基于RFID的图书馆管理系统--课程设计报告.docx

RFID课程设计报告 图书馆管理系统 彭超，陈瑶，马高杉，王锐

中国地质大学课程设计报告

课程名称：RFID技术与应用

题目：基于RFID的图书馆管理系统

一． 需求说明
一个理想的、现代化的图书馆是什么样的呢?
我们来设想一下！
A. 如果您是一个读者
走进图书馆干净整洁的大厅，您只需来到自助借还设备前，在触摸屏上轻松地查询出自己需要的图书，根据提示你直接走到某一排的书架前拿出那本书，然后在自助借还设备前将你的借书证和书读取一下，就可以带着书离开了。您不需要和任何人接触，就可以完成整个借书的过程，快捷、方便。读者还书和借书就像在银行的24小时ATM机上存钱和取钱一样方便、快捷。
而当您需要还书时,您不再需要为工作繁忙没有时间前往图书馆而烦恼,24小时自助还书设备可以帮您做到随时随地还书,轻松解决您的一切烦恼!您要做的或许只是在借书证上金额不足时做一下充值而已。
B.如果您是图书馆管理员
您再也不用在盘点或者整理图书时忙得晕头转向，为找一本书而耽误很多时间，移动式智能馆员助理可以帮助你轻松完成上架、顺架、盘点等繁琐的工作，在读者需要帮助时您可以轻而易举地找到任何一本书的位置，您也不用担心会有人没有登记就带着图书离开，任何没有完成借书手续的图书通过智能安全门时都会告知您，您的工作只是一边悠闲地喝着咖啡一边在智能安全门报警的时候去查看一下有什么问题发生。
C.如果您是图书馆的馆长
图书馆RFID系统可以帮助您扩大图书流通，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。

二.概要设计
1.系统总体网络设计
RFID图书档案管理系统主要包括五个部分：
1. 数据中心：由中心数据服务器和管理终端组成，对图书档案管理信息集中进行储存和处理。
2. 内务管理系统：由管理终端和标签发行和打印终端组成，可以完成图书档案信息RFID标签的统一制作和装入新建图书档案等工作。
3. 流通管理系统：帮助管理员在图书档案借出时在标签内写入相关信息，归还时检验图书档案并验证RFID标签内信息。
4. 查询系统：通过管理终端和手持机方便地查询每一件图书档案的位置。
5. 系统管理：对系统功能及权限设置，帐号管理等。
为了充分利用先有的条码书目数据库，需要建立一个RFID数据库系统，保存电子标签UID(电子标签出厂时的唯一编号)和条码的对应关系及其他数据。在ILASIII的基础上，<A href=" 利用EAI技术，实现外插式子系统的开发。智能RFID图书管理系统共分为五个子系统。图书编目子系统主要是保存相关信息到系统数据库中，数据库中要记录电子标签的UID号与条码号的对应关系；自助借还子系统与银行的ATM系统类似；柜台工作站子系统与以前的ILAS系统类似，包含借还和办理读者证等功能，所不同的是由于采用了RFID技术，工作人员在为读者办理借还手续时可以同时处理多本图书，即实现批处理操作，大大提高了工作效率。RFID读者证管理子系统中，当读者信息发生改变时，除了ILAS里做修改之外，要相应的更新RFID读者数据库；馆藏架位子系统主要是对每本书的存放位置进行定位。

2.设备介绍
2.1图书RFID标签
UHF（VANCH EPC Class1 Gen2）电子标签：

规格描述

产品型号
VT-102
物理特性
尺寸
102(L)*6(W)*0.2(H)mm
材质
PET
环境
工作温度
-40°C to 65°C (-40°F to 149°F)
存贮温度
-40°C to 80°C (-40°F to 176°F)
防护等级
Enclosure
IP-00
协议
EPC Class1 Gen2
容量
96bits
频段
UHF
功能
EAS防盗功能

图（2.1）图书RFID标签
产品描述：
图书馆专用，标签印刷内容可根据客户要求定制，标签不干胶的表面涂层、面材及粘胶剂针对图书需求特别选择，选用符合EPC G2、ISO18000-6c标准的疏耦合RFID标签芯片。
2.2层位标签（图书书架层标、架标）

图（2.2）图书RFID层位标签（85mm *25mm）

图（2.3）图书RFID架位标签（90mm×60mm）

产品描述：
防电磁屏蔽专用标签，用于图书精确定位
2.3RFID借书证

图（2.4）图书馆RFID借书证

产品描述:
RFID借书证采用内嵌RFID标签的卡片，可在其中的RFID标签的存储晶片中多次写入及读取读者的基本信息，用于从事读者的流通借还操作、读者的身份辨识操作等。
2.4RFID标签转换站

图（2.5）RFID图书标签转换站

产品描述：
该设备主要用于文献加工部门对RFID标签和RFID借书证进行信息的读写，可通过对条形码进行识别转换后写入RFID标签。

2.5智能安全门

图（2.6）智能安全门
产品描述:
RFID安全检测门是对粘贴有RFID标签的流通文献进行扫描、安全识别的系统设备，用于流通部门对流通文献进行安全控制，以达到防盗和监控的目的。该设备系统通过对于贴身携带以及装入背包内的文献状态（是否办理借阅手续）进行判别，以达到防盗和监控的目的。
2.6馆员工作站

图（2.7）馆员工作站
产品描述:
馆员工作站是图书馆与读者之间最为重要的接口，可进行的图书管理操作包括：借、还、标签生成与更改等。工作台采用一体化和个性化的设计，工作台设备组件连线采用隐藏式安装，工作台外观可根据客户需求定制。工作台提供完善的中间件支持，<A href=" 可实现与图书管理系统和一卡通系统的无缝连接。工作台设备组件包括：RFID中距离图书标签读写器及配套天线、图书条码阅读器及管理员工作站。
2.7室内自助借还设备

图（2.8）室内自助借还设备
产品描述：
自助还书设备是一种可对粘贴有RFID标签的流通文献进行扫描、识别和归还处理的设备系统，用于读者自助式流通文献的归还、续借操作，方便读者和工作人员对流通文献进行归还、续借处理。
2.8室外24小时自助还书设备

图（2.9）室外24小时自助还书设备
产品描述：
24小时还书设备是一种可对粘贴有RFID标签的流通文献进行扫描、识别和归还处理的设备系统，用于读者自助式流通文献的归还、续借操作，方便读者和工作人员对流通文献进行归还、续借处理。
2.9移动式智能馆员助理

图（2.10）移动式智能馆员助理
产品描述：
具有智能辅助上架、盘点、分拣、倒架等功能
2.10便携式RFID馆员助理系统设备

图（2.11）便携式智能馆员助理

产品描述:
体积小便于携带,具有智能辅助上架、盘点、分拣、倒架等功能。
3.模块设计与实现

3.1系统流程图

3.2用户登录

3.3   图书档案管理入库：
新的图书档案入库前，首先要根据图书档案的类别、年份和作者等相关信息对新建图书档案进行编目，并生成RFID标签打印数据。然后根据打印数据，写入并打印RFID标签，打印好的RFID标签就可以贴到图书档案上了，同时打印成功的数据会被传送到数据中心的数据库里，以备系统其他模块调用和查询。

<A href="
3.4  流通管理：
流通管理分为借阅管理模块、归还管理模块和防窃防损模块。
借阅时，系统首先会验证借阅人身份，验证通过后进入借阅管理系统。借阅人通过查询管理系统查阅图书档案的编目号，系统根据输入的编目号查找到图书档案所在的位置，同时打印出借阅单。管理员使用RFID读写器读出借阅人所借阅图书档案的RFID内写的信息，信息自动进入系统管理界面。管理员在RFID标签内写入被借阅图书档案的固定信息，包括借阅人的姓名、单位、借出时间、借阅期限等信息后，将图书档案给借阅人完成借阅管理。

    图书档案归还时，管理员使用RFID读写器读出图书档案，检查借阅人信息、借阅时间是否超期，确认被借阅图书档案的目前数据是否与RFID标签中的信息相同。这个过程中如有问题，系统会进入相应的处理模块进行处理，没问题则根据RFID中的图书档案位置信息送回相应的位置。
防窃防损模块配合图书档案馆的出口安检装置可以对图书档案进行跟踪，未办理完借出手续或禁止借出的图书档案在出门时，安检装置会报警，提醒管理人员及时阻止。

3.5数据中心管理：
包括数据的管理、采集和统计，设备的管理，系统的管理。
数据的管理主要是指对图书档案的编目号、人员信息、年份等基本信息的存储、修改和更新管理，以及对图书档案的管理员进行认证。数据采集是指采集借阅和归还图书档案的相关信息。数据统计是指按时间（日、周、月、年）、图书档案信息（部门、人员等）进行数据统计分析。
设备的管理是指对手持机、读写器等设备的信息授权与配置管理与维护。
系统的管理是指系统操作员授权及维护，操作人员授权控制。

3.6    图书档案查询：
按不同方式查阅图书档案的编目号；按不同的规则查询图书档案所在位置，查阅图书档案的简介等。如下图所示：

三. 调试程序

1主界面

2图书查询界面

3 查找图书

4建立的图书数据库

四.课程总结
（1）
在这次课设中，虽然我们组还有很多功能没有实现，但经过一个学期的学习，让我对有关RFID方面的知识有了更全面、更深刻的了解，也学到了很多新知识。在最后的程序实现过程中，更让我学会了对两个程序（VB与SQL）的使用。我认为，在这学期的实验中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。

（2）
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关RFID方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查或向同学请教，终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知！
在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。本次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师同学的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功！

（3）
通过这次课程设计对于RFID原理有了更深刻的认识。在具体的操作中,我们小组遇到了很多困难，发现了很多相关知识的漏洞与不足，但是通过从网上查阅资料或者请教同学，我们最终还是完成了这次课程设计。由于时间仓促，完成的质量可能不是很高，还望老师谅解。

（4）
在完成了RFID老师分配的任务之后，我收获了很多，不仅加深了对RFID的印象，更让我感受到了分工合作完成任务的责任感与成就感。
决定选择图书管理系统这个研究课题的时候，我们对RFID射频传感技术只了解皮毛，经过不断地查阅资料学习，我们确定了RFID需要完成的功能，对RFID图书管理系统这个程序模型有了大致的概念。随着课程任务的推进，我们给出了设计思想，程序流程图和功能实现方式。最后完成了程序的实现并进行了讲解。我们从对概念的理解，到复习、学习C语言，一步一步慢慢融会贯通，学习、询问、揪错、修改代码，最后终于在老师、学长、同学们的帮助下中，完成了课程任务。
通过这次对物联网RFID的接触，我深刻的感受到物联网的前途致广大，也体会到这门课程的重要性。对以后学习计算机漫长而艰辛的道路做好了准备，我以后会更加努力，打开一条属于自己的IT之路！

1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究
2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究
3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究
4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制
5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究
6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器
7. 单片机控制的二级倒立摆系统的研究
8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现
9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统
10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究
11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究
12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发
13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制
14. 基于单片机的自动找平控制系统研究
15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发
16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发
17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现
18. 一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制
19. 基于双单片机冲床数控系统的研究
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21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制
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23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究
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25. 基于PIC单片机的智能手机充电器
26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究
27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究
28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制
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31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制
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33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用
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36. 基于单片机的数字磁通门传感器
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41. 基于单片机的电机运动控制系统设计
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55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究
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67. 基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计
68. 基于单片机船舶电力推进电机监测系统
69. 基于单片机网络的振动信号的采集系统
70. 基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究
71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践
72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现
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75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统
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92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用
93. 基于ATmega16单片机的流量控制器的开发
94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计
95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计
96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发
97. 锅炉的单片机控制系统
98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计
99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制
100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现
101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计
102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现
103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制
104. 基于ADμC841单片机的防爆软起动综合控制器的研究
105. 基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计
106. 基于单片机的空调器故障诊断系统的设计研究
107. 单片机实现的寻呼机编码器
108. 单片机实现的鲁棒MRACS及其在液压系统中的应用研究
109. 自适应控制的单片机实现方法及基上隅角瓦斯积聚处理中的应用研究
110. 基于单片机的锅炉智能控制器的设计与研究
111. 超精密机床床身隔振的单片机主动控制
112. PIC单片机在空调中的应用
113. 单片机控制力矩加载控制系统的研究
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