基本信息
- 項目名稱：
- 智能書架與圖書定位系統(tǒng)--基于RFID技術(shù)的圖書館物聯(lián)網(wǎng)模型研究
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品采用超高頻RFID技術(shù)，借助圖書標簽、書架標簽、讀寫器、計算機及基站建立了智能圖書定位系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)模型；通過編碼原理及定位算法，設(shè)計出了智能書架，并完成了整個系統(tǒng)的搭建。作品意在從根本上解決傳統(tǒng)圖書館存在的檢索系統(tǒng)不能精確提供圖書位置信息、圖書錯架與亂架現(xiàn)象等問題；可以準確獲取圖書館藏書的真實位置，使讀者快速、準確地找到所需圖書；同時還可提高圖書館館藏盤點效率，減少圖書館人力需求。
- 詳細介紹：
- 隨著社會和科技的進步，圖書館儼然成為現(xiàn)代文明不可或缺的一部分。然而傳統(tǒng)圖書館存在檢索系統(tǒng)不能精確提供圖書位置信息、圖書錯架和亂架現(xiàn)象等問題，致使圖書查找效率十分低下。 為解決上述問題，本作品采用近幾年快速興起的“物聯(lián)網(wǎng)”和超高頻RFID技術(shù)，設(shè)計了智能書架及智能圖書定位系統(tǒng)。雖然早在上世紀90年代，新加坡國家圖書館就將RFID技術(shù)應(yīng)用到智能圖書館的建設(shè)中，然而，截至目前，智能圖書館所使用的技術(shù)仍以高頻RFID為主，并未實現(xiàn)對圖書實際位置的精確定位。 我們采用的超高頻RFID技術(shù)相比高頻RFID技術(shù)具有讀寫距離更遠、讀取速度更快和一次讀取的標簽數(shù)更多等優(yōu)勢?；诖思夹g(shù)的定位原理如下：本系統(tǒng)所選用的電子標簽的ID長度為24位16進制數(shù)，電子標簽編碼采用了前10位，第1位為標識位：“0”表示書架標簽，“1”表示圖書標簽。后9位則存有樓層、書架號及列號等信息。讀寫器讀取所在層的所有標簽，由標識位找到書架標簽并讀出位置信息,實現(xiàn)定位功能。在超高頻RFID技術(shù)和定位算法的基礎(chǔ)上，我們制作出了智能書架，完成了智能圖書定位系統(tǒng)，定位精度高，且所提供的位置信息是圖書的實際位置。 整個系統(tǒng)的主要組成部分有：由C++語言按照定位算法開發(fā)的智能圖書定位檢索系統(tǒng)及裝有該系統(tǒng)的計算機、基站、超高頻RFID讀寫器、用于標識書架層位置的書架標簽、用于標識每本圖書的圖書標簽。 RFID模塊是整個智能書架的核心部分，它由電子標簽、讀寫器和計算機三部分組成。電子標簽由耦合元件及芯片組成，每個標簽編碼唯一，本作品采用標簽為915MHz超高頻電子標簽；讀寫器通過天線向其讀寫區(qū)域發(fā)射電磁波，電子標簽接收電磁波后產(chǎn)生信號并通過其天線傳輸?shù)阶x寫器；讀寫器將從其天線接收到的信息通過中間軟件處理后發(fā)送至計算機，計算機通過程序?qū)λ杉桑奶栠M行處理。 智能圖書定位系統(tǒng)的工作過程如下：在檢索系統(tǒng)的檢索界面中輸入所要查找的圖書。由總站發(fā)出檢索命令，圖書原有位置層讀寫器開始檢索并停留數(shù)秒，由讀寫器對書目對應(yīng)的電子標簽號進行檢索：若找到，則返回圖書的位置信息；否則調(diào)用其它層讀寫器繼續(xù)檢索，找到后返回圖書的實際位置信息?；矩撠熥x寫器與檢索系統(tǒng)間的通信。 作品的創(chuàng)新點是將“物聯(lián)網(wǎng)”模型應(yīng)用于圖書館管理，采用了超高頻RFID技術(shù)，并且確定了電子標簽的編碼方式與定位算法，實現(xiàn)了館內(nèi)圖書的自動定位。 整個系統(tǒng)具有非常廣闊的應(yīng)用前景。圖書館管理員可以借助此系統(tǒng)實現(xiàn)圖書的快速盤點和整架；以此為基礎(chǔ)逐步實現(xiàn)圖書館的高度智能化管理；同時將此系統(tǒng)移植到檔案館、倉庫等多對象管理場所中也有著非?，F(xiàn)實的意義。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 目的：準確獲取圖書館藏書的實際位置，使讀者迅速、準確地找到所需要的圖書；同時可以提高圖書館館藏盤點的效率，減少人力需求。 基本思路：采用超高頻RFID技術(shù)，借助圖書標簽、書架標簽、讀寫器、計算機及基站建立智能圖書定位系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)模型；通過我們的編碼原理及定位算法，設(shè)計出智能書架，完成整個系統(tǒng)的搭建。 創(chuàng)新點：將“物聯(lián)網(wǎng)”模型應(yīng)用于圖書館圖書定位管理，利用超高頻RFID技術(shù)和我們的定位算法，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的功能。 技術(shù)關(guān)鍵：超高頻RFID技術(shù)、圖書定位原理與算法。 技術(shù)指標：作品所采用的超高頻讀寫器工作頻率在902~928 MHz；讀取距離大于5m，寫入距離大于3m；讀卡時平均每單字的讀取時間為6ms，寫入時間為50ms，一次可成批讀取30張電子標簽；平均功耗小于12W；工作溫度-10℃~55℃。
科學(xué)性、先進性
- 科學(xué)性：智能圖書定位系統(tǒng)借助超高頻RFID電子標簽、讀寫器，將每一本書與檢索系統(tǒng)相連，進行信息交換和通信，通過圖書定位算法實現(xiàn)了對圖書的智能化識別、定位和管理。作品采用超高頻RFID技術(shù)，所用標簽具有無源、體積小、彎折不易損壞、讀寫距離遠、可批量讀取等特點，適合于圖書文獻管理，為圖書館行業(yè)的發(fā)展帶來新的機遇。 先進性：與條形碼技術(shù)、高頻RFID技術(shù)相比，本作品使用的超高頻RFID技術(shù)不易受到讀寫距離的制約，更適合于圖書文獻的流通和管理。我們的編碼原理及定位算法，巧妙地完成了圖書實際位置信息的提取。整個系統(tǒng)也為將來實現(xiàn)圖書文獻管理的更高度智能化提供了空間。 參考文獻資料： [1] 蔡孟欣. 圖書館RFID研究[M].北京：國家圖書館出版社，2010. [2] 季毅，等. RFID技術(shù)與圖書館智能化管理[J].圖書情報工作，2008增刊（2）：252—253. [3] 譚忠頂. 利用射頻識別技術(shù)對圖書館亂架圖書進行追蹤和定位的研究[J].重慶圖情研究，2010（1）：58—62.
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室設(shè)計已完成，尚未投產(chǎn)應(yīng)用
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)尚未轉(zhuǎn)讓，準備進行有償技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- ?實物、產(chǎn)品 ?現(xiàn)場演示 ?圖片 ?錄像 ?樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 使用說明：讀者在檢索界面上輸入要查找的書名，系統(tǒng)按照預(yù)定算法工作，調(diào)用讀寫器查找圖書，并將其位置信息反饋到檢索界面上。 特點和優(yōu)勢：基于超高頻RFID技術(shù)的智能圖書定位系統(tǒng)從根本上實現(xiàn)了對圖書的準確定位和智能查找。系統(tǒng)可以準確定位圖書的實際位置，定位精度可到書架的層。即使有放錯位置的圖書，讀者也能很輕松的找到，大大提高了圖書的查找效率。與現(xiàn)有的圖書館高頻RFID技術(shù)相比，作品所采用的超高頻RFID技術(shù)具有讀取速度更快、讀寫距離更遠、一次讀寫量大、標簽成本低廉等優(yōu)勢。 適應(yīng)范圍及推廣前景：系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于圖書館、檔案室等場所，為實現(xiàn)圖書文獻的高度智能化管理奠定了基礎(chǔ)。 市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測：目前國內(nèi)外多數(shù)圖書館管理尚停留在非智能化階段，因此本系統(tǒng)有著廣闊的市場空間。雖然目前成本略高，但相對于系統(tǒng)所節(jié)省的人力、時間成本而言，作品有著很大的潛在使用價值。隨著RFID 技術(shù)的不斷發(fā)展，其成本必然會大大降低；加之系統(tǒng)為圖書館管理帶來的革命性變化，其市場和經(jīng)濟效益是十分可觀的。
同類課題研究水平概述
- RFID技術(shù)是近年來國內(nèi)外圖書館界的熱門研究議題，已在美國、歐洲、新加坡國立圖書館和我國臺灣地區(qū)的圖書館中投入了應(yīng)用，并獲得了良好的效果。RFID能更好的提高圖書流通管理和典藏管理的工作效率，為圖書館行業(yè)的發(fā)展帶來新的機遇。 目前在圖書館領(lǐng)域應(yīng)用的主流RFID產(chǎn)品是高頻（I3.56MHz）的無源電子標簽及其配套讀寫器，借助RFID的自動逐個識別和快速數(shù)據(jù)獲取特性，達到簡化借還手續(xù)、加速文獻盤點效率、協(xié)助查錯架文獻、讀者自助借還文獻和防盜管理等目的。 其中，智能盤點是指圖書管理員用手持的RFID讀寫器設(shè)備對書架進行掃描，利用RFID技術(shù)可快速讀取的特性，提高了文獻盤點的效率。在這個過程中，還能通過信息的交互，查找出放錯架的圖書，以此實現(xiàn)讀者查找文獻的效率。但這并沒有從根本上解決圖書智能定位與查找的問題。另有一種24小時對圖書進行掃描的智能巡架機器人，雖能初步解決定位問題，但由于高頻RFID的讀取距離只有幾厘米，且只能單本讀取，故成本較高，耗能較多，很難實行推廣。
