改進的RFID圖書定位系統①

沈靜萍,孟文杰,王政凱

(中國石油大學(華東) 圖書館,青島 266580)

RFID 盤點定位系統通過圖書盤點來采集每本圖書在書架上的位置信息,再將書架位置以圖形的方式展示給讀者,從而解決讀者找書難的問題.目前采用RFID 技術的盤點定位系統有3 種方式,分別是動態智能RFID 書架、靜態盤點機器人和靜態人工盤點[1–5].鑒于智能RFID 書架和盤點機器人的高成本、高投入,高校圖書館基本上都采用靜態的人工盤點定位模式.靜態定位的準確性需要借助初次定位、館藏盤點和圖書順架等工作來保證[6].需要投入大量的人力和時間來維護該系統精準有效的運行,因此在該模式下,圖書的定位準確率會隨著使用時間和書架的調整變得越來越低,用戶體驗感降低,而海量的圖書重新定位又耗時耗力[7].這使得RFID 圖書定位系統的應用和維護成本過高,很難將其應用到實際工作中.隨著RFID 技術在高校的應用普及,RFID 定位系統的實際應用問題也成為一種普遍的存在,不僅沒有解決讀者找書難的問題,還造成了該項投資的浪費.為此,筆者深入研究本館的RFID 圖書定位系統,結合流通排架整架實操規程,對該系統的定位數據采集、數據庫結構、定位計算方法進行二次開發改造,增加程序自動處理流程,減少人工參與度,大大降低了人工定位成本,取得了良好的實際應用效果.

1 RFID 圖書定位流程和方法分析

以中國石油大學(華東)圖書館的RFID 圖書定位系統為例.RFID 圖書定位系統的流程與定位信息采集方法如圖1.層架標編碼如圖2.

圖1 RFID 圖書定位系統定位流程

圖2 層架標編碼

1)定位數據采集

RFID 圖書定位系統首先要進行圖書定位信息的采集,通過掃描層架標讀取層架標數據編碼,再掃描該層架上的每一本圖書,由此獲得每一本在架圖書的書架位置信息并寫入數據采集終端數據庫,人工核對無誤后繼續掃描下一個層架標和圖書,直到整個書庫采集完成,采集終端上傳定位數據到定位服務器數據庫中,同步更新數據,整個定位數據采集更新工作完成.每次倒架整架后都要重復該采集流程以保證圖書定位數據的準確性.

2)定位信息查詢顯示

讀者通過OPAC 檢索頁面檢索到某圖書,在檢索結果頁面的位置鏈接請求中發送該圖書的條形碼給圖書定位服務應用程序,定位程序根據圖書條形碼找到圖書的層架標位置編碼,發送給圖形顯示模塊進行3D 立體定位路線圖的顯示.如圖3.

圖3 3D 立體定位路線圖

3)定位方法分析

定位數據的采集在RFID 定位系統中發揮著至關重要的作用,采集速度、采集精度和成本投入是圖書定位數據采集系統可行性的關鍵指標[8].在首次完成圖書定位數據采集后,為了確保圖書定位數據的準確率,每次倒架、整架后需要重新進行定位數據的采集.這種“全書采集”的方法和手動同步更新數據的方式,造成了定位數據采集工作量大、系統維護困難.

2 RFID 圖書定位系統改造設計

在分析RFID 定位系統流程和方法的基礎上,結合實際工作規程,對原系統定位數據的采集方法、后臺數據結構、同步更新數據等方面進行改造.改造后的RFID 圖書定位系統如圖4所示.

圖4 改造后的RFID 定位系統

1)將全書定位改為首尾書區間定位

首尾書區間定位只需采集定位精度內的首書和尾書信息.比如,目前的RFID 定位系統能達到的最小精度是精確到一個書架的某一列的某一行,采用首尾書區間定位,只需用盤點定位終端掃描該層上的第一本書和最后一本書,不存在識別不到的問題,掃描的同時完成校準工作(確保下一個精度區間的最小索書號大于相鄰的上一個精度區間的最大索書號),大大減少了定位數據采集工作量;如果定位精度擴大為一個書架的某一列,則只需要掃描該列的第一本書和最后一本書,定位數據采集的工作量可極大的降低.

2)改進圖書定位映射方式

將以條形碼為定位查詢基準,改為以條形碼為查詢關鍵詞,以索書號為定位計算基準.在研究RFID 圖書定位數據庫的時候發現數據庫的圖書定位信息表中只有條形碼字段而沒有索書號字段,定位數據的采集和查詢全部通過條形碼作為標識和檢索關鍵字來實現.但是在實際的排架工作中,基本都是按照中圖分類法從上到下從左到右按照索書號由小到大的順序排列,因此只要確定層架定位精度要求內的首、尾索書號,在這段首尾閉區間內的索書號都位于該精度范圍內,不需要采集該范圍內的所有圖書.索書號的比較和架位信息的更新工作都可交由程序來自動完成.

索書號的排序比較需要考察本館的實際排架操作規程,我館是按照中圖分類法來排架的,在索書號中使用了字母和數字以及‘/’、‘-’、‘.’、‘(’、‘)’、‘#’幾個常用的特殊字符,‘#’是我館自己用的特殊標識,對排架不產生影響,因此除了需要對‘/’進行轉換外,其他的字母、數字和特殊字符與二進制ASCII 表基本一致(如圖5),計算機按照ASCII 表的順序由小到大排序,因此不需要進行特殊處理.

圖5 特殊字符處理

由圖5可見‘/’符號與ASCII 表的排序順序不符,因此在程序中將‘/’用‘!’來替換即可解決該問題.在Python 環境中進行驗證,如圖6.

圖6 程序驗證特殊字符排序

將索書號作為定位計算關鍵字,可以突破目前完全依賴盤點定位設備采集數據的限制,增加手動圖書定位基準的增、刪、改、查操作,平時小范圍的整架、倒架操作之后,可以及時將變化的數據提交到圖書定位系統的書架定位基準表,程序會自動更新圖書定位信息,實時保持圖書定位信息的準確性.

3)每天定時更新索書號和定位信息

為保證定位系統數據的準確性,程序每天定時更新索書號和定位信息.編寫存儲過程,每天把新入庫的圖書信息更新到定位數據庫中,再與定位基準表的首尾書索書號比對,將書架定位數據添加到新入庫圖書的書架編號字段中.數據的更新全部由程序自動完成,不需要工作人員對新增圖書做定位掃描工作.

3 RFID 定位系統改造實現

RFID 定位系統的改造采用B/S 模式,使用Python、Django 框架和Oracle 數據庫開發Web 頁面和后臺改造程序.通過前端Web 頁面對后臺數據和程序的運行進行管理.

1)數據庫表改造

① 創建定位基準信息表book_stan,如表1.

表1 定位基準信息表book_stan

② 創建書架區域信息表bookcats,我館采用書庫名稱對書架區域進行分類,表結構如表2.

表2 書架區域信息表bookcats

③ 在RFID 定位系統定位信息表

BOOK_TRANSFORM中增加索書號字段CallNo,如果原BOOK_TRANSFORM 表中有冗余字段,可以直接把字段改為索書號字段.改造后的定位信息表包含的主要字段如表3.

表3 定位信息表BOOK_TRANSFORM

編寫程序連接數據庫,按照館藏地點(把不需要盤點定位的圖書排除,減少更新數據量,提高效率)把匯文數據庫INDI_ACCT 表中的索書號和條碼號取出放入臨時表中,再將臨時表和定位信息表BOOK_TRANSFORM合并更新定位信息表中CallNo 字段的值,條件是兩表中的條碼號相同.程序流程和運行結果如圖7.

此程序只需要在改造初期運行一次,以后每天由存儲過程自動更新當天新增加的數據即可.

2)定位基準表的數據導入

盤點定位終端的定位信息表是從RFID 定位系統數據庫的定位信息表中同步過來的數據,數據表結構和定位系統數據庫的表結構相同.

通過首尾書定位法對圖書進行定位數據采集后,從盤點定位終端的定位信息表中讀取屬于同一個層架標的索書號,最大索書號用來更新book_stan 表的maxCallNo的值,最小索書號則用來更新minCallNo的值,同時更新Book_Location 字段的值為層架標位置編碼,取層架標編碼的前兩位作為更新book_floor_ id 字段的值.定位基準表如圖8.

圖8 定位基準表

3)更新RFID 定位系統定位信息表BOOK_TRANSFORM

通過與定位基準表中的最大最小索書號比較,在這個閉區間之內并且位置信息字段BOOK_INDEX 與定位基準表中的BOOK_FLOOR_ID 屬于同一個定位地點的索書號,將其對應的書架位置編號更新為定位基準表中該區間對應的書架位置編號.同樣,使用合并記錄的方法提高程序效率,數據庫語句為:"MERGE INTO BOOK_TRANSFORM A USING (SELECT BOOK_LOCATION,MINCallNO,MAXCallNO,BOOK_FLOOR_ID AS LOCNAME FROM book_stan) B on(A.BOOK_INDEX=B.LOCNAME AND replace(A.BOOK_ISBN,'/','!') BETWEEN replace(B.MINCallNO,'/','!') and replace(B.MAXCallNO,'/','!')) WHEN MATCHED THEN UPDATE SET A.BOOK_PLACE=B.BOOK_LOCATION.

4)Web 網頁制作

網頁采用Python的Web 框架Django和Oracle 數據庫開發.通過MVT 模型,創建數據庫modles,前臺頁面模板html 文件以及Python 應用程序views.初始頁面展示圖書定位基準查詢表,登錄后可通過“修改”鏈接手工進行定位基準的增、刪、改、查操作.如圖9、圖10和圖11.

圖9 定位系統后臺管理頁面

圖10 在匯文搜索結果頁嵌入定位系統

圖11 系統3D 圖形定位導航頁面

4 結語

隨著信息技術在社會各領域應用的不斷深入,越來越多的高校圖書館應用RFID 技術為讀者提供更加便捷的服務、為圖書館員提供更加高效的管理手段.RFID 圖書定位系統由于定位方法設計建立在理想條件下,使得維護工作量巨大,極大增加了館員管理的負擔,在實際應用中難以持續.然而RFID 技術在圖書定位方面有著極大的潛力和優勢,其現有的前后臺程序都比較完善,只需對數據庫設計和定位方法根據各館實際進行改造就可重新煥發生機,開發周期短又避免重復建設.在RFID 盤點效率沒有得到根本性改善、盤點機器人和智能書架無法全館普及的當下,對現有定位系統進行改造無疑是最經濟有效的選擇.筆者本文中介紹的改造方法,在實際應用中運行穩定,效果良好,希望能給已經建設和將要建設RFID 項目的圖書館提供借鑒和參考.