基于RFID的图书馆管理系统

史庆云 崔忠伟

摘 要：以AT89S52单片机为核心，结合RFID自身的优势，根据RFID的读写模块来采集信息并显示。本设计以CAN为传输媒介来负责数据的无线传输。而在软件设计上则利用SQL技术来处理及储存图书信息，以便随时查看。同时将这些技术应用于图书馆管理，不但能解决当前在图书管理上遇到的难题，而且还可以提高管理效率，从而为读者提供高效、优质的服务。

关键词：RFID；智能图书馆；管理；SQL

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）05-00-02

0 引 言

图书馆是广大师生、读书爱好者获取知识、资料、最新科学发展的主要场地。然而，随着技术的发展，图书馆经历了从手工到自动化，从自动化到网络化再到数字化的发展过程，其文献量的迅速增长和全开放的阅览方式，使图书管理与外借服务模式激化了文献管理与文献服务之间的矛盾，现有的大多数图书馆还是传统的人工管理，管理水平低、效率不高，极大地影响了阅读者获得知识的效率。本文把无线射频识别（RFID）技术的应用带入图书馆，使其走出这一困境且带来了机遇与挑战，同时，也为图书馆事业赋予了更多的发展空间。

1 系统功能

本系统主要由电子标签转换、整架查询、智能分析模块、门禁系统组成。其系统的功能模块图如图1所示。

图1 系统功能模块图

1.1 电子标签转换

本模块的主要功能包括对图书、书架、层架标签的设置。图书标签设置采用图书电子标签与条形码相互关联的方式，图书标签通过转换电路装置读取条形码的图书详细信息；书架标签的设置与书架代号相同，固定模式输入；层架标签设置与层架代号相关联，也需固定模式输入。

1.2 整架查询

本模块分为图书在架查询、图书定位、架位管理三部分。通过对书架、层架标签的采集来获取图书位置，便于用户快速定位图书位置，实现架位改变，图书错架，层位改变的管理提示。如有图书新入库，该查询方法可实现对图书馆高效率，智能化的管理。

1.3 智能分析模块

本模块主要用于图书智能化借阅服务和智能化推荐图书服务，便于读者自助借还书，加快读者查询相似图书及文献的速度。

1.4 门禁系统

本模块主要负责考勤管理和对阅览室安全的管理，实现图书在特定范围内阅读，工作人员也可以根据系统的这个特点进行考勤等工作，有利于图书馆的科学化管理。

2 系统硬件设计

本系统的硬件主要为RFID模块。RFID模块又分为阅读器模块和电子标签模块。阅读器的功能主要是对电子标签信息的采集。为了提高本系统的管理效率及各阅读器节点之间的通信，我们采用了图2所示的系统硬件结构。阅读器模块的硬件由射频读写模块、液晶显示模块、键盘输入模块、报警模块、CAN通信模块、存储扩展模块组成。

图2 系统硬件结构框图

2.1 AT89S52单片机

在本系统的MCU选择上，主要考虑AT89S52是一款低功耗、高性能的8位微控制器，其有8 K系统可编程Flash 存储器。使用ATMEL公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和其引脚完全兼容。是目前市场上广泛应用的微控制器，其价格比较便宜。在接口上提供4组IO口，方便扩展外部功能模块。所以在效率、成本、扩展方面选择AT89S52作为系统的主要部分非常合适。

2.2 RFID技术

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。该技术用于控制、检测和跟踪物体。其由一个询问器（或阅读器）、若干应答器（或标签）和主机组成。按其工作频率可分为低频、高频和超高频三种类型标签。该图书馆管理系统选用高频标签，其典型工作频率为13.56 MHz，大多数为无源标签，读写距离为1.5米左右，具有制作简单、形态多样、频段通用、存储数据量大、高速传输等优点，符合图书馆管理系统的设计要求。

RFID系统的工作原理如图3所示。当标签进入磁场后，接收解读器即发出射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签）或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统并进行相关数据处理。

图3 RFID系统工作原理

2.3 CAN通信

阅读器不仅可以完成对电子标签信息的采集，还可用于其他设备或主机通信使其接口稳定、快速。所以要对其扩展外围通信接口，在此采用TJA1050芯片扩展CAN通信接口。CAN通信主要应用于局域网，具有多主控制、系统的若软性、通信速度较快、通信距离较远、差错检测回复、故障封闭、连接节点多的功能。比较其他通信方式，CAN通信非常适合本系统的要求。

3 系统软件设计

在软件系统设计中，采用模块化结构实现整个系统的运行。即对每个功能模块进行分析，实现其功能，再使每个模块相结合构成整个系统。

3.1 整架查询

管理员用RFID阅读器扫描层架（或把阅读器安在架上），读取其书架层架号、对应的图书编号并显示图书信息。系统自动比较相应架号和图书本身的架号信息，判断是否在同一架号和同层，是否在架并显示图书具体位置。

整架查询流程图如图4所示。

图4 整架查询流程图

3.2 门禁系统

在图书馆进出口处设立门禁系统，当读者违规把图书带到门禁系统范围内时，系统立刻发出警报，并提示读者。如果读者在管理员或服务处获取外借权利，RFID电子标签将放权。

门禁系统流程图如图5所示。

图5 门禁系统流程图

4 结 语

RFID智能阅览室图书管理系统极大地满足了人们对图书馆智能化管理的要求，促使图书馆管理走向高科技发展的时代前沿，RFID智能阅览室图书管理系统实现了图书馆书籍管理的统一模式。随着科技的进步，阅览室图书管理也应与时俱进，不断更新RFID智能技术，不断改善自身的缺点，健全阅览室图书馆其他智能化设备，促使阅览室图书管理更加高效的发展。

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