嵌入式平台在智能图书馆借还验收中应用研究

段红智

摘  要： 目前传统的智能图书馆图书借还验收事务存在并发运算效率低的问题，研究嵌入式平台在智能图书馆图书借还验收中的应用。分析图书信息，建立多维数据库，在嵌入式平台中利用查询语句对图书进行检索，完成检索后，通过RFID模块控制图书借还验收数据流，对图书借还验收信息进行读取和写入，实现嵌入式平台在智能图书馆图书借还验收中的应用。实验结果表明：与传统的智能图书馆图书借还验事务效率相比，应用了嵌入式平台的智能图书管图书借还验收事务并发运算效率得到了提高。

关键词： 智能图书馆; 借还验收; 嵌入式平台; RFID; 信息检索; 功能测试

中图分类号： TN911?34                            文献标识码： A                       文章编号： 1004?373X（2020）06?0039?04

Application of embedded platform in borrowing and returning acceptance

of intelligent library

DUAN Hongzhi

（Baoding University， Baoding 071000， China）

Abstract： The application of embedded platform in the intelligent library for book borrowing and returning acceptance is studied to improve the efficiency of concurrent operation of book borrowing and accepting transaction in the traditional intelligent library. The book information is analyzed and the multi?dimensional database is established. The books are retrieved with query statements in the embedded platform， after which the data flow of the book borrowing and returning acceptance are controlled by means of the RFID module， and the information of book borrowing and returning acceptance are read and written， to realize the application of the embedded platform in the borrowing and returning acceptance of intelligent library book. The experimental results show that， in comparison with the efficiency of book borrowing and returning acceptance transaction in the traditional intelligent library， the efficiency of concurrent operation of book borrowing and returning acceptance transaction in intelligent library with embedded platform is improved.

Keywords： intelligent library; borrowing and returning acceptance; embedded platform; RFID; information retrieval; functional test

0  引  言

隨着社会网络化、智能化的发展，图书馆也逐渐向数字化服务发展。很多人担心在数字化浪潮中，人们习惯阅读电子书，不再阅读纸质书，但是研究表明，图书馆的纸质书籍依然受到人们的欢迎[1]。借助先进的现代化技术对智能图书馆的图书借还验收进行管理，充分发挥图书馆的作用，具有一定的现实意义。

智能图书馆图书的借还验收一般采用人工干预，利用网络化系统进行借还验收等操作，给图书馆带来了很大压力，并且服务效率过低[2]。本文使用目前比较热门的嵌入式技术，利用嵌入式技术将软件与硬件相结合搭建嵌入式平台，将其应用在智能图书馆图书借还验收中，解决传统的智能图书馆图书借还验收效率低的问题，并且能够更加直接、更加有目的的进行全面的互动，为读者的图书借还服务给予质量更优的服务。

1  嵌入式平台在智能图书馆图书借还验收的应用

嵌入式平台在智能图书馆图书借还验收中的应用，在嵌入式软件平台上主要模块有：查询书籍信息、借阅图书及归还图书和验收[3]。这些功能的实现主要由嵌入式平台中的硬件平台和软件平台提供，将嵌入式平台应用在图书借还验收中，其事务处理效率更高，稳定性更强。

1.1  检索图书信息

在进行图书借出归还验收之前，需对图书进行检索，按照不同的组合条件对图书借阅情况进行查询，了解图书借还的具体信息[4]。所检索的信息的实体联系图如图1所示。

通过嵌入式平台创建图书数据库，将其定义为源数据库，建立多维数据集，尽可能提高事务处理效率。根据图1中的信息，整理成图书管理表、图书信息表、读者信息表以及分类信息表等，并存储至数据库中，以便检索与更改[5]。

嵌入式平台通过Pull方法实现了图书的查询与更新。该方法是当进行检索图书操作时，将查询语句作为第二参数，执行后查询语句后将其检索出的图书的信息从服务器端下载到终端，同时对终端进行了设置，定时更新终端上的数据，保证检索图书信息的时效性，尽可能避免长时间未操作状态下看到的数据是无效的过时信息。

在检索图书中，检索质量影响图书借阅效果，所以对检索图书信息a与源数据库中图书信息b的相似度进行计算，利用Jaccard系数进行计算：

式中：[Pa，b]表示某图书信息同时在检索图书信息a和数据库图书信息b中;[Pa，b]表示某图书信息只属于a;[Pa，b]表示某图书信息只属于b。利用式（1）计算检索图书信息与数据库中图书信息的属性相似度，当两者之间的存在很多属性相同，说明检索的图书信息与数据库中图书信息相似度高[6]。

利用多维属性的计算特点，假设a和b各存在x个属性，分别为[ka=k0，a，k1，a，…，kx，a]和[kb=k0，b，k1，b，…，kx，b]，那么两者的相似度可表示为：

式中：[α]表示相似度的调节因子;[Dista，b]表示相似变量，其求解公式为：

式中，k表示一种常数。

根据以上公式，计算检索图书信息和数据库中图书信息相似度，根据计算结果，实现图书信息检索。

1.2  更新图书借出信息

嵌入式平台由硬件平台和软件平台组成，实现图书借出前，需要对使用者信息进行读取，需要利用嵌入式系统中的硬件。该硬件以AT91SAM9721芯片为核心，管理图书相关信息;使用SDRAM和K9F4587U0B型号的FLASH存储器对图书借还等相关信息进行保存。其中的RFID读写模块则选择R1000读写芯片，该芯片内置的能源放大器可以对含有读者信息和图书信息的标签进行编码和阅读，对图书借还管理数据流进行控制[7]。图书借出数据流图如图2所示。

同时为了更好的将嵌入式平台应用在图书借还验收中，设置多个满足不同需求的接口，其中USB接口与外部设备相连实现图书信息数据传输;使用JTAG调试接口与核心芯片相连，保证嵌入式平台正常运作;使用DEBUG接口将数据保存至本地或云端。

当使用者进行图书借阅操作时，首先对使用者的信息进行扫描，之后利用嵌入式系统中的RFID读写模块，对其信息进行读取并储存至存储器中，之后将读取的信息返回至界面，使用者进行下一步操作。使用者查询图书过程，嵌入式平台一直在正常运作，并按照设置的时间进行更新，防止信息失效[8]。当使用者确定借阅图书时，前端数据会将图书名称，归还时间等相关信息返回至嵌入式平台的处理中心，对数据库的信息进行更新，以便之后的查阅。数据库更新完成后，对借阅的图书进行扫描检查，确认无误后，完成图书借阅。

1.3  检验图书并修改归還信息

在嵌入式平台正常运行的情况下，读取和写入等命令通过读写模块送出，当读取命令下达后，进行图书信息读取，将其返回道读写器后，经过放大、变频、滤波等操作后，进行转换和错误校验，之后通过写入命令，向新的标签数据区存入数据[8]。

R1000读写芯片对图书归还管理数据流进行控制。图书归还管理数据流如图3所示。

观察图3可知，对于图书归还管理，除了记录归还图书信息外，还需确认图书进行检验，确认图书归还日期是否过期，图书是否受损或丢失。以上过程可利用嵌入式平台进行操作，其中的RFID读写模块是完成以上操作的核心[9]。

对于RFID读写模块的控制，使用读写控制组件来实现。该组件除了能够控制读写模块的打开与关闭外，还可以设置读写模块的工作参数，发送读写命令等。使用该控制组件控制打开RFID模块的特定串口，成功后返回串口的句柄，否则返回0;串口打开后，读取含有使用者信息或图书信息的标签，一次可识别多个标签，将识别的标签数量进行存储，成功返回零，否则返回非零。之后读取标签中的数据，将读出的数据长度和块数据返回至页面。使用者在确认图书归还操作时，自动修改标签中的归还信息，整个过程完成后关闭串口，成功返回true，失败返回false。

嵌入式平台应用在智能图书馆图书借还验收中，当图书管理终端开启后，嵌入式平台也进入待机状态，当使用者需要借出或归还的图书进入到嵌入式平台中读写模块读写范围内，使用者可进行相应的操作，随即应用程序就会调用与之对应的命令接口，进行识别，从而完成图书借还验收操作。

2  实  验

2.1  实验准备

实验过程中，采用使用Windows 10系统，硬件内存为500 GB，安装内存为8 GB的计算机搭建实验所需的实验平台，在该平台中测试该方法执行效果。

2.2  功能测试

为了更好地验证嵌入式平台在智能图书馆图书借还验收中应用的可靠性，进行图书借阅和归还功能测试。用户在搜索某种图书信息时，可以查看该图书的借阅情况，当用户选择需要归还的图书后，将对应的图书借出信息删除掉。

利用搭建的嵌入式平台进行测试，图书借出页面显示在嵌入式平台上，如图4所示。

当输入使用者的身份信息时，界面就会发生改变，在图书借出界面就会显示出相关的借出情况，图书归还情况和本次借出图书数量。当使用者完成图书借出后，数据库中就会生成一条新的图书借出记录，将在图书归还后删除。图书归还界面如图5所示。

从图4、图5的结果可以看出，经过实验测试，嵌入式平台在智能图书馆图书借还验收中应用良好，能够实现图书借阅与归还，具有一定的可靠性。

2.3  对比实验结果及分析

利用提出的应用嵌入式平台的图书借还验收方法和传统的方法对比，结果如表1所示。

对表中的数据进行分析，能够明显看出随着并发用户数的增加，事务平均响应时间逐渐增加，很难达到100%的成功率，但是与传统的图书借还验收事务平均响应时间相比，应用嵌入式平台的图书借还验收事务响应时间较短，即使在并发用户数较高的时候，依然可以达到100%，说明将嵌入式平台应用在智能图书馆图书借还验收中能够满足其高效率的需求。

3  结  语

研究嵌入式平台在智能图书馆图书借还验收中的应用，有着较强的实用价值和发展前景。分析目前社会的发展，智能图书馆已经成为发展趋势，从实际出发，将嵌入式平台应用其中，既可以满足读者日益增长的需求，也可以节省图书馆人力成本，提高图书借还验收效率，使图书馆向着智能化前进。

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