图书馆管理系统技术部分.docx

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图书馆管理系统技术部分

1项目概述

1.1项目背景

RFID系统在图书馆的应用已经有了10年左右的历史。

据Checkpoint统计，截止2005年全球有超过440家图书馆采用了RFID技术，这一数字在2007年上升到2000家。

XXX图书馆做为专为领导服务的专业图书馆，目前存书已达20万册，新馆规划建筑面积为2000平方米。

新馆的建设无论从硬件条件还是软件条件都需要整体提升，需要以全新的服务理念和文献管理模式为领导提供一流的服务。

在积极引进先进的智能图书馆管理技术基础上，同时针对图书馆服务工作和文献管理的实际需要以及存在的问题，具体建设“图书管理系统”（以下简称“系统”），以全面实现图书馆管理智能化、切实提高工作效率和服务水平，真正满足领导在图书、文献借阅读求，同时促进图书馆形象大改观。

1.2建设目标

⏹提高服务水平

1）在馆图书实现快速定位，快速查找文献。

2）具备图书文献引导标识系统科学、简明。

3）简化借还书流程。

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。

4）提高借阅人员的满意度，同时把图书馆工作人员从日常繁重的重复劳动中解放出来。

⏹提高工作人员工作效率

图书管理系统的应用将有效降低一线人员的工作量，提高工作效率，提升馆藏管理能力。

1）还书归架。

借助自助设计研发的智能书车，使得还书归架工作效率大增。

2）巡架工作。

便携式RFID阅读器容易查找不在架上或者乱架的图书，使得巡架工作更为准确。

3）专题图书排架和倒架。

高效的批处理功能可快速完成图书架位的重新确认，有效地解决了专题图书排架和倒架的问题。

4）文献清点。

RFID阅读器可一次读取数个RFID标签资料，提高了文献清点的工作效率，降低清点工作量。

1.3建设重点

A.如果您是一个读者

走进图书馆干净整洁的大厅，您只需来到自助借还设备前，在触摸屏上轻松地查询出自己需要的图书，根据提示你直接走到某一排的书架前拿出那本书，然后在自助借还设备前将你的借书证和书读取一下，就可以带着书离开了。

您不需要和任何人接触，就可以完成整个借书的过程，快捷、方便。

读者还书和借书就像在银行的24小时ATM机上存钱和取钱一样方便、快捷。

图1.1图书自助借还设备

而当您需要还书时,您不再需要为工作繁忙没有时间前往图书馆而烦恼,24小时自助还书设备可以帮您做到随时随地还书,轻松解决您的一切烦恼!

您要做的或许只是在借书证上金额不足时做一下充值而已。

图1.2室外24小时还书设备

B.如果您是图书馆管理员

您再也不用在盘点或者整理图书时忙得晕头转向，为找一本书而耽误很多时间，移动式智能馆员助理可以帮助你轻松完成上架、顺架、盘点等繁琐的工作，在读者需要帮助时您可以轻而易举地找到任何一本书的位置，您也不用担心会有人没有登记就带着图书离开，任何没有完成借书手续的图书通过智能安全门时都会告知您，您的工作只是一边悠闲地喝着咖啡一边在智能安全门报警的时候去查看一下有什么问题发生。

图1.3RFID智能安全门

图1.4RFID馆员助理

C.如果您是图书馆的馆长

图书馆RFID系统可以帮助您扩大图书流通，提升图书馆管理和服务水准，使图书馆从图书的监管者转变为知识的诠释者成为现实，而您要做的只是拓展图书馆的文化业务功能，使其更为人性化、乐趣化，从而更快地向集群化图书馆迈进。

图1.5图书馆智能化技术发展方向

本系统建设将以开拓创新的精神研发一流图书馆智能管理系统，通过无线射频识别技术系统来识别、追踪和保护图书馆的所有资料，实现图书顺架、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。

将全面实现图书馆文献管理智能化、切实提高工作效率和服务水平、改革旧有的工作理念和方式，真正让领导“有所求而来，心满意足而归”，促进图书馆服务质量以及形象大改观。

图书馆信息自动化管理

在图书馆的顶部进行轨道设置，利用装有读写器并可以在轨道上行进的装置（比如小机器人），通过移动将货架上图书的信息读取后传给终端，如果贴有标签的图书出现放错位置或借出未还的情况，当行进的读写器装备经过这一区域时，便可时时的传给终端，管理员可在第一时间内知道这些信息。

还可以进行图书的盘点清查，快捷方便，很好的实现了图书馆信息自动化管理。

2系统总体设计

2.1设计思路

信息技术是现代图书馆的最主要的技术支撑，馆藏图书文献是图书馆最基本的资源实体，文献提供是图书馆最主要的服务内容。

目前在国内图书管理系统中普遍采用“安全磁条＋条形码”的技术手段，以安全磁条作为图书的安全保证，以条形码作为图书的身份证，解决了图书管理中的一些问题，但是在图书高速盘点、图书借还、图书区域定位等问题还是不能很好地得到解决，而利用无线射频识别技术RFID使上述问题的解决变得相对容易起来，快速借还、高速盘点、快速查找、定位、顺架、导架、上架、整架、分拣等功能均可实现。

对图书馆图书和文献服务的排架提出全新的定位和排架理念，采取文献、书库书架的一体化RFID标识，从而构架起计算机信息和馆藏文献、工作人员服务之间的更为方便、高效、便捷的津梁。

其间各元素关系如下图：

系统定位模式对比图

2.1.1总体流程

系统利用相关流通设备、RFID读写设备、典藏设备进行工作人员、文献、书架的一体化管理与维护，借助智能移动书车、架位定位标识、文献定位导航体系，保持文献与书架的一一对应关系，从而实现文献精确典藏和快速定位归架。

如下图示。

系统总体流程图

2.1.2系统构成

2.1.2.1硬件构成

1、RFID相关设备

系统中针对RFID标签，有图书RFID标签、架标、层标等多种类型，同时需要标签打印设备。

图书、RFID标签存储一本图书的基本ID，不建议存储书目信息；架标采用有源标签，用于存储一个书架的单面单联信息，同时实现远距离的信息传输和分区域；层标用于存储一个书架的单面单联的一层信息等。

智能书车、手持设备可以支持读写超高频和有源标签。

通过RFID读写器对粘贴在文献、书架上的RFID标签、RFID借书证的识读，借助于后台RFID管理系统和图书馆自动化集成系统，实现对文献、书架、工作人员间的借还、归架、典藏的一体化管理。

2、计算机主机网络设备

系统包括数据库系统和应用系统，需要部署在服务器，本系统需要服务器用于系统运行。

对于在书库内的RFID标签数据回传利用无线网络和有线网络结合的方式实现。

在每层书库布设无线AP，用于手持设备和智能书车的信号接入，无线AP通过有线网络接入核心交换设备，计算机网络通过天花板进行布设。

3、安全监控设备

为对进入图书馆人员进行出入监控，本系统采用通道门设备进行安全监控。

2.1.2.2软件构成

软件包括系统软件和定制研发软件两个部分，系统软件包括数据库管理系统、应用中间件和文字识别OCR软件。

定制研发的图书管理系统功能构成如下图：

标签转换和制作完成RFID标签的制作，借还系统实现图书的流通和借阅管理等，文献查询方便为读者或工作人员查询书籍，归架及导航系统提供智能、快速的书籍定位、定架，馆藏清单提供智能化的盘库，图书目录管理系统是针对本图书馆管理全国的图书目录用。

2.1.3图书馆RFID技术的特点

Ø完全非接触系统，最经济的解决方案：

将非接触芯片嵌入到低成本的介质中，可以最大程度的满足解决方案的需要，应用这一先进技术可以大幅度减少设备的投资和维护费用以及硬件磨损的成本。

Ø快速扫描，无障碍阅读：

RFID标签扫描时无须直线对准读取器，读写速度快。

同时，RFID是以无线电波来传递信息，不会有传输屏障的问题。

Ø安全性高，灵活性强：

RFID标签内部可以分为各个独立的应用区域，存放不同的应用数据。

每一张电子标签都有一个32位的全球唯一的序列号，该序号在生产过程中写入，无法更改。

Ø实施简单，使用方便：

系统安装和调试非常简单，后期的使用和运营维护也十分便捷，查找、识别图书档案速度很快，而且防盗防损，能够提供可靠的性能和高度的安全性。

3系统方案

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，实现图书借还的无人化，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。

图3.1系统概念示意图

3.1操作流程

图3.1操作流程图

图书馆RFID自动化系统通过将Web-base基于互联网网络技术应用与RFID技术相结合，提供了一个高效、无缝、并且不受操作系统平台限制的自助式图书馆环境。

系统能够实时与图书馆管理系统（LMS）更新馆藏的流通数据，也能在后台LMS停止运行时离线工作。

系统具有良好的模块可伸缩性，可灵活应用于不同规模和预算的图书馆。

系统通过无线射频标签（RFID）技术带来更好的馆藏管理，从而使馆员和读者都能从中获益。

1.RFID标签首先由标签排序转换工作站（标签打印机）写入图书编号，并粘贴于图书资料（可以是书籍，CD/DVD光盘，录像带或磁带等）上。

在激活安全位后，这些带有RFID标签的书籍便可放在开架上流通。

2.在RFID图书馆中，读者可选择在前台工作站或九洲自助式借还工作站上进行借阅与归还。

在自助式借还工作站，读者首先扫描借书证以进行身份认证和确认此读者是否允许借阅图书。

借书卡中存有LMS流通系统中用于标志此读者的编码。

之后通过将图书放置在RFID面板上完成借阅操作。

九洲自助式借还系统可记录下每一次操作，并提供进行借阅操作时借书人的摄像影像，已备翻查。

借书时，相关信息通过SIP2请求送至LMS。

如果借阅成功，LMS将相关信息通过SIP2回送给自助式借还工作站，工作站将进行安全位解除操作并将借阅相关信息显示在屏幕上。

3.在九洲自助式借还系统上成功借阅的每本书都将被解除安全位，从而当读者带着它们经过电子监控门时它们不会触发警报。

而未经借阅的书籍，由于其安全位处于激活状态，当通过电子监控门时将会触发警报，同时相关信息会显示在管理工作站上。

4.图书资料的归还可通过24小时不间断工作的自动还书箱完成。

其中的RFID读写器读取图书序号，并通过SIP2请求将归还信息实时送至LMS。

归还的书籍将滑进书箱，在箱中等待上架前的进一步处理和排序。

5.馆员通过九洲排序工作站进行上架前的排序操作。

由于书籍分类信息已经储存于标签中，排序操作无需连接到LMS数据库便可完成，从而变得更加迅捷。

6.当LMS关闭或离线时图书馆依然可以运行。

九洲的离线操作会在LMS关闭时自动启动，从而避免图书馆操作的中断。

所有离线操作纪录都会在LMS恢复操作时自动同步送回LMS数据库。

7.图书馆员藉由九洲盘点工作站在图书馆内进行盘点操作，而不影响图书馆的正常运作。

盘点工作站可用于图书查找，分检等操作。

采集到的数据存储与PDA中，并可无线上传至LMS后台数据库中进行汇总。

3.2标签转换

标签转换将图书上已经采用的ID或者条码信息编码为相关信息并存储在RFID标签中，使得条码和标签共存于图书上。

新投入使用的标签转换工作站可以提供馆员工作进行的更为高效、便利。

该工作站可以根据需要进行放置，可以书架旁或其他任何地方以减轻由于图书搬运带来的工作量，从而加快图书标签转换工作。

图3.2标签转换工作站

标签转换系统是无线射频识别技术（RFID）与现有图书馆管理系统之间的一座桥梁，通过标签转换系统将RFID唯一识别号与图书唯一编码实施绑定，将RFID技术与现有图书馆管理系统的挂接，实现对图书、工作人员详细信息的访问，从而将RFID技术集成到现有图书馆馆系统当中。

标签转换系统完成图书电子标签、架标标签以及借书证电子标签的转换工作。

标签转换系统由硬件和软件系统2部分。

3.3自助借还

自助式借可让读者自行借阅和归还图书。

读者只需通过友好和简单的图形界触摸显示器进行借还操作。

工作站读取读者的借阅证（可以是条码卡，智能芯片卡，磁卡，非接触式卡等）认证读者的身份。

自助借还工作站可根据图书馆管理系统（LMS）需要提供虚拟键盘以便读者输入密码PIN。

无需馆员的干预读者便可自行完成借还书的操作。

操作结束后工作站打印出收据以便日后核对。

如读者无需纸质收据，系统可将收据以电邮的形式寄到读者注册的邮箱中，还书时，读者只需将书摆放在自助借还工作站的天线板上（一次读取多本书籍）即可完成归还操作。

所有交易都通过SIP2协议与图书馆管理系统（LMS）流通系统连接，完成借还操作。

自助借还工作站内的摄影头提供了一种价廉但有效的安全机制，它可在读者进行借阅时拍照。

图3.3自助借还工作站

借还流程如下：

借书过程中借阅者可以通过两种方式借阅：

计算机检索和人工查找。

计算机检索是借阅者在图书馆终端电脑上输入分类的任意关键词，系统自动帮助借阅者定位书架和层号，在各个书架层上的标签会发光，以便借阅者查找。

还书过程中还书者也有两种方式：

扫描和人工。

扫描方式是还书者通过扫描书的上的标签，系统自动根据标签匹配相应的书架的具体位置，然后书架的相应位置会发光。

需要图书借阅的相关人员，利用OPAC或者图书目录信息查询到图书的书号等信息，办理相关借阅手续，针对工作人员将具备多种的借/还操作模式。

通过工作人员工作台借还操作，采用了RFID系统的借还操作将可以实现多本借还操作。

对于已经借阅的图书暂时按照缺书处理，备案另外购置。

3.4智能安全检测

图3.4智能安全门

●检测安全位（EAS）激活的标签，并发出警报声，闪动警报灯

●记录读者数量与警报数量（独立模式：

液晶计数器显示，在线模式：

更新至数据库并可从管理工作站生成报告）

●可读取显示触发警报的书籍序号并更新至管理工作站

●每日自动清零（仅对在线模式下，独立模式需要手动清零）

●自我诊断功能

●天线设计形成XYZ多方向侦测。

3.5馆员工作

图3.5馆员工作站

馆员工作是图书馆与读者之间最为重要的接口，可进行的图书管理操作包括：

借、还、标签生成与更改等。

馆员工作工作台采用一体化和个性化的设计，工作台设备组件连线采用隐藏式安装，工作台外观可根据客户需求定制。

工作台提供完善的中间件支持，可实现与图书管理系统和一卡通系统的无缝连接。

工作台设备组件包括：

RFID中距离图书标签读写器及配套天线、图书条码阅读器及管理员工作站。

3.6DVD/CD自助借阅、自助归还

现代图书馆中CD/DVD光盘的数量日益增加，也越来越普及。

这就要求图书馆必须考虑如何有效保护这些光盘同时要求能便于借阅人开启光盘盒。

LIBRA的可锁CD/DVD光盘盒解决方案可以整合光盘盒系统加锁、前台工作人员手工加锁/解锁，并能系统的自动解锁，最终集成为完整的图书馆光盘盒保护与可循环使用的解决方案。

九洲可锁式CD/DVD光盘盒解决方案可以整合光盘盒系统加锁、前台工作人员手工加锁/解锁，并能系统的自动解锁，最终集成为完整的图书馆光盘盒保护与可循环使用的解决方案。

系统中的CD/DVD光盘盒自动解锁功能是应用于自助借/还工作站，用户可以通过自助借/还工作站进行VCD/DVD光盘盒的自助借阅。

注意：

必须在光盘盒已经完成借阅之后才可以打开光盘盒。

4主要设备介绍

4.1图书RFID标签ZLT200（2万个）

图4.1图书RFID标签

产品技术参数：

◆工作频率13.56MHz

◆识别距离5～10cm

◆储存容量2Kbit

◆支持协议ISO15693/ISO18000-3

◆产品尺寸50*50mm，可定制

◆天线规格45*45mm，可定制

◆天线材质铝，可根据客户要求定制

◆工作温度-25℃～75℃

4.2DVD/CD标签常州高特（加拿大GAORFIDInc.旗下）（1000个）

图4.2DVD/CD标签（85mm*25mm）

产品技术参数：

⏹类型：

非接触读/写

⏹工作频率：

13.56MHz（HF-高频）

⏹芯片容量：

512～384bit

⏹数据编码类型：

取决于IC芯片

⏹一般应用：

CD或DVD的标签

⏹标准配置：

电子标签应用程序，电子防盗系统

⏹测试读取范围：

读：

0～10cm，写：

0～5cm（距离的变化取决于环境）

⏹多重识别：

是

⏹最大读取量：

30labels/s

⏹尺寸：

约40mm

⏹材料：

不透明无光泽纸

⏹颜色：

白色

⏹重量：

0.5g

⏹技术认证:

ICODE，SLI

⏹RF协议:

ISO15693

⏹操作说明:

防水，防尘，耐盐水，酒精，石油，10%盐酸，可存放于氨水中

⏹抗冲击—取决于包装；抗震动—取决于包装

⏹存储温度：

-40℃～85℃

⏹工作温度：

-25℃～70℃

4.3馆员工作站ZLW210

图4.3馆员工作站

产品技术参数：

工控主机

⏹CPU类型Intel（R）celeron（R）

⏹CPU频率3000MHz

⏹主板FSB（总线）

⏹扩展槽4个

⏹接口RS232串口、6个USB2.0、Video

⏹内存类型DDRII

⏹内存大小1G

⏹硬盘大小160G

⏹磁盘阵列卡集成RAID-0、RAID-1、RAID-5

⏹网络千兆以太网接口

⏹操作系统WindowsXP

操作屏

⏹操作屏19寸

读者卡识别模块射频读写器

⏹协议标准ISO15693，ISO14443

⏹工作频率13.56MHz

⏹防冲突能力50个

⏹工作电压24VDC

⏹工作电流200mA

⏹通信接口RS232，RS485

⏹环境温度-35℃～60℃

读者卡识别模块配套射频感应天线

⏹识读距离5-10cm

⏹感应时间≤0.05秒

图书标签感应模块射频读写器

⏹协议标准ISO15693

⏹工作频率13.56MHz

⏹防冲突能力50个

⏹工作电压24VDC

⏹工作电流800mA

⏹通信接口RS232，RS485

⏹环境温度-35℃～60℃

附属设备

⏹RS232串口线5-10cm

⏹射频读写器配套源2个

⏹组合电源整个设备供电接口

适用标签--图书RFID标签

4.4智能安全门ZLA210

图（4.6）智能安全门

产品技术参数：

基本机械参数及接口参数

⏹工作温度-20℃～+65℃

⏹储藏温度-40℃～+85℃

⏹有效识读范围≥0.85m

冲击试验

⏹半波正弦波形

⏹峰值加速度为10g

⏹冲击时间为10ms

振动试验

⏹频率范围为10Hz～150Hz

⏹峰值加速度为0.5g

⏹每一轴向扫描周期数为10

多标签防碰撞

⏹具有良好的多标签防碰撞能力（识别能力不低于80张标签），1.5秒内可以识别64张标签。

读写器内部

⏹开辟有一个可以存放100个标签ID号的缓存区，因而可以有效防止数据丢失。

电源部分

⏹读写器工作需要两路电源，分别为5VDC和24VDC。

5VDC给数字电路部分提供电源，24VDC给射频电路

部分提供电源

⏹输入电压：

5VDC±5％

24VDC±5％

⏹电源功率：

Max.（5VDC±5％）2.5W

Max.（24VDC±5％）30W

天线参数要求

⏹阻抗50±10欧姆＠13.56MHz

⏹阻抗角±15°＠13.56MHz

⏹Q值10

附属设备

⏹RS232串口线：

1根

⏹报警喇叭

⏹配套专用电源

4.524小时自助还书设备ZT5000

图4.524小时自助还书设备

产品技术参数：

4.6自助借还设备ZLS210

图4.6室内自助借还设备

产品技术参数：

工控主机

⏹CPU类型IntelCeleron

⏹CPU频率3000MHz

⏹主板FSB（总线）

⏹扩展槽4个

⏹接口RS232串口、6个USB2.0、Video

⏹内存类型DDRII

⏹内存大小1G

⏹硬盘大小160G

⏹网络千兆以太网接口

⏹操作系统WindowsXP

操作屏

⏹触摸屏19寸声波屏OTL（OTL173）防尘屏

⏹液晶屏19寸

控制柜

⏹机柜新颖美观、厚实、不变形

⏹表面处理防锈、防腐、耐磨、不易沾污损坏

⏹布线规范整齐

⏹外部结构各部件模块与机柜结合紧密，布局合理

打印机

⏹热敏打印机EPSONT532

图书消磁模块

⏹借阅图书完成时，将图书磁条消磁

读者卡识别模块射频读写器

⏹协议标准ISO15693，ISO14443

⏹工作频率13.56MHz

⏹防冲突能力50个

⏹工作电压24VDC

⏹工作电流200mA

⏹通信接口RS232，RS485

⏹环境温度-35℃～60℃

读者卡识别模块配套射频感应天线

⏹识读距离5-10cm

⏹感应时间≤0.05秒

图书标签感应模块射频读写器

⏹协议标准ISO15693

⏹工作频率13.56MHz

⏹防冲突能力50个

⏹工作电压24VDC

⏹工作电流800mA

⏹通信接口RS232，RS485

⏹环境温度-35℃～60℃

附属设备

⏹RS232串口线5-10cm

⏹射频读写器配套电源2个

⏹组合电源整个设备供电接口

适用标签--图书RFID标签

4.7通用型书车XCBM-501A

通用型书车是24小时自助还书机和自助借还书机的选配书车，设计独特性能优异，有效防止图书跌落损伤。

特色功能

◇四个万向轮，两个带刹车装置，设计独特

◇防止滑车，提高工作效率

◇产品性能优异，带减震垫可防止图书跌落损伤

产品技术参数：

⏹尺寸：

872×500×800mm（含推车把手、万向轮尺寸）

700×500×730mm（含万向轮高度）

⏹存放书量：

约200册

图4.7通用型书车

4.8便携式RFID馆员助理系统设备奥德斯Ads-812

图4.8便携式智能馆员助理

产品技术参数：

●工作频率国标13.56MHZ频率

●天线参数内置天线

●操作系统:

MicrosoftWindowsCE5.0简体中文版

●CPU类型:

SAMSUNGS3C2451（533MHz）

●内存:

128MFlashROM128MSDRAM支持SD卡扩展最大16G

●液晶显示:

3.2吋彩色TFT-LCD320x240像素带触摸屏（可实现手写签名）

●无线网络:

802.11b/g无线通讯功能，通讯速率高达54Mbps，满足CISCOCCX2,3安全标准，完全支持CISCOAP及安全规范。

●蓝牙（标配）：

蓝牙V2.1+EDR

●广域无线网（扩展）：

GSM/GPRS无线通讯模块，支持GSM/GPRSClass10,GSM0710多路复用

●GPS（扩展）：

信道48，定位精度小于2.5m，初次定位时间小于38s

●数据采集:

Symbol条码扫描引擎

●识别码制:

UPC-A;UPC-E