基于射頻識別技術的智能電子化圖書館系統

楊 揚

（大連科技學院電氣工程系，遼寧大連，116052）

基于射頻識別技術的智能電子化圖書館系統

楊 揚

（大連科技學院電氣工程系，遼寧大連，116052）

本文介紹了一種基于射頻識別技術的智能電子化圖書館系統，其以射頻模塊FM1725芯片、單片機STC89C52為微控制器，外加振蕩器電路、接口連接電路、天線和電源電路。

射頻識別；圖書館；單片機

0 引言

近年來，隨著時代的進步，科技的發展，層出不窮的新技術應用于傳統領域，給傳統領域帶來了巨大的變革。老舊的圖書館管理系統已經不能適應現代大數據的更新，在操作和管理方面大量的消耗了人力和物力資源。傳統的圖書館二維碼技術，在實際操作過程中，大大降低了圖書館管理人員的效率，而且不能實現借閱者自主、智能化操作借還書；圖書館操作者很難實時、準確的參閱到圖書。因而，射頻識別技術應運而生，它能提供智能化服務，實現高效可行的圖書管理，使圖書館管理人員和借閱者解放出來，輕松完成操作，提高圖書館服務質量。

1 應用的技術

1.1 射頻識別技術

射頻識別技術簡稱RFID，是一種非接觸式的自動識別技術。它采用無線電波形式對記錄的個體來讀寫，能達到幾米的有效識別距離，其通過射頻信號能號自動識別信息和數據，不用人工操作，大大提高了實用效率。射頻識別技術對環境的要求不高，可工作在各種惡劣環境中。目前，射頻識別技術應用領域很廣，涉及到我們生活的方方面面，如物流、裝配、圖書館管理等等。國外很多圖書館都已經把射頻識別技術應用于圖書館管理之中，但國內少些。

1.2 射頻識別技術的優點

（1）信息可無限次數的更新；（2）同時能多個信息讀取；（3）信息的存儲量大；（4）操作方便；（5）防盜保密性好；（6）良好的可擴充性。

2 射頻識別技術的智能電子化圖書館系統硬件

射頻識別技術的智能電子化圖書館系統硬件部分主要由FM1725芯片、AT89S52單片機、振蕩器電路、接口連接、天線、電源電路等構成。

2.1 主控制電路

2.1.1 FM1725芯片

FM1725芯片為非接觸式的讀卡芯片，本系統其主要作為射頻模塊。FM1725芯片主要用于非接觸式通信中，13.56MHz高集成的讀卡芯片。其利用了先進的調制和解調方法，將被動非接觸式通信方式和協議完全集成于一體。對于FM1725芯片的接收器部分，提供了一個高效的解調方法，其解碼電路應用于ISO 14443類型，兼容應答器信號。此外，它還支持快速CRYPTO1加密算法、MIFARE系列產品的數字處理功能和錯誤檢測奇偶CRC。數字部分，模擬部分和發射模塊都有獨立的電源來供電。

2.1.2 AT89S52單片機

作為控制單元的AT89S52單片機是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在線系統可編程Flash存儲器。其使用ATMEL公司高密度、非易失性存儲器技術制造，與通用的80C51產品指令和引腳完全兼容。AT89S52單片機控制FM1725的操作需要通過對FM1725內部寄存器的讀寫來實現。FM1725芯片的天線接收到應答器的返回信號后經過天線匹配電路傳送至RX腳，其內部根據寄存器的設定進行處理并接收緩沖器對接收信號進行檢測和解調。

2.2 振蕩器電路

本系統中，FM1725芯片需要由振蕩器電路提供的時鐘信號作為編碼和解碼的時基，穩定的時鐘頻率對于射頻識別閱讀器是否能正常工作至關重要。因此采用外部時鐘源的方式，由一個外部13.56MHz晶體振蕩器向FM1725芯片提供穩定的時鐘信號。

2.3 接口連接方式

FM1725芯片支持與不同的微處理器接口，也可與個人電腦的增強型并口EPP直接相連。其由TX1和TX2兩個引腳驅動天線，向應答器發送調制好的發送信號。TX1和TX2引腳發射的是調制過的13.56MHz載波信號，通過幾個無源器件的匹配和濾波可以直接驅動天線。發送端口電路與接收端口接收電路的好壞將直接影響到通信的質量。

2.4 天線的設計

天線是本系統的重要組成部分，其具有發射和接收射頻信號的功能。天線能夠與應答器MF1ICS50卡片進行通信，并且天線還擔負著為MF1ICS50提供工作能量的任務，所以所設計閱讀器天線必須考慮到能不能產生足夠大的磁通量。能提供足夠的帶寬以無失真的傳送數據調制的載波信號。

2.5 電源電路設計

由于FM1725芯片的工作電壓為3.3V，AT89S52單片機的工作電壓為5V，射頻識別閱讀器采用外接電源供電。接通電源電壓220V輸入，經過一定的變壓器降壓，形成5V電壓，為了保證電壓的穩定性，再經過東芝公司的TA78L05S穩壓芯片輸出供給AT89S52單片機。再將5V輸出電壓通過LM1117S芯片，5V經過電壓轉換芯片轉換成3.3V給FM1725芯片供電。

3 射頻識別技術在圖書館中的應用

3.1 自助借還書服務

射頻識別技術在圖書館中的應用，可以代替傳統的人工工作方式，實現自助借還圖書和音像品。通過粘貼有射頻識別功能的標簽進行掃描識別，讀者可以自助用自助借還書機器操作來進行圖書資料的借出和歸還。同時配備觸摸顯示屏幕實現讀者或工作人員的人機交互和圖形化界面操作。大大提高了人工操作，便于圖書的借閱和歸檔處理，并且數據可靠、安全，在時間上沒有限制，可以實現二十四小時圖書館處理業務。

3.2 架位管理與圖書盤點

射頻識別標簽的優點是可以存儲大量的圖書信息，包括圖書上架信息、存放位置及圖書盤點等。通過手持式射頻識別器，工作中可移動的查找、核對和采集圖書情況。當手持式射頻識別器發現書籍放錯位置時，會發出報警并顯示錯誤提示信息。圖書管理員根據提示能高效的確定圖書的正確位置，上架安放，簡化了圖書歸檔、上架、流通等的繁瑣工作。

3.3 圖書安防監測

對貼有射頻識別標簽的圖書，很容易實現安全監測管理。射頻識別標簽內含磁條可進行掃描識別，應用于圖書流通安全控制，當讀者對未經過借閱和掃描的圖書帶離指定區域范圍，監測系統會發出報警信息，提示圖書館工作人員加以校對。

[1]王曉華.射頻識別技術及其應用[J].現代電子技術2005（6）.

[2]辛苗.無線射頻識別技術及其在圖書館的應用現狀[J].現代情報 2013（5）.

[3]喬永峰.射頻識別技術研究[J].工業控制計算機2010（6）.

[4]徐濟仁.射頻識別技術及應用發展[J].數字通信世界2009（12）.

Intelligent electronic library system based on radio frequency identification technology

Yang Yang
（Dalian Institute of science and technology，Dalian Liaoning,116052）

This paper introduces a kind of intelligent electronic library system based on RFID technology,the RF module FM1725 chip and MCU STC89C52 as micro controller, an oscillator circuit, interface circuit,power supply circuit and antenna.

radio frequency identification; library; SCM