基于RFID的图书管理系统设计

1 RFID技术的特点

　　RFID是指采用无线射频方式进行非接触通信，以达到识别并交互数据的一种快速识别技术。射频识别技术的物理组成一般分为三个部分：应答器（电子标签）、阅读器、计算机处理和控制部分。应答器中一般保存有约定格式的电子数据。在实际应用中，应答器附着在待识别物体上。阅读器又称为读装置。可无接触地读取并识别应答器中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。阅读器的射频模块主要用于通过无线射频可在一定的距离内自动捕获应答器中的数据。

　　RFID其重要特征之一是系统的工作频率。按照工作频率可以分为低频、高频和超高频系统。低频系统一般指其工作频率小于30MHz。典型的工作频率有：

　　1.25kHz、13.56MHz等，其基本特点是应答器的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短（10cm一50cm）、高频系统一般指其工作频率大于400MHz。

　　RFID的第二个重要特征是应答器的供电。有源应答器内装有电池，为微型芯片的工作提供全部能量。有源应答器距离阅读器较远时，阅读器也能读出其无线数据。不足之处是电池的寿命有限（3年一10年。与读写次数和耗电有关），需更换电池，且易形成电磁波污染j无源应答器自己没有电源，它工作的所有能量必须从阅读器的电磁场中感应获得，服务距离势必受影响。

　　本文采用的是符合ISO/IECl5693标准的疏耦合RFID标签芯片，通信频率为13.56MHz±7kHz，基本功能包含：具有不可改写的64Bit、唯一序列号（UID）、电子商品防盗功能（EAS）、防冲突功能支持特有的快速读写模式、支持应用类型识别（An）、指令控制自毁功能、16位CRC校验。该芯片和以往条形码的差异比较见表1。

　　2 系统的整体架构

　　本管理系统以RFID技术为基础。以RFID中间件为媒介实现了先进的RFID技术和图书管理方法的有机结合，系统架构图如图1所示。与其他RFID系统相比，其优点在于RFID设备和RFID标签数据以RFID中问件模块为接人和导人媒介。通过中间件这一媒介，RFID系统在与现有的图书管理系统得以完好融合的同时，能够保证现有图书管理系统和RFID系统的独立性和健壮性。

　　整个系统网络结构图如图2所示：

　　其中，一楼图书馆出口和二楼阅览室使用远距离RFID读写器和配套的天线构成EAS通道。远距离RFID读写器通过中间件模块接入现有图书管理系统的集线器端口，中间件模块还负责EAS报警器的触发和关闭工作。

　　一楼设有两个自动借还书终端。自动借还书的功能由RFID桌面读写器（或中距离读写器）和校园一卡通识读器配合完成。RFID桌面读写器使用终端PC的RS232接口。而一卡通识读器使用终端PC的USB接口。两者在RFID中间件后台软件的管理下协同工作以完成图书自动借还的操作。

　　还书箱是对现有的还书箱改造完成的（在还书箱入口加装桌面型RFID读写器）。为了保证还书信息得到读者的确认。还书箱端配备一台PC终端以显示还书的信息。

　　为了真正实现自动的借还书流程，减少图书管理员的工作量，以上借还书终端均采用触摸显示屏以便读者可以很好地和管理系统进行信息的交互。

　　3 系统的功能模块分析

　　图书馆RFID图书管理系统以RnD中间件为纽带。

　　将先进的RFID技术同图书管理系统有机地结合起来，有效地提高了图书管理的效率、简化了图书管理的流程、降低了图书管理人员的劳动强度并在为读者提供更加便利快捷的图书借还书、查询等服务的同时做到对读者信息和借阅图书的双重（数据库和图书标签芯片）记录以及EAS和记录借阅信息流程的同一。包括以下几个功能：

　　3.1 芯片上号处理

　　提供馆员进行芯片粘贴时，将馆藏数据输入芯片内存的功能。

　　3.2 柜台借还书功能

　　在流通作业上，取代原先使用条形码阅读器读取馆藏登号的功能。让馆员在执行流通作业时，不需要查寻条形码所在，再读取它，使用RFID时只要将馆藏放置在天线范围内即可读取。在借书与还书时，同时处理RFID芯片上的EAS功能，借阅时关闭，还书时开启，软件自动处理，达到防呆功能。

　　3.3 自助借还书功能

　　让读者可以自行处理借书及还书程序，同时在借书及还书时运行馆藏RFID的安全机制；让读者在执行借还书作业时，不需要寻找条形码所在，只要将馆藏书放置在天线范围内即可读取。

　　3.4 安全侦测功能

　　侦测馆藏上RFID芯片的安全机制的状况，来决定是否启动警报。实时侦测，馆员可以实时处理异常状况。采用数字式处理方法，避免因误报而误会读者。

　　3.5 馆藏盘点功能

　　将手持式读写器在书架上移动，即可读取藏馆的登录号：读取速度是原先使用条形码阅读的好几倍，可以节省馆员盘点时间。

　　4 系统安全性及可能存在的安全隐患

4.1 结合一卡通指纹识别提高借