嵌入式平臺在智能圖書館借還驗收中應用研究

段紅智

摘? 要： 目前傳統的智能圖書館圖書借還驗收事務存在并發運算效率低的問題，研究嵌入式平臺在智能圖書館圖書借還驗收中的應用。分析圖書信息，建立多維數據庫，在嵌入式平臺中利用查詢語句對圖書進行檢索，完成檢索后，通過RFID模塊控制圖書借還驗收數據流，對圖書借還驗收信息進行讀取和寫入，實現嵌入式平臺在智能圖書館圖書借還驗收中的應用。實驗結果表明：與傳統的智能圖書館圖書借還驗事務效率相比，應用了嵌入式平臺的智能圖書管圖書借還驗收事務并發運算效率得到了提高。

關鍵詞： 智能圖書館; 借還驗收; 嵌入式平臺; RFID; 信息檢索; 功能測試

中圖分類號： TN911?34? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 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

隨著社會網絡化、智能化的發展，圖書館也逐漸向數字化服務發展。很多人擔心在數字化浪潮中，人們習慣閱讀電子書，不再閱讀紙質書，但是研究表明，圖書館的紙質書籍依然受到人們的歡迎[1]。借助先進的現代化技術對智能圖書館的圖書借還驗收進行管理，充分發揮圖書館的作用，具有一定的現實意義。

智能圖書館圖書的借還驗收一般采用人工干預，利用網絡化系統進行借還驗收等操作，給圖書館帶來了很大壓力，并且服務效率過低[2]。本文使用目前比較熱門的嵌入式技術，利用嵌入式技術將軟件與硬件相結合搭建嵌入式平臺，將其應用在智能圖書館圖書借還驗收中，解決傳統的智能圖書館圖書借還驗收效率低的問題，并且能夠更加直接、更加有目的的進行全面的互動，為讀者的圖書借還服務給予質量更優的服務。

1? 嵌入式平臺在智能圖書館圖書借還驗收的應用

嵌入式平臺在智能圖書館圖書借還驗收中的應用，在嵌入式軟件平臺上主要模塊有：查詢書籍信息、借閱圖書及歸還圖書和驗收[3]。這些功能的實現主要由嵌入式平臺中的硬件平臺和軟件平臺提供，將嵌入式平臺應用在圖書借還驗收中，其事務處理效率更高，穩定性更強。

1.1? 檢索圖書信息

在進行圖書借出歸還驗收之前，需對圖書進行檢索，按照不同的組合條件對圖書借閱情況進行查詢，了解圖書借還的具體信息[4]。所檢索的信息的實體聯系圖如圖1所示。

通過嵌入式平臺創建圖書數據庫，將其定義為源數據庫，建立多維數據集，盡可能提高事務處理效率。根據圖1中的信息，整理成圖書管理表、圖書信息表、讀者信息表以及分類信息表等，并存儲至數據庫中，以便檢索與更改[5]。

嵌入式平臺通過Pull方法實現了圖書的查詢與更新。該方法是當進行檢索圖書操作時，將查詢語句作為第二參數，執行后查詢語句后將其檢索出的圖書的信息從服務器端下載到終端，同時對終端進行了設置，定時更新終端上的數據，保證檢索圖書信息的時效性，盡可能避免長時間未操作狀態下看到的數據是無效的過時信息。

在檢索圖書中，檢索質量影響圖書借閱效果，所以對檢索圖書信息a與源數據庫中圖書信息b的相似度進行計算，利用Jaccard系數進行計算：

式中：[Pa，b]表示某圖書信息同時在檢索圖書信息a和數據庫圖書信息b中;[Pa，b]表示某圖書信息只屬于a;[Pa，b]表示某圖書信息只屬于b。利用式（1）計算檢索圖書信息與數據庫中圖書信息的屬性相似度，當兩者之間的存在很多屬性相同，說明檢索的圖書信息與數據庫中圖書信息相似度高[6]。

利用多維屬性的計算特點，假設a和b各存在x個屬性，分別為[ka=k0，a，k1，a，…，kx，a]和[kb=k0，b，k1，b，…，kx，b]，那么兩者的相似度可表示為：

式中：[α]表示相似度的調節因子;[Dista，b]表示相似變量，其求解公式為：

式中，k表示一種常數。

根據以上公式，計算檢索圖書信息和數據庫中圖書信息相似度，根據計算結果，實現圖書信息檢索。

1.2? 更新圖書借出信息

嵌入式平臺由硬件平臺和軟件平臺組成，實現圖書借出前，需要對使用者信息進行讀取，需要利用嵌入式系統中的硬件。該硬件以AT91SAM9721芯片為核心，管理圖書相關信息;使用SDRAM和K9F4587U0B型號的FLASH存儲器對圖書借還等相關信息進行保存。其中的RFID讀寫模塊則選擇R1000讀寫芯片，該芯片內置的能源放大器可以對含有讀者信息和圖書信息的標簽進行編碼和閱讀，對圖書借還管理數據流進行控制[7]。圖書借出數據流圖如圖2所示。

同時為了更好的將嵌入式平臺應用在圖書借還驗收中，設置多個滿足不同需求的接口，其中USB接口與外部設備相連實現圖書信息數據傳輸;使用JTAG調試接口與核心芯片相連，保證嵌入式平臺正常運作;使用DEBUG接口將數據保存至本地或云端。

當使用者進行圖書借閱操作時，首先對使用者的信息進行掃描，之后利用嵌入式系統中的RFID讀寫模塊，對其信息進行讀取并儲存至存儲器中，之后將讀取的信息返回至界面，使用者進行下一步操作。使用者查詢圖書過程，嵌入式平臺一直在正常運作，并按照設置的時間進行更新，防止信息失效[8]。當使用者確定借閱圖書時，前端數據會將圖書名稱，歸還時間等相關信息返回至嵌入式平臺的處理中心，對數據庫的信息進行更新，以便之后的查閱。數據庫更新完成后，對借閱的圖書進行掃描檢查，確認無誤后，完成圖書借閱。

1.3? 檢驗圖書并修改歸還信息

在嵌入式平臺正常運行的情況下，讀取和寫入等命令通過讀寫模塊送出，當讀取命令下達后，進行圖書信息讀取，將其返回道讀寫器后，經過放大、變頻、濾波等操作后，進行轉換和錯誤校驗，之后通過寫入命令，向新的標簽數據區存入數據[8]。

R1000讀寫芯片對圖書歸還管理數據流進行控制。圖書歸還管理數據流如圖3所示。

觀察圖3可知，對于圖書歸還管理，除了記錄歸還圖書信息外，還需確認圖書進行檢驗，確認圖書歸還日期是否過期，圖書是否受損或丟失。以上過程可利用嵌入式平臺進行操作，其中的RFID讀寫模塊是完成以上操作的核心[9]。

對于RFID讀寫模塊的控制，使用讀寫控制組件來實現。該組件除了能夠控制讀寫模塊的打開與關閉外，還可以設置讀寫模塊的工作參數，發送讀寫命令等。使用該控制組件控制打開RFID模塊的特定串口，成功后返回串口的句柄，否則返回0;串口打開后，讀取含有使用者信息或圖書信息的標簽，一次可識別多個標簽，將識別的標簽數量進行存儲，成功返回零，否則返回非零。之后讀取標簽中的數據，將讀出的數據長度和塊數據返回至頁面。使用者在確認圖書歸還操作時，自動修改標簽中的歸還信息，整個過程完成后關閉串口，成功返回true，失敗返回false。

嵌入式平臺應用在智能圖書館圖書借還驗收中，當圖書管理終端開啟后，嵌入式平臺也進入待機狀態，當使用者需要借出或歸還的圖書進入到嵌入式平臺中讀寫模塊讀寫范圍內，使用者可進行相應的操作，隨即應用程序就會調用與之對應的命令接口，進行識別，從而完成圖書借還驗收操作。

2? 實? 驗

2.1? 實驗準備

實驗過程中，采用使用Windows 10系統，硬件內存為500 GB，安裝內存為8 GB的計算機搭建實驗所需的實驗平臺，在該平臺中測試該方法執行效果。

2.2? 功能測試

為了更好地驗證嵌入式平臺在智能圖書館圖書借還驗收中應用的可靠性，進行圖書借閱和歸還功能測試。用戶在搜索某種圖書信息時，可以查看該圖書的借閱情況，當用戶選擇需要歸還的圖書后，將對應的圖書借出信息刪除掉。

利用搭建的嵌入式平臺進行測試，圖書借出頁面顯示在嵌入式平臺上，如圖4所示。

當輸入使用者的身份信息時，界面就會發生改變，在圖書借出界面就會顯示出相關的借出情況，圖書歸還情況和本次借出圖書數量。當使用者完成圖書借出后，數據庫中就會生成一條新的圖書借出記錄，將在圖書歸還后刪除。圖書歸還界面如圖5所示。

從圖4、圖5的結果可以看出，經過實驗測試，嵌入式平臺在智能圖書館圖書借還驗收中應用良好，能夠實現圖書借閱與歸還，具有一定的可靠性。

2.3? 對比實驗結果及分析

利用提出的應用嵌入式平臺的圖書借還驗收方法和傳統的方法對比，結果如表1所示。

對表中的數據進行分析，能夠明顯看出隨著并發用戶數的增加，事務平均響應時間逐漸增加，很難達到100%的成功率，但是與傳統的圖書借還驗收事務平均響應時間相比，應用嵌入式平臺的圖書借還驗收事務響應時間較短，即使在并發用戶數較高的時候，依然可以達到100%，說明將嵌入式平臺應用在智能圖書館圖書借還驗收中能夠滿足其高效率的需求。

3? 結? 語

研究嵌入式平臺在智能圖書館圖書借還驗收中的應用，有著較強的實用價值和發展前景。分析目前社會的發展，智能圖書館已經成為發展趨勢，從實際出發，將嵌入式平臺應用其中，既可以滿足讀者日益增長的需求，也可以節省圖書館人力成本，提高圖書借還驗收效率，使圖書館向著智能化前進。

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