S52单片机是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在线系统可编程Flash存储器。其使用ATMEL公司高密度、非易失性存储器技术制造，与通用的80C51产品指令和引脚完全兼容。AT89S52单片机控制FM1725的操作需要通过对FM1725内部寄存器的读写来实现。FM1725芯片的天线接收到应答器的返回信号后经过天线匹配电路传送至RX脚，其内部根据寄存器的设定进行处理并接收缓冲器对接收信号进行检测和解调。

2.2 振荡器电路

本系统中，FM1725芯片需要由振荡器电路提供的时钟信号作为编码和解码的时基，稳定的时钟频率对于射频识别阅读器是否能正常工作至关重要。因此采用外部时钟源的方式，由一个外部13.56MHz晶体振荡器向FM1725芯片提供稳定的时钟信号。

2.3 接口连接方式

FM1725芯片支持与不同的微处理器接口，也可与个人电脑的增强型并口EPP直接相连。其由TX1和TX2两个引脚驱动天线，向应答器发送调制好的发送信号。TX1和TX2引脚发射的是调制过的13.56MHz载波信号，通过几个无源器件的匹配和滤波可以直接驱动天线。发送端口电路与接收端口接收电路的好坏将直接影响到通信的质量。

2.4 天线的设计

天线是本系统的重要组成部分，其具有发射和接收射频信号的功能。天线能够与应答器MF1ICS50卡片进行通信，并且天线还担负着为MF1ICS50提供工作能量的任务，所以所设计阅读器天线必须考虑到能不能产生足够大的磁通量。能提供足够的带宽以无失真的传送数据调制的载波信号。

2.5 电源电路设计

由于FM1725芯片的工作电压为3.3V，AT89S52单片机的工作电压为5V，射频识别阅读器采用外接电源供电。接通电源电压220V输入，经过一定的变压器降压，形成5V电压，为了保证电压的稳定性，再经过东芝公司的TA78L05S稳压芯片输出供给AT89S52单片机。再将5V输出电压通过LM1117S芯片，5V经过电压转换芯片转换成3.3V给FM1725芯片供电。

3 射频识别技术在图书馆中的应用

3.1 自助借还书服务

射频识别技术在图书馆中的应用，可以代替传统的人工工作方式，实现自助借还图书和音像品。通过粘贴有射频识别功能的标签进行扫描识别，读者可以自助用自助借还书机器操作来进行图书资料的借出和归还。同时配备触摸显示屏幕实现读者或工作人员的人机交互和图形化界面操作。大大提高了人工操作，便于图书的借阅和归档处理，并且数据可靠、安全，在时间上没有限制，可以实现二十四小时图书馆处理业务。

3.2 架位管理与图书盘点

射频识别标签的优点是可以存储大量的图书信息，包括图书上架信息、存放位置及图书盘点等。通过手持式射频识别器，工作中可移动的查找、核对和采集图书情况。当手持式射频识别器发现书籍放错位置时，会发出报警并显示错误提示信息。图书管理员根据提示能高效的确定图书的正确位置，上架安放，简化了图书归档、上架、流通等的繁琐工作。

3.3 图书安防监测

对贴有射频识别标签的图书，很容易实现安全监测管理。射频识别标签内含磁条可进行扫描识别，应用于图书流通安全控制，当读者对未经过借阅和扫描的图书带离指定区域范围，监测系统会发出报警信息，提示图书馆工作人员加以校对。

[1]王晓华.射频识别技术及其应用[J].现代电子技术2005（6）.

[2]辛苗.无线射频识别技术及其在图书馆的应用现状[J].现代情报 2013（5）.

[3]乔永峰.射频识别技术研究[J].工业控制计算机2010（6）.

[4]徐济仁.射频识别技术及应用发展[J].数字通信世界2009（12）.

Intelligent electronic library system based on radio frequency identification technology

Yang Yang
（Dalian Institute of science and technology，Dalian Liaoning,116052）

This paper introduces a kind of intelligent electronic library system based on RFID technology,the RF module FM1725 chip and MCU STC89C52 as micro controller, an oscillator circuit, interface circuit,power supply circuit and antenna.

radio frequency identification; library; SCM