基于RFID技术的图书质量监控信息系统研究

胡谦锋 陈沁磊

摘   要：传统的图书管理主要扮演的是“存储”与“保管”的角色，对库存的图书质量监控工作许多操作都依赖于实时的手工输入操作，需要人根据仓库管理系统的指示做出响应，采用手工输入条形码甚至语音来验证图书库存单位、图书数量、图书质量情况及图书库存位置等数据。传统的监控方法虽然也可以达到采集数据、动态掌握的目的，但还是受到收集信息量偏少、易受干扰、不可重写、读取距离短、读取烦琐等因素的限制。而电子标签具有读写与方向无关、不易损坏、远距离读取、多物品同时一起读取等特点，所以基于RFID技术的图书质量监控信息系统可以大大提高对库存图书信息的记录采集速度和准确性，减少库存盘点时的人为失误，提高库存盘点的速度和准确性。

关键词：图书管理;质量监控;RFID技术;信息系统

中图分类号：TP391                                              文献标志码：A

Research on Book Quality Monitoring Information System

Based on RFID Technology

HU Qian-feng1?，CHEN Qin-lei2

（1. Library of Nanjing University of Traditional Chinese Medicine，Nanjing，Jiangsu 210000，China;

2. Jiangsu Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine，Nanjing，Jiangsu 210000，China）

Abstract：Traditional book management mainly plays the role of "storage" and "custodian". Many operations on inventory quality monitoring work rely on real-time manual input operations. People need to respond according to the instructions of the warehouse management system. Enter barcodes and even voice to verify data such as book inventory units，book counts，book quality，and book inventory locations. Although the traditional monitoring method can also achieve the purpose of collecting data and dynamically grasping it，it is still limited by factors such as less information collected，vulnerability to interference，non-rewriteability，short reading distance，and cumbersome reading. The electronic tag has the characteristics of reading and writing，no direction，no damage，long-distance reading，and simultaneous reading of multiple items. Therefore，the book quality monitoring information system based on RFID technology can greatly improve the record collection speed and accuracy of the inventory book information. reduceing human error when inventorying，and improveing the speed and accuracy of inventory.

Key words：book management;quality control;RFID technology;information system

圖书经检验合格后从印刷方进入图书仓库进行贮存及后续销售，在库存及使用过程中，需要对图书质量进行适时监控，对图书质量监控信息的采集和管理至关重要，而传统的信息采集和处理方法，信息传递慢，滞后严重，且繁杂的操作程序以及反复的出、入库登记制度，使图书质量监控工作显得极为烦琐，也给管理人员带来了巨大的工作量[1]。目前，图书质量监控正经历着从“粗略统计”到“精确化监控”模式的转变，有必要借助现代信息技术，快速准确地完成图书的识别、清点、统计、监测、跟踪和管理等工作，实现图书质量监控的“全过程可控化、可视化”，提高快速反应能力，实现信息化质量监控。因此，建立基于现代科学技术的质量监控信息系统成为质量监控工作的一项重要课题[2]。

1   系统需求分析

图书质量监控信息系统包含大量的工作人员、图书等要素，图书质量监控过程涉及到许多关系复杂的信息和数据，通过计算机高效的数据处理能力，开发一套信息系统，辅助决策者进行各种信息处理，既有助于加速信息处理速度，保证信息之间的一致性，同时也提高了图书质量监控工作的效率和质量[3]。运用软件工程的思想、观点和方法，在进行辅助系统开发前，首先进行需求分析、结构和功能模块设计等相关工作，以便使图书质量监控信息系统真正成为一套实用性强、结构合理、运行可靠的软件。软件具有如下特点：

（1）系统拥有一个强大的数据库支持，能够随时提供图书质量监控相关信息，并为进一步的辅助决策提供相应的数据支持。

（2）软件设计中融入了质量预测的相关模型，通过输入和调用相关数据，自动得出结果，具备了一定的辅助决策功能。

（3）尝试把RFID技术纳入系统功能，对图书质量监控信息收集及管理，在一定程度上实现了可视化操作。

2   RFID技术简介

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别技术，是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据[4]。

由于RFID技术的最大特点是非接触自动识别，可实现快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。同时它还具有使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量大、存储信息更改自由，可重复使用等优点。因此，RFID技术使得对图书质量监控的可控化、可视化成为可能。

RFID系统一般由电子标签、读写器、应用接口或中间件软件、传输网络、业务应用与管理系统等构成，如图1所示[5]。

3   系统总体设计方案

基于RFID的图书质量监控信息系统改进了传统的质量监控信息采集方法，该系统设计目标为：

（1）能够实现对图书的基本信息、质量信息、修理信息进行收集、录入和整理，建立信息数据库，提高图书质量监控信息的准确性及查询信息的高效性。

（2）经过处理，能提供准确信息，可生成并打印各类统计报表，对各类信息和可靠性数据进行分析计算。

（3）能够按照各类要求实现对图书的质量信息进行单一查询或复合查询，并设有增加、修改、删除和保存等功能。

（4）根据有关信息，系统能够提供辅助决策，实现质量等级的划分和转换，预测图书的剩余寿命，利用曲线动态显示质量变化情况等。

（5）能够降低库存质量监控的成本，且有效监控库存环境，确保图书处于规定的环境状态下[6]。

3.1   系统的物理构架

如图2所示，基于RFID技术的质量监控信息系统包括了后台质量信息管理系统、RFID标签发行系统和RFID标签识别采集系统，这几个系统互相联系，共同完成图书质量监控信息采集和管理工作。后台质量信息管理系统是整个系统的核心，RFID标签发行系统是整个系统的前提，RFID标签识别采集系统是实现系统功能的基础和手段[7]。

3.2   系统总体设计

（1）系统设计思想

①页面模块化

把页面中一些常用的部分集成为模块，例如页面的头部和尾部、数据库连接等，这样设计新的页面时如果有重复出现的部分，只需要拿现成的模块组装就可以了。

②三层结构构架

本系统采用三层结构设计，工作原理如图3所示[8]。

基于三层结构，用户界面层通过统一的接口向业务层发送请求，业务层按自己的逻辑规则将请求处理之后进行数据库操作，然后将数据库返回的数据封装成类的形式返回给用户界面层。这样用户界面甚至可以不知道数据库的结构，它只要维护与业务层之间的接口即可。由于不需要进行任何的数据库操作，这种方式在一定程度上增加了数据库的安全性，同时也降低了对用户界面层开发人员的要求[9]。

（2）软件描述

基于RFID技术的质量监控信息系统以B/S结构作为系统的架构主体，并辅以C/S结构。通过网络化的实时操作实现储存与使用过程中图书质量监控信息采集的一体化、最优化与精确化。系统的运行环境构建在Windows 2000 Server + SQL Server 2005基礎之上，性能稳定、安全可靠。

（3）设计方法

基于RFID技术的质量监控信息系统的整体设计思路，采用的是软件工程中的瀑布模型和快速原型模型相结合的设计思路。其中，瀑布模型即采用自顶而下的模式，快速原型模型即根据需求快速的构建出软件的整体框架，然后通过实际运用，再对之进行不断的补充与修改，最终达到用户的要求[10]。

（4）外部接口

基于RFID技术的质量监控信息系统的外部接口分为硬件通信接口和软件通信接口两种。硬件通信接口主要为计算机与RFID读写器的数据通信接口，即RS-232;软件接口可以用基于VC编写的串口通信程序[11]。

4   系统实现

4.1   工具选择

平台和开发工具的选择要考虑操作系统、数据库与应用程序开发，本文采用了微软最新的Visual.net作为系统的开发环境，所使用的操作系统为Windows XP Professional。系统数据库的开发则采用SQL Server 2005，在Visual.net平台上使用C#语言即可以实现C/S模式又可以轻易实现B/S模式，具有很大的灵活性。RFID系统通信模块的软件开发同样选择C#语言，核心部分串口通信子程序的开发采用MSComm控件[12]。

4.2   系统模块功能

根据系统的设计原则和设计功能，基于RFID技术的质量监控信息系统具有用户管理、信息录入、信息查询、辅助决策、统计报表、系统初始化和系统维护等七大功能模块。整个系统的模块层次结构如图4所示。

4.4    系统运行界面

人机交互界面是使用者与计算机联系的纽带，良好的交互界面可以提高使用者的工作效率，并且可以降低对使用者能力的要求，本信息系统采用Windows图形界面风格编写系统界面，下面阐述本系统的几个主要操作界面[13]。

（1）登录界面及主窗体

用户输入自己的帐号及密码，选择权限后点击登录即可进入系统主界面，其中，用户权限分为系统管理员、仓库管理员、使用方管理员和主管四种，相应权限如表1所示。

（2）信息查询模块及主界面

系统提供了强大的查询功能，可以按使用频率查询、按使用单位查询、按出厂时间查询、按库存数量查询、按图书名称查询、按图书编号查询、按条件组合查询等多维查询，例如按图书编号查询的界面如图6所示，选择按图书编号查询，输入图书编号，即可得到所需要的查询结果[14]。

（3）辅助决策模块及主界面

如图7所示，辅助决策模块提供了质量预警、质量预测、质量曲线、FMECA、RCMA和LORA等五个辅助项目。质量预警主要针对图书的入库时间、库存期限进行提醒，例如当图书库存时间较长，系统将列出这些图书，以提醒决策者尽快处理，其中预警等级设置为3级，库存时间半年时为3级，1-2年时为2级，3年以上时为1级。质量预测是根据质量监控得到的数据，利用数学或系统的方法进行评估预测图书的质量情况;质量曲线是利用曲线图动态显示图书质量变化的情况。

5   结   论

在介绍了系统需求分析及RFID技术的基础上，对基于RFID的图书质量监控信息系统進行了总体设计，并且利用基于微软.NET构架的Visual C# 2005、SQL Server 2005进行了系统的构建，并对系统进行了初步的开发。根据设计目标，采用自顶向下的结构化分析方法进行系统设计，确定出系统由以下7个模块组成：（1）用户管理模块;（2）辅助工具模块;（3）信息录入模块;（4）信息查询模块;（5）统计报表模块;（6）辅助决策模块;（7）系统维护初始化模块，其中每个模块下可有若干子模块。以上7个模块由系统管理员控制并授于使用者权限分别进入，采用窗口按钮点取功能选择项，汉字提示工作方式，为程序的实现提供了灵活的结构，便于程序分段设计调试，相互间不会因某段程序出现问题而影响其它段程序的运行。根据系统的初步模型，可以在实际应用过程中进一步研究与开发，并在系统的开发过程中和开发出来运行过程中不断完善，以提高系统的实用性。

参考文献

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[2]    郁丽萍. 图书管理系统分析与设计[J].无线互联科技，2016 （06），114-115.

[3]    列稳文. 互联网时代图书管理信息化建设研究[J]. 中国管理信息化，2019，22（07）：139-140.

[4]    方悦.RFID技术在图书管理中的应用[J].科技经济导刊，2019，27（07）：135-136.

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[9]    杨孟辉. 计算机网络在图书编目中的应用研究[J]. 黑龙江科学，2019，10（04）：52-53.

[10]  张吉. RFID技术在电力物资出入库管理中的运用[J]. 物流技术，2019，38（03）：90-95.

[11]  付俊.一个超轻量级的RFID认证协议[J].舰船电子工程，2019，39 （03）：107-110.

[12]  刁立新. 基于RFID射频识别技术的仓储管理系统设计与实践[J]. 物联网技术，2019 （03）：104-106.

[13]  沈静. 计算机网络技术在图书管理工作中的应用评价[J]. 才智，2019 （06）：227.

[14]  吕鹏.计算机网络技术在高职院校档案管理工作中的应用[J].电子技术与软件工程，2018（09）：6.