RFID技術在圖書信息識別管理中的應用

　　摘要：本文運用無線射頻（Radio Frequency Identification，RFID）技術設計實現了一種智能化的圖書信息管理系統，可實現圖書標簽非接觸式識別，利用防碰撞算法可同時對多本圖書信息進行讀取，提高了整個圖書館對圖書信息的管理效率。
　　關鍵詞：RFID 圖書標簽 Delphi
　　中圖分類號：G250.7文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（b）-0253-01
　　圖書館為科研提供大量可靠且有用的資源，因此它是科研的重要機構。然而單純依靠傳統人工方式來管理圖書，對資源的管理效率低且獲取資源的速度慢，這必然會降低其科研作用。應用RFID技術可以提高圖書館工作人員的工作效率，通過RFID的自動識別功能可以快速地對圖書的信息進行識別，可實現圖書的自主借還功能。因此，RFID技術必將在圖書信息管理系統中發揮重要的作用。
　　本課題借助計算機技術及RFID技術，全面武裝圖書館的設備，建立起一個自動化圖書信息管理系統，來管理圖書信息資源，充分發揮其在科研領域的核心作用。
　　1 RFID技術在圖書信息管理系統中的應用
　　1.1 RFID系統概述
　　基本的RFID系統由三部分組成，即電子標簽（Tag）、閱讀器（Reader）、天線（Antenna）。閱讀器通過天線發出一定頻率的射頻信號，此時，電子標簽如進入磁場內，則將產生感應電流，在獲得能量后，電子標簽再通過其內置射頻天線將自身編碼信息發送給閱讀器。閱讀器通過天線接收到電子標簽發送過來的調制信號，經過解讀器解碼后，將信息送至主機系統處理[1]。
　　1.2 RFID技術在圖書信息管理系統中的優勢
　　RFID技術在圖書信息管理系統中得優勢：（1）RFID比普通條形碼存儲信息量大；（2）RFID閱讀器可以一次讀取多張標簽。讀寫無需接觸標簽，并且讀寫距離遠；（3）RFID標簽的使用壽命長、可反復使用；（4）RFID標簽的數據可加密；（5）RFID標簽不受物品規格與形狀的限制。
　　2 系統需求及設計方案
　　2.1 系統需求
　　基于RFID技術圖書信息管理系統應具備以下功能：利用RFID閱讀器，對讀者標簽、圖書與期刊標簽、圖書證標簽的信息錄入到數據庫中，通過RFID閱讀器的自動識別功能，將所需信息從數據庫中調出并顯示在既定文本框內；創建系統數據庫，建立圖書與期刊、讀者、管理員等數據表；設置該圖書信息管理系統的操作權限，憑已設定的姓名、密碼登錄該系統；管理、維護、更新該圖書信息管理系統的各類人員信息以及圖fc85bbc07b268649d12f7826c53c816d書、期刊信息；完成圖書與期刊的入庫、增加、修改、刪除、借閱、歸還、掛失等功能；查詢和統計各類信息；設置系統參數，如各類讀者擁有圖書的數目、限制圖書及期刊、逾期罰款金額等。
　　2.2 設計方案
　　前端RFID閱讀器的讀寫芯片選用915MHz的RMU900+射頻讀寫芯片，電子標簽選用符合ISO/IEC 18000-6C協議標準的無源可讀寫型電子標簽。通過對其外圍電路：UART串口電路、蜂鳴器電路、電源電路、復位電路和鍵盤電路進行設計，最終完成了系統硬件設計。下位機防碰撞算法的實現方式為時分多址（TDMA）算法[2]，并利用相干BPSK方式對信號進行調制解調。上位機利用Delphi集成開發軟件和SQL 2000實現了對數據庫和圖書信息管理界面的設計。
　　3 系統實現過程
　　3.1 硬件設計
　　設計實現了RUM900+的外圍電路，包括天線接口電路，電源管理電路、UART串口轉換電路等，PCB的板材選用的是FB4介電常數在4.2～4.7之間，元器件布局原則遵循就近原則，對于功耗大的器件模擬地和數字地分開連接。布線原則：信號線10mil，電源線20mil。最終完成了硬件電路的設計和PCB電路板的制作。
　　3.2 防碰撞算法的實現
　　本文選用的是時分多址算法，在卡內是一種比較應答的機制。命令Inventory用來對當前磁場范圍內的圖書標簽的卡號進行查詢，是專門解決防碰撞問題的指令。它的主要參數有：COMMAND、flags、masklength、maskvalue。下面以一種簡單的情況對防碰撞的整個過程進行分析。
　　首先設定：
　　FLAGS.6=Nb_slots_flag=1；
　　MAKLENGTH=4；
　　MASKVALUE=0.
　　如果兩本書的圖書標簽的UID號為：E006000015428452和E006000045123462時，當MASKLENGTH=4，MASKVALUE=2時，兩張圖書標簽就會都有響應，這是就產生了電子標簽的碰撞現象。對于這種現象的解決方法是，使MASKLENGTH=8，MASKVALUE=X2。這里的X值從0一直增加到F。使用這種方法后，X2=52時第一張圖書標簽回答，X2=62的時候，第二張圖書標簽回答。這種方法使得UID的最低位沖突的概率為64%，最低兩位的沖突概率為4.5%。由此可見這種方式很好的解決了圖書標簽的碰撞問題，實現了圖書標簽的快速識別，提高了圖書館圖書管理的效率。
　　3.3 上位機軟件的實現
　　上位機軟件Delphi和數據庫SQL的應用，實現了圖書信息的管理系統，有前端設計的RFID圖書信息識別系統對標簽進行識別，通過串口傳到上位機的數據庫中進行查找，并最終把圖書信息顯示在屏幕上，完成了圖書信息的管理。
　　4 結語
　　對目前圖書館圖書信息管理存在的問題進行了分析，提出一種基于RFID技術的圖書信息管理系統，本文設計完成了前端RFID閱讀器的硬件電路設計和后端上位機軟件的開發和圖書信息數據庫的設計，完成了RFID技術在圖書信息管理中的應用。
　　參考文獻
　　[1]李元忠.射頻識別技術及其在交通領域的應用[J].電訊技術，2006，42（5）：5-9.
　　[2]劉丹，魏鵬，譚杰，等.一種RFID多標簽碰撞檢測方法[J].小型微型計算機系統，2009，30（9）：1894-189