基于RFID的智能图书馆图书识别管理与分类系统的设计

（东南大学成贤学院，江苏 南京 210088）

0 引言

随着时代和社会的发展，我们已经进入了智能时代，信息量呈几何倍速增长，图书馆馆藏书籍的数量也前所未有的增加，作为一个存储信息的标志性建筑，难免会面临负担将会加重，其传统的图书管理和服务方式已不能适应读书对日益增长的文献信息的需求，我们需要运用先进的智能化技术提高科技图书的管理水平，RFID技术的出现改变了信息处理的方式，较传统图书馆利用条形码更新资料、存储信息量、工作效率等方面优势明显，让图书馆向智能化迈出了一大步。目前为止，很多学校的图书馆已经采取条码加磁条的方式收取作业，借书还书的过程都需要工作人员在专门的位置进行扫描，这样不仅消耗大量的人力物力，还浪费时间。因为RFID技术的学校开放式图书馆智能管理系统的管理方式，不仅为学生提供便利，还可以减少工作人员的工作量[1]。

1 系统的硬件设计

本项目以STM32F103单片机为核心，根据R200-C70开发板控制RTC-50天线读取书籍的H6电子标签信息，将图书信息显示在LCD12864上，同时控制42BYG34-401A步进电机和DG-MG995数字舵机目标书籍运输到指定区域。

2 图书馆图书智能管理与分类系统的设计

2.1 图书馆图书智能管理系统的设计与实现

该系统可读取在RFID天线模块范围内所有带电子标签的书籍信息，将所读取的EPC信息传输至STM32单片机，单片机再将EPC转化为图书类别信息在LCD液晶屏幕上显示，并实时统计所读取到书籍的数量。另外可通过上位机自定义电子标签的EPC信息，实现电子标签的循环多次利用。射频识别技术智能系统的工作频率有低频、高频、超高频和微波智能管理系统四种，不同的频率之间有着不同的功能，不同的功能之间的差别也很大，主要表现在识别距离、标签尺寸和传播性能等等方面。低频率的系统的识别距离相比较而言有点短，需要在一个区域安装多个一样的装置；标签尺寸各个方面都满足图书馆的需求，而且价格比较合适，所以逐渐成为图书馆安装系统中的最好选择[2]。

2.2 图书馆图书智能分类系统的设计与实现

该系统使用STM32单片机控制42BYG34-401A步进电机滑轨，共设计4个分区，由RFID读写器识别当前书籍类别，把书本放在载物台上后按需要按下对应按键，单片机控制步进电机转至指定位置后，DG-MG995舵机旋转一定角度，将书本分拣至类别框内，实现图书精准分区。在所有书籍分区完成后工作人员可通过手持终端便可按照提示路线将图书放置在相应书架。可以很好的提高工作人员的工作效率；成本不是很高；确保信息录入的准确性和可靠性，保证信息不会出错。

3 系统的软件设计

本系统软件（代码）部分主要由RFID模块与STM32单片机通信协议和STM32控制LCD显示、步进电机、舵机两部分组成。

3.1 RFID模块与STM32单片机通信协议

此部分程序通过C语言实现UART串口通信。RFID模块与STM32单片机进行异步收发传输器通信，将读取到的电子标签信息并行输出发送给单片机，与此同时，单片机返回一个已经接收到的指令，RFID模块收到指令后向单片机发送下一个标签信息，循环往复由此完成RFID模块和单片机的信息交换[3]。

3.2 STM32控制LCD、步进电机、舵机工作程序

此部分程序由C语言编写，主要作用如下：

3.2.1 LCD12864 显示标签信息：

单片机接收到RFID模块发送的数据信息后，将数据信息通过输出类别文本信息直观的在LCD12864显示屏显示。当处在图书管理模式时，分别显示图书总数和图书不同类别的具体数量；在图书分拣模式下，将单次读取到的标签信息在“当前图书类别：”栏中显示，并将所读取的标签数据进行计数，统计已处理过的图书数量[4]。

3.2.2 单片机控制步进电机、舵机工作

单片机根据接收到的信息控制步进电机转动圈数，待步进电机转动相应圈数后，向单片机发送停止信号，再由单片机发送舵机转动指令，使舵机转动固定角度，待所有指令完成后，舵机和步进电机依次复位[5]。

4 展望

未来图书馆利用RFID无线射频技术，将图书进行识别分类，可以完全地替代之前传统的通过书名标签进行手动分类的模式，既可以提高分拣的准确率，还可以提高分拣的效率，来适应图书馆藏书数量加大的趋势，RFID技术的准确性，可靠性，安全性等优势，使无人图书馆成为可能，届时图书馆可以实现真正意义上的24小时全开放[6]。

5 结论

本文介绍了基于RFID的智能图书识别与管理分类系统，通过STM32单片机与RFID模块，读取图书信息，实现图书的智能管理与运输，简化了传统人工图书分类的模式，减少人力物力的消耗，提高了馆内图书管理分类的效率，为未来智能图书馆提出智慧解决方案。当前为止，随着人们对知识追求越来越高，越来越多的人喜欢去图书馆读书，提高人们的知识层面，图书馆提高利润的同时也给图书管理人员带来了很大的工作压力，因此射频识别技术的图书馆智能系统的建造，不仅可以减轻图书馆管理人员的工作压力，还可以很好地满足读者各种不同的要求，因此我们可以知道，智能系统的建立对图书馆的建设有着不可忽视的重要作用。