基于超高频RFID 的图书馆在架错序资源检测系统

扎西卓玛

（青海省玉树藏族自治州图书馆，青海玉树 815000）

图书馆资源检索是一套完整的数据信息运行系统，可根据客户端指令处理已知的图书资源信息，然后由传输通道将待执行指令反馈给各级执行主机[1]。然而，随着在架图书资源总量的不断增加，一部分书籍资源会出现错误排序的情况，不仅会增加数据库主机的运行压力，还会导致图书资源错序存储的情况。

针对资源管理问题，相关学者设计了基于共享BERT 的检测系统，根据既定序列文件对数据资源信息进行整合处理，再借助独立运行主机，进而更改数据信息的实时存储位置[2]。

超高频RFID 技术具有独立读取多个数据信息标签的能力，既可以改变数据信息参量的存储容量，使其穿透性传输能力得到保障，也可以多次读写处理所选定的信息文件，从而使其存储体积能够与数据库容积相匹配[3]。在实际应用过程中，超高频RFID 技术的应用涉及UHF 电子标签设置、低功耗芯片设计、防碰撞算法等多方面内容，可以在常规数据信息读取指令的基础上，扩展传输指令对信息参量的容纳能力，对已存储指令文件进行整合处理，使其在互联网环境中的映射传输能力得到保障，也可以更改数据信息参量的存储形式，避免这些信息文件对数据库主机造成攻击性影响[4]。

针对传统系统执行能力有限、并不能完全解决在架图书错误排序的问题，设计了基于超高频RFID的图书馆在架错序资源检测系统。

1 系统硬件设计

1.1 图书馆物联网

图书馆物联网由RFID 架构、资源存储体系、执行主机、局域网总线四部分组成。在图书馆在架错序资源检测系统中，RFID 结构负责改变图书资源信息的存储形式，并可以借助传输信道，将已存储信息参量反馈给下级硬件应用结构[5-6]。

作为图书馆物联网体系的核心应用结构，执行主机可以将待处理图书资源信息分配至客户端主机之中，并可以根据超高频RFID 原则，建立多个图书标签结构，以供系统检测主机直接调取与利用。

图书馆物联网框架结构如图1 所示。

图1 图书馆物联网框架示意图

为避免图书资源出现错序存储的情况，在设置图书馆物联网框架时，要求资源信息参量的传输方向必须由局域网纵向端指向RFID 架构端。

1.2 纠错处理模块

纠错处理模块结构如图2 所示。该模块负责对错序排列的图书馆在架资源信息进行重排处理。由于该结构附属于图书馆物联网体系下端，故而随着资源信息输出量的增大，该模块的实时运算能力也会不断加快[7]。

图2 纠错处理模块连接结构图

BOM 芯片、SMT 芯片、PCB 芯片是纠错处理模块的三个底层连接结构，可以同时接受PIC 纠错主机的调度处理。BOM 芯片与SMT 芯片之间的连接关系必须满足图书资源信息共享条件，前者负责处理错序图书资源信息，后者负责建立常规图书资源序列。在图书馆物联网信息处理过程中，两类应用芯片可以同时将完成处理的图书资源信息参量反馈给下级PCB 芯片[8]。PIC 纠错处理芯片同时管控BOM 芯片、SMT 芯片与PCB 芯片，可以直接调取图书馆物联网体系中已存储的图书资源信息参量。

1.3 资源定位模块

资源定位模块可以确定在架图书馆错序资源信息所处的实时传输位置，能够与系统纠错处理模块建立并列连接关系，并可以根据超高频信号的输出总量，调节图书资源信息参量在图书馆物联网体系中的存储形式[9]。

在图书馆在架错序资源检测系统中，设置资源定位模块必须遵循图3 所示的连接原则。

图3 资源定位模块连接原理图

在实际应用过程中，资源定位模块设备连接层中的PCBA 结构对应图书资源信息分离指令，可以在定位芯片结构的作用下，调节在架错序图书资源数据的传输速率[10]。BOM 结构对应RFID 信号获取指令，可以联合定位芯片结构，调节错序图书资源信息参量在数据库主机中所处的实时存储位置。

2 检测软件设计

2.1 RFID天线设置

RFID 天线是基于超高频RFID 原则建立的数据参量判别标签。对于待测图书馆在架错序资源信息而言，只有所建立标签结构的稳定运行能力得到保障，系统主机才能实现对图书馆在架错序资源信息的准确检测。

在系统数据库主机中，图书馆在架错序资源信息与常规传输信息总是保持杂糅状态，所以在设置RFID 天线标签时，必须对所提取信息参量的所属类别进行分辨[11-12]。

假设d1表示常规图书馆在架资源信息存储参量，ξ1标记基于超高频RFID 原则的常规信息存储系数，d2表示图书馆在架错序资源信息存储参量，ξ2表示错序信息存储系数，表示参量d1与参量d2的平均值。联立上述物理量，可将超高频RFID 天线标签求解表达式定义为：

由于图书馆在架错序资源信息的瞬时传输速率很快，所以在求解超高频RFID 天线标签表达式时，要求参量d2的取值水平必须大于参量d1。

2.2 辐射系数

辐射系数是一项矢量性指标，可以影响图书馆在架错序资源信息的实时传输方向。在超高频RFID 天线标签结构的作用下，该项指标参量的数值水平越高，图书馆在架错序资源信息的实时传输速率也就越快。为保障系统应用主机对于图书馆在架错序资源信息的准确性检测能力，在求解辐射系数时，要求待测资源信息的单位传输量不得为零[13-14]。因此，在式（1）的基础上，假设l1,l2,…,ln表示n个不同的图书馆在架错序资源信息定标值向量，且l1,l2,…,ln的取值结果同时大于自然数1，基于超高频RFID 的图书馆在架错序资源信息辐射系数计算式为：

其中，α表示一个随机选取的图书资源信息错序传输指标，gα表示基于指标α的数据信息检测特征值，ΔK表示待测资源信息的单位传输量，f0表示错序资源信息的初始传输速率。在超高频RFID 技术的影响下，图书馆在架错序资源信息的实时存储量越大，n指标的定义数值也就越大。

2.3 资源序列条件

资源序列条件决定了图书馆在架错序资源检测系统的执行能力。在已知待测信息参量辐射传输能力的情况下，为求得准确的资源序列条件，应同时考虑超高频RFID 标签结构对于待测信息参量承载能力的最大值与最小值[15-16]。

其中，vmax表示超高频RFID 标签内待测信息参量的最大容纳数值，vmin表示最小容纳数值。

整合上述指标参量，联合各级硬件应用结构，完成对基于超高频RFID 的图书馆在架错序资源检测系统的设计。

3 实例与结果分析

在图书馆物联网体系中，在架图书排布序列指标μ可以体现主机对于图书资源信息的处理能力，从而影响图书资源错序存储行为的出现概率。一般来说，在架图书排布序列指标的数值水平越高，检测主机对于图书资源信息的处理能力也就越强，当前情况下，图书资源错序存储行为的出现概率也就越小。

式（4）为在架图书排布序列指标μ的计算表达式：

其中，I表示待处理在架图书数量，γ表示实时检测速率，ΔT表示单位检测时长，σ表示图书种次或类型数量。

表1 为实验所需检测元件的具体型号。

表1 实验设备选型

实验的具体执行流程如下：

步骤1：将超高频RFID 执行程序输入到7090MT型图书馆物联网主机中[17-18]，控制图书资源输出数量，使得主机元件能够保持相对稳定的运行状态，记录当前情况下实验组各项实验指标的表现数值；

步骤2：将共享BERT 执行程序输入7090MT 型图书馆物联网主机中，控制图书资源输出数量，使得主机元件能够保持相对稳定的运行状态，记录当前情况下对照组各项实验指标的表现数值；

步骤3：对比实验组、对照组记录数值，分析实验结论。

图4 反映了实验组、对照组待处理在架图书数量与实时检测速率之间的数值对应关系。

图4 两组待处理在架图书数量与实时检测速率关系曲线

分析图4 可知，实验组检测速率指标呈现出先上升、再稳定的数值变化状态，当待处理图书数量达到5 000 本后，其检测速率达到最大值195 本/s；对照组检测速率指标保持先上升、再稳定、最后下降的数值变化态势，当待处理图书数量处于4 000～5 000 本之间时，其检测速率达到最大值150 本/s，与实验组极值相比，下降了45 本/s。

规定实验过程中，单位检测时长ΔT取值恒等于60 min，联合图4 中的实验数值，对在架图书排布序列指标μ进行计算，实验详情如表2 所示。

表2 在架图书排布序列指标

分析表2 可知，实验组μ指标随待处理在架图书数量增多保持不断增大的数值变化状态，当待处理在架图书数量达到6 000 本时，其μ指标最大值达到了325.0；对照组μ指标则保持先上升、再下降的数值变化状态，当待处理在架图书数量等于5 000 本时，其μ指标最大值达到了208.3，与实验组最大值325.0 相比，下降了116.7。

4 结束语

以超高频RFID 技术为基础，通过重新规划图书馆物联网架构的方式，调节纠错处理模块、资源定位模块两类硬件应用结构之间的连接关系，又根据RFID 天线设置原则求解辐射系数与资源序列条件。

与传统系统相比，该系统可以使在架图书排布序列指标呈现出明显增大的数值变化态势，这对于缓解图书馆在架图书的错误排序情况能够起到较强的促进性影响作用，符合避免图书资源错序存储行为出现的实际应用需求。