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基于物联网的图书馆管理系统设计
随着计算机和通信技术的飞速发展,目前图书馆普遍采用条形码和磁条报警系统对图书进行管理.这种管理方式的优点是成本低,简化了借阅手续,提高了效率，缺点是智能化程度不高。从图书馆管理的角度看，条形码易损坏且易受潮，可读性能低,不支持多目标的识别； 磁条报警系统对任何带有符合共振标准的磁性物质都会反应，易产生误报警； 受条形码特性的限制，一般采用人工排架，效
[1],
率低 .从读者使用的角度看 受技术条件的限制，仍需要采用手工借阅方式查找、借阅、固定地点还书等。随着物联网技术的兴起和发展,读者对管理智能化的要求不断提高，条形码信息录入与磁条书馆管理和读者的要求。因此，建立一种基于物联

［作者单位］南阳理工学院图书馆，河南 南阳473004
［作者简介］张荣勤（ 1967－） ，女，河南省南阳人，本科，馆员,发表论
文 10 篇。
网的管理模式势在必行。
1 物联网概述
物联网（ Internet of Things 或 Internet of Objects) 一词是射频识别技术（ RFID) 的创始人、美国麻省理
工学院前 Auto－ID 中心的 Kevin Ashton 博士于 1999
年首次提出的。2005 年 11 月在突尼斯举行的世界信息社会峰会上，国际电信联盟( ITU） 发布的《ITU
互联网报告 2005： 物联网》正式确定了物联网这一概念。它不再仅指该概念雏形时期的基于 RFID 的
物联网，而是把物联网定义为通过 RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议,把任何物体与因特网连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟
［2］
踪、监控和管理的一种网络。自2009年IBM的
［3］
首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球” 概念以来，物联网已成为国内外研究的热点。
物联网由传感网络设备、传输网络和应用控制网络系统构成,具有全面感知、可靠传递、智能处理
中华医学图书情报杂志 2011 年 9 月 第 20
卷第 9 期
Chin
J Med Libr Inf Sci，Vol． 20 No． 9 September,2011
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3 个重要特征.全面感知是指利用 RFID、传感器、
2． 2
传感器

二维码等随时随地获取物体的信息，实现物体的识

国家标准 GB7665－87 对传感器的定义为“能感

别，是物联网系统的前提; 可靠传递是通过现有的
受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信

各种通信网络与因特网融合，将物体的信息实时准
号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组

确地传递出去，是实现异地感知的基础; 智能处理

［8]
。传感器能够满足信息的传输、存储、处理等

成"

是指利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，
工作。国外传感器厂商有 Honeywell、BOSCH 等,国

对海量的数据信息进行分析和处理,对物体实施智
内有沈阳市传感技术研究所等.

［4］
.

2． 3
智能芯片

能化的控制和管理

自 2009 年 8 月温家宝总理提出将无锡建成“感

物联网所需的智能芯片具备人性化思维行为

[5]
以来，物联网被正式列为中国五大
的特点。涉足智能芯片的国外厂商有 TI、Infineon

知中国"中心

新兴战略性产业之一,并写入“政府工作报告"，受
等,国内有大唐微电子、同方微电子等。

到全社会极大的关注。图书馆作为信息服务机构，
2． 4
无线传输网络

应该抓住发展机遇，通过物联网的系统化发展与应

无线传输网络设备商有中兴通讯、烽火通信、

用,推动现代图书馆管理向智能化方向前进。

凡谷等，运营商有中国移动、中国联通、中国电信等.

2 管理系统设计的关键物联网技术

3
系统设计

基于物联网的图书馆管理可以细分为标识、感
3． 1
功能设计

知、处理和信息传送 4 个环节。RFID、传感器、智能

按照读者和图书馆员的职责划分,基于物联网

［6]
。
的图书馆管理系统分为后台和前台两部分.后台

芯片和无线传输网络是每个环节的关键技术

2． 1 RFID

主要完成图书分编、加工、贴电子标签和流通、典

RFID 是一种自动识别技术，兴起于 20 世纪 90
藏,完成借书证的办理、图书盘点、错架图书整理

年代，通过无线射频方式完成非接触双向的数据通
等，还应具备实现与现有图书馆管理系统无缝对接

信,对目标进行识别并获取相关数据。RFID 系统一
的标签转换功能； 前台主要针对读者，需完成自助

般包括射频电子标签、阅读器、天线和应用系统 4 个
借还书、图书查找及现刊、过刊阅览室和电子阅览

部分,应用系统通过天线控制阅读器和电子标签。
室管理，和门禁检测等功能。其功能设计见图 1.

在基于物联网的图书馆管理系统设计中,RFID 标签

中存储着规范而具有互用性的信息 （ 如图书信息、

架标信息等） ，通过无线网在应用系统的控制下将

其自动采集到中央信息系统，实现图书的识别,通

过计算机网络实现信息的共享与交换,从而实现对

图书的“透明"管理.深圳市远望谷信息技术股份

有限公司的“图书馆图书电子标签"专利产品的电

子标签尺寸小、安装方便隐蔽性强，成本低，易批量

加工生产,使用 UHF 频率标签，可以贴在图书任意

图 1 基于物联网的图书馆管理系统功能框架图

位置，如装订线附近,通过操作读写器即可读写标

签中存储的馆藏图书的相关信息。该公司的另一
3． 2
系统架构设计

项专利“图书 RFID 标签贴标设备及其应用”,是为

基于物联网的图书馆管理系统是由标签初始

了改变目前人工粘贴用电子标签，导致粘贴位置不
化转换子系统、借书证办理子系统、图书盘点子系

统一、标签易弯折、工作效率低等弊端而发明的图
统、图书分拣子系统、自助借书子系统、自助还书子

书超高频读写标签和快速隐蔽式安装的贴标设备。
系统、图书查询子系统、过刊、现刊及电子阅览室子

深圳市俊波软件公司发明的“一种图书自助借还装

[9－10]
。

系统、安全门禁防盗子系统等构成

，

，

3． 2． 1 标签初始化转换子系统

置及方法”既包括了图书自助借还装置 又包括图

[7］
.

由控制主机和标签转换装置构成，控制主机安

书馆管理软件系统及其数据库装置

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期
Chin J Med Libr Inf Sci，Vol． 20 No． 9 September,2011

装有标签转换软件系统,实现图书 RFID 电子标签、
3． 2． 8 过刊、现刊及电子阅览室子系统
架标标签以及借书证电子标签与条形码等现有图

利用 RFID 读写器，通过借书证识别读者身份,
书馆信息的绑定数据转换工作.
收集并储存读者的信息，比如每天读者在过刊、现
3． 2． 2 借书证办理子系统
刊及电子阅览室的时间等。
主要由借书证管理工作站、RFID 读写器等构
3． 2． 9 安全门禁防盗子系统

成，完成借书证的办理、激活和管理等工作。
3． 2． 3图书盘点子系统
主要部件有控制主机和无线的手持 RFID 读写器，并分推车式移动盘点和手持式盘点两种方式。利用 RFID 读写器可快速、准确、批量、远距离完成对图书的盘点和错架图书的整理，极大地提高了盘
点效率。可在每个书架各层的侧面安装 RFID 天
线，通过多路复用器和 RFID 读写器相连.RFID 读
写器读取到每一书架层的 RFID 数据，将采集到的数据发送到控制主机，更新并显示当前数据信息。
3． 2． 4分拣子系统
主要部件为智能图书分拣机，它根据图书的
RFID 电子标签,按照设定的类别自动识别,自动归还图书,大大提高了图书分类整理的效率.
3． 2． 5自助借书子系统
由控制主机、液晶触摸显示器、卡阅读器、RFID
模块、嵌入式打印机、多媒体语音系统构成。读者先把 RFID 借书证放置在卡阅读器上,读出借书者的详细信息,再把欲借图书放在 RFID 读写器上获得该书的电子标签，通过主机的自助借书软件把读者编号和书籍编号发送到后台处理终端进行存储记录,从而完成图书的自助借阅。
3． 2． 6自助还书子系统
主要由控制主机、液晶触摸显示器、RFID 读写器等构成。自助还书设备安放在图书馆外，可 24 小
时自助还书.读者把图书放在还书口，安装在还书口的 RFID 读写器天线捕捉到归还图书的信息并进行操作。还书完成时，指示灯显示还书成功，该书的 RFID 标签将被重新设置,否则需重新还书.
3． 2． 7图书查找子系统
主要由 RFID 阅读器、计算机和无线局域网构成，有移动式查找和固定式查找两种方式。移动式查找是将需查找的图书信息录入手持式 RFID 终
端，一次可录入多本图书信息; 固定式查找是指通过 RFID 阅读器、计算机和无线局域网连接查找图书。通过智能查找子系统，能快速显示图书在图书馆的具体位置，避免因“错架”而找不到该书。
主要由 RFID 电路、声光报警器、安全门型天线和摄影系统等构成，用于对装有 RFID 标签的图书进行侦测.一般设计为多通道，采用 EAS 防盗功能，在门上安装天线系统，经过天线转换器连接到一个远距离 RFID 读写器上，确保贴有 RFID 电子标签的图书在任何方向都能被成功识别，未经借阅的图书被带离图书馆时,将引发声、光警报，同时触发摄影系统,极大地提高了门禁的安全性能。
4 结语
物联网技术在图书馆的广泛应用将带动图书馆管理系统的发展。在基于物联网的图书馆管理系统中，图书馆员借助自动盘点系统能快速完成上架、排架、盘点等工作，借助智能查找系统能够快速查找到某一本书的位置； 读者借助自助借还设备可轻松地完成借还书手续.基于物联网的图书馆管理系统不但能够降低管理的人力成本，而且还能够给读者提供各种智能化的服务.随着物联网技术的不断发展，RFID 标签成本将会降低,越来越多的图书馆将会采用物联网技术进行管理，从而不断提
高工作效率和服务水平.
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