Android 的智能圖書館系統

孫曉葉 畢思琦 張 兵

（防災科技學院，河北 三河065200）

1 概述

在計算機技術被引進圖書館之前，圖書館主要是采用純手工的方式對圖書進行借閱管理，通過查詢檔案、手動填寫借閱記錄、蓋章等方式來實現，館內管理人員服務的效率低，且工作強度大容易出錯；計算機技術應用到圖書館之后，圖書館的管理逐漸開始實現自動化管理，圖書館內配備的電腦可以為讀者提供查詢服務，借閱證也轉變也借閱卡，管理人員利用PC 端的系統就可以輕松實現讀者的需求。但是隨著人們對圖書資源的需求越來越大，利用人工結合PC 端的管理方式也開始呈現一種低效率的趨勢。

2006 年，科技部、國家發展和改革委員會、商務部和信息產業部等15 個部委共同編制的《中國射頻識別（RFID）技術政策白皮書》正式發表[1]。同年，RFID 技術進入了圖書館管理系統領域，廈門大學誠毅學院圖書館成為了國內首家使用RFID 技術管理系統的，深圳圖書館成為國內第一家建立基于RFID 技術全自動圖書管理系統的公共圖書館[2]。

我國文化部發布的《“十三五”時期全國公共圖書館事業發展規劃》中指出，到2020 年，我國的智能化圖書館發展將又會向前邁進一步，全國的圖書館中所運用的網絡設備也會進一步完善。在圖書館智能化建設領域，國際上有很多國家的圖書館都取得了積極進展。如印度、澳大利亞、新加坡、荷蘭、馬來新亞等國家，有很多圖書館都運用了RFID 無線射頻技術[3]。

本系統將實現以下目標：（1）客戶端APP：用戶登錄后，在圖書頁面可以進行圖書查詢、借閱和歸還操作，在個人頁面可查看個人借閱記錄和修改個人信息。（2）WEB 后臺管理：管理員登錄后，可進行圖書、用戶和借閱管理。圖書管理中主要實現對圖書的添加、查找、刪除和修改等；用戶管理主要實現注冊新用戶、刪除用戶和刪改用戶密碼等；借閱管理主要實現查看圖書借閱、歸還情況。（3）RFID 硬件設備能夠自動識別電子標簽，通過串口將讀取的圖書信息或用戶信息返回WEB 后臺管理端。

2 系統設計

2.1 系統功能描述

本系統的RFID 設備負責采集數據，通過串口將數據傳遞到WEB 的服務程序，客戶端的APP 通過retrofit2 技術請求服務器進而實現數據的交互，客戶端解析服務器端返回的數據，并在界面上進行顯示。WEB 后臺可以同步看到客戶端的借閱操作并查看歷史記錄。數據通過服務器端存儲在本地MySQL 數據庫中。系統功能圖如圖1 所示。

圖1 系統功能圖

2.2 系統架構分析

2.2.1 硬件架構分析

本系統以RFID 無線射頻設備為硬件核心，其工作原理是：當標簽進入讀寫器閱讀范圍后，接收RFID 標簽發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，或者由標簽主動發送某一頻率的信號，讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。由RFID 讀卡器及電子標簽之間的通訊及能量感應方式來看大致上可以分成：感應耦合及后向散射耦合兩種。一般低頻的RFID 大都采用第一種方式，而較高頻的RFID 大多采用第二種方式[4]。

2.2.2 軟件架構分析

系統主要架構為C/S 模式下的三層體系結構，分別為客戶端、服務器端和數據庫。客戶端：基于Android 平臺開發，使用retrofit2 網絡請求框架。服務端：解析所有客戶端發送來的請求。數據庫：系統使用MySQL 數據庫，數據庫接收服務器端SQL 請求進行操作，實現數據的檢索與存儲。用戶在客戶端程序向服務器發送請求，服務器通過對客戶端發起的請求進行處理并對數據庫進行操作，再講操作結果返回到客戶端。軟件架構圖如圖2 所示。

圖2 軟件架構圖

3 系統功能實現

3.1 硬件設計

整個系統的硬件部分主要是用到京勝公司提供的虛擬仿真平臺，主要分為借閱卡的讀寫模塊和圖書標簽的讀寫模塊。

借閱卡模塊：借閱卡的讀寫模塊主要用到的設備是14443讀寫器、14443 電子標簽和5V、2A 的電源給讀寫器供電。其中14443 電子標簽是讀者的借閱卡，當借閱卡放在讀寫器上時，讀寫器能夠自動識別借閱卡對應的用戶信息。借閱卡讀寫模塊的硬件圖如圖3 所示。

圖3 借閱卡讀寫模塊硬件圖

圖書標簽讀寫模塊:圖書標簽的讀寫模塊主要用到了15693讀寫器、15693 天線、15693 電子標簽以及9V、1.5A 的電源為讀寫器供電。其中15693 電子標簽代替了條形碼的存在成為圖書的標簽，進入讀寫器的讀取范圍內可以自動獲取數據。圖書標簽讀寫模塊如圖4 所示。

3.2 Android 客戶端設計

登錄頁面:本系統的客戶端主要服務于用戶讀者，讀者可以通過登錄操作進入APP 實現對圖書的查找、借閱和歸還操作，也可以實現對自己個人信息及密碼的修改。進行登錄操作時，會通過服務器訪問數據庫判斷用戶是否存在并檢驗用戶名密碼是否正確，會相應彈出提示語句。當用戶忘記密碼需要重置密碼時，可進入到重置密碼的界面，輸入學號及兩次輸入一致的新密碼即可實現重置密碼的操作。主頁面:主界面主要由兩個fragment 組件及底部導航構成。兩個fragment 組件分別對應著功能選擇（主界面）和個人信息。功能選擇頁面主要包括圖書分類、借閱、歸還和查找等功能。個人信息界面顯示用戶的個人信息。借閱界面:用戶選擇圖書之后，會顯示圖書的信息，用戶可對圖書進行借閱操作。

WEB 管理端設計:WEB 管理端采用layUI 前端框架進行渲染，采用jQuery 進行數據獲取。主要實現了登錄管理、學生管理、圖書管理和借閱管理。其中學生管理包括添加新用戶、修改用戶個人信息和密碼等；圖書管理主要實現了圖書添加、修改、刪除以及修改圖書信息等功能；借閱管理主要是進行圖書借閱、歸還、查看圖書借閱情況和出入庫記錄。

登錄管理:管理員在WEB 通過登錄進入系統，進行對圖書和學生的管理。

學生管理:學生管理包括對學生的學號、姓名和密碼等個人信息進行增加、修改和刪除操作，根據學號或姓名可以增加用戶。

圖書管理:圖書管理可以清楚的看到館藏圖書，顯示的圖書信息有編號、書名、分類、作者、價格和上架時間，管理員可以對館藏圖書進行查看簡介、修改等的操作。

借閱管理:借閱管理主要包括圖書的借閱、歸還操作以及查看出入庫記錄的功能。

4 結論

本文詳細介紹了基于Android 的智能圖書館系統的設計與實現過程，從手機端APP 的開發過程到服務器端網頁實現過程。本設計主要分為硬件和軟件兩大部分。其中軟件部分又分為手機APP 和后臺的網頁設計。APP 端實現了用戶的登錄和對圖書的相關操作，后臺的網頁部分可以對用戶進行統一的管理操作。硬件部分主要是用到了京勝公司提供的虛擬仿真平臺中的RFID 設備。軟件的程序通過串口獲取RFID 讀寫器讀取的數據，并進行數據交互。在整個設計過程，運用到了很多大學期間學到的知識，例如RFID 技術、移動應用開發、數據庫的設計、軟件工程等。

本設計的預期功能已經基本完成，但是仍然有很多的不足之處。比如后臺的設計和原本的構想不太一樣。Android 手機端的界面不夠簡潔明了等等，整個設計還有很大的完善和進步空間。