【正文】 RFID圖書管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 前言 選題背景在一個(gè)越來(lái)越追求成本與效率的時(shí)代，人們不斷的尋找更好的技術(shù)和方法進(jìn)行圖書管理工作。本文擬對(duì)圖書館管理系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件的升級(jí)，通過(guò)采用先進(jìn)的RFID（無(wú)線射頻卡）技術(shù)和設(shè)備，從而有效地提高圖書管理的效率、簡(jiǎn)化圖書管理的流程、降低圖書管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。圖書管理是RFID技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要方面，圖書館是圖書管理需求最為集中的應(yīng)用場(chǎng)所。據(jù)調(diào)研分析，目前全國(guó)共有1萬(wàn)多家圖書館，且大多數(shù)圖書館已經(jīng)從純手工管理方式過(guò)渡到了采用條形碼識(shí)別、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的數(shù)字化管理模式。雖然采用了許多現(xiàn)代化技術(shù)，但還是有許多問(wèn)題困擾著圖書館的管理及工作人員。例如，圖書的自助借還、圖書的快速盤點(diǎn)、查找、整理等問(wèn)題還是沒(méi)有很好地得到解決，阻礙了圖書館進(jìn)一步提高管理和服務(wù)水平。圖書館界也在不斷地努力尋找一種更為先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)他們的迫切愿望。 基于上述行業(yè)背景及需求進(jìn)行深入研究分析，依托遠(yuǎn)望強(qiáng)大的RFID技術(shù)研發(fā)實(shí)力，將RFID技術(shù)應(yīng)用到圖書館管理當(dāng)中，解決困擾圖書館圖書管理的上述問(wèn)題。建設(shè)RFID圖書管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境并部署相應(yīng)的RFID硬件設(shè)備，用來(lái)識(shí)別、追蹤、和保護(hù)圖書館的所有資料，實(shí)現(xiàn)圖書借還、順架、查找、館藏盤點(diǎn)等功能，目標(biāo)是極大地提高圖書館資料處理的效率，從而有更多的精力和時(shí)間為讀者提供更多更周到的人性化服務(wù)。根據(jù)圖書館的實(shí)際情況，為圖書館設(shè)計(jì)了采用RFID技術(shù)的圖書自動(dòng)管理系統(tǒng)，系統(tǒng)可以作為一個(gè)獨(dú)立的圖書館管理系統(tǒng)運(yùn)行，也可以接入學(xué)院的校園網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)圖書館在校園網(wǎng)絡(luò)的信息共享以及借閱服務(wù)，是圖書館管理現(xiàn)代化、智能化的有力體現(xiàn)，是學(xué)校教學(xué)手段現(xiàn)代化的必然選擇。 選題目標(biāo)建設(shè)RFID圖書管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境并部署相應(yīng)的RFID硬件設(shè)備。用來(lái)識(shí)別、追蹤、和保護(hù)圖書館的所有資料，通過(guò)RFID系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖書借還、順架、查找、館藏盤點(diǎn)等功能，目標(biāo)是極大地提高圖書館資料處理的效率，從而有更多的精力和時(shí)間為讀者提供更多更周到的人性化服務(wù)。通過(guò)系統(tǒng)的需求調(diào)研，RFID技術(shù)應(yīng)用于圖書管理過(guò)程中實(shí)現(xiàn)目標(biāo)主要包括以下幾個(gè)方面：實(shí)現(xiàn)圖書自助借還引入先進(jìn)的讀寫技術(shù)以實(shí)現(xiàn)智能化的圖書借還流程，提高信息存儲(chǔ)的安全性、信息讀寫的可靠性、借還書的高速快捷就迫在眉睫。實(shí)現(xiàn)圖書快速盤點(diǎn)和檢索依靠人工的圖書盤點(diǎn)工作，工作量大而且效率低。管理員要憑自身的記憶對(duì)圖書進(jìn)行分類放置和記錄，費(fèi)時(shí)勞神卻又很難達(dá)到目的。采用RFID技術(shù)，可在有效節(jié)省用戶空間和成本的同時(shí)，通過(guò)建立完善的索引機(jī)制，以及系統(tǒng)自身提供的強(qiáng)大的圖書檢索引擎，來(lái)便捷圖書管理員以及借閱者的圖書調(diào)用，提高檢索準(zhǔn)確性，提升工作效率。實(shí)現(xiàn)可靠而安全的圖書管理系統(tǒng)現(xiàn)有的圖書館磁條防盜系統(tǒng)的準(zhǔn)確性較低，并且磁條的磁性容易被削弱，所以引起誤報(bào)和漏報(bào)的幾率較大。通過(guò)電子標(biāo)簽的微小芯片和天線，可以方便地跟蹤和記錄圖書在流動(dòng)過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的每一個(gè)地點(diǎn)。因此，需要改進(jìn)現(xiàn)有的圖書防盜系統(tǒng)，采用更加可靠的防盜技術(shù)。 可行性研究 技術(shù)可行性軟件采用B/S結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于更加方便系統(tǒng)的升級(jí)和維護(hù)。對(duì)圖書軟件系統(tǒng)的修改只需要在服務(wù)器上進(jìn)行操作即可，區(qū)域管理計(jì)算機(jī)上不做任何修改，大大減輕和系統(tǒng)的維護(hù)工作量。本采用Java EE技術(shù)開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)運(yùn)行。Struts框架主要處理展現(xiàn)層的用戶請(qǐng)求，并將結(jié)果反饋給用戶；Spring框架用于處理業(yè)務(wù)邏輯；Hibernate框架則用于數(shù)據(jù)持久化，即實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)。具備良好的穩(wěn)定性、擴(kuò)展性、安全性、靈活地需求變動(dòng)功能。本系統(tǒng)開發(fā)框架設(shè)計(jì)優(yōu)雅，架構(gòu)清晰，具備良好的穩(wěn)定性、擴(kuò)展性、安全性、以及靈活地需求變動(dòng)功能。應(yīng)用了Ajax技術(shù) ，該技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)為在不更新整個(gè)頁(yè)面的前提下維護(hù)數(shù)據(jù)，使得Web應(yīng)用程序更為迅捷地回應(yīng)用戶動(dòng)作，為系統(tǒng)使用用戶提供了更為良好的系統(tǒng)操作體驗(yàn)。本系統(tǒng)使用的RFID技術(shù)，優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在其先進(jìn)性、可靠性、安全性、實(shí)用性、可擴(kuò)展性等?？梢苑奖闵?jí)不同的RFID自動(dòng)識(shí)別硬件，根據(jù)需要提供各種數(shù)據(jù)輸出接口；采用模塊化設(shè)計(jì)，方便擴(kuò)展功能，保護(hù)現(xiàn)有投資。 經(jīng)濟(jì)可行性隨著圖書館規(guī)模的不斷擴(kuò)大，圖書數(shù)量也相應(yīng)的增加，有關(guān)圖書的各種信息量也成倍增加，面對(duì)龐大的信息量，傳統(tǒng)的人工方式管理會(huì)導(dǎo)致圖書館管理上的混亂，人力與物力過(guò)多浪費(fèi)，圖書館管理費(fèi)用的增加，從而使圖書館的負(fù)擔(dān)過(guò)重，影響整個(gè)圖書館的運(yùn)作和控制管理。本系統(tǒng)采用java技術(shù)開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)運(yùn)行，其擴(kuò)展性與穩(wěn)定性都能夠得到嚴(yán)格保證。對(duì)部分中小企業(yè)應(yīng)用單位而言，本系統(tǒng)可有效利用企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有軟硬件資源，避免重復(fù)投資浪費(fèi)，有效節(jié)約系統(tǒng)實(shí)施成本。系統(tǒng)可以利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源，自行設(shè)計(jì)自行開發(fā)，具有很高的性價(jià)比；系統(tǒng)投入使用后，可節(jié)省人力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，從而降低了成本，節(jié)省了開支。 管理可行性系統(tǒng)操作簡(jiǎn)易便捷，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初即是考慮到通過(guò)利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)辦公平臺(tái)，降低檔案工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高檔案工作者的工作效率，因此本系統(tǒng)為用戶提供了更為直接、簡(jiǎn)潔的操作流程以符合用戶在圖書的收集、整理、保存、統(tǒng)計(jì)、檢索和利用的各個(gè)環(huán)節(jié)的工作需求。 以前的管理模式完全是手工操作，從圖書入庫(kù)到檢索圖書信息，無(wú)一不是人工處理，需要大量的勞動(dòng)力與工作量，而且由于人為的原因造成一些錯(cuò)誤。本次開發(fā)的圖書管理系統(tǒng)，可以大大改進(jìn)管理方式、提高工作效率。由于RFID系統(tǒng)本身還是一個(gè)先進(jìn)的EAS系統(tǒng)，所以RFID技術(shù)使得圖書館可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的“開架”，全部讓讀者“自助”借書和還書。另外，該系統(tǒng)還可以對(duì)該歸還的書籍進(jìn)行半自動(dòng)或自動(dòng)分類，從而把圖書管理員從簡(jiǎn)單的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來(lái)，為讀者提供更有附加值的工作。建設(shè)RFID圖書管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境并部署相應(yīng)的RFID硬件設(shè)備，用來(lái)識(shí)別、追蹤、和保護(hù)圖書館的所有資料，實(shí)現(xiàn)圖書借還、順架、查找、館藏盤點(diǎn)等功能，目標(biāo)是極大地提高圖書館資料處理的效率，從而有更多的精力和時(shí)間為讀者提供更多更周到的人性化服務(wù)。 所面臨的問(wèn)題成本問(wèn)題。射頻識(shí)別系統(tǒng)的成本是制約其推廣應(yīng)用的首要因素。當(dāng)前電子標(biāo)簽的價(jià)格還較高，一般規(guī)模的圖書館就需要安裝多臺(tái)，使用射頻識(shí)別系統(tǒng)的費(fèi)用偏高。 標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。到目前為止，包括ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織)和CEN(歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))在內(nèi)的10多個(gè)國(guó)家或國(guó)際機(jī)構(gòu)頒發(fā)了有關(guān)RFID的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，彼此并不完全兼容。電子標(biāo)簽的編碼與現(xiàn)有圖書資料的條碼編碼的兼容問(wèn)題。由于對(duì)圖書資料的編碼沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),使用條碼標(biāo)識(shí)圖書資料時(shí),各圖書館根據(jù)各自的情況制定不同的編號(hào)方法。使用電子標(biāo)簽標(biāo)識(shí)圖書資料，電子標(biāo)簽的編碼是否兼容原有圖書資料的編碼也是RFID在圖書館應(yīng)用的一個(gè)問(wèn)題。 個(gè)人隱私權(quán)問(wèn)題。由于RFID識(shí)別的信息媒介是電磁波，攜帶著嵌有電子標(biāo)簽圖書的讀者有遭到追蹤的潛在威脅，所以在圖書流通領(lǐng)域使用RFID有可能涉及個(gè)人隱私權(quán)遭受侵害問(wèn)題,圖書館應(yīng)用RFID技術(shù)也必須考慮此類問(wèn)題，避免不必要的麻煩。 本章小結(jié)本章主要介紹本項(xiàng)目的選題背景、意義，選題目標(biāo)，以及對(duì)項(xiàng)目的可行性研究和圖書館使用RFID所面臨的問(wèn)題做了詳細(xì)的分析。582 需求分析 圖書館現(xiàn)狀與問(wèn)題分析現(xiàn)有的借還書流程雖然引入了條碼掃描系統(tǒng)，但仍然需要人工打開圖書扉頁(yè)并找到條碼位置然后才能掃描條碼。這樣的操作流程較為繁瑣，借還書效率低。同時(shí)，條碼容易破損，經(jīng)常會(huì)發(fā)生條碼讀不出來(lái)需要更換條碼的現(xiàn)象，這樣不僅會(huì)影響借還書的效率，同時(shí)也會(huì)影響讀者對(duì)圖書館的滿意程度。依靠人工的圖書盤點(diǎn)工作，工作量大而且效率低。管理員要憑自身的記憶對(duì)圖書進(jìn)行分類放置和記錄，費(fèi)時(shí)勞神卻又很難達(dá)到目的。圖書館防盜系統(tǒng)現(xiàn)在還是孤立系統(tǒng)，圖書歸還和上架之前要經(jīng)過(guò)上磁處理，借出時(shí)則進(jìn)行消磁處理，工作量大，直接影響了圖書流通以及管理的工作效率?，F(xiàn)有的圖書館磁條防盜系統(tǒng)的準(zhǔn)確性較低，并且磁條的磁性容易被削弱，所以引起誤報(bào)和漏報(bào)的幾率較大。在發(fā)現(xiàn)盜竊行為的同時(shí)無(wú)法記錄盜竊圖書的信息，對(duì)圖書的日常盤點(diǎn)、補(bǔ)缺工作影響極大。 一個(gè)理想的、現(xiàn)代化的圖書館一個(gè)理想的、現(xiàn)代化的圖書館是什么樣的呢？我們來(lái)設(shè)想一下！● 如果您是一個(gè)讀者走進(jìn)圖書館干凈整潔的大廳，您只需要來(lái)到自助借還設(shè)備前，在觸摸屏上輕松地查詢出自己需要的圖書，根據(jù)提示你直接走到某一排的書架前拿走那本書，然后在自助借還設(shè)備前將你的借書證和書讀取一下，就可以帶著書離開了。您不需要和任何人接觸，就可以完成整個(gè)借書的過(guò)程，快捷、方便。讀者還書和借書就像在銀行的24小時(shí)ATM機(jī)上存取錢一樣方便、快捷?！?如果您是圖書管理員您再不用在盤點(diǎn)或者整理圖書時(shí)忙得暈頭轉(zhuǎn)向，為找一本書而耽誤很多時(shí)間，便攜式盤點(diǎn)設(shè)備可以幫助你輕松完成上架、順架、盤點(diǎn)等繁瑣的工作，在讀者需要幫助時(shí)您可以輕而易舉地找到任何一本書的位置，您不也不用擔(dān)心會(huì)有人沒(méi)有登記就帶著圖書離開，任何沒(méi)有完成借書手續(xù)的圖書通過(guò)智能安全門時(shí)都會(huì)告知您。● 如果您是圖書館館長(zhǎng)圖書館RFID系統(tǒng)可以幫助促進(jìn)圖書的流通，提高圖書管理和服務(wù)水平，使圖書館從圖書的監(jiān)管者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的詮釋者成為現(xiàn)實(shí)，而您要做的只是拓展圖書館的文化業(yè)務(wù)功能，使其更為人性化、樂(lè)趣化，從而更快地向集群化圖書館邁進(jìn)。 系統(tǒng)需求分析近年來(lái)，隨著圖書館規(guī)模的不斷擴(kuò)大，圖書數(shù)量也相應(yīng)的增加，有關(guān)圖書的各種信息量也成倍增加，面對(duì)龐大的信息量，傳統(tǒng)的人工方式管理會(huì)導(dǎo)致圖書館管理上的混亂，人力與物力過(guò)多浪費(fèi)，影響整個(gè)圖書館的運(yùn)作和控制管理，因此，必須制定一套合理、有效，規(guī)范和實(shí)用的圖書管理系統(tǒng)，對(duì)圖書資料進(jìn)行集中統(tǒng)一的管理。原本使用條碼作為資料辨識(shí)圖書書館系統(tǒng)，因RFID技術(shù)的導(dǎo)入應(yīng)用，將原本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的無(wú)人服務(wù)圖書館變成可行，有兩個(gè)關(guān)鍵因素。自助借還書操作簡(jiǎn)便性和借閱資料正確性。系統(tǒng)以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，以RFID中間件為媒介實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的RFID技術(shù)和圖書管理方法的有機(jī)結(jié)合，為圖書館的管理提供了十分有效的技術(shù)手段，將先進(jìn)RFID技術(shù)同圖書管理系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，有效地提高了圖書管理的效率、簡(jiǎn)化了圖書管理的流程、降低了圖書管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度并在為讀者提供更加便利快捷的圖書借還書、查詢等服務(wù)的同時(shí)做到對(duì)讀者信息和借閱圖書的雙重（數(shù)據(jù)庫(kù)和圖書標(biāo)簽芯片）記錄，并實(shí)現(xiàn)了EAS和記錄借閱信息流程的統(tǒng)一。從而能有效地提高圖書管理的效率、簡(jiǎn)化圖書管理的流程、降低圖書管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)真正意義上的“開架”。① 初始手工登記② 條碼、永磁條、充消磁技術(shù)③ RFID智能化技術(shù)④ 集群化圖書館圖21 圖書館智能化技術(shù)發(fā)展方向 功能需求分析由于RFID系統(tǒng)本身還是一個(gè)先進(jìn)的EAS系統(tǒng)，所以RFID技術(shù)使得圖書館可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的“開架”，全部讓讀者“自助”借書和還書。另外，該系統(tǒng)還可以對(duì)該歸還的書籍進(jìn)行半自動(dòng)或自動(dòng)分類，從而把圖書管理員從簡(jiǎn)單的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來(lái)，為讀者提供更人性化的服務(wù)和更有附加值的工作。在設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，要弄清它能夠?qū)崿F(xiàn)什么功能，再根據(jù)具體要實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)分析需要哪些元素，知道這些內(nèi)容后在進(jìn)行相應(yīng)的界面。通過(guò)以上的功能分析，該系統(tǒng)要完成以下的功能需求。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括：圖書管理、借閱管理、統(tǒng)計(jì)分析和系統(tǒng)管理四大功能模塊。圖書管理主要完成日常對(duì)圖書的管理工作，主要包括：書籍管理、書架管理、類別管理、出版社管理、讀者管理、資料下架管理、圖書盤點(diǎn)等功能；借閱管理為圖書館的日常操作功能，主要包括：出借管理、歸還管理、續(xù)借管理、預(yù)借管理、借閱查詢等功能；統(tǒng)計(jì)分析主要為定期對(duì)圖書館圖書情況、借閱情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，主要包括：借閱統(tǒng)計(jì)、圖書類別統(tǒng)計(jì)、圖書狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、借閱排行等；系統(tǒng)管理是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的日常管理功能，主要包括用戶管理、角色管理、參數(shù)管理、備份管理、標(biāo)簽管理、標(biāo)簽打印等功能。根據(jù)以上功能的需求，RFID技術(shù)對(duì)圖書館工作起到以下的作用： 資源得以合理配置自助服務(wù)將圖書館的工作由以藏書為中心、以館員為中心轉(zhuǎn)移到以讀者為中心，同時(shí)自助服務(wù)又突破管理員的專業(yè)局限，讓讀者在最短的時(shí)間里找到自己需要的資源。資源得以高效利用自助服務(wù)把原來(lái)由管理員承擔(dān)的工作下放到了讀者手中，圖書館的人力支出相應(yīng)地減少，成本隨之降低。圖書館員則利用節(jié)省出來(lái)的時(shí)間和人力資源用于延長(zhǎng)圖書館的開放時(shí)間、用于更深層次的參考咨詢工作和個(gè)性化服務(wù)等，從而提高圖書館的利用率。讀者的主人感意識(shí)增強(qiáng)由于感到自己是圖書館的主人，無(wú)形當(dāng)中增強(qiáng)了對(duì)圖書館的親和力，使自己的行為更加自覺(jué)地受到圖書館的規(guī)章制度的約束。讀者真正擁有安全感自助服務(wù)無(wú)需管理員的介入，具有較高的安全保密性，不會(huì)產(chǎn)生因管理員操作而使讀者信息泄漏，更加符合讀者的心理。突破時(shí)空限制 24小時(shí)自助服務(wù)不受圖書館開、閉館的影響，最大限度地方面了讀者，使得圖書館的服務(wù)向更加人性化的方向發(fā)展。 應(yīng)用需求分析本系統(tǒng)采用的射頻技術(shù)與先由圖書館的條形碼是兩種不同的技術(shù)，有不同的適用范圍，有時(shí)會(huì)有重疊。兩者之間最大的區(qū)別是條形碼是可視技術(shù)，掃描儀在人的指導(dǎo)下工作，只能接收它視野范圍內(nèi)的條形碼。相比之下，射頻識(shí)別不要求看見目標(biāo)。射頻標(biāo)簽只要在接受器的作用范圍內(nèi)就可以被讀取。條形碼本身還具有其他缺點(diǎn)，如果標(biāo)簽被劃破，污染或是脫落，掃描儀就無(wú)法辨認(rèn)目標(biāo)。從概念上來(lái)說(shuō)，兩者很相似，目的都是快速準(zhǔn)確地確認(rèn)追蹤目標(biāo)物體。主要的區(qū)別如下：有無(wú)寫入信息或更新內(nèi)存的能力。條形碼的內(nèi)存不能更改。射頻標(biāo)簽不像條形碼，它特有的讀寫器不能被復(fù)制。標(biāo)簽的作用不僅僅局限于視野之內(nèi)，因?yàn)樾畔⑹怯蔁o(wú)線電波傳輸，而條形碼必須在視野之內(nèi)。由于條形碼成本較低，有完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，已在全球散播，所以已經(jīng)被普遍接受，從總體來(lái)看，射頻技術(shù)只被局限在有限的市場(chǎng)份額之內(nèi)。目前，多種條形碼控制模版已經(jīng)在使用之中，在獲取信息渠道方面，射頻也有不同的標(biāo)準(zhǔn)。表21 條形碼與RFID卡的比較性能類型信息載體信息量讀/寫性讀取方式智能化壽命保密性條形碼紙、塑料薄膜、金屬表面 小只讀CCD或激光束掃描無(wú)較短差RFID卡EEPROM大讀