RFID智能图书馆的设计和模拟实现(2)
3.3本章小结.18
第4章智能图书馆的设计.19
4.1RFID图书管理的设计19
4.1.1RFID系统的工作原理.19
4.1.2125KHzRFID可读可写卡简介19
4.1.3RFID卡图书信息管理20
4.2传感器信息采集的设计.21
4.2.1温湿度传感器的硬件结构和组成.21
4.2.2温湿度采集主要代码.22
4.3本章小结.25
第5章智能图书馆的模拟实现.26
5.1模拟实现的运行需求26
5.1.1软件需求.26
5.1.2硬件需求.29
5.2智能图书馆的信息采集与操作.30
5.2.1环境数据的采集.30
5.2.2RFID卡的信息采集与操作.31
5.3本章小结.33
第6章总结与展望.34
6.1总结.34
6.2展望.34
毕业设计体会35
致谢36
参考文献37
英文翻译资料39
21世纪人类已经进入了信息时代，信息时代的特点是：用纸记录信息和知识，通过书本传递知识。有了电视、电话、互联网。传播速度加快，信息量增大,知识爆炸。变化加快，技术含量增大，复杂性增加。传统图书馆的馆藏越来越多，收藏信息的形式也更多变。高新技术在社会各方面都产生了深刻的影响，图书馆的发展也深受影响。读者的文化信息需求日益增长，传统图书馆管理和服务方式越来越不能适应新的需求。 一方面，图书馆的工作人员对图书的收录、整理等业务难度增加，手工方式难以满足需求，并且耗费大量的时间，另一方面，读者面对大量的书籍难以寻找和选择，借阅图书的流程更加复杂，使得读者体验降低。随着图书馆图书馆藏不断增多，人们开始思考利用先进的物联网等高新技术改变现在图书馆现状，改善图书馆的管理模式，提高图书馆的服务水平和用户体验度 [1]。现在很多图书馆利用条形码技术，每个文献都有相对应的条形码，条形码有一个世界唯一的编码包含文献的具体信息。当对该图书进行操作时，只需用条形码扫描设备扫描条形码进行操作即可，每本图书上贴有磁条，借还图书时对图书进行充磁或者消磁处理，在一定程度上避免图书的丢失情况。 但是随着社会的不断发展进步，越来越多的人有文化需求，图书馆成为了很多人的阅读学习获取信息的地方。很多大学、城市的图书馆每天有很多人进出，再加上图书馆文献数量多，常常遇到图书丢失，读者借还书需要长时间等待的情况，工作人员还要花费大量的时间盘点图书、整理图书。此外，由于图书馆越来越大，对书籍的保护更为严格的要求，需要时刻监控书库的温度、湿度等环境情况。本文介绍的智能图书馆将现在越来越成熟的 RFID 技术以及传感器，网络通信等技术结合在一起，能够及时获取图书馆的环境、图书资源、设备资产和读者等关键数据；图书馆的各种管理软件处理和分析获取到的关键数据；工作人员根据关键数据的分析处理结果进行及时迅速的处理 [2]。使得图书馆更加适应新的需求，更加智能。
1.1 智能图书馆的研究背景和意义 2009 年一月，IBM 首次提出"智慧地球”的概念，成为物联网发展历史上的一个重要事件，在全球引起强烈反响，各国纷纷推出自己的智慧国家战略，同年，温总理提出“感知中国”，物联网行业已成为五大国家战略新兴产业之一，随着网络、RFID等有关技术的不断发展， "智慧地球”的概念也将会深刻影响着智能图书馆的发展。[3]许多国家利用此契机将传统的图书馆向智能图书馆演进，实现智慧化的服务和管理。 传统的图书馆大多采用条形码作为图书的识别标签，利用磁条防止图书的丢失。条形码技术和RFID技术比较具有标签容量小，读写速度慢，读写距离近，磁条容易失磁，标签污损导致不能识别，馆藏清点很不方便，图书查找困难等缺点。条形码与 RFID 技术的对比如图1-1 所示[4]：智能图书馆具有更大的革新，首先文献管理更加的智能化，每一份文献都有自己的RFID标签，标签不仅包含文献的信息，而且还具有感知通信、简单的信息处理能力。其次智能图书馆的服务内容更加智能化，智能图书馆可以处理分析读者的阅读使用信息，通过基于“云计算”的后端处理平台，可以针对不一样的读者推荐阅读书目，提高读者的体验度。服务方式也会变得更加智能化，读者随身携带的 RFID 卡和图书的RFID标签都是唯一的，可以随时知晓读者和图书的位置信息，从而更加方便工作人员的服务和管理。辅助管理也将会更加智能化，在智能图书馆中需要管理不仅仅是图书、读者，还包括整个图书馆的建筑，硬件设施的环境管理，通过各种传感器可以采集到所需要的各种数据，经过处理后实现对图书馆辅助管理的智能化控制[5]。 1.2 智能图书馆的国内外进展 1.2.1 智能图书馆的国内进展 伴随着"智慧城市”的发展，国内出现"智能图书馆”相关名词。当前，我国已经发表的和智能图书馆有关的论文有几十篇，大多从建设和技术方面研究图书馆的实施。如张洁、李瑾在2000年发表的《智能图书馆》文章中提出， 21世纪的现代化图书馆应建成智能楼宇，智能图书馆就是把智能化的相关技术运用在图书馆建设当中，它是前端技术如计算机、多媒体、网络通讯、智能安防、环境监测等，与建筑艺术的有机结合体[6]。2006年，陈鸿鹄在《智能图书馆设计思想及结构初探》也提出，智能图书馆是智慧建筑和自动化管理的图书馆的有机结合与创新，它同时具备两者的设计思想、基本要素、特征和功能。这些关于智能图书馆的初期研究，体现了我国图书馆界对信息技术的敏感性与前瞻性，未来除了技术领域，我们还应对智能图书馆的灵魂与精髓进行深入研究。 2006年2月，厦门集美大学建成诚毅学院图书馆综合书库并投入使用，图书馆采用的“RFID 智能馆藏系统”成为国内第一个使用 RFID 技术管理图书的智能化图书馆。智能图书馆给读者带来了全新的图书借阅模式，极大改善了图书的借阅流程，大幅度提升了图书馆的管理水平和服务水平，让工作人员和读者都感受到智能化图书馆的先进服务和人文关怀。 2006 年 7 月，深圳图书馆将 RFID 技术运用到新图书馆的建设中去，图书馆采用13.56MHz 频率的无源标签作为图书标签和借书卡标签，工作人员不再进行大量的体力劳动，有更多的时间和精力将工作重心放到服务中去，学习先进的管理经验，举办讲座等，提高了工作人员的管理技术水平和服务水平[7][8]。 2008年，武汉图书馆也进行了了智能图书馆建设，新建成的武汉图书馆不再是以前的借还管理和典藏管理模式，大大降低了工作人员的工作量，提高了读者的体验度。促进了公共图书馆的联网建设，改善了图书借还流程和时间，营造出“随处可见”的阅读环境，满足人们的文化需求。图书馆 RFID 智能图书管理系统包括图书自助借还系统、馆藏架位管理系统、智能安全门、柜台工作站、图书编目系统和标签标识系统等。读者在自助终端按照系统显示的操作步骤就能完成自助借还书等工作，工作人员节约了很大一部分时间去给每一个人实施借还操作；通过馆藏架位管理系统，图书馆工作人员上架和整理图书时更加方便省力，减轻了他们的工作负担；智能安全门能够识别经过图书的信息，判断其是否出借，有效防止了图书被盗的情况发生；RFID 读者证和图书借还等一系列工作则通过柜台工作站完成；编目工作站的工作人员则将馆内图书贴上 RFID 标签，填写相关信息到标签和服务器数据库中。 2008年9月，经过三年多的建设，国家图书馆二期暨国家数字图书馆正式投入使用。数字图书馆新馆建筑面积达到 80000 多平方米，安放了接近 3000 个读者座位，每天能接待读者近万人，国家图书馆馆舍总面积也超过了 25 万平方米，在世界图书馆中排到第三位。新图书馆的主要服务方式有：无线覆盖整个图书馆。读者可以携带自己的移动设备，在馆内任何区域都能连上网络浏览信息；图书馆配有四百多台台电脑，其中有两百多台在四楼，其他电脑则被布置在图书馆其他的位置，读者可以快速方便的在电脑上浏览信息；采用无线射频识别技术（RFID），实现智能图书导航，读者通过查询可以迅速准确地找到自己需要的图书；成立了一个特别的视觉障碍的服务区，视障人士可以通过电脑键盘控制电脑，就能像正常的读者一样阅读图书，满足他们的文化需求；图书馆还推出国家图书馆服务平台移动终端应用，读者通过手机、平板等移动设备就可以获得图书馆的各种信息，比如图书馆新闻、动态、文化速递，推荐图书，资源检索等内容，而且能够经常更新，适应移动生活；国家图书馆还有独特的展示系统可以让使用者了解熟悉数字图书馆，展现国家数字图书馆的建设成果和特点。
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