基于RFID技術(shù)的圖書館藏監(jiān)控設(shè)計(jì)

摘 要：近年來(lái)隨著RFID技術(shù)的發(fā)展，在圖書館管理中RFID技術(shù)也被用做圖書的標(biāo)識(shí)，它有著比條碼識(shí)別更為快速，安全，穩(wěn)定，智能等等方面的優(yōu)點(diǎn)，只是也存在一些問(wèn)題，在配套軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面還有較大的空間，文章主要從分析RFID技術(shù)在圖書館界的應(yīng)用現(xiàn)狀開始，借鑒一些物聯(lián)網(wǎng)的管理經(jīng)驗(yàn)，以及自己對(duì)長(zhǎng)期圖書管理經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，探索設(shè)計(jì)出一套圖書實(shí)時(shí)監(jiān)控的仿真模型。

關(guān)鍵詞：圖書盤點(diǎn)；館藏監(jiān)控；RFID技術(shù)應(yīng)用

引言

RFID射頻識(shí)別技術(shù)是從上個(gè)世紀(jì)八十年代出現(xiàn)并逐漸走向完善的一種于RFID芯片的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。射頻識(shí)別技術(shù)最大優(yōu)點(diǎn)在于非接觸無(wú)線供電，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在電子數(shù)據(jù)載體（稱應(yīng)答器）之中，應(yīng)答器的能量供應(yīng)以及應(yīng)答器與閱讀器之間數(shù)據(jù)交換是通過(guò)磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)而非直接接觸，它可實(shí)現(xiàn)大范圍的物品跟蹤和信息共享，使得管理與運(yùn)作效率大幅提高，同時(shí)成本較低。射頻識(shí)別系統(tǒng)至少由讀寫器和電子標(biāo)簽（或稱射頻卡、應(yīng)答器等）兩部分組成，另外還包括天線，主機(jī)等，而軟件方面的設(shè)計(jì)主要圍繞中間件或讀寫器進(jìn)行，該系統(tǒng)主要以RFID技術(shù)為關(guān)鍵部件進(jìn)行拓展，結(jié)合機(jī)械數(shù)控技術(shù)，圖書數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)圖書的智能化監(jiān)控及管理。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與模型設(shè)計(jì)

1.1 現(xiàn)代智能圖書管理體系框架

EPCglobal是國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)EAN和美國(guó)統(tǒng)一代碼委員會(huì)（UCC）的一個(gè)合資公司，EPCglobal網(wǎng)絡(luò)EPCglobal網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)即時(shí)識(shí)別和供應(yīng)鏈信息共享的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。該模型大體分成兩塊：（1）硬件設(shè)備：包括RFID標(biāo)簽及各式讀寫器，其中在每本圖書中嵌入的標(biāo)簽（射頻卡）是整個(gè)智能監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，這些標(biāo)簽中所含的圖書信息，將由不同的RFID讀寫設(shè)備進(jìn)行讀取，這些設(shè)備包括：自助借還機(jī)、安全門禁、圖書信息實(shí)時(shí)采集機(jī)、手持終端等；（2）應(yīng)用服務(wù)：位于中心服務(wù)器中的各項(xiàng)應(yīng)用服務(wù)在接受到數(shù)據(jù)后，將聯(lián)系信息數(shù)據(jù)庫(kù)（EPCIS），調(diào)出書籍詳細(xì)信息參與處理計(jì)算，然后將結(jié)果存儲(chǔ)到工作數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)提供良好的人機(jī)界面以便用戶進(jìn)行檢索、借閱等各種可視化操作。

1.2 館藏監(jiān)控

館藏監(jiān)控由書架、RFID采集設(shè)備、PLC多路復(fù)用無(wú)線電路等組成，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)圖書RFID信息的采集傳輸及分析。

1.2.1 圖書編碼。圖書館的藏書分布主要是以區(qū)、架、列、層為存放單位定位格的位置，在格內(nèi)以分類號(hào)排序存放圖書，所以藏書的檢索如果能精確定位哪格最為關(guān)鍵，雖然圖書的排架是以分類號(hào)為主，但是對(duì)于一般的讀者來(lái)說(shuō)，能夠提供給精確的位置信息，才是迅速找到圖書的關(guān)鍵，比如區(qū)信息要包括書庫(kù)編號(hào)如第N層第N室，接著就是書架號(hào)、然后在書架的第幾列，列上第幾層，層內(nèi)第幾本，RFID標(biāo)簽的優(yōu)點(diǎn)在于它能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，所以講藏書的位置信息、狀態(tài)信息可直接存在標(biāo)簽上，這樣可以減少服務(wù)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸量以及系統(tǒng)處理響應(yīng)時(shí)間，特別在門禁、圖書上架的環(huán)節(jié)。

1.2.2 PLC多路復(fù)用電路。自上個(gè)世紀(jì)六十年代美國(guó)推出可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來(lái)，PLC得到了快速發(fā)展，在國(guó)內(nèi)許多行業(yè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，PLC相對(duì)繼電器電路的優(yōu)點(diǎn)在于可改寫性，用于采集器工作電路中可以便于書架及RFID天線位置的調(diào)整而不至于在線路改造上浪費(fèi)太多的投入。

2 數(shù)據(jù)方案

2.1 數(shù)據(jù)采集

采用館藏監(jiān)控設(shè)備可以大大提高圖書數(shù)據(jù)的采集速度，比如一個(gè)25萬(wàn)冊(cè)存書的圖書館5-6分鐘即可完成所有圖書的采集，但是跟手工采集一樣也會(huì)出現(xiàn)圖書的漏采，主要也是由于書架上金屬擋板的屏蔽，以及書架有些圖書比較薄，書簽距離近導(dǎo)致互相屏蔽，為了提高采集的數(shù)據(jù)的可靠性，就采用安裝2-3架采集器重復(fù)采集2-3次，并將這2到3組數(shù)據(jù)進(jìn)行排重后最終生成實(shí)時(shí)架上圖書數(shù)據(jù)。

2.2 實(shí)時(shí)館藏?cái)?shù)據(jù)

實(shí)時(shí)館藏?cái)?shù)據(jù)的獲取分為幾個(gè)步驟來(lái)完成：（1）總館藏?cái)?shù)據(jù)的提取，此步驟可以在啟動(dòng)盤點(diǎn)前預(yù)先完成，特別在近期沒(méi)有新書入庫(kù)或圖書剔舊的情況下一般不用每次都直接從圖書系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取，而是從備份數(shù)據(jù)庫(kù)中提取這樣可以降低數(shù)據(jù)訪問(wèn)時(shí)間。（2）在借圖書數(shù)據(jù)的提取，圖書館開放期間在借圖書也就是不在館圖書的數(shù)量是實(shí)時(shí)變化的。（3）實(shí)時(shí)館藏?cái)?shù)據(jù)=總館藏?cái)?shù)據(jù)-在借圖書數(shù)據(jù)。

2.3 圖書盤點(diǎn)分析

（1）初步疑似丟失圖書=實(shí)時(shí)館藏?cái)?shù)據(jù)-實(shí)時(shí)在館圖書數(shù)據(jù)。由于在館圖書因?yàn)椴杉O(shè)備以及圖書標(biāo)簽故障的原因還是可能發(fā)生漏采，還有有些書由于隨意堆放而沒(méi)采集，對(duì)于一些漏采圖書在發(fā)現(xiàn)后及時(shí)修復(fù)RFID芯片，或適當(dāng)調(diào)整采集器的位置，可以將圖書漏采冊(cè)數(shù)逐漸降到零。（2）二次疑似丟失圖書=初步疑似丟失圖書-近期有流通記錄圖書。排出近期有流通記錄的圖書，因?yàn)檫@部分圖書大多可能是屬于那些沒(méi)及時(shí)上架或隨意堆放的圖書。（3）最終確認(rèn)丟失圖書=二次疑似丟失圖書-精確定位人工確認(rèn)數(shù)據(jù)。最后一步就是要對(duì)二次疑似丟失圖書進(jìn)行最后確認(rèn)，那就導(dǎo)出這部分圖書的具體館藏位置數(shù)據(jù)表單，在下個(gè)工作日由專門的工作人員到書庫(kù)進(jìn)行人工確認(rèn)。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

該體系架構(gòu)中，用戶界面模塊是系統(tǒng)的用戶接口，負(fù)責(zé)顯示界面控件、部署效果及動(dòng)態(tài)反饋系統(tǒng)運(yùn)行情況等，用戶根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求及RFID仿真情景來(lái)自定義部署系統(tǒng)，配置界面調(diào)用館藏采集設(shè)備模塊的各種采集設(shè)備屬性和配置參數(shù)供用戶修改，其中用到的各種參數(shù)均從RFID資源配置庫(kù)中下載。采集設(shè)備模塊對(duì)仿真系統(tǒng)中的虛擬標(biāo)簽和虛擬讀寫器進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)時(shí)接收運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的各種原始數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果提交數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行二次數(shù)據(jù)處理（如業(yè)務(wù)規(guī)則事件觸發(fā)），所有結(jié)果數(shù)據(jù)保存在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)將部分?jǐn)?shù)據(jù)返回至用戶界面模塊。這里需要提到的是設(shè)備驅(qū)動(dòng)子模塊，該模塊統(tǒng)一封裝常用RFID設(shè)備廠商驅(qū)動(dòng)并提供EPCGlobal規(guī)定的讀寫器標(biāo)準(zhǔn)接口，目的是在必要時(shí)連接RFID實(shí)物設(shè)備對(duì)仿真系統(tǒng)某些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行校正，使總體仿真結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。RFID資源配置數(shù)據(jù)庫(kù)作為整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源實(shí)時(shí)保持更新，它可以存儲(chǔ)在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中，也可以保存在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，供仿真系統(tǒng)下載和調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)，程序代碼通過(guò)JDBC技術(shù)來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

圖書館圖書自動(dòng)化盤點(diǎn)及監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，解決了圖書館藏書量大，圖書流通量大，圖書館入手緊缺，又需要不定期的盤點(diǎn)圖書，以便對(duì)那些錯(cuò)架，亂架、丟失、標(biāo)簽損壞的圖書進(jìn)行及時(shí)糾錯(cuò)，修補(bǔ)等問(wèn)題。引入的現(xiàn)代化圖書物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為實(shí)現(xiàn)圖書館的數(shù)字化管理智能，高速，準(zhǔn)確的管理提供了良好全面的技術(shù)支撐。

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作者簡(jiǎn)介：陳錦斌（1975-），男，福建省寧德人，寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院，教師，研究方向：數(shù)字化管理。