【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1) 可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人圖書(shū)館： RFID技術(shù)的應(yīng)用，使無(wú)人圖書(shū)館成為可能，圖書(shū)館就可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的 24 小時(shí)的全開(kāi)放。 2) 圖書(shū)館業(yè)務(wù)流程的重組： RFID 解放了流通部門(mén)占有的大量人員，使圖書(shū)館的業(yè)務(wù)流程重組變得必要和可行；圖書(shū)館將從以館藏為中心轉(zhuǎn)向以讀者為中心，提供給讀者的服務(wù)將邁向多元化、高級(jí)化和人性化。 RFID 技術(shù)課程設(shè)計(jì) 4 3) 參考咨詢性工作的重要性越發(fā)突出：圖書(shū)館的參考咨詢工作是讀者與信 息資料之間的中介，從而使圖書(shū)館區(qū)別與一般的信息工具或者網(wǎng)絡(luò)。圖書(shū)館流通工作淡化后，參考咨詢工作會(huì)成為圖書(shū)館的主要工作。 4) 不滿足于開(kāi)展陣地服務(wù)、傳統(tǒng)服務(wù)，充分利用各種設(shè)施和技術(shù)條件，為社會(huì)公眾提供多樣化、個(gè)性化服務(wù)，使圖書(shū)館的服務(wù)廣度與深度都得到延伸，提高公共文化服務(wù)能力。 智能圖書(shū)館系統(tǒng)特色 （ 1）快速掃描 條形碼一次只能有一個(gè)條形碼受到掃描； RFI D 辨識(shí)器可同時(shí)辨識(shí)讀取數(shù)個(gè) RFID 標(biāo)簽。 （ 2）體積小型化、形狀多樣化 RFID 在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制 ，不需為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)。此外， RFID 標(biāo)簽更可往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展，以應(yīng)用于不同產(chǎn)品。 （ 3）抗污染能力和耐久性 傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但 RFID 對(duì)水、油和化學(xué)藥品等物質(zhì)具有很強(qiáng)抵抗性。此外，由于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到折損； RFID卷標(biāo)是將數(shù)據(jù)存在芯片中，因此可以免受污損。 超高頻應(yīng)用領(lǐng)域 超高頻 RFID主要應(yīng)用有： ◎供應(yīng)鏈的管理和應(yīng)用 ◎服裝生產(chǎn)線和物流系統(tǒng)的管理和應(yīng)用 ◎生產(chǎn)線自動(dòng)化的 管理和應(yīng)用 ◎圖書(shū)管理系統(tǒng)的應(yīng)用 ◎集裝箱的管理和應(yīng)用 ◎鐵路包裹的管理和應(yīng)用 ◎后勤管理系統(tǒng)的應(yīng)用 RFID 技術(shù)課程設(shè)計(jì) 5 圖 11 A. 智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng) ： 當(dāng)入出圖書(shū)館經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)，圖書(shū)被遺漏處理自動(dòng)提醒 ： B. 館員工作站 ： 在線設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理；為讀者提供更多更好的增值服務(wù)；輔助業(yè)務(wù)處理 ； C. 自助借書(shū)系統(tǒng) ： 可供讀者自主借書(shū)操作 ； D. 自助還書(shū)系統(tǒng) ： 可供讀者自主還書(shū)操作 ； E. RFID 館藏標(biāo)簽 ： 可記錄書(shū)名、作者、出版社、索書(shū)號(hào)、 ISBN/ISSN 、等信息 ； F. 館藏資料 ： 書(shū)、磁帶、光盤(pán)等 ； G. 便攜式館藏點(diǎn)檢系統(tǒng) ： 館藏資料盤(pán)點(diǎn)、尋找、順架 ； H. 標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng) ： 對(duì)館藏標(biāo)簽編寫(xiě)數(shù)據(jù)或分流 ； I. 圖書(shū)館應(yīng)用系統(tǒng) ： 與各類圖書(shū)館應(yīng)用系統(tǒng)無(wú)縫集成 。 RFID 技術(shù)課程設(shè)計(jì) 6 二 .需求分析 實(shí)驗(yàn)箱模塊的選擇 本設(shè)計(jì)中采用的 OURS‐ RFID‐ RP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其硬件結(jié)構(gòu)如圖 21所示。 圖 21 LF 模塊將由 ATMEL 的 UR2270 為核心組成 ；依托于 Atmel官方提供的 EVM板設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)操作，讀卡器采用 Atmel ATA2270 實(shí)現(xiàn)，通過(guò)讀卡器獲取指令流，并對(duì) ID卡進(jìn)行讀寫(xiě)操作。增加了軟件上的通訊握手機(jī)制（一次性的握手）。主要實(shí)現(xiàn)的功能是，通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)對(duì)低頻板讀寫(xiě)動(dòng)作的控制，可實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)卡等基本操作。 HF 讀卡器由 TI 的 TRF7970A 芯片為核心組成；上電后， 430先通過(guò)并口訪問(wèn) 7970芯片，在沒(méi)有讀到卡時(shí)，程序運(yùn)行在串口讀寫(xiě)模式，并每隔 “ D”，直到有寫(xiě)操作為止。當(dāng)有卡讀寫(xiě)時(shí)，針對(duì)相應(yīng)的卡，程序進(jìn)入不同的協(xié)議中 ，并且點(diǎn)亮相應(yīng)的LED燈。 UHF 讀卡器由英頻杰公司的 R2021 芯片 +ATMEL 公司的 ARM7 芯片架構(gòu)完成 讀卡器向一個(gè)或一個(gè)以上的標(biāo)簽發(fā)送信息，發(fā)送方式是采用脈沖間隔編碼 (PIE) 格式的雙旁帶振幅移位鍵控 (DSBASK)、單邊帶振幅移位鍵控 (SSBASK)或反向振幅移位鍵控 (PRASK) 調(diào)制射頻載波信號(hào)。標(biāo)簽通過(guò)相同的調(diào)制射頻載波接收功率。 RFID 技術(shù)課程設(shè)計(jì) 7 ACTIVE ZIGBEE 電子標(biāo)簽?zāi)K使用 ZigBee 協(xié)議，利用 2530 平臺(tái)，完成 1 對(duì)多的主動(dòng)式 RFID 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 CC2530 郵票孔模塊把 RF 部分全部做到了模塊內(nèi)部，采用先進(jìn)的 RF 設(shè)計(jì)理念，使 RF 做到了最優(yōu)化 3530嵌入式網(wǎng)關(guān)對(duì) RFID模塊的控制的實(shí)現(xiàn) 。嵌入式網(wǎng)關(guān)使用一個(gè) TTL電平的 UART和4個(gè) TTL電平的 GPIO管腳來(lái)管理包括原理機(jī)在內(nèi)的所有的 RFID模塊。 系統(tǒng)整體布局結(jié)構(gòu) 如圖 22所示： 根據(jù)本次課程設(shè)計(jì)所做圖書(shū)館管理系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的各種功能，設(shè)計(jì)選用超高頻模塊： UHF模塊： 圖 22 OURS‐ RFID‐ RP系統(tǒng)整體布局圖 RFID 技術(shù)課程設(shè)計(jì) 8 圖 23 系統(tǒng)框圖： 圖 24 支持協(xié)議： EPCglobal UHF class 1 Gen 2 /ISO 180006C 支持區(qū)域： FCC、 ETSI 輸出功率：最大 30dBm(外部供電 )， 23dBm（ USB供電） ,功率可調(diào)，前向和反向功監(jiān)測(cè) DRM濾波器：包含高性能外部 DRM濾波器，適用于環(huán)境惡劣的情況 天線：雙天線配置（ 50Ω MMCX接口），可配置成一個(gè)隔離天線或者倆個(gè)一體天線 通信接口： MiniUSB、 UART，具有工程調(diào)試功能 尺寸： 88mm 45mm（模塊大?。? RFID 技術(shù)課程設(shè)計(jì) 9 開(kāi)發(fā)包：硬件包括開(kāi)發(fā)板、接口板、電源、相關(guān)的線纜以及 PCB Gerber 文件，軟件包括Firmware、 windows/wince 下驅(qū) 動(dòng)、 SDK以及示例程序，并且提供 Indy Tool以及 Indy Tracer工具便于操作和調(diào)試。 物理層：讀卡器向一個(gè)或一個(gè)以上的標(biāo)簽發(fā)送信息，發(fā)送方式是采用脈沖間隔編碼 (PIE)格式的雙旁帶振幅移位鍵控 (DSBASK)、單邊帶振幅移位鍵控 (SSBASK)或反向振幅移位鍵控 (PRASK) 調(diào)制射頻載波信號(hào)。標(biāo)簽通過(guò)相同的調(diào)制射頻載波接收功率。 讀卡器通過(guò)發(fā)送未調(diào)制射頻載波和傾聽(tīng)反向散射回答接收從標(biāo)簽發(fā)來(lái)的信息。標(biāo)簽通過(guò)反向散射調(diào)制射頻載波的振幅和 /或相位，傳達(dá)信息。用于對(duì)讀卡器命令作出響應(yīng)的編碼格式或是 FM0 或是 millermodulate 的副載波。詢問(wèn)和標(biāo)簽之間的通信線路為半雙工，也就是不應(yīng)要求標(biāo)簽在反向散射的同時(shí)解調(diào)讀卡器。標(biāo)簽不應(yīng)利用全雙工通信對(duì)強(qiáng)制命令或任選命令作出響應(yīng)。 ISO 180006C 標(biāo)簽識(shí)別層：通過(guò)命令讀取標(biāo)簽存儲(chǔ)空間的內(nèi)容，并通過(guò) PC 分析命令字段及標(biāo)簽存儲(chǔ)器，見(jiàn) ISO 180006C 協(xié)議第 6 部分標(biāo)簽識(shí)別標(biāo)簽存儲(chǔ)器 。 讀寫(xiě)器與標(biāo)簽通信見(jiàn)下面示意圖： 圖 25 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的選擇 目前常用的語(yǔ)言有匯編語(yǔ)言、 C語(yǔ)言、 C++、 C、 JAVA等， 以下為他們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)比較來(lái)確定本次設(shè)計(jì)應(yīng)使用哪一種。 C++語(yǔ)言是一種面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)語(yǔ)言，它在 C語(yǔ)言的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，以面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言而聞名，修補(bǔ)了 C語(yǔ)言中的一些漏洞，提供更好的類型檢查和編譯時(shí)的分析。也使得程序員在 C++環(huán)境下繼續(xù)寫(xiě) C 代碼，也能得到直接的好處。 C++以其獨(dú)特的語(yǔ)言機(jī)制在計(jì)算機(jī)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想是在原來(lái)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法基礎(chǔ)上RFID 技術(shù)課程設(shè)計(jì) 10 的一個(gè)質(zhì)的飛越， C++體現(xiàn)了面向?qū)ο蟮母鞣N特性。 C++就是要讓 C++既具有適合于系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的 C語(yǔ)言所具有的可適應(yīng)性和高效性，又 能在其程序組織結(jié)構(gòu)方面具有像面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)風(fēng)格那樣的語(yǔ)言設(shè)施。在 C++中可以使用多重繼承，即一個(gè)類別可以同時(shí)從多于一個(gè)父類繼承行為與特征的功能。與單一繼承相對(duì)，單一繼承指一個(gè)類別只可以繼承自一個(gè)父類，C和 JAVA就一種單一繼承方式的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言。 綜上所述，根據(jù)本次課程設(shè)計(jì)所涉設(shè)計(jì)的圖書(shū)管理系統(tǒng)，我們選擇用 C++語(yǔ)言作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言更為合適，可以充分發(fā)揮 C++語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)來(lái)完成圖書(shū)管理系統(tǒng)的各個(gè)功能。 數(shù)據(jù)交換方式 標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)（ RFID）與現(xiàn)有圖書(shū)館管 理系統(tǒng)之間的一座橋梁，通過(guò)標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將 RFID 唯一識(shí)別號(hào)與圖書(shū)唯一編碼實(shí)施綁定，將 RFID 技術(shù)與現(xiàn)有圖書(shū)館管理系統(tǒng)的掛接，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書(shū)、讀者詳細(xì)信息的訪問(wèn)，從而將 RFID 技術(shù)集成到現(xiàn)有圖書(shū)館館系統(tǒng)當(dāng)中。標(biāo)簽 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)完成圖書(shū)電子標(biāo)簽、架標(biāo)標(biāo)簽以及借書(shū)證電子標(biāo)簽的轉(zhuǎn)換工作 標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由硬件和軟件系統(tǒng) 2部分。 標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)硬件包括：控制主機(jī)和標(biāo)簽轉(zhuǎn)換裝置。控制主機(jī)用于安裝標(biāo)簽轉(zhuǎn)換軟件系統(tǒng)控制對(duì)圖書(shū)標(biāo)簽、借書(shū)證標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽信息與條形碼等其他信息的綁定。通過(guò)綁定能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖書(shū)及讀者 詳細(xì)信息的訪問(wèn)。 存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)中，根據(jù)選用的語(yǔ)言，可以選用各種不同的存儲(chǔ)系統(tǒng)做中間件，最簡(jiǎn)單的文本形式保存，再用程序訪問(wèn)文本，在管理員 PC機(jī)端顯示，也可以采用數(shù)據(jù)庫(kù)，保存數(shù)據(jù)，再用接口訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。 以數(shù)據(jù)庫(kù)保存數(shù)據(jù)，克服了以文本保存數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)，對(duì)數(shù)據(jù)的安全有了可靠地保證，同時(shí)便于客戶端的連接。在數(shù)據(jù)庫(kù)中有多種開(kāi)發(fā)工具，如 SQL server、 Access等。 Access是桌面型的小數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用， Access中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在文件系統(tǒng)內(nèi)，不適應(yīng)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)， Access最大支持 2GB，而 SQL server 可以更大。 Access是中小型數(shù)據(jù)庫(kù)， SQL server 是大型數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)存儲(chǔ)容量達(dá)到一定程度的時(shí)候，RFID 技術(shù)課程設(shè)計(jì) 11 就會(huì)明顯的感覺(jué)到他們的區(qū)別，主要是在存儲(chǔ)速度上。 Access可以單獨(dú)的上傳下載，本機(jī)必須要安裝 Access，而 SQL server必須在本機(jī)安裝 SQL server才能在本機(jī)上操作數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)然也可以通過(guò)鏈接操作網(wǎng)絡(luò)上的 SQL數(shù)據(jù)庫(kù)操作。 Access是一種桌面數(shù)據(jù)庫(kù)，只適應(yīng)數(shù)據(jù)量少的操作在處理少量數(shù)據(jù)和單片機(jī)訪問(wèn)大數(shù)據(jù)庫(kù)是很好，效率也很高，但是它的同時(shí)訪問(wèn)客戶端不能多于 4個(gè)。 Access數(shù)據(jù)庫(kù) 有一定的權(quán)限，如果數(shù)據(jù)達(dá)到 100M左右，很容易造成服務(wù)器死機(jī)，或者消耗掉服務(wù)器的內(nèi)存導(dǎo)致服務(wù)器崩潰。 SQL server是基于服務(wù)器的中型數(shù)據(jù)庫(kù)，可以適合大容量的數(shù)據(jù)應(yīng)用，在功能上管理也要比 Access強(qiáng)。在處理海量數(shù)據(jù)的效率，后臺(tái)開(kāi)發(fā)的靈活性，可擴(kuò)展性等方面強(qiáng)大。因?yàn)楝F(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫(kù)都使用標(biāo)準(zhǔn)的 SQL語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理。 SQL server 還有更多的擴(kuò)展，可以用存儲(chǔ)過(guò)程，數(shù)據(jù)庫(kù)大小無(wú)極限限制。 在 圖書(shū)管理 系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的要求不是很高，沒(méi)有大量的數(shù)據(jù)保存， Access再設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，因此在 此系統(tǒng)中選擇 Access數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過(guò)程。 應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu) 現(xiàn)有的借還書(shū)流程雖然引入了條碼掃描系統(tǒng)，但仍然需要人工打開(kāi)圖書(shū)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(shū)效率低。同時(shí)，條碼容易破損，經(jīng)?；匕l(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(shū)的效率，同時(shí)也會(huì)影響讀者對(duì)圖書(shū)館的滿意程度。 圖書(shū)館防盜系統(tǒng)現(xiàn)在還是孤立系統(tǒng)，圖書(shū)歸還和上架之前要經(jīng)過(guò)上磁處理，借出時(shí)間進(jìn)行消磁處理，工作量大，直接影響了圖書(shū)流通以及管理的工作效率。 在 發(fā)現(xiàn)盜竊行為的同時(shí)無(wú)法記錄盜竊圖書(shū)的信息，對(duì)圖書(shū)的日常盤(pán)點(diǎn)、補(bǔ)缺工作影響極大。 、現(xiàn)代化的圖書(shū)館 ? 如果您是一個(gè)讀者 走進(jìn)圖書(shū)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(shū)，根據(jù)提示你直接走到某一排的書(shū)架前拿走那本書(shū)，然后再自助借還設(shè)備前將你的借書(shū)證和書(shū)讀取以下，就可以帶著書(shū)離開(kāi)了。您不需要和任何人接觸，就可以完成整個(gè)借書(shū)的過(guò)程，方便、快捷。讀者還書(shū)和借書(shū)就像在銀行的 24小時(shí) ATM機(jī)上存取錢(qián)一樣方便、快捷。 RFID 技術(shù)課程設(shè)計(jì) 12 ? 如果您是圖書(shū)管理員 您再不 用在盤(pán)點(diǎn)或者整理圖書(shū)時(shí)忙的暈頭轉(zhuǎn)向，為找一本書(shū)而耽誤很多的時(shí)間，便攜式盤(pán)點(diǎn)設(shè)備可以幫助你輕松完成上架、盤(pán)點(diǎn)等繁瑣的工作，在讀者需要幫助的時(shí)候您可以輕而易舉的找到任何一本書(shū)的位置，你不用擔(dān)心會(huì)有人沒(méi)有登記就帶著圖書(shū)離開(kāi)，任何沒(méi)有完成借書(shū)手續(xù)的圖書(shū)通過(guò)智能安全門(mén)時(shí)都會(huì)告知您。 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