RFID技术在图书信息识别管理中的应用

　　摘要：本文运用无线射频（Radio Frequency Identification，RFID）技术设计实现了一种智能化的图书信息管理系统，可实现图书标签非接触式识别，利用防碰撞算法可同时对多本图书信息进行读取，提高了整个图书馆对图书信息的管理效率。
　　关键词：RFID 图书标签 Delphi
　　中图分类号：G250.7文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）09（b）-0253-01
　　图书馆为科研提供大量可靠且有用的资源，因此它是科研的重要机构。然而单纯依靠传统人工方式来管理图书，对资源的管理效率低且获取资源的速度慢，这必然会降低其科研作用。应用RFID技术可以提高图书馆工作人员的工作效率，通过RFID的自动识别功能可以快速地对图书的信息进行识别，可实现图书的自主借还功能。因此，RFID技术必将在图书信息管理系统中发挥重要的作用。
　　本课题借助计算机技术及RFID技术，全面武装图书馆的设备，建立起一个自动化图书信息管理系统，来管理图书信息资源，充分发挥其在科研领域的核心作用。
　　1 RFID技术在图书信息管理系统中的应用
　　1.1 RFID系统概述
　　基本的RFID系统由三部分组成，即电子标签（Tag）、阅读器（Reader）、天线（Antenna）。阅读器通过天线发出一定频率的射频信号，此时，电子标签如进入磁场内，则将产生感应电流，在获得能量后，电子标签再通过其内置射频天线将自身编码信息发送给阅读器。阅读器通过天线接收到电子标签发送过来的调制信号，经过解读器解码后，将信息送至主机系统处理[1]。
　　1.2 RFID技术在图书信息管理系统中的优势
　　RFID技术在图书信息管理系统中得优势：（1）RFID比普通条形码存储信息量大；（2）RFID阅读器可以一次读取多张标签。读写无需接触标签，并且读写距离远；（3）RFID标签的使用寿命长、可反复使用；（4）RFID标签的数据可加密；（5）RFID标签不受物品规格与形状的限制。
　　2 系统需求及设计方案
　　2.1 系统需求
　　基于RFID技术图书信息管理系统应具备以下功能：利用RFID阅读器，对读者标签、图书与期刊标签、图书证标签的信息录入到数据库中，通过RFID阅读器的自动识别功能，将所需信息从数据库中调出并显示在既定文本框内；创建系统数据库，建立图书与期刊、读者、管理员等数据表；设置该图书信息管理系统的操作权限，凭已设定的姓名、密码登录该系统；管理、维护、更新该图书信息管理系统的各类人员信息以及图fc85bbc07b268649d12f7826c53c816d书、期刊信息；完成图书与期刊的入库、增加、修改、删除、借阅、归还、挂失等功能；查询和统计各类信息；设置系统参数，如各类读者拥有图书的数目、限制图书及期刊、逾期罚款金额等。
　　2.2 设计方案
　　前端RFID阅读器的读写芯片选用915MHz的RMU900+射频读写芯片，电子标签选用符合ISO/IEC 18000-6C协议标准的无源可读写型电子标签。通过对其外围电路：UART串口电路、蜂鸣器电路、电源电路、复位电路和键盘电路进行设计，最终完成了系统硬件设计。下位机防碰撞算法的实现方式为时分多址（TDMA）算法[2]，并利用相干BPSK方式对信号进行调制解调。上位机利用Delphi集成开发软件和SQL 2000实现了对数据库和图书信息管理界面的设计。
　　3 系统实现过程
　　3.1 硬件设计
　　设计实现了RUM900+的外围电路，包括天线接口电路，电源管理电路、UART串口转换电路等，PCB的板材选用的是FB4介电常数在4.2～4.7之间，元器件布局原则遵循就近原则，对于功耗大的器件模拟地和数字地分开连接。布线原则：信号线10mil，电源线20mil。最终完成了硬件电路的设计和PCB电路板的制作。
　　3.2 防碰撞算法的实现
　　本文选用的是时分多址算法，在卡内是一种比较应答的机制。命令Inventory用来对当前磁场范围内的图书标签的卡号进行查询，是专门解决防碰撞问题的指令。它的主要参数有：COMMAND、flags、masklength、maskvalue。下面以一种简单的情况对防碰撞的整个过程进行分析。
　　首先设定：
　　FLAGS.6=Nb_slots_flag=1；
　　MAKLENGTH=4；
　　MASKVALUE=0.
　　如果两本书的图书标签的UID号为：E006000015428452和E006000045123462时，当MASKLENGTH=4，MASKVALUE=2时，两张图书标签就会都有响应，这是就产生了电子标签的碰撞现象。对于这种现象的解决方法是，使MASKLENGTH=8，MASKVALUE=X2。这里的X值从0一直增加到F。使用这种方法后，X2=52时第一张图书标签回答，X2=62的时候，第二张图书标签回答。这种方法使得UID的最低位冲突的概率为64%，最低两位的冲突概率为4.5%。由此可见这种方式很好的解决了图书标签的碰撞问题，实现了图书标签的快速识别，提高了图书馆图书管理的效率。
　　3.3 上位机软件的实现
　　上位机软件Delphi和数据库SQL的应用，实现了图书信息的管理系统，有前端设计的RFID图书信息识别系统对标签进行识别，通过串口传到上位机的数据库中进行查找，并最终把图书信息显示在屏幕上，完成了图书信息的管理。
　　4 结语
　　对目前图书馆图书信息管理存在的问题进行了分析，提出一种基于RFID技术的图书信息管理系统，本文设计完成了前端RFID阅读器的硬件电路设计和后端上位机软件的开发和图书信息数据库的设计，完成了RFID技术在图书信息管理中的应用。
　　参考文献
　　[1]李元忠.射频识别技术及其在交通领域的应用[J].电讯技术，2006，42（5）：5-9.
　　[2]刘丹，魏鹏，谭杰，等.一种RFID多标签碰撞检测方法[J].小型微型计算机系统，2009，30（9）：1894-189