基于RFID技术的图书管理系统的研究与应用

王瑞娜(三门峡职业技术学院 信息传媒学院， 河南 三门峡 472000)



基于RFID技术的图书管理系统的研究与应用

王瑞娜
(三门峡职业技术学院 信息传媒学院， 河南 三门峡 472000)

传统的图书管理工作任务量大、成本高，随着信息技术的快速发展，RFID技术(无线射频技术)凭借其高效率、高存储容量、低成本等优势逐步成为促使图书馆管理工作智能化的新手段。本文介绍了RFID技术及其在图书管理应用中的优势，对基于RFID技术的图书管理系统进行了总体框架的设计，并针对图书查询、图书自助借阅及图书盘点模块进行了设计，最后对系统功能及性能进行测试，测试结果达到设计要求。

RFID技术； 图书管理系统； 图书盘点； 自助借还

目前,很多图书馆依然通过采用条形码和安全磁条相结合的方式进行图书的流通管理和安防工作，但条形码寿命短、易损坏、存储信息量小等特点，已经影响到了数字化图书管理工作的效率。随着图书馆藏书规模的不断扩大，以及图书馆开放式阅读形式的普及，图书被错放或乱放的现象非常普遍，这不仅严重影响了读者查询书籍的效率，也大大增加了图书整理及盘点工作的任务量。因此，图书馆需要引入新技术，提高图书管理工作的智能化以及馆藏资源的利用率和服务管理的效率。RFID技术作为室内定位领域的研究热点，符合图书管理工作的需求。

1 RFID技术

1.1 RFID技术简介

RFID技术即无线射频技术，是一种非接触式的自动识别技术。它能够通过无线射频信号识别目标对象并获取其附带的数据信息，识别过程无须人工干预，方便即时信息的交互及物品追踪，适合图书管理、物流管理等场景[1]。除了非接触式采集信息的特点外，RFID技术还具有读取速度快、抗干扰性强、数据容量大、可动态更改数据、实时更新数据及高安全性等特点，与传统的条形码技术相比，RFID技术的应用能够实现物资管理的高度自动化，轻松实现物资管理中物流和数据信息间的双向通信。

RFID系统通常包含射频电子标签(Tag)、阅读器(Reader)和应用系统三部分[2]。电子标签由芯片和天线组成，用于存储数据信息，每个标签都有唯一的标识码存放于芯片中；阅读器是识别电子标签的设备，能够在非接触状态下快速读取电子标签的信息，通过与应用系统的通信，完成对电子标签信息的读取、解码、识别和数据管理；应用系统能够对电子标签进行控制，完成数据的存储和管理。在整个系统的运行中，用户可通过应用系统给阅读器发送指令，建立其与电子标签间的通信，然后通过天线将电子标签做出的相关响应反馈给阅读器，最后通过网络设备传达至应用系统。通过这一通信过程能够实现图书、物流等物资管理的自动化。

1.2 图书管理系统采用RFID技术的优势

RFID作为室内定位领域的热点研究技术，在图书管理工作中的应用具有传统条形码管理技术无法比拟的优势：(1)便于图书分类盘点。图书盘点任务繁琐，工作量大且容易出错，传统的图书盘点工作主要靠人工完成，效率很低，借助RFID技术，能够实现通过阅读器对图书电子标签的阅读，按照设定的规则实现图书的自动化分拣，达到简化图书分拣的流程，同时，借助RFID技术动态监测的优势能够实时提供错位图书的信息，提高图书分类盘点的效率；(2)便于快速查找图书。通过RFID技术能够方便读者和管理员快速定位图书和文献的存放位置，提高服务及工作效率；(3)自动化管理。图书管理工作包含借书、还书、盘点、新书上架、旧书下架等多样化任务，传统的工作模式多借助人工处理，采用RFID技术后借助其非接触式识别信息、读取距离远、读取次数多及动态实时通信的特点，管理员通过手持或固定阅读器能够方便、快捷、高效地完成图书管理工作，提高效率，降低误差；(4)兼容性强。RFID技术的引入可以在原有的图书管理系统的基础上进行，其终端软件和后台系统软件基本不变，只是用芯片数据代替原来的图书编目数据，这样不仅保留了原有系统，而且提高了数据的安全性及图书管理工作的效率。

2 基于RFID技术的图书管理系统的设计

2.1 系统总体框架设计

基于RFID技术的图书管理系统采用三层体系结构，如图1所示，每层相互作用，共同完成系统功能[3]。

硬件层：该层主要由采集数据和传输信号的设备组成，通过RFID阅读器等相关技术采集及传达书籍信息。

逻辑层：主要完成对上层传达到的数据进行校验、过滤等处理，保证数据的安全性及准确性，同时为下层提供相应的应用程序接口。

应用层：该层是读者及管理人员与系统的交互接口，为读者及图书管理人员提供简捷便利的智能化服务。

图1 基于RFID技术的图书管理系统总体框架

2.2 系统功能模块设计

传统的图书管理系统普遍采用“条形码+安全磁条”的方式，条形码用于标识图书，安全磁条用于保障图书安全，这种方式虽然解决了图书管理工作中的一些问题，但效率仍比较低。在引入RFID技术后，新书在入库时进行分类编目和标签工作，旧书可通过电子标签中的芯片数据代替原有的编目数据，借助RFID的无线射频技术轻松实现图书区域定位、高速盘点、自助借还、快速查找等功能，使图书管理工作变得高效和智能。

本文设计的系统包含管理子系统、RFID子系统和读者子系统三个模块，如图2所示。管理子系统负责系统后台数据信息的维护，包含图书管理、读者管理和图书盘点三个子模块，其中图书管理子模块用于图书数据库的数据管理，比如添加、删除及修改图书信息等；读者管理子模块用于对读者个人信息的管理；图书盘点子模块用于准确定位图书的存放区域。RFID模块用于管理RFID设备的工作状态，同时对RFID系统进行初始化，并对数据表单进行协议转换。读者子系统负责对读者的借阅、归还及个人账户等信息进行管理。以下详细介绍图书查询、图书借还、图书盘点三个子模块功能的实现。

图2 基于RFID技术的图书管理系统的功能模块

2.2.1 图书查询 基于RFID技术的图书管理系统可快速实现图书的定位。根据图书馆的实际情况，可在每个书架或每隔一段距离安置RFID阅读器，用于存放图书信息及所放位置[4]。查询者可在安装有相应软件的终端设备(计算机、平板、智能手机等)输入图书信息，如书名、作者名等信息，通过无线网络发送给系统服务器，然后服务器会将处理后的信息反馈到终端设备，查询者可看到图书的出版社、索书号等详细信息以及存放该图书信息的高频RFID阅读器的位置，并生成详细的路线方便查询者寻找。通过RFID技术可随时精确地定位图书的位置，解决了因图书错放、乱放及书架标识不清造成的查询困难的问题，提高了图书查询的效率。

2.2.2 自助图书借还 读者可在自助借阅机前刷借阅证以确定借阅者的信息，然后通过自助借阅机上的RFID高频阅读器读取所要借阅书籍的电子标签，终端设备会显示读者的信息以及图书的信息，若图书符合借阅条件，经过读者确认，读者信息及图书信息相关联后一起发送给系统后台数据库，读者根据图书存放位置可自行借阅，同时，图书的借阅信息将被修改，当读者借阅成功后经过图书馆RFID检测门时就不会发出报警。还书时，读者可扫描图书的电子标签，确定图书的存放位置，可完成图书的自助归还功能，同时，后台数据库将对图书的借阅信息进行修改。图3为自助图书借阅的流程。

2.2.3 图书盘点 图书馆藏书众多，人工盘点任务量巨大，通过RFID技术，图书管理员可以通过RFID阅读器读取图书标签信息，获取图书存放的精确位置及图书的相关信息，方便管理员查询、盘点等工作。此外，图书借还和存放的位置是即时反馈给服务器，并在后台数据库进行相应修改，管理员也可以通过对数据库的查询获取图书的实时信息及存放位置，提高图书管理工作的效率。图4是基于RFID技术的图书盘点流程。

图3 自助借还图书流程

图4 图书盘点流程

2.3 数据库分析设计

本文采用SQLite数据库存放图书管理系统中的数据信息。数据库中包含图书信息表、读者信息表、图书借阅记录信息表、管理员权限信息表等。以图书信息表为例，其包括图书的名称(char型)、作者的名称(char型)、出版社的信息(char型)、图书的价格(int型)、图书的条形码(char型)等信息，这些信息都被存放在table merchandise中。在基于RFID的图书管理系统中，当代表图书唯一标识的电子标签被阅读器读取时，系统将确定相应的数据信息，并在数据库中进行相应的操作[5]。在数据库的管理工作中，本系统充分利用SQLite数据库中的API函数：sqlite3_exec()、sqlite3_open()、sqlite3_close()、sqlite3_column ()等进行数据库文件的操作。

3 系统测试

3.1 软件开发平台

本系统采用Java EE技术进行系统框架的开发，借助Java EE的分层架构和应用组件实现系统的各项功能，如通过DAO层实现系统数据库中信息的添加、删除及更新等操作，通过表现层采集用户的输入数据并显示系统状态，系统使用JBoss4服务器运行。

3.2 系统功能测试

系统功能测试的目的是检查系统内数据的有效性及功能是否实现。本文以RFID卡管理为例进行测试，如表1所示。

3.3 系统性能测试

表1 RFID卡管理功能测试用例

本文采用Mercury 公司开发的LoadRunner8.0工具进行系统功能测试，利用负载模拟工具进行不同并发用户数量的模拟测试，由其向服务器发送请求，保持一定时间，测试系统的各项性能，如数据的保存数量、失败数量、系统响应时间及CPU利用率等。图5显示了不同并发用户数量下，系统响应的相关数据。通过测试，在给定的用户平台下，系统的稳定性、实用性、方便性均能达到要求。

图5 系统性能测试结果

4 结语

将RFID技术引入到图书管理工作中，不仅从服务理念、图书流通模式、信息资源建设等方面发挥RFID的优势，还提高了图书管理工作的智能化，拓宽了图书馆服务工作的深度与广度，使图书馆的工作效率和服务水平上升到一个新档次。RFID技术在图书馆的应用实践时间较短，在实践应用过程中应多关注技术的更新，结合实践进行应用功能的创新，开发APP借阅、移动客户端借阅等功能，不断创新RFID环境下的图书借阅的服务模式。

[1] 夏文忠.基于RFID的自助图书借还系统设计[J].信

息与电脑，2015(20)：55-57.

[2] 刘庆娜.RFID 技术在高校图书管理系统中的应用[J].流通经济，2016(10)：88-89.

[3] 陈雨祺.基于 RFID 技术的图书馆智能图书采编系统研究[J].中国中医药图书情报杂志,2016,40(3):31-33.

[4] 程海鸣,黄 玲.基于 RFID 的图书馆书籍管理系统设计与实现[J].计算机科学与发展，2016,26(10):99-101.

[5] 栾锦骥.基于 RFID 识别技术的图书借阅管理系统开发[J].自动化与仪器仪表,2016(8):132-134.

责任编辑 陈桂梅

Research and Application of Library Management System Based on RFID Technology

WANGRuina
(School of Information Media, Sanmenxia Polytechnic, Sanmenxia 472000, China)

Traditional library management is a heavy burden with high cost. With the rapid development of information technology, RFID Technology (RFID), with its high efficiency, high storage capacity and low cost gradually becomes new intelligent library management work. This paper introduces RFID technology and its advantages in library management, designs the overall framework of the library management system based on RFID technology. Furthermore, it designs a module special for book search and self borrowing. Final testing is performed on the function and performance of the system and the testing result meets the design requirements.

RFID technology; library management system; book inventory; self borrowing and returning

2017-01-02

王瑞娜(1984— )，女，河南灵宝人，讲师，硕士研究生，研究方向:计算机应用技术。

10.13750/j.cnki.issn.1671-7880.2017.02.014

TP 391

A

1671-7880(2017)02-0054-05