基于RFID关键技术的图书馆标准管理专业系统设计.doc

基于RFID技术图书馆管理系统设计

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摘要：详细阐明了基于R FID 技术设计数字化高校智能图书馆管理系统工作原理及其整体构造。该系统图书与借阅证使用RFID标签， 通过在每个书架一侧安顿终端自助借还机，学生可多节点自助借还书籍，从而避免了高峰期前台拥堵；同步，规定读者将已借书籍还至指定书架，规范了学生借还行为，节约了馆员整顿上架工作量，更好地提高了图书流通管理和典藏管理工作效率。该系统将进出口分膈为两个通道，高校学生可携带图书馆书籍进入馆内阅读，带出时需在出口处检测机进行检查书籍，可以便学生准备考试及阅读，实现了开放化、规范化、智能化高校图书馆管理，具备安全、可靠、以便 、易维 护等长处 。
核心字：RFID；自助借还；开放化；物联网智能图书馆；安全可靠

目录
1系统工作原理 4
1.1进馆工作原理 4
1.2出馆工作原理 5
2硬件构成 7
2.1自助借还机硬件 7
2.2图书馆系统柜台工作站及出口检测站主机硬件 7
3程序设计与实现 8
3.1读卡器模块中控制程序 8
3.2数据库管理程序 8
4结语 9

1系统工作原理
系统某些重要涉及终端自助借还机模块、图书管理系统服务器、柜台工作站、出口检测站。整个图书馆RFID智能管理系统应用软件涉及智能流通标签初始化转换系统、柜台工作站应用功能集成系统、读书自助借还书系统、出口检测系统。图1所示是其系统原理图。高校图书馆智能管理系统以一种书架为一种节点，通过以RFID读写器为主终端自助借还机进行指定书架借还操作，并通过无线收发模块同步至服务器，实时挂（脱）钩学生与书籍信息，完毕自助借还书过程。在出口设立检测机会对带出图书馆书籍进行二次检测，判断与否已在书架终端自助借还机处登记借出。

图1 系统原理图
1.1进馆工作原理
本系统旨在打造开放式智能图书馆，在人口处不设门禁，可携带已借图书馆书籍进入馆内阅读，解除了普通图书馆对带入书籍限制，以便了学生准备考试和复习阅读。
借书时，学生可在柜台工作站输入书籍名称或编号，以查询书籍状态(与否可借)和所在书架号。该书架配备自助借还机在待机状态显示操作环节，借书先刷借阅证，读取学生信息，再刷书籍标签，读取书籍信息 (书籍名和所在书架号)并打包成 32 位编码通过无 线收 发模 块传播到数据库，从而将书籍与借书人信息挂钩。还书则需要到指定书架只刷书籍标签，与书架特定编号同样打包成 32 位编码通过无线收发模块传播到数 据库，将 书籍与借书人信 息挂钩。此时也许有忙、操作失败、操作成功等三种信息状况返回并通过液晶显示：其中，“忙 ”表达数据库正被 占用，可5S刷新一次，5次忙则返回待机状态；“ 操作失败” 表达超过借阅限额、操作顺序错误或未在指定书架操作；“操作成功”则表达借书成 功或还书成功，并显示该借阅证中已借书籍数量和还能借书数量。本系统借还书流程如图2所示。

图2 借还书流程图
1.2出馆工作原理
若读卡器扫描不到任何书籍标签信息，即表达此人没有借书，可以通行；若携带图书馆书籍，也许为已借出书籍带入馆内阅读；若为未借状态，则需要到指定书架自助借还机处进行借阅登记方能通行。图3所示是系统出口设立检测流程。图4所示是该图书馆人员出馆数据库更新流程。

图3 出馆流程

图4 人员出馆数据库更新流程
2硬件构成
硬件构成重要涉及自助借还机硬件和图书馆系统柜台工作站及出口检测站主机硬件。
2.1自助借还机硬件
本系统自助借还机重要由主控MCU、液晶显示、无线收发模块和射频读写芯片、天线及匹配电路构成。主控MCU采用STM32，重要提供对射频读写芯片、液晶显示以及无线模块收发控制操作。射频读写芯片采用RC522，运用先进调制和解调概念，完全集成了在l3.56MHz下所有类型被动非接触式通信方式和合同，支持ISO14443A多层应用。它负责接受主控MCU控制信息并完毕与RFID标签通信操作。为了发送、接受稳定高频信号，射频读写芯片要通过高频滤波电路与天线某些连接。天线某些，涉及线圈及匹配电路为读写模块实现射频通信必不可少一某些。读写模块要依托天线产生磁通量为RFID卡提供电源，在读写模块与RFID卡之间传送信息。液晶使用12864，四行显示分别为
高校智能图书馆自助借还系统、学号、书籍名、状态。无线收发模块采用LSDRF4310N01无线模块，它是基于TI射频集成芯片CCll01射频模块，是一款商陛能射频收发器，可广泛应用于各种场合短距离无线通信领域。自助借还机具备体积小、功耗低、传播距离远、抗干扰能力强等特点。图5所示是自助借还机硬件框图。

图5 自助借还机硬件框图
2.2图书馆系统柜台工作站及出口检测站主机硬件
本系统以STM32为主板连接无线模块、网络接口、柜台工作站PC上位机、出口检测读卡器以及作数据库SD卡。图6所示是系统主机硬件框图。

图6 主机硬件某些
3程序设计与实现
程序设计重要涉及读卡器模块中控制程序和数据库管理程序。
3.1读卡器模块中控制程序
通过对主控MCU编程，控制射频读写芯片依照ISO/IEC4443合同与RFID卡进行射频通信，完毕对RFID卡各种操作以函数形式合理封装，供二次开发顾客调用。控制程序重要有通信握手、数据发送、数据接受中断服务、译码纠错、RC522通信、读数据以及控制液晶显示，所有控制程序采用单片机C语言实现。
3.2数据库管理程序
数据库管理程序重要完毕数据库建立和对数据库中数据查询、设 置，同步要负责接受从读卡器传来数据并进行相应解决操作，数据库管理程序用C语言编写。数据库建立：在数据库中建两张表，一张记录馆藏书籍信息，另一张记录个人资料及其图书借阅状况。馆藏书籍信息表由书籍标签序列号、名称、所在书架号、作者、出版社、出版日期及借阅状态等字段构成；个人资料及其图书借阅状况表由学号、姓名、照片及所借书籍名称、序列号、所在书架号、借阅时间、期限、容许再次借阅书籍数目、出入馆状态等字段构成。两张表都可以在有权限条件下进行添加、修改、删除等操作；查询则不设权限，可按学号、姓名、书籍名称、序列号、索书号等进行查询。数据接受及解决：读取数据由后台线程完毕，线程在程序运营时即创立。读卡器传来数据存储在程序缓冲区中，此缓冲区已在程序初始化时分派。—旦检测到程序缓冲区中有数据就对数据进行读取，并经解决后写入数据库中。
4结语
本系统一次性投入成本比较低，并且可以较好地和既有图书馆系统融合。以射频辨认技术为主实现高效借还，节约人力。在各书架都能实现自助借还书，避免长时间排队等待借还状况，同步减少馆员数量需求，并使得图书管理规范化。规范学生借还书行为，规定借 书学生必要将书籍还回指定书架方能消除借书记录，避免了书籍错放、乱放；同步，容许携带已借图书馆书籍进入图书馆，解除带人书籍来源限制，并在出口处进行检测，为学生带来极大便利，又避免盗窃书籍行为。该系统具备一定扩展性，借阅证可扩展为校园一卡通。