RFID技术在图书典藏与流通管理中运用的专利情报分析

2017-03-09张转

河南科技 2017年18期

关键词：典藏条码机械手

张转

张转

(南阳市科学技术情报所，河南南阳 473000)

RFID射频识别技术是一种远距离自动识别技术，其中在图书典藏与流通中，可以在图书盘点统计、图书相关信息、自动借书系统、自动还书系统、电子防盗系统中都有广泛的应用。

图书典藏与流程；RFID；图书管理技术；图书管理情报

Abstract:RFID Radio Frequency Identification technology is a long-distance automatic identification technology,which could be widely applied in book collection and circulation,such as in the book counting statistics,book-relat⁃ed information,automatic library system,automatic return system,and electronic anti-theft system.

Key word:book collection and flow;RFID;library management technology;library management information

RFID射频识别技术已被广泛的应用在图书典藏与流通的管理活动中，但是RFID技术的更进一步的应用并未被广大图书管理人员所认知，通过对相关专利技术的情报分析，可以展现出现如今RFID射频识别技术深度开发的应用前景。

1 背景

RFID射频识别技术是一种远距离自动识别技术，不怕沾水、磁场干扰、也不惧高温，可长时间使用，识别速度快，可应用与各种恶劣的场景中，可以说是条形码的无线版本，由于其内部植入了储存芯片，可以对标签上的数据进行加密，储存大容量的数据，并可自由改动储存的信息，即便是在高速运动时，也可以轻松识别标签上的内容，并可以使用多个标签上的内容，使用非常的便捷。

在图书馆界RFID取代传统开放式图书管理模式（条码管理+EAS防盗）已经形成发展趋势。并在国内的各大图书管理替换掉了条形码的管理方式，因为其大大拓展了原有条形码的应用场景和储存内容。高频RFID标签典型工作频率为13.56MHz，一般以无源为主，高频RFID标签可方便地做成卡状，由图书借阅人员进行佩戴；如果使用超高频RFID标签，工作频率在860～960MHz之间的RFID标签，标签与阅读器之间的耦合方式为电磁耦合方式，典型情况为4～6m，最大可达10m以上[1]。

2 RFID在图书典藏与流通管理中的技术运用

2.1 图书自动分拣归位系统

专利数据库公开了一种图书自动分拣归位系统，拥有控制单元、RFID识别模块、抓取模块；控制单元与RFID识别模块和抓取模块连接；RFID识别模块扫描RFID码信息，并将RFID码信息传输至控制单元；控制单元对接收到的条码信息进行识别，与预先输入条码信息数据库进行对比，找到一致的条码信息，从而获得图书位置，传输控制指令至抓取模块；抓取模块根据控制指令，移动至对应位置，抓取目标图书[2]。

控制单元包含移动装置定位模块、机械手模块；抓取模块包含移动装置、升降装置和机械手，升降装置安装于移动装置上，机械手安装于升降装置上；移动装置定位模块根据图书位置，发出移动信号，控制移动装置移动至对应位置，当移动装置移动至对应位置时，传输到位信号至机械手模块；机械手模块接收到到位信号后，根据图书位置，发出抓取指令，控制升降装置移动到所需的高度，并控制机械手抓取图书。

图书自动分拣归位系统的工作原理为，首先RFID识别模块扫描图书条形码信息，并将条码信息传输至控制单元；然后控制单元对接收到的条码信息进行识别，与预先输入的条码信息数据库进行对比，找到一致的条码信息，从而获得图书位置，移动装置定位模块根据图书位置，发出移动信号，控制移动装置移动至对应位置，当移动装置移动至对应位置时传输到位信号至机械手模块；最后机械手模块接收到到位信号后，根据图书位置，发出抓取指令，控制升降装置移动到所需的高度，并控制机械手抓取图书。

该图书自动存取系统结构简单，动作灵活；RFID装置与移动装置定位模块相结合实现精确定位；在整个控制单元的作用下，升降装置、机械手的运动可实现智能化协调控制；采用4级螺旋传动装置，属于直角坐标型的垂直升降结构，可降低整个装置的重心，增加运动的稳定性。

2.2 图书位置查找、姿态纠正系统

专利数据库公开了一种图书位置查找系统，包含接受器，接收器黏贴在书架各层上，RFID识别器通过线路与接收器连通；还包含有黏贴在图书封面的RFID标签，RFID标签芯片中传输有图书的系统编码与初始重量；RFID识别器向RFID标签发送射频信号并读取书本的初始质量和系统编码；工作时，书架隔板底面的称重装置对图书称重，获取图书重量；中央处理单元调用RFID识别器读取的系统编码和初始质量，与系统中存储的编码所对用的初始重量核对，并检测测量的图书重量和初始重量是否相符，若是，则检测通过，否则检测不通过。中央处理单元还用于在检测到所述图书重量和所述标称质量不相符时，发出报警信号[3]。

该装置在对图书进行射频识别的基础上，通过对图书称重获取图书重量，将图书重量与设置在图书中的电子标签中保存的标称质量进行对比，两个重量一致则检测通过，从而能够对图书进行准确地检测，以克服书本放置错误的技术问题。

专利数据库公开了一种图书姿态纠正系统，检测出横放的图书，包含如下步骤：

第一步，使用RFID设备读取放置在图书内的RFID标签，RFID标签包括有，图书RFID标签的EPC号epc，RFID标签RSS值rssi，读取RFID标签的时刻t，将以上三个信息表示为一个三元组p＝{epc,rssi,t}，代表一本图书在t时刻读取到的放置在其内部的RFID标签的RSSI值，将持有相同EPC号的三元组划分为一类P，表示一本图书在不同时刻读取到的RSSI信号值；

第二步，将带有相同EPC号的三元组归为一类，作为一本图书在不同时刻获取到的内部RFID标签的RSSI信号值；

第三步，对第二步获取的三元组进行预处理；

第四步，对第三步中预处理好的数据建立二次曲线模型，得到图书RFID标签RSSI值随时间的变化规律；

第五步，利用第四步建立的二次曲线模型进行训练，得出分类模型；采集待识别图书RFID标签，根据分类模型，判断待识别图书的放置姿态为垂直于书架放置或平躺于书架放置；

第六步，利用排序算法最终确认图书的位置，判定第五步是否判断有误。

利用RFID标签信号的RSSI信号用于图书放置姿态的识别，准确判断出图书放置于书架上的状态，检测出平躺于书架其他图书上的图书，方便了图书管理人员纠正图书的错误放置姿态，让图书馆图书处于整洁有序的状态。

2.3 图书分级分区域浏览系统

专利数据库公开了一种图书分级分区域浏览系统的流程，将图书馆分为多个区域，进入每个区域的入口均设置RFID读取装置，RFID读取装置通过对访客身上佩戴的RFID卡读取，以验证该访客是否有权限进入该区域。具体的进入流程是，访客首先通过输入端在图书管理服务器中进行访问注册，在访客注册时，访客需要填写身份信息；与国家信息平台连接的图书管理服务器，通过互联网传输过来认证信息，用于核对用户身份信息的正确否，如核对信息不相符，图书管理服务器拒绝访问，并显示拒绝进入的提示，当用户身份核对正确以后，图书管理服务器会生成一个秘钥，烧录进入RFID卡内；访客一旦进入图书馆时，RFID卡内的秘钥使访客在图书馆内通行。

该方案通过互联网以及射频技术对访客身份进行验证，同时将图书按照分级进行分区域摆放，从而限制未成年人进入不适合其观看的图书区，对图书进行分级管理，从而保护未成年人的健康成长。

2.4 图书馆门禁系统

专利数据库公开了一种图书馆门禁系统包含有报警器、单片机、RFID数据读取模块以及显示模块[4]；报警器由单片机的控制工作；RFID数据读取模块用于读取RFID标签信息，并发送给单片机；单片机用于根据读取的RFID标签信息判断携带RFID标签的物品的合法性，将违法物品的RFID标签信息发送给显示模块，同时控制报警器报警；显示模块用于显示RFID数据读取模块读取的RFID标签信息。包含后台数据存储模块和连接到单片机的无线数据传输模块，单片机获得RFID标签信息后，通过无线数据传输模块读取后台数据存储模块的数据，与其比对后，判断携带RFID标签的物品的合法性。当有访客把图书带出图书馆时，RFID图书馆门禁系统将发出报警声，并伴有闪烁的光源，并拍摄非法带走图书访客的视频，避免纠纷时说不清的问题。