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基本信息
- 項(xiàng)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
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品采用超高頻RFID技術(shù)，借助圖書標(biāo)簽、書架標(biāo)簽、讀寫器、計(jì)算機(jī)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(guò)編碼原理及定位算法，設(shè)計(jì)出了智能書架，并完成了整個(gè)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(cuò)架與亂架現(xiàn)象等問題；可以準(zhǔn)確獲取圖書館藏書的真實(shí)位置，使讀者快速、準(zhǔn)確地找到所需圖書；同時(shí)還可提高圖書館館藏盤點(diǎn)效率，減少圖書館人力需求。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著社會(huì)和科技的進(jìn)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(cuò)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(jì)了智能書架及智能圖書定位系統(tǒng)。雖然早在上世紀(jì)90年代，新加坡國(guó)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(shí)現(xiàn)對(duì)圖書實(shí)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(yuǎn)、讀取速度更快和一次讀取的標(biāo)簽數(shù)更多等優(yōu)勢(shì)。基于此技術(shù)的定位原理如下：本系統(tǒng)所選用的電子標(biāo)簽的ID長(zhǎng)度為24位16進(jìn)制數(shù)，電子標(biāo)簽編碼采用了前10位，第1位為標(biāo)識(shí)位：“0”表示書架標(biāo)簽，“1”表示圖書標(biāo)簽。后9位則存有樓層、書架號(hào)及列號(hào)等信息。讀寫器讀取所在層的所有標(biāo)簽，由標(biāo)識(shí)位找到書架標(biāo)簽并讀出位置信息,實(shí)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(shí)際位置。 整個(gè)系統(tǒng)的主要組成部分有：由C++語(yǔ)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(jì)算機(jī)、基站、超高頻RFID讀寫器、用于標(biāo)識(shí)書架層位置的書架標(biāo)簽、用于標(biāo)識(shí)每本圖書的圖書標(biāo)簽。 RFID模塊是整個(gè)智能書架的核心部分，它由電子標(biāo)簽、讀寫器和計(jì)算機(jī)三部分組成。電子標(biāo)簽由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽編碼唯一，本作品采用標(biāo)簽為915MHz超高頻電子標(biāo)簽；讀寫器通過(guò)天線向其讀寫區(qū)域發(fā)射電磁波，電子標(biāo)簽接收電磁波后產(chǎn)生信號(hào)并通過(guò)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(guò)中間軟件處理后發(fā)送至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)程序?qū)λ杉桑奶?hào)進(jìn)行處理。 智能圖書定位系統(tǒng)的工作過(guò)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(duì)書目對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽號(hào)進(jìn)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(shí)際位置信息?；矩?fù)責(zé)讀寫器與檢索系統(tǒng)間的通信。 作品的創(chuàng)新點(diǎn)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(biāo)簽的編碼方式與定位算法，實(shí)現(xiàn)了館內(nèi)圖書的自動(dòng)定位。 整個(gè)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(shí)現(xiàn)圖書的快速盤點(diǎn)和整架；以此為基礎(chǔ)逐步實(shí)現(xiàn)圖書館的高度智能化管理；同時(shí)將此系統(tǒng)移植到檔案館、倉(cāng)庫(kù)等多對(duì)象管理場(chǎng)所中也有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：準(zhǔn)確獲取圖書館藏書的實(shí)際位置，使讀者迅速、準(zhǔn)確地找到所需要的圖書；同時(shí)可以提高圖書館館藏盤點(diǎn)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(biāo)簽、書架標(biāo)簽、讀寫器、計(jì)算機(jī)及基站建立智能圖書定位系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)模型；通過(guò)我們的編碼原理及定位算法，設(shè)計(jì)出智能書架，完成整個(gè)系統(tǒng)的搭建。 創(chuàng)新點(diǎn)：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(shí)現(xiàn)了整個(gè)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(biāo)：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(shí)平均每單字的讀取時(shí)間為6ms，寫入時(shí)間為50ms，一次可成批讀取30張電子標(biāo)簽；平均功耗小于12W；工作溫度-10℃~55℃。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性：智能圖書定位系統(tǒng)借助超高頻RFID電子標(biāo)簽、讀寫器，將每一本書與檢索系統(tǒng)相連，進(jìn)行信息交換和通信，通過(guò)圖書定位算法實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖書的智能化識(shí)別、定位和管理。作品采用超高頻RFID技術(shù)，所用標(biāo)簽具有無(wú)源、體積小、彎折不易損壞、讀寫距離遠(yuǎn)、可批量讀取等特點(diǎn)，適合于圖書文獻(xiàn)管理，為圖書館行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇。 先進(jìn)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(xiàn)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(shí)際位置信息的提取。整個(gè)系統(tǒng)也為將來(lái)實(shí)現(xiàn)圖書文獻(xiàn)管理的更高度智能化提供了空間。 參考文獻(xiàn)資料： [1] 蔡孟欣. 圖書館RFID研究[M].北京：國(guó)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(bào)工作，2008增刊（2）：252—253. [3] 譚忠頂. 利用射頻識(shí)別技術(shù)對(duì)圖書館亂架圖書進(jìn)行追蹤和定位的研究[J].重慶圖情研究，2010（1）：58—62.
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)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(zhǔn)備進(jìn)行有償技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- ?實(shí)物、產(chǎn)品 ?現(xiàn)場(chǎng)演示 ?圖片 ?錄像 ?樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)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(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：基于超高頻RFID技術(shù)的智能圖書定位系統(tǒng)從根本上實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖書的準(zhǔn)確定位和智能查找。系統(tǒng)可以準(zhǔn)確定位圖書的實(shí)際位置，定位精度可到書架的層。即使有放錯(cuò)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(yuǎn)、一次讀寫量大、標(biāo)簽成本低廉等優(yōu)勢(shì)。 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(chǎng)所，為實(shí)現(xiàn)圖書文獻(xiàn)的高度智能化管理奠定了基礎(chǔ)。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：目前國(guó)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(chǎng)空間。雖然目前成本略高，但相對(duì)于系統(tǒng)所節(jié)省的人力、時(shí)間成本而言，作品有著很大的潛在使用價(jià)值。隨著RFID 技術(shù)的不斷發(fā)展，其成本必然會(huì)大大降低；加之系統(tǒng)為圖書館管理帶來(lái)的革命性變化，其市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)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(lái)國(guó)內(nèi)外圖書館界的熱門研究議題，已在美國(guó)、歐洲、新加坡國(guó)立圖書館和我國(guó)臺(tái)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(lái)新的機(jī)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(wú)源電子標(biāo)簽及其配套讀寫器，借助RFID的自動(dòng)逐個(gè)識(shí)別和快速數(shù)據(jù)獲取特性，達(dá)到簡(jiǎn)化借還手續(xù)、加速文獻(xiàn)盤點(diǎn)效率、協(xié)助查錯(cuò)架文獻(xiàn)、讀者自助借還文獻(xiàn)和防盜管理等目的。 其中，智能盤點(diǎn)是指圖書管理員用手持的RFID讀寫器設(shè)備對(duì)書架進(jìn)行掃描，利用RFID技術(shù)可快速讀取的特性，提高了文獻(xiàn)盤點(diǎn)的效率。在這個(gè)過(guò)程中，還能通過(guò)信息的交互，查找出放錯(cuò)架的圖書，以此實(shí)現(xiàn)讀者查找文獻(xiàn)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(shí)對(duì)圖書進(jìn)行掃描的智能巡架機(jī)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(shí)行推廣。
