智慧图书馆RFID智能管理系统解决方案

发表时间：2020-05-20 人气：3407

传统图书馆的图书流通管理采用磁条和条码系统，磁条为安全防盗功能，条码为馆藏标识功能。磁条（EM）管理系统存在自动化程度低，借阅或归还均需人工处理；图书查找、顺架、排架困难；馆藏清点繁琐耗时，劳动强度高；服务时间受限，不能充分发挥图书馆功能等诸多问题。而RFID技术的出现极大地提高了采集数据的速度，特别是在运动过程中实现了快速、高效、安全的信息识读和存储，而且具有信息载体身份的唯一性，这些特性决定了RFID技术在图书馆领域具有广泛的应用前景。

RFID技术可以使图书馆增强图书流通，提升图书馆管理和服务水准，使图书馆从图书的监管者转变为知识的诠释者成为现实，而您要做的只是拓展图书馆的文化业务功能，使其更为人性化、乐趣化，从而更快地向集群化图书馆迈进。

RFID系统在图书馆的应用已经有了10多年的历史。据统计，全国高校馆、公共馆共5000多家。截止2017年底，已有1700多家图书馆应用了RFID技术，其中高校馆约700多家、公共馆约1000多家。

图1、图书馆智能化技术发展方向

1.1RFID技术简介

射频识别是无线电技术在自动识别领域中的应用，其英文为Radio Frequency Identification，简称为RFID，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频技术自动识别目标对象，并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境中。射频识别是以无线方式进行双向通信，其最大的优点在于非接触，可实现批量读取和远程读取，可识别高速运动物体，操作快捷方便。短距离射频产品不怕油腻、灰尘污染等恶劣的环境，可在这样的环境中替代条形码。

1.2无线射频识别基本工作原理

射频识别系统主要由电子标签、读写器、天线三部分组成。读写器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，并将电子标签信息通过天线发送出去，读写器将电子标签信息利用解码板进行解码，再通过网络或RS232等接口将标签信息传送到计算机。

如下图所示：

工作时，它通过读写器不断发射用于激活电子标签的无线电波，被激活后的电子标签发射出加密的载有目标识别码的高频无线电波，经微处理器中的软件处理后，提取出真正的目标代码，并将这种数字信息传送到控制计算机。通过这种对远距离移动或静止目标进行非接触式信息采集处理的方式，可实现对各类文献资料在不同状态（移动、静止）下的自动识别，从而实现图书馆RFID自动化管理。

1.3RFID技术应用优势

RFID图书馆智能管理系统以电子标签技术为基础，对读者、图书、文献、书库书架的一体化标识，构架起计算机信息和馆藏文献、读者服务之间的更为方便、高效、便捷的管理与服务体系。系统以全新的读者服务理念和文献管理模式为先导，以图书馆服务工作和文献管理的实际需要以及存在的问题为目标，全面实现图书馆文献管理的智能化、高效化。RFID图书馆智能管理系统拓展了图书馆的业务，提高了图书馆馆员的工作效率，并能为读者提供更加便利快捷的图书借还、查询等服务的同时，做到对读者信息和借阅图书的双重记录，实现了电子防盗和记录借阅信息流程的统一。

RFID图书管理系统具有体积小、容量大、可重复利用、支持快递读写、使用寿命大、可识别移动目标、可进行多目标识别等特点。

RFID系统特点优势

下图为RFID技术应用优势图：

RFID技术应用优势图

1.4系统主要功能

建设RFID图书馆智能管理系统，通过RFID系统来识别、追踪和保护图书馆的所有资料，实现图书借还的无人化，顺架、查找、馆藏盘点智能化，目的是极大地提高图书馆资料处理的效率。

本方案基于先进完整的 RFID 体系结构，充分利用 RFID 技术的可读写性、高可靠性、高存储量、可定制化的特点，在满足客户的现实需求和保障现有基础设施的前提下，充分考虑到系统的扩展性和开放性，以RFID 图书电子标签为信息载体，实现了 RFID 系统同图书管理系统的有机融合，简化了图书管理的流程，提高了图书管理的效率，为读者提供了更为人性化和便捷的借还书服务。RFID智能管理系统在实现自助借还、快速盘点、门禁防盗、智能分拣等服务的基础上，通过三维定位系统、智能监控系统、微信借阅系统等各子系统实现馆际互借、智能导航定位、智能监控、数据实时记录、预约图书、手机借书、智能找书等功能，创建智慧型图书馆。下图为智慧图书馆主要功能说明：

1.5 系统基本运作流程

1.6 RFID系统总体结构

图书馆RFID系统由RFID硬件、计算机集成设备、软件组成，RFID硬件通过标准串口或者USB接口与计算机集成设备连接，组成图书馆RFID系统的终端，RFID系统终端通过终端软件与图书馆管理系统服务中心连接，其物理连接为网络连接或者数据拷贝交换。终端软件与图书馆管理系统服务中心的连接遵守图书馆业内相关协议和计算机网络协议。系统总体结构图如下：

RFID系统总结构图

RFID图书馆智能管理系统，利用领先的RFID技术，以RFID标签和核心，将门禁、借书卡、图书标签、标签转换装置、馆员工作站、自助还书机、分拣系统、自助借还书机、移动盘点平台、自助办证机、智能书架、预约书柜以及馆24小时自助图书馆系统软件融合为一体，开发WED发布系统、三维导航系统、监控系统及手机借阅系统等多项子系统，实现了迄今最便捷的图书管理功能，是为图书馆量身订做的智能管理系统，它以国际领先的分层设计思想为基础，结合中国图书馆管理的现状，充分应用现代RFID的先进成果，从图书盘点、图书查找、自助还书、自助借书、自助办证、图书门禁等各个角度，给出了最优化的选择，涉及图书管理的各个方面，是图书智能管理的完美解决方案。产品系统拓扑图如下：

RFID产品系统拓扑图

1、RFID标签：用于记录图书资料信息和安全防盗功能，是RFID系统的操作对象。系统的核心是RFID标签。RFID标签可用于图书、参考资料、CD、DVD和磁带。标签都自带粘贴，直接粘贴到上述资料上。这些灵活多样的标签的使用，使得图书馆馆员工作更加高效，既减轻了那些耗时、费力和重复的工作，又解决了传统技术无法克服的受局限的工作。帮助工作人员节省时间，为读者提供更优质的服务。标签同时替代条码和磁条装置，集两种功能于一身（‘标识’和‘安全’）。在图书馆领域，这种二合一的特点大大提高了资料处理能力。其捆绑在一起的防盗功能，使得在流通处理过程中，能在一个单一操作中快速、准确地实现图书流通功能。

2、RFID天线：在标签和读取器间传递射频信号；

3、RFID读写器：通过RFID天线对RFID标签进行读写数据操作；

4、RFID馆员工作站：集成式设计，可用于标签编写，借书，还书，查询以及读者帐户管理。帮助图书馆馆员分别快速办理多份借或还文献资料的手续。一叠贴有RFID标签的文献资料放在指定的工作站区域，文献资料识别和防盗位的开启/关闭操作就同时执行。由于文献资料识别和安全管理是在同一步操作中完成的，无须先办理借还手续，再写入防盗位，因此可达到最高的工作效率。RFID读者卡也可以通过这种工作站识别。用于阅读的RFID天线应该做到在识别过程中不受天线周围的其他标签的影响，只有在天线正上方的标签才能被读到，使得RFID识别更准确。

5、标签转换工作站：主要完成对图书馆电子标签的注册、转换、注销等功能。电子标签通过转换，与图书信息进行绑定，完成流通前的处理操作。系统还有对架标标签、层标标签、借书卡标签的注册与注销功能。标签转换系统支持SIP2协议，实现系统无缝连接，同时兼容图书馆条码系统。

6、图书馆自助借还系统设备：主要用于读者自助服务，完成借书，还书以及读者本人基本信息查询功能。在RFID应用系统中，让读者直接受惠的产品是自助借还设备。读者只需把文献资料和读者证放到指定位置，即可一次完成多本资料的借/还处理手续,同时将所有这些资料的安全标识位都重置上正确的状态。操作完成后，可根据读者需要选择是否打印收据，收据格式可设定。自助借/还系统通过标准的 SIP2协议与后台应用管理系统连接。同时具备离线处理能力，当图书馆服务器出现故障时，自助借还系统自动进入离线处理状态，一旦连接恢复，所有操作的信息均自动上载。在离线处理过程中，所有重要的数据信息均被记录下来，同时将资料的安全标识位置上正确的状态。

7、自助还书系统：用于读者自助还书服务，不受开馆闭馆时间限制。是一种可对粘贴有RFID标签的流通资料进行读取、识别和归还处理的设备系统，它对读者提供24小时自助还书服务，设备配备触摸显示屏，提供简单易操作的人机交互界面、图形界面，可以通过SIP2协议与应用系统无缝连接，快速准确地完成归还，设备安全可靠，美观大方。

8、分拣系统：智能分拣系统设备是一种一次可对单本粘贴有 RFID 标签的流通资料进行识别并按类别进行分拣的设备系统，用于实现全自动对图书进行收集、归类、整理工作，可减轻馆员的工作量，可以与 24 小时自助还书系统设备和图书传送带系统设备无缝集成，且可以通过SIP2协议或NCIP协议与应用系统连接，快速准确地完成图书信息查询工作，设备安全可靠，美观大方。

9、手持盘点系统：主要用于图书在架，与在馆状态的数据采集与查找；手持盘点机为一种携带轻便、功能独特的阅读器，其功能是快速完成图书的准确清点，图书馆馆员利用它可以很轻松地查到高架位上的文献资料。借助于简单的应用软件的帮助，阅读器也可用于指定资料的查找、顺架、整架等业务处理。

10、推车式盘点系统：以图书标签为馆藏资料管理介质，多功能移动盘点车为主要工具，通过架标与层标，构筑基于数字化的智能图书馆环境，从而实现图书馆新书入藏、架位变更、层位变更、图书剔除和文献清点工作，实现馆藏的图形化、精确化、实时化和高效率。系统具有操作界面友好，数据处理能力强等特点。

11、RFID安全检测设备：主要用于图书安全防盗功能。是可对粘贴有RFID标签或粘贴有磁条的流通资料进行扫描、安全识别的系统，用于流通部门对流通资料进行安全控制，以达到防盗和监控的目的。该设备系统通过对书籍借阅状态的判断来确定报警提示信息是否鸣响。设备安全可靠，坚固耐用，美观大方。

12、智能书架系统：能够与图书馆自动化系统配合完成图书盘点工作，系统能够生成在架图书列表，并将数据自动提供给图书馆自动化系统，实现与在借图书列表比对后能生成遗失图书列表。系统可以根据遗失列表自动更改单册状态，根据遗失列表在架上盘点时自动报警提示，同时生成在架和错架图书的所在正确位置列表。

13、RFID管理系统：与图书馆现有图书馆自动化管理系统实现无缝连接，实现读者识别、图书识别及相应的图书借还等功能。系统平台以面向网络化、标准化、数字化、为基本设计思想，具有完备的系统功能、友好的用户界面、灵活的参数设置，并遵循各类标准协议。同时，投标方应承诺对将来招标人基于RFID系统实施的创新服务提供必要的技术支持。

14、WEB查询定位系统：为读者提供快捷、方便的查询方式。读者可以题名、责任者、主题词、出版社、ISBN、中图分类法等进行模糊查询与多结查询，不但能够舍近求远到图书的详细信息，还能图形化显示、定位图书所在的书架位置。Web查询定位系统为读者提供更为个性化的图书检索查询方式，提高图书馆人性化服务水平。网页界面美观，布局合理大方。

15、智能监控系统：用于实时监控图书馆所有已经安装的RFID设备的工作状态，并可实施远程设备诊断和控制，并记录报警日志控制RFID设备的运行。

16、微信借阅系统：读者通过网上借阅平台以及APP功能实现手机借阅，通过网上借阅平台或者APP可以查询到图书馆所有管藏图书、新上架图书、推荐热门图书等信息，读者可以方便快捷借阅图书。

实际使用中，各个系统和总数据库的通信以及彼此之间的通信组成了一个小型局域网络，RFID系统中的自助借还系统、自助办证系统、24小时室外归还系统、24小时城市街区自助图书馆系统同时承担RFID图书馆展现发布的终端服务功能，同时自助借还的相关信息及架位管理信息将通过统一的RFID图书馆管理平台与后台软件系统进行数据交换。

RFID智能图书馆系统结构拓扑图如下图所示：

智能图书管理系统结构拓扑图

1.7、 RFID智能馆藏建设环境

1、建设图书馆RFID管理系统网络运行环境

图书馆RFID智能管理系统运行于图书馆的内部网络之上，采用符合标准TCP/IP协议的百兆以太网。相应图书管理系统和图书馆RFID智能管理系统均运行在这个内部网络，RFID智能管理系统的各个终端设备是网络上执行不同任务的客户终端。

除了标准的百兆以太网之外，由于RFID系统中使用了移动盘点车等设备，因此系统的网络运行环境建议采用有符合802.1x标准的无线网络环境，无线网络的范围需要覆盖图书馆馆藏的所处的物理空间位置。

同时图书馆管理系统的网络环境也要接入互联网。这样读者可以在互联网上完成查阅图书、续借图书等操作；并且，通过互联网，可以对系统进行远程维护，并提供在线技术服务。

2、部署图书馆RFID智能管理系统RFID硬件设备

RFID硬件设备均采用RFID核心读写技术，并根据各自不同的功能需求实现相应功能，这些设备包括：安全监测门、自助借还系统设备、自助办证设备、24小时自助还书设备、馆员工作站、盘点设备、RFID标签转换系统设备、智能书架、预约书柜、自助图书馆设备等。各个RFID终端设备均作为一个客户终端接入系统网络。

3、搭建RFID应用服务器平台，实现对RFID系统设备及应用系统的实时监控

图书馆RFID系统采用了多个RFID系统设备，并集成了相应图书馆管理系统、RFID应用软件系统以及一卡通等系统。

搭建RFID应用服务器平台，平台将对RFID系统的各个终端设备进行实时监控管理，并对各个应用系统之间的数据交互进行监控管理。应用服务器平台实现了对各设备和应用系统及时状态的查看，并实现了对历史纪录的报表和统计功能。

4、建设图书馆RFID管理系统应用软件，实现图书流通管理及馆藏管理

图书馆RFID管理系统的各个设备终端均需要有相对应的应用软件系统得支持来实现比较复杂的业务应用流程。

RFID终端设备以及应用软件系统将完成图书自助借阅和归还功能，并需要实现智能标签初始化、智能安全检测系统以及图书查找、顺架以及馆藏盘点等功

5、应用RFID中间件技术搭建系统集成平台，保障各系统之间的数据交互通畅

图书馆RFID系统需要多个系统的高效集成来实现，不同异构的系统之间将需要进行一定的数据交换。通过运用RFID中间件技术搭建的系统集成平台除了能解决不同系统之间的数据接口问题，同时也可对各个终端设备的读写操作进行控制。

1.8实现与图书管理系统无缝对接

RFID系统是图书馆的组成部分，是依附于图书管理系统而存在的新一代智能型标签管理系统，因此，该系统必须要同图书馆的图书管理系统进行对接，交换数据。

解决此问题的方式可以通过NCIP协议或者SIP2协议进行，SIP2协议提供一个标准接口给图书馆的自动流通系统(ACS) 和图书馆自动化设备之间，适用于自动流通系统作为提供相关读者信息和图书馆文献资料信息给自助设备和服务时所需的接口。

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