基于RFID的图书馆管理系统的设计与实现

摘 要

本文主要在SQL Server 2012与VC#2013环境下,对于图书馆管理工作的需求进行相应的开发,例如图书采购、数据录入、分类编排、贴防盗签的工作流程优化等.该设计是面向对象的程序设计,利用图书馆的内部局域网络,使用C/S模式而开发了基于RFID的图书馆管理系统的功能实现.

【关 键 词 】图书馆管理 RFID 面向对象 C/S模式

随着科技时代在过去十年内的飞速发展,与人们生活息息相关的各行各业都在这种高科技的促进中快速发展.而图书馆也不例外,由于当前图书馆的发展模式正朝着规模化、信息化、科技化方向发展,图书馆的职能也根据时代的发展正发生着改变.当前我国很多城市的图书馆的客流量越来越大,出现了很多问题,例如借书还书的时间过长、图书丢失情况较为严重、不能短时间内找到自己想要的书.这些问题的长期存在已经对图书馆的发展造成了很大的影响,当前的图书馆管理模式已经不能够很好胜任当前的情况.因此迫切需要一种新的技术来改变这一现状.而RFID技术的到来,可以很好的解决这些难题.当RFID技术应用与图书馆管理中,就可以实现书籍的自助借阅,并且简化书籍的编目、整理、盘点等工作,可以说,RFID能帮助图书馆的管理迈向自动化的管理模式.正是在这一背景下,本文设计了一套基于RFID技术的智能图书馆管理系统.

1.什么是RFID

我们所说的RFID技术,简单的说它是一种非接触的自动识别技术.该技术的原理主要是利用射频信号和空间耦合的传输属性,从而能够对别识别的物体进行自动识别.RFID技术在图书馆管理领域上能发挥很大的作用,这是因为RFID系统可以将图书的条形码、词条以及还借记录、数名、读者信息这些资料全部存贮在一起,并且这些信息能够被系统快速识别.而应用于RFID技术的图书馆管理系统,只要将一步RFID读写器替换掉传统使用的条码扫描仪,并且更换书籍的条形码,采用RFID的电子标签,即可完成对图书馆智能化管理的更新工作.

RFID系统主要由电子标签、RFID读写器和天线三部分构成.每本书籍的RFID标签都是唯一的电子标签,其内部信息需要用EEPROM进行存储书籍的各项信息;而RFID读写器由RFID控制器和RFID天线构成,读写器主要用来读取和写入RFID标签信息;而天线的作用就是用来传递RFID读写器和RFID标签之间的信息信号.

2.系统功能模块

2.1 图书管理功能

图书馆图书管理工作实质上主要分成编目和图书查询两部分.当新购入书籍入库时,管理人员就需要将书籍的各种信息著录标引,然后进行审核入库,在审核过程中,需要对书籍的各种信息进行各种录入,例如题名、ISBN、作者、译者、出版社、发行量等.当书籍入库后,还需要将书籍进行业务编号从而进行分配,并且根据借阅量进行增加.而书籍的查询部分主要根据已知信息查询书籍的相关功能,例如 借出次数等.

2.2 借阅管理功能

图书馆借阅管理主要是书籍的借阅、归还和续借.

(1)图书借阅模块.该模块首先要对借阅者的信息进行合适,审核借阅者的借阅权限,当出现借阅证过期、丢失、注销时,就无法进行借阅,同时当出现借阅者能够借阅的书籍上限已满或是还有未归还的书籍或是借阅信息出现欠款等情况都无法再进行借阅.而如果没有上述情况,那么系统判定为允许借阅,那么进行借阅人的具体信息审核,包括所借书籍、借书归还日期等.最后,当借阅人借书完成后,将被借书籍的状态更改为已经借出状态.

(2)书籍归还模块.改模块首先要判定书籍是否到期.如果到期则要根据到期天数的计算对借书者进行罚款,并且将逾期信息写入借阅者账户中;当借阅者归还书籍,系统自动更改借阅者借阅信息,并将书籍状态改为未借出状态.因为不管借阅者状态如何、借书上限是否已满、有没有逾期还未归还的书籍、借阅信息有没有欠费记录,都可以进行还书操作,因此,书籍的归还流程相对于书籍借阅流程要简单很多.

(3)书籍续借模块.该模块功能有借阅者续借和文献续借的作用.借阅者可以适用借阅证进行借书,也可以不适用借阅证而使用书籍进行续借.系统要首先判断借阅者的借阅证的信息或者根据被借书籍的信息进行信息调取,核实借阅者的身份和状态,判断借阅者的借阅权限.当出现以下情况就不允许进行借书操作:借书证过期;过期前两个月之内的挂失和注销;逾期内没有按时归还书籍;借阅者账户有欠款未还.如果当以上信息并不存在,那么即可施行还书操作.

2.3 借阅者管理功能

借阅者管理模块主要包括为借阅者借阅证、挂失、注销和相关信息查询等功能.(1)当借阅证时要根据规定格式为新借阅者分配借阅号,然后将借阅者的信息录入到数据库.(2)借阅证丢失、注销以及取消注销和挂失借阅证的操作.(3)借阅者查询部分主要包括查询借阅者的信息以及书籍借换记录以及借阅账户的费用余额.最后,该系统还具有罚款设置功能,可以对借阅者账户进行查询、修改和删除操作.

2.4 系统设置功能

系统设置主要是一些参数的设置,例如书籍的出版社、作者的编辑.同时还可以对于借阅者的每日罚款的额度进行编辑.其中,借阅者类型要对应相关的参数,例如借阅书籍上限、借阅日期上限、续借次数上限等.同时还可以设置超时还款的最后期限以及最高欠费的额定设置,同时还可以设定超过期限取消借阅者借书权限的设置.

2.5 用户管理

用户管理主要是针对图书馆管理工作人员而言的,主要包括设置权限.分成设置超级管理员、一般管理员和流通人员等权限.

2.6 系统管理

系统管理模块比较简单,就是对整个RFID图书馆管理系统的数据备份、还原和删除操作.

3.系统架构

RFID的图书馆管理系统的整个架构采用了多层架构的设计,并且实现了界面和业务的分析.不过由于层间松散的耦合关系,每层的设计都是独立的,并不会对其他层次造成影响.并且该程序的结构的逻辑关系十分清晰,因此升级和维护都相对十分容易.整个系统构架主要分成以下几层. (1)UI层:UI层可以理解成用户界面层,该层面的主要功能是实现用户交互的接扣,主要包括系统的人机互动以及操作逻辑和界面的整体美观设计.本系统的UI层分成两部分:界面组成和标签读取组件.界面组件的设计又包括书籍管理、借阅管理、借阅者管理、用户管理、设备管理和系统设置.标签读取的功能是实现计算机和RFID的接口通信,该功能还包括对RFID功能进行封装,并完成RFID的具体操作.

(2)业务逻辑层.该层主要是系统的业务逻辑处理,主要功能是为UI层提供各项服务,可以说是UI层的辅助层.

(3)数据访问层.该层主要是对数据库的各种操作进行封装,从而实现数据的读取,该层主要是为业务逻辑层提供服务.

4.系统设计

4.1 硬件环境和开发环境

该系统的硬件是RFID读写器,这种读写器是基于ISO/IEC14745协议的电子标签读写器RR8001F.系统开发平台为VF#2013,后台数据库为微软的SQL Server 2012.运行环境为Win2000/WinXP/Win2003/Win7/Win8.

4.2 数据库

系统数据库主要由13个二维表构成.书目表和借阅者表存储书籍和借阅者信息.当借阅者借书时,需要通过借阅者的想借阅表写入数据,同时根据用户类型读取相应的可以借阅的书籍、借阅期限和续借册数.当借还书时,需要根据书籍ID更改借阅表的借阅信息,并根据ISBN从书目表对书目信息进行读取.而欠款表则记录了借阅者当前的欠款信息.还款记录表则记录着借阅者的还款记录.


4.3 系统实现

该系统主要采用VC#2013平台,众所周知,C#是微软大名鼎鼎的面向对象的编程语言,而类作为面向对象的灵魂,在C#有非常广泛的深入应用.本系统的各层核心功能都被封装在不同的类里面,作为可以独立使用的组件,从而大幅度简化了业务层面的繁琐开发过程,也提高了系统的易用性和复用性.

(1)RFID接口实现.RFID读写器通过RS323串行通信接口保持和计算机的实时通信,电子标签为ISO/IEC14745协议,标签的UID长度为8字节.

其中,DID位用来区分借还状态:书籍借出为“10”,未借出为“20”.数据写入通过RFID的接口工程类实现,这主要包括ComName类,主要用于存储Com编号和名称;RfidSetting类主要用来存储RFID设备的参数;RFIDSystemInformation类主要用来存储标签的各种属性;RFIDSettingLeton类主要用于单件的设计模式;RFIDAdapter类用于封装RFID的各种操作,例如打开、关闭,射频设备的读和写等操作.

(2)系统核心功能实现.系统核心功能主要包括借还、书籍管理、借阅者管理,这些功能都需要通过核心业务类实现.这主要包括借阅信息类和接还书类以及图书类、读者类和数据库连接类等.

5.结语

该系统的重点主要是自助借还书部分.不过RFID技术还可以应用在其他地方,例如书籍查重、上架、整理和书籍盘点等.虽然RFID技术在图书馆管理系统领域还存在着一些需要解决的问题,但因为其先天性的优势,决定了RFID技术在图书馆管理应用中有更为广泛的明天.

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