基本信息
- 项目名称：
- 智能书架与图书定位系统--基于RFID技术的图书馆物联网模型研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品采用超高频RFID技术，借助图书标签、书架标签、读写器、计算机及基站建立了智能图书定位系统的物联网模型；通过编码原理及定位算法，设计出了智能书架，并完成了整个系统的搭建。作品意在从根本上解决传统图书馆存在的检索系统不能精确提供图书位置信息、图书错架与乱架现象等问题；可以准确获取图书馆藏书的真实位置，使读者快速、准确地找到所需图书；同时还可提高图书馆馆藏盘点效率，减少图书馆人力需求。
- 详细介绍：
- 随着社会和科技的进步，图书馆俨然成为现代文明不可或缺的一部分。然而传统图书馆存在检索系统不能精确提供图书位置信息、图书错架和乱架现象等问题，致使图书查找效率十分低下。 为解决上述问题，本作品采用近几年快速兴起的“物联网”和超高频RFID技术，设计了智能书架及智能图书定位系统。虽然早在上世纪90年代，新加坡国家图书馆就将RFID技术应用到智能图书馆的建设中，然而，截至目前，智能图书馆所使用的技术仍以高频RFID为主，并未实现对图书实际位置的精确定位。 我们采用的超高频RFID技术相比高频RFID技术具有读写距离更远、读取速度更快和一次读取的标签数更多等优势。基于此技术的定位原理如下：本系统所选用的电子标签的ID长度为24位16进制数，电子标签编码采用了前10位，第1位为标识位：“0”表示书架标签，“1”表示图书标签。后9位则存有楼层、书架号及列号等信息。读写器读取所在层的所有标签，由标识位找到书架标签并读出位置信息,实现定位功能。在超高频RFID技术和定位算法的基础上，我们制作出了智能书架，完成了智能图书定位系统，定位精度高，且所提供的位置信息是图书的实际位置。 整个系统的主要组成部分有：由C++语言按照定位算法开发的智能图书定位检索系统及装有该系统的计算机、基站、超高频RFID读写器、用于标识书架层位置的书架标签、用于标识每本图书的图书标签。 RFID模块是整个智能书架的核心部分，它由电子标签、读写器和计算机三部分组成。电子标签由耦合元件及芯片组成，每个标签编码唯一，本作品采用标签为915MHz超高频电子标签；读写器通过天线向其读写区域发射电磁波，电子标签接收电磁波后产生信号并通过其天线传输到读写器；读写器将从其天线接收到的信息通过中间软件处理后发送至计算机，计算机通过程序对所采集ＩＤ号进行处理。 智能图书定位系统的工作过程如下：在检索系统的检索界面中输入所要查找的图书。由总站发出检索命令，图书原有位置层读写器开始检索并停留数秒，由读写器对书目对应的电子标签号进行检索：若找到，则返回图书的位置信息；否则调用其它层读写器继续检索，找到后返回图书的实际位置信息。基站负责读写器与检索系统间的通信。 作品的创新点是将“物联网”模型应用于图书馆管理，采用了超高频RFID技术，并且确定了电子标签的编码方式与定位算法，实现了馆内图书的自动定位。 整个系统具有非常广阔的应用前景。图书馆管理员可以借助此系统实现图书的快速盘点和整架；以此为基础逐步实现图书馆的高度智能化管理；同时将此系统移植到档案馆、仓库等多对象管理场所中也有着非常现实的意义。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的：准确获取图书馆藏书的实际位置，使读者迅速、准确地找到所需要的图书；同时可以提高图书馆馆藏盘点的效率，减少人力需求。 基本思路：采用超高频RFID技术，借助图书标签、书架标签、读写器、计算机及基站建立智能图书定位系统的物联网模型；通过我们的编码原理及定位算法，设计出智能书架，完成整个系统的搭建。 创新点：将“物联网”模型应用于图书馆图书定位管理，利用超高频RFID技术和我们的定位算法，实现了整个系统的功能。 技术关键：超高频RFID技术、图书定位原理与算法。 技术指标：作品所采用的超高频读写器工作频率在902~928 MHz；读取距离大于5m，写入距离大于3m；读卡时平均每单字的读取时间为6ms，写入时间为50ms，一次可成批读取30张电子标签；平均功耗小于12W；工作温度-10℃~55℃。
科学性、先进性
- 科学性：智能图书定位系统借助超高频RFID电子标签、读写器，将每一本书与检索系统相连，进行信息交换和通信，通过图书定位算法实现了对图书的智能化识别、定位和管理。作品采用超高频RFID技术，所用标签具有无源、体积小、弯折不易损坏、读写距离远、可批量读取等特点，适合于图书文献管理，为图书馆行业的发展带来新的机遇。 先进性：与条形码技术、高频RFID技术相比，本作品使用的超高频RFID技术不易受到读写距离的制约，更适合于图书文献的流通和管理。我们的编码原理及定位算法，巧妙地完成了图书实际位置信息的提取。整个系统也为将来实现图书文献管理的更高度智能化提供了空间。 参考文献资料： [1] 蔡孟欣. 图书馆RFID研究[M].北京：国家图书馆出版社，2010. [2] 季毅，等. RFID技术与图书馆智能化管理[J].图书情报工作，2008增刊（2）：252—253. [3] 谭忠顶. 利用射频识别技术对图书馆乱架图书进行追踪和定位的研究[J].重庆图情研究，2010（1）：58—62.
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室设计已完成，尚未投产应用
技术转让方式
- 技术尚未转让，准备进行有偿技术转让
作品可展示的形式
- ☑实物、产品 ☑现场演示 ☑图片 ☑录像 ☑样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：读者在检索界面上输入要查找的书名，系统按照预定算法工作，调用读写器查找图书，并将其位置信息反馈到检索界面上。 特点和优势：基于超高频RFID技术的智能图书定位系统从根本上实现了对图书的准确定位和智能查找。系统可以准确定位图书的实际位置，定位精度可到书架的层。即使有放错位置的图书，读者也能很轻松的找到，大大提高了图书的查找效率。与现有的图书馆高频RFID技术相比，作品所采用的超高频RFID技术具有读取速度更快、读写距离更远、一次读写量大、标签成本低廉等优势。 适应范围及推广前景：系统可以广泛应用于图书馆、档案室等场所，为实现图书文献的高度智能化管理奠定了基础。 市场分析和经济效益预测：目前国内外多数图书馆管理尚停留在非智能化阶段，因此本系统有着广阔的市场空间。虽然目前成本略高，但相对于系统所节省的人力、时间成本而言，作品有着很大的潜在使用价值。随着RFID 技术的不断发展，其成本必然会大大降低；加之系统为图书馆管理带来的革命性变化，其市场和经济效益是十分可观的。
同类课题研究水平概述
- RFID技术是近年来国内外图书馆界的热门研究议题，已在美国、欧洲、新加坡国立图书馆和我国台湾地区的图书馆中投入了应用，并获得了良好的效果。RFID能更好的提高图书流通管理和典藏管理的工作效率，为图书馆行业的发展带来新的机遇。 目前在图书馆领域应用的主流RFID产品是高频（I3.56MHz）的无源电子标签及其配套读写器，借助RFID的自动逐个识别和快速数据获取特性，达到简化借还手续、加速文献盘点效率、协助查错架文献、读者自助借还文献和防盗管理等目的。 其中，智能盘点是指图书管理员用手持的RFID读写器设备对书架进行扫描，利用RFID技术可快速读取的特性，提高了文献盘点的效率。在这个过程中，还能通过信息的交互，查找出放错架的图书，以此实现读者查找文献的效率。但这并没有从根本上解决图书智能定位与查找的问题。另有一种24小时对图书进行扫描的智能巡架机器人，虽能初步解决定位问题，但由于高频RFID的读取距离只有几厘米，且只能单本读取，故成本较高，耗能较多，很难实行推广。
