探讨智能借还书系统中无线射频识别技术的应用

林陈煊

关键词： 无线射频识别 智能借还书 系统需求 用户管理 图书服务

中图分类号： G252 文献标识码： A 文章编号： 1672-3791（2024）01-0212-04

无线射频识别，即Radio Frequency Identification，简称RFID，属于自动化识别技术，能够实现非接触式控制，通过特定装置传输射频信号，由指定目标进行识别接收，汇集有效参考信息。通过引入RFID 系统，能够针对图书资源实施借、阅、藏、管自动化和一体化操作，提升图书馆综合服务质量，有效节约各种人力、物力资源，扩大图书馆整体经济效益和社会效益。图书馆通过合理创建RFID 系统，可以进一步转变图书馆整体服务模式。

1 无线射频识别技术分析

1.1 技术分析

RFID 系统主要由内置天线、读取设备、射频标签和计算机系统等部分构成。相关操作模式如下：在读取系统信号范围内放置标签，确保系统自动扫描采集，经过解读器处理信号发送出去后，确保被顺利接收，基于感应电流汇聚能量，发送芯片内部信息；解读器针对所接受文件数据实施系统解码，并传送至中央控制系统，进行信息处理。RFID 技术运行原理具体如图1 所示。图书馆能借助RFID 技术针对各个书籍粘贴唯一配套标识射频标签，利用专门标签辅助图书管理人员对图书馆相关书籍流通、库存进行高效、快速管理，这也是RFID 智能图书管理系统。

1.2 应用优势

传统条形码方式下仅能实施一次扫码，并对一个标签进行识别，但利用RFID 技术以及相关读取设备能够同时对多个标签进行扫描。RFID 标签能够对相关信息实施反复修改。芯片内存储信息量较大，同时能够对输入信息进行灵活修改，除了基础记录、编码，还可以记录书籍各项信息，如内容介绍、出版方等信息。RFID 技术的有效应用进一步提高书籍分类整理的便捷性。处于条形码系统下，应该确保书籍实现近距离、顺畅、无遮挡识别扫描，RFID 识别系统可以对预设范围标签进行有效采集，不需要将图书额外拿取，只要将图书放到信号范围中便能够进行识别［1］。

2 智能借还书系统中无线射频识别技术的应用价值

2.1 优化图书服务

基于RFID 技术创建智能借还书系统能够方便读者在任意时间内进行自助借还操作。书籍外借中，读者将自己的卡件和借阅书籍放到系统下进行扫描，RFID 系统便能够自动、精准识别借阅身份以及标签等信息，实现借阅目标。归还书籍中，读者可以利用自动化系统操作，对归还书籍进行扫描，RFID 系统能够实现一秒快速扫描标签，并将借阅信息及时传输至数据库。

智能图书馆建设中，通过实施借藏一体化的开放管理模式，基于RFID 技术创建智能书架，帮助改善找书难题。读者通过图书馆对应查询系统内查找书籍，随后利用智能书架查询图书信息，以及规划找书路线。将图书位置误差控制在20 cm 以下，优化读者找书看书体验。RFID 技术的有效利用改善了高峰时间段内读者排队借阅时间过长的问题，提高读者满意度［2］。

2.2 简化管理工作

利用RFID 技术能够帮助图书馆改善乱架问题，缩减书架整理任务量。因为图书馆中的借阅活动都是按照开架模式实施，读者结束书籍阅读后普遍是将书本放到回收书箱内，而非重新放回书架原位，导致乱架。但利用RFID 技术打造智能书架，能够帮助改善书架混乱设置问题。相关管理人员只需利用手持检测设备，针对书架中混乱摆放书籍进行自动预警，便能够促进错误书本进行快速找准，利用相关提醒功能，按照显示屏内图形指示把书籍放入恰当位置。此外，利用RFID技术为基础的智能书车，可以对书籍进行批量定位上架，提升图书管理上架效率。

RFID 技术、设备应用降低流通部门任务量，剩余流通工作利用RFID 系统实施半自动化和自动化操作即可，如此能够控制流通工作强度。RFID 技术促进了图书馆服务模式转型，能够实现图书馆24 小时运行。RFID 设备所拥有的自助借还功能可以于图书馆大门周围设置微型自助站点，方便读者自助借阅归还［3］。

3 无线射频识别技术下智能借还书系统需求分析

3.1 总体功能需求

针对图书馆实施借阅系统设计中，需要融合两种人机接口，优化设计系统管理接口以及读者操作接口。图书馆负责人针对目标读者以及书籍实施有效管理，科学处理各种后台业务。读者作为借阅系统服务的重要用户，向图书馆发送图书借阅、送还申请，以及图书账号管理。图书借阅系统主要包含5 个基础服务，分别是系统维护、还书服务、借阅服务、读者信息管理以及图书信息管理。图书馆相关借阅系统包括读者以及管理员两个子系统构成。不同于传统图书借阅系统，智能图书馆借阅系统还包括RFID 子系统，增加RFID标签读写能力。RFID 子系统負责处理和RFID 相关各项功能，包括管理阅读器、初始化中间件以及配置RFID 中间件，配置和初始化对应输入为RFID 启动以及配置条件，该模块控制DCI 层工作，模块对应输出为中间件配置结果表单。

借阅系统内读者模块主要包含借阅、浏览、账户设置以及归还等服务功能，包括账户管理、还书以及借书等模块构成。借书模块中输入读者借书表单，涵盖借书申请和查询申请。还书操作中，主要利用还书申请表单进行，相关系统模块负责处理读者还书申请，并输出处理表单。借助图书内嵌入RFID 标签以及图书馆入口读卡器能够自动追踪登记图书进出，自动报警。读者只需将图书放于自助系统读卡器天线覆盖扫描范围内，终端便能够得到图书信息，经过简便操作，顺利借出书籍［4］。

数据系统能够对图书位置信息进行有效存储，RFID 读写器主要利用中心平台以及网络信息技术进行通信连接，支持书架相关排架信息实时修改、删减操作。假如将排架信息存储于RFID 标签当中，只需两个字节存储空间。注意保障数据库和标签图书排架信息一致性，促进同步更新机制顺利实现。

3.2 功能分析

针对图书馆相关目标读者实施注册、修整、删除、增加以及搜索处理。读者通过系统注册，才能成功借阅图书，如果读者存在尚未归还图书信息条件下，禁止随意删改读者信息，假如读者产生信息变更需求，在上交修改申请后，通过负责人来修整数据库。读者信息主要包括联系方式、照片、借还明细、年龄、姓名、性别等。借阅证号为图书馆对读者身份识别的核心标识以及唯一编码。盘点功能即书架和库存盘点，图书馆内人员利用手持RFID 读写器设备直接处理。RFID 读写器能够对多种标签信息进行一次性读取，同时拥有穿透性和非接触等优势，可以进一步提高盘点工作效率。针对书架进行盘点中，只需从书架外扫过手持终端便能够读取全部图书数据。乱架图书容易影响读者利用自助查询系统对图书位置的获取，降低读者体验，但利用RFID 系统内部盘点功能，可进一步提升查询效率，为读者提供精准服务［5］。

借书功能即面向读者所提供借书服务，读者输入名字查询对应书籍信息，如出版商、作者等信息，如果图书馆内依然留有藏书，读者能够联系系统中的分布位置进行查找，在取到书籍后放到读写器自助终端对应扫描范围内便可以自动识别处理。还书功能模块同样属于自助服务功能，读者将借阅图书放置终端扫描范围，能够显示读者借阅时间、姓名等信息，同时显示出未归还图书，进而提醒读者。

4 无线射频识别技术下智能借还书系统设计

4.1 系统流程设计

整体架构和设计框图保持一致，突出RFID 技术应用，包含6 种基础功能。系统启动后会先实施初始化，随后系统检查不同环节运行状态，经过检测后，假如发现无法识别，能够通过系统界面实施报错、等待，重新检查相关用户操作，直到成功修复为止，进入下一环节。主界面能够为系统构建基础视图窗口，提供交互方法，主界面率先输入有效用户身份，即管理员身份RFID 卡与读者身份RFID 卡。控制器完成卡检测后告知主界面，并进入管理员视图以及读者视图。管理员视图窗口中，控制器继续对用户输入内容进行检测，假如操作合理，控制器会分辨属于哪类操作。例如：负责人利用系统进行图书管理中，控制器能够灵活调用图书馆操作流程，和系统视图层进行及时通信，构建专门管理窗口，实施显示操作。系统可以对图书管理模块进行有效调用，处理输入内容。管理员撤走身份RFID卡后，系统中管理员视图界面自动退出，重返主界面。

4.2 功能流程设计

借书流程相对简单，通过系统中的数据库检测图书借阅量，查询读者借阅信息，如果超出账户借书限值，需要及时报错，假如未超出借阅量，可以利用系统数据库检测现有库存是否充足。还书流程如下：在读者数据库内对各种借阅信息实施全面检测，在经过综合分析对比后，如果是读者借阅，表示还书成功，系统将借阅信息清除；如果存在信息不匹配等问题，可以进行系统报错，或由他人辅助还书，或某些无法自主还书条件下，书籍归还中可以交还管理员，结合读者信息，消除借书记录，顺利归还图书。账户管理相关功能流程主要服务于读者自主修改或创建读者账户。基础设计方法如同读者管理，但缺少读者查询以及删除功能，可以查询自身借书记录［6］。

5 无线射频识别技术下智能借还书系统实现

5.1 系统流程实现

图书馆用户进入系统界面，系统能够准确辨别用户信息，确定为用户或系统管理员。用户只需在读卡器中放置身份识别的RFID 卡，便能够顺利登录系统，无须输入密码。该种设计方式主要是为了提高读者操作便利性，但读者需要对各自RFID 身份卡进行妥善保管，如果读者未携带身份卡，则需要手动输入登录。当前，普遍利用二代身份证当成身份RFID。读者登录显示界面具体如图2 所示。

通常在用户携带RFID 身份卡条件下，可以直接刷卡，页面便会自动填充账号密码进入页面，如果用户忘记携带RFID 身份卡，则需要手动登录账号。在登录系统后，显示界面能够自动呈现详细读者信息，准确显示各类数据。用户登录账号后，能够实施图书借阅、归还操作。读者还能够通过登录账号查询自身借书量以及欠费状况，及时进行有效处理，保障顺利借阅。

系统登录界面左侧为功能区，能够对账户管理、图书管理、数据库以及RFID 系统管理等信息进行提取。上方为用户登录模块，可以展示出用户登录信息，下方则是借还模块，设置有借阅、归还按键，可以执行各项操作。RFID 管理模块在进行综合管理中处于自动连接断线条件下能够支持手动连接。

5.2 主要功能模块实现

借书功能模块中，利用读者RFID 来确定用户信息，利用图书RFID 来检测图书信息，系统在对读者身份进行检查后，启动借书功能模块填写数据库相关出借信息，并利用显示器展现出借阅结果。还书功能模块，是在需要还书时，在RFID 读卡器中放置所需归还图书，点击还书功能。系统能够在数据库内发现相关借书记录，随后对键值进行修改，设计构建归还记录。借还书中，RFID 读卡器能够扫描图书，只需对其中的借书以及还书按钮进行点击便可以实现图书借还功能。各个选项左側都设置有复选框，如此能够选中相关书籍或全选按钮对替换书籍进行灵活处理。结合状态栏信息可以了解到现有图书状况，如果显示状态正常，表示可以对该图书进行借阅；如果显示为零借出模式，可以继续还书操作；如果出现数据维护模式，则会影响书籍借阅，基于该种状态下，可以前往人工处理部门进行处理。

读者管理单元包含两层入口：一是进入主菜单，点击读者管理按钮；二是进入页面左部分，点击读者管理继续相关处理。读者管理内含信息查询、增删、编辑等操作。读者页面对应右上角设置查询框，进入查询模式，输入关键词，随后利用放大按钮实施查询。主要查询模式涵盖读者姓名、借阅证号等查询方式，对应列表窗口能够显示出全部查询结果。在对读者进行删除中，只要对读者信息进行有选择删除，并点击读者信息按钮，便可以针对相关读者信息实施有效删除，并按下X 选项，进行信息删除。

对读者界面上方绿色+号按钮进行点击后便可以进入新读者添加界面。标签号可以直接通过RFID 读写器对应存储器进行读取，至于RFID 读写器也是通过读者身份卡标签获取相关标签信息，在读写器内放置书籍标签后，便能够自动展示相关信息，无须手动录入。其余信息则是图书馆管理员以及读者自主录入，所有录入项都属于有效检验信息，假如未能通过检验，显示出不合格信息便会跳出提示，点击其中的确定按钮，进一步增加新读者后便能够顺利完成各项操作。账号修改功能是通过读者管理界面选中目标读者进行修改，随后点击笔标识按钮，进入相关功能操作，或对读者ID 进行双击，自动弹出界面，修改过信息后对确定按钮进行点击，便能够在数据库内存储相关修改信息。如果无须修改，可以进一步点右上角的红色X，从该页面退出。读者编辑功能类似于读者管理单元，应该额外输入姓名、出生日期、电话以及性别信息。读者能够对各项信息实施灵活调整，为读者提供满意服务，确保各项输入数据真实性。

图书管理功能模块主要服务于管理员进行图书查询。通过主界面点击查询框，将图书信息输入其中，随后对查询按钮进行点击，窗口组件能够自动显示图书各类信息。读者能够通过模糊查询功能检索书籍信息，通过对应组件显示书籍第一条记录信息。图书状态包括借出、正常以及维护3 种类型。图书馆内所有书籍借出后会在智慧系统内留下记录，读者需要在限制时间内向图书馆归还借阅图书，避免借阅图书进入锁定和停滞状态，从而影响图书馆内部图书的正常流通，削弱读者信誉。

6 结语

综上所述，RFID 技术在智能图书馆中的广泛应用，能够全面提升图书馆整体工作效率，优化服务质量，节约大量人力资源。更多图书馆开始认识到应用RFID 技术的重要价值，并在图书馆内广泛应用RFID技术，这也成为未来发展主要趋势。