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RFID图书馆管理系统解决方案

来源:一卡通世界      作者:北京创羿兴晟科技发展有限公司      2017-12-22 12:35:03

  1.RFID图书馆项目概述

  1.1RFID图书馆项目简介

  RFID(Radio Frequency Identification system)是“无线射频识别系统”,是一种非接触式的自动识别技术,它是利用无线电波识别目标物上的标记,以进行无线数据识别和获取相关信息的工作。

  图书馆RFID系统是将RFID技术应用于图书馆领域管理,以帮助图书馆实现读者快速借阅、快速还书、快速馆藏资料清点、图书自动排架、顺架、倒架,以及安全防盗等功能。

  1.2RFID图书馆的作用

  多年来图书借还、快速盘点、查找、乱架图书整理等问题一直困扰着图书馆的管理及工作人员。 创羿科技依托强大的RFID技术实力,经过多年研发努力,形成了系列图书馆配套设备,大大改进管理方式、提高工作效率、降低了管理人员的劳动强度,为图书馆应用领域提供了完整的解决方案。

  建设RFID图书馆。通过RFID系统来识别、追踪和保护图书馆的所有资料,实现图书借还、顺架、查找、馆藏盘点智能化,目的是极大地提高图书馆资料处理的效率。

  通过RFID无线射频技术,与现有图书馆自动化系统的连接,使自助系统平滑顺利与之对接,实现对图书资料的管理自动化、加快书籍清点速度,提高图书的流通周转速率,更有效发挥图书资料的信息传递功能。

  通过图书馆的RFID系统建设,将简化读者的借阅流程,提高流通效率,大幅度降低图书清点和查找工作量,将图书馆工作人员从繁杂的重复性劳动中解放出来,更有效和针对性的进行读者个性化服务,提升图书馆的服务质量。

  1.3RFID图书馆系统内容及结构

  本项目的建设内容主要包括两个方面:RFID系统设备的安装调试和RFID系统配套软件的规划实施,这两个方面相互结合,以科学合理的管理机制做保障,建设具有国际领先水平的RFID图书馆应用系统,力求建成数字资源丰富、管理水平先进、服务种类多样、服务手段创新、读者使用方便、系统安全可靠、可扩展性强的现代化图书馆。

  图书馆RFID系统由RFID硬件、计算机集成设备、软件组成,RFID硬件通过标准串口或者USB接口与计算机集成设备连接,组成图书馆RFID系统的终端,RFID系统终端通过终端软件与图书馆管理系统服务中心连接,其物理连接为网络连接或者数据拷贝交换。终端软件与图书馆管理系统服务中心的连接遵守图书馆业内相关协议和计算机网络协议。

  1.4RFID图书馆的配置

  本方案选用国际知名的RFID标签,并围绕RFID标签提供一套完整的硬件解决方案:RFID馆员工作站、RFID标签转换站、快速借还系统设备、RFID手持点检仪、安全门系统设备(RFID)。拓扑图如下:

  1.5RFID图书馆设计原则

  开放性

  所有产品应具有开放标准的接口、API或者通信协议,体系结构、资源建设与服务设计坚持开放性原则。

  标准性

  系统各项技术遵循国际标准、国家标准、行业和相关规范。

  科学性

  各项性能指标的调整与设计坚持科学性与可操作性原则。

  可靠性

  系统建设力求采用先进可靠的网络技术、应用平台和开发工具,使网络系统、软硬件系统具有较长的生命周期,确保系统的高性能和稳定性。

  安全性

  系统设计充分考虑各种安全风险,确保图书馆的安全运行。

  1.6RFID系统带来的创新

  简化借还书流程

  现有的借还书流程虽然引入了条码扫描系统,但仍然需要人工打开图书扉页并找到条码位置然后才能扫描条码。这样的操作流程较为繁琐,借还书效率低。同时,条码容易破损,经常会发生条码读不出需要更换条码的事情,这样不仅会影响借还书的效率,同时也会影响读者对图书馆的满意程度。因此,引入先进的读写技术以实现智能化的图书借还流程,提高信息存储的安全性、信息读写的可靠性、借还书的高速快捷就迫在眉睫。

  降低盘点和查找工作量

  依靠人工的图书盘点工作,工作量大而且效率低。管理员要凭自身的记忆对图书进行分类放置和记录,费时劳神却又很难达到目的。需要引入先进的技术,以实现图书盘点的智能化。

  提高防盗系统的安全性

  现有的图书馆磁条防盗系统的准确性较低,并且磁条的磁性容易被削弱,所以引起误报和漏报的几率较大。因此,需要改进现有的图书防盗系统,采用更加可靠的防盗技术。

  改变借阅管理和安全防盗脱节的情况

  图书馆防盗系统现在还是孤立系统,图书归还和上架之前要经过上磁处理,借出时则要进行消磁处理,工作量大,直接影响了图书流通以及管理的工作效率。在发现盗窃行为的同时无法记录盗窃图书的信息,对图书的日常盘点、补缺工作影响极大。因此需要对现有的管理系统进行改进,将防盗系统与图书流通管理系统联系起来,记录每本图书的进出库历史记录,从而可以与借还书的历史记录进行匹配。

  提高图书馆工作人员的满意度

  图书馆工作人员由于积年累月的重复性劳动,加上图书馆工作本身就很繁重,很容易让图书馆工作人员对图书馆工作产生一定的消极思想;由于管理上存在缺陷,图书馆管理者也大伤脑筋,加上读者也对图书馆表示不满,导致图书馆人员对图书馆工作满意度有所下降。通过对图书馆管理系统的技术改造,可以采用技术手段来弥补管理上的缺陷,同时把工作人员从图书馆日常繁重的重复劳动中解放出来。

  提高读者的借还书满意度

  读者经常会对图书馆产生不满,产生的原因主要是以下几点:

  1)借还书的效率低,排队等候时间太长,无谓的浪费时间导致读者不满意;

  2)借还书出现条码无法读出,增加读者等待时间,导致读者不满意;

  3)图书馆由于没有有效手段对图书进行盘点,读者通过查询系统查到馆藏里有某本图书,但花了很长时间却找不到,原因可能是这本书被偷窃了,但是因为管理系统没有准确的记录,结果导致了读者对图书馆不满意;

  通过上述分析,可以归纳出目前图书馆管理工作中的诸多问题、读者借还书的诸多不便都是由于目前采用的条码技术自身的缺陷引起的。而如果采用RFID,可以实现条码技术无法实现的许多功能,从而提升图书馆的管理系统的功能和系统可靠性。

  2.RFID系统方案

  2.1设备清单

  设备名称 单位 备注

  RFID图书标签 张

  RFID层架标签 个

  馆员工作站 套

  安全门禁 片 单通道,共4套

  移动盘点车 台

  RFID服务应用软件平台 套

  图书位置导航 套

  图书馆业务软件接口 个

  创羿图书馆自动化管理系统 套

  2.2总体设计

  本方案基于先进完整的RFID系统体系结构,充分利用RFID技术的可读写性、高可靠性、高存储量、可定制化的特点,在满足客户的现实需求和保障现有基础设施的前提下,充分考虑到系统的扩展性和开放性,以RFID图书电子标签为信息载体,以RFID系统中间件为桥梁,实现了RFID系统同图书馆管理系统的有机融合,简化了图书管理的流程,提高了图书管理的效率,为读者提供了更为人性化和便捷的借还书服务。

  在系统架构上,我们提出了完整的RFID系统层次,包括RFID设备层、中间件和管理应用层。其中,RFID设备层是RFID信息采集实现的层次,图书电子标签的读写操作在这一层完成;中间件是RFID系统和其他管理系统联系的纽带,中间件屏蔽了应用层软件接口、数据等差异;管理应用层 则与具体的操作流程和业务相关。

  2.3系统结构

  图书馆RFID系统由RFID硬件、计算机集成设备、软件组成,RFID硬件通过标准串口或者USB接口与计算机集成设备连接,组成图书馆RFID系统的终端,RFID系统终端通过终端软件与图书馆管理系统服务中心连接,其物理连接为网络连接或者数据拷贝交换。终端软件与图书馆管理系统服务中心的连接遵守图书馆业内相关协议和计算机网络协议。

  2.4接口标准和协议

  RFID系统是图书馆的组成部分,是依附于图书馆管理系统而存在的新一代智能型图书馆管理系统,因此,该系统必须要同图书馆的业务系统进行对接,交换数据。

  目前,所依附的通讯协议和标准有

  1)TCP/IP协议

  TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写,中文译名为传输控制协议/互联网络协议)协议是Internet最基本的协议,TCP/IP是两个网络基础协议:IP协议、TCP协议名称的组合。TCP/IP协议的开发工作始于70年代,是用于网络互连的重要协议,包括:

  网间协议IP :一个共同遵守的通信协议,从而使 Internet 成为一个允许连接不同类型的计算机和不同操作系统的网络。要使两台计算机彼此之间进行通信,必须使两台计算机使用同一种"语言"。通信协议正像两台计算机交换信息所使用的共同语言,它规定了通信双方在通信中所应共同遵守的约定。

  传输控制协议TCP :尽管计算机通过安装IP软件,从而保证了计算机之间可以发送和接收资料,但IP协议还不能解决资料分组在传输过程中可能出现的问题。因此,若要解决可能出现的问题,连上 Internet 的计算机还需要安装TCP协议来提供可靠的并且无差错的通信服务。

  2.5RFID应用软件系统设计

  RFID系统的应用软件平台,是整个RFID系统运行的基础软件平台,通过该平台,将各种RFID应用的硬件设备组建成一个统一的整体,并发挥相应的功能。

  2.5.1应用软件体系结构

  RFID系统软件,按照软件架构,可以分为硬件层、硬件访问层,硬件应用层、数据层、数据访问层、业务层、用户层等多个层次:

  1)硬件层:各种组成RFID设备硬件的基本设备单元,,RFID标签、打印机等。

  2)硬件访问层:用于访问各种硬件设备的软件支撑平台和控件。

  3)硬件应用层:该层面上整合多种硬件结构,形成各种不同德RFID的逻辑单元组合。

  4)数据访问层:软件方式连接业务应用与基础数据平台的系统软件。

  5)业务应用层:完成图书馆某一特定任务的软件系统单元。

  6)用户层:通过多种逻辑组合,将软件展示给用户。

  这样的设计架构,综合考虑了图书馆业务需求及IT技术发展的变化,采用模块化方式,将用户需求分解为业务功能模块,通过软件应用和硬件应用进行组织,构建符合用户需求的设备和系统,完成设计功能。特点是:

  模块化设计,通过抽象的物理设备接口,关联用户需求和硬件设备,按照业务逻辑组合硬件、软件资源,系统可以按照用户的不同要求进行组合构建,满足变化的需求。

  开放而独立的硬件层和通用的硬件访问层,符合IT市场运作规律,按照通用的标准和结构配置底层硬件,避免了最终用户应为系统不开放而被捆绑甚至绑架的风险。

  系统硬件和软件独立,未来可以根据需要,衍生新的RFID系统设备。

  2.5.2硬件层

  组成RFID设备的基础硬件模块,应用模块组合的方式,构建符合业务需求的相应设备和软件。

  在RFID系统设备中,硬件的组成主要是居于业务逻辑对硬件进行配置与组合,通过软件调度,协调完成所需功能。

  2.5.3硬件访问层

  是连接硬件基础与业务逻辑的重要层次,通过软件控件和相关驱动,控制底层的硬件层进行工作。

  2.5.4硬件应用层

  在该层上,完成各种RFID设备硬件系统的组合,如自助办证终端、RFID自助借还系统设备、馆员工作站等设备。

  硬件应用层,主要是通过业务逻辑需求,通过组合的硬件访问层驱动硬件层,实现所需功能,通过业务逻辑的调整和变化,结合响应的硬件设备,可以衍生出多种不同的RFID专用设备和系统,这样的模块化架构设计,正是RFID系统设计的最宝贵特点:一切以用户为本,从需求引导产品。

  2.5.5数据层

  对应的软件功能模块,主要由数据层和数据应用层组成,数据层包括底层的数据库系统、图书馆业务系统、读者认证平台等多种基础数据。

  2.5.6数据应用层

  数据应用层是位于业务逻辑与数据之间的关键层级,通过多种接口、控件连接网络和底层数据,实现业务逻辑需求,完成系统功能。

  数据应用层与硬件应用层、硬件访问层一同,按照用户需求的业务逻辑,通过软件和硬件方式,驱动底层硬件设备,访问相关数据,实现系统功能。

  2.5.7业务层

  该层是分解用户的需求,按照计算机实现的软件硬件方式,将多种功能组合或拆解成为单独的业务应用模块,并通过数据应用层和硬件应用层驱动设备完成数据读写和硬件动作,实现功能。

  2.5.8用户层

  用户通过系统,可以实现所需的功能,对应的功能,由不同的业务层的业务逻辑单元进行组合实现。

  用户层根据用户的需求,可以在业务层不变的前提下,通过变换组合搭配完成,或更新业务功能模块实现。

  3.创羿图书馆RFID产品介绍

  3.1RFID标签

  RFID图书馆标签 RFID层架标签

  图书专用 用于图书书架、层架标识

  RFID标签是一种带有天线、芯片的无源低电流集成电路产品,可在其中的存储晶片中多次写入及读取图书、媒体资料的基本资料,用于图书和多媒体光盘资料的标签识别,下面分别对我们提供的各类标签进行说明。就像条形码一样,智能图书馆系统用标签内储存的一组数据来“指向”每件书籍资料在图书馆流通自动化系统数据库中的对应的书目记录。考虑到许多隐私保护的问题,标签内不存储任何书籍的书名和其他详细内容。智能流通标签提供512bit的可编程信息给每本书籍,在1.2米的行业最宽的通道内,通过简单的UHF无线射频(840-960MHz)快速读取。因为在借阅和归还的过程中不要对智能流通标签进行信息复写,所以极大减少了办手续的处理时间。通过先进的防冲突运算法则、检错和纠错方法,允许同时读取多个标签。智能流通标签设计成专用于书籍的标签,隐蔽性好,防盗性能和磁条相当。

  产品介绍

  标签可以非接触式地读取和写入,并能反复读取、加快文献流通的处理速度;

  标签必须使用预防冲突的运算法则,能保证多个标签同时可靠识别;

  标签具有较高的安全性,防止存储在其中的信息被随意读取或改写;

  标签固有频率误差频率小于或等于±300K Hz范围;

  相关的RFID阅读产品设备,可在非常短的时间内读取存储在标签中的资料(实际工作环境,若以标签容量1024 bits为标准计算,每种工序中标签的读取速度都能达到0.1s之内,阅读距离不小于25CM);

  标签自带单面粘性,采用中性粘胶对图书及其它介质黏着面无损害、保证在标签质保期内不脱落;

  标签为卷状包装,可以在电动或手动标签分配器中方便分配抽取;

  标签上可印制由图书馆提供的LOGO图案(彩色图案);

  技术参数

  符合ISO18000-6C标准;

  工作频率: 840-960 MHz;

  内存容量: ≥1024 bits(图书、读者证RFID标签);

  ≥256bits (书架用RFID标签);

  有效识读距离:符合自助借还、书架、安全门等设备读取要求;

  有效使用寿命:≥10 年;

  有效使用次数 ≥10万次;

  3.2层位标签(图书书架层标、架标)

  图书RFID层位标签(尺寸可定制)

  图(4.3)图书RFID架位标签(尺寸可定制)

  产品描述

  防电磁屏蔽专用标签,用于图书精确定位

  3.3RFID借书证

  [把电话号码删除]

  图书馆RFID借书证

  产品描述

  RFID借书证采用内嵌RFID标签的卡片,可在其中的RFID标签的存储晶片中多次写入及读取读者的基本信息,用于从事读者的流通借还操作、读者的身份辨识操作等。

  3.4安全门禁系统

  安全检测门可对粘贴有RFID标签的流通资料进行扫描、安全识别的系统设备,用于流通部门对流通资料的进行安全控制,以达到防盗和监控的目的。该设备系统通过对书籍借阅状态的判断来确定报警提示信息是否鸣响。要求设备安全可靠,坚固耐用,美观大方。

  3.5馆藏清点系统

  基于MS Windows和基于PDA操作系统的API接口和对应的动态链接库(DLL)。提供基于Pocket PC操作系统的馆藏清点处理软件,可将清点结果以一定的格式保存下来,传送给图书馆其他应用管理软件做进一步的分析处理。提供在架图书查找、顺架、整架等功能软件。

  RFID清点设备通过标准USB接口连接在PDA或者笔记本电脑上,通过运行相关的软件进行相应的处理,分PDA移动书车和手持天线两部分。

  产品介绍

  设计紧凑,美观大方,可以很方便地集成到图书馆的家具设施和图书馆业务实施环境中。

  可以非接触式地快速识别粘贴在流通资料上的RFID标签;

  实际阅览室工作条件下(金属书架,每层架板放置80册左右,1cm左右厚度、32或16开本图书,标签粘贴位置有部分重叠,仅识读标签,不进行判断排架顺序等工作,读取速度≥160册/分钟),正常一遍操作读取准确率不能低于95%;

  可实现无绳移动操作,具备充电组件,充电一次可使用时间≥4小时;

  可通过标准串口、USB接口或网络接口连接至计算机设备;

  移动式清点设备上传数据采用直传模式或插拔记忆卡模式,与图书馆管理系统交换数据界面窗口化,操作简单;

  设备配套软件须能实现资料搜索、图书馆资料错架检查、顺架、保存典藏结果等功能,与Microsoft Windows 操作系统能兼容;

  设备数据存储容量≥1G,且存储容量可通过存储卡进行扩展;

  具有可扩展性和可维护性,系统设备通过简单的硬件转换可以升级,如需与网络连接,宜具备可扩充的无线网络连接功能,可与WAPI和WIFI都兼容,或于图书馆最终采用标准相兼容;

  附带电池充电采用座充形式,要求安全便利;

  如设备采用PDA等智能手持设备,须是无线的轻便仪器,包含触摸屏显示及天线。操作系统要求安全、可靠、可恢复性强,用户的操作界面简单易学,可以和其它设备互通互联;

  手持设备在找到目标图书,定位正确架位,发生报警提示时都必须同时提供声音、画面和灯光提示。声音音量可以调节;

  系统手持部分重量≤250g;

  阅读距离确保125mm及125mm以内为有效阅读区域;

  4.中心管理软件

  4.1中心管理软件体系结构

  4.2中心管理软件功能

  功能介绍

  一、业务统计:

  (1)流通日志统计:显示自助流通日志,包含图书条码号、书名、索书号、读者证号等信息,并能够条件查询。能按月份、日期、设备名称等条件进行统计,同时提供图书统计图、导出下载功能。按图书借还量,读者借阅量进行对应数据的统计排行。

  (2)办证日志统计:显示办证信息,包含读者证号、读者信息、金额等信息,并能够按条件查询。能按月份、日期、设备名称等条件进行统计,同时提供图书统计图、导出下载功能。

  (3)实时显示在架图书信息。

  (4)月报表:提供特定格式的数据报表,包含借书、还书、办证、上架等数据的月报表。

  (5)财经管理:需对财经对账单管理。

  二、监控管理:

  (1)查询机监控:需对查询机的即时运行状态、资源状况,闭路监控系统的工作状态,查询机快速浏览功能软件的运行等功能。

  (2)物流监控:需对自助图书馆系统记载了物流人员在其上的所有操作事务,包括补书、图书下架、取书箱、取钱箱、取卡、续卡等事务功能。

  (4)财务监控:通过财经事务记录每台设备上发生的详细的财经流水信息,包括收款财经和划账支出财经,以备与图书馆中心服务系统进行财经核对。

  三、物流监控

  (1)图书交接管理:针对自助图书馆物流管理的特点,需具有图书交接管理模式系统。可实现监控:调拨出馆登记、调拨出馆验收、调拨回馆登记、调拨回馆验收、还回出馆登记、物流入藏登记、还回回馆转送、预借出馆登记、配送单管理、配送出馆登记、预借书转送等功能。

  (2)钱箱交接管理:中心图书馆从系统可核对明细表和总额,需确认后钱箱是否完成循环工作。

  (3)证卡交接管理:包括补卡、取卡等。中心输出卡的配送单,物流中心统一领取并按配送单实施等额配送。

  (4)查询及统计:依据单据号、箱号进行跟踪查询,提供相关的物流配送单据的各项参数统计功能。

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