基于RFID技术的图书信息采集系统设计_本科毕业论文(2)

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第1章 概述

射频识别（Radio Frequency Identification，简称RFID）技术是自动识别技术的延伸和发展，由于射频识别技术有许多优点，因而已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输管理、货物流通、公共交通、门禁安防、产品防伪等众多领域[2]。RFID技术利用无线电或雷达技术在阅读器和电子标签之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。近年来，这种技术在许多领域都得到了快速的普及和推广应用。

RFID技术就图书馆市场来说，RFID所具备的独特优势是其他识别技术无法比拟的，RFID可以让图书馆实现真正的智能化管理，通过RFID技术可以为读者提供简捷迅速的自助式服务，提高图书管理员的工作效率，为图书馆节省人力，为读者提供安全的环境。可以说RFID系统是图书馆管理系统的发展趋势。

1.1 课题研究背景与意义

传统的图书信息采集系统使用的是条形码和磁条技术，借书服务需要读者把借书证和书递给工作人员，工作人员一本本翻开，将条码扫描器对准条码扫描， 然后进行消磁，最后再还给读者，速度慢、效率低、容易疲劳。而RFID则无需类似的步骤，只要读者把证和书放在出纳台的指定区域内即可立刻完成借书和防盗安全位失活任务，书和书之间可以随意叠放，只有碰到赔书、罚款等特殊情况，才需要工作人员干预，同样还书的过程也相应简化。这样就使得流通工作的速度大大加快，同时减轻了工作人员的工作压力和劳动强度[4]。另外，自助借书也变得更加方便，并且没有有害的激光，特别适宜儿童的使用。图书归还后，工作人员首先要进行手工分类，将不同馆址书库的书放在不同的地方，再分别上架。由于RFID阅读器对于被读取的标签没有位置、方向上的严格要求，而RFID标签又可记录馆藏地点等信息，这使得自动分类设备的使用成为可能，只要把书放在传送带上通过一个RFID阅读器，自动分类设备即可根据标签中的有关信息把不同地点位置的书分发到不同的位置，这就大大方便了上架，加快了图书流通速度。

RFID还有助于图书馆的安全防范。常规磁条只能报警，而RFID不但能够报警，还可以立即在屏幕上显示被盗书刊的有关信息，如果此人带着RFID借书

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证的话，其个人情况也将一并反映在LCD上[5]。

由于RFID大大提高了工作效率，减少了许多重复的手工劳动，从而节约了大量的人力，将使图书馆中占大多数的从事传统服务的图书馆员告别长期简单、繁琐的低层次的工作方式，使得他们可以投入到更深层次的咨询等读者服务工作中去，这将从整体上改善图书馆的形象并提高服务质量。

从以上所述，将RFID图书管理系统的图书流通及安全处理方式与传统图书管理系统对比如表1-1所示：

表1-1 图书流通及安全处理方式比较

本课题正是基于这种背景提出来的，选用STC11F32XE为核心微处理器，在其外围扩展了LCD、Flash、MFRC500等硬件电路，并扩展了字库能够显示ASCII字符和汉字。可以通过串行口发送采集的图书信息到上位机软件进行借入，借出管理操作。

嵌入式RFID图书管理系统加速了流通处理的速度。RFID标签通过非接触方式采集信息，这样就简化了资源的处理手续，加速了工作处理，使得流通变得更加快速，简单和准确，处理过程高度自动化。RFID阅读器可同时读取多个RFID标签。这就加速了流通业务的过程，就意味着在进行借入或者借出处理过程中几本书籍可以同时处理，读者归还和借出图书或多媒体资料更方便、快捷。读者智能自动借还书和柜台借还书相结合。读者可以通过自助借阅工作站，在系统提示和帮助下自行完成书籍的借出操作，也可以来到前台，由工作人员通过流通工作站完成书籍的借出操作。同时，通过智能还书口和自动分拣系统的配合，读者可

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以随时很方便地从还书口归还书籍。

1.2嵌入式系统的发展现状

嵌入式技术是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物。随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式技术广泛应用于工业控制、信息家电、交通管理、农业、商业、服务业等各行业，已成为现代电子产品设计的一大领域和方向。同时在计算机领域里面，微型化和专业化成为了发展的新趋势，同样也需要嵌入式系统的支持。因此，研究嵌入式系统有着相当重要的理论和实际意义。

1.3国内外RFID技术的发展现状

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，是非接触式自动识别技术的一种。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。完整的RFID系统由电子标签（Tag）和射频信号读写器（Reader）以及后台应用系统所构成。而电子标签由微型半导体芯片及印刷天线组成。它可以存储需要识别传输的信息，并具有智能读写及加密通信的能力。根据最终使用环境的要求，可以做成薄如纸张的标签方式，亦可以“卡”、筹码等多种形式出现。当标签进入磁场区域后，接收到读写器发出的信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的标签信息；读写器读取信息并译码后，送至中央信息系统进行有关的处理，但在实际应用中需要其它的软硬件支持[8]。

RFID技术主要应用在车辆的自动识别、高速公路收费及智能交通系统(ITS)、门禁控制，电子钱包、电子票证、货物跟踪、动物跟踪及管理、容器识别等方面，不胜枚举。RFID产品种类也很多，像TI、Motorola、Philips、Microchip等世界著名厂家都生产RFID产品，并且各有特点，自成系列。RFID 已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，例如汽车或火车等的交通监控系统、高速公路自动收费系统、物品管理、流水线生产自动化、门禁系统、金融交易、仓储管理、畜牧管理、车辆防盗等。随着成本的下降和标准化的

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实施，RFID技术的全面推广和普遍应用将是不可逆转的趋势。

在可以预见的时间内，RFID标签将得到高速发展。目前，RFID标签和条形码适用于不同的场合，条形码适合售价极低的商品，而RFID适合于价格较高或多目标同时识别的场合环境。当RFID标签的价格进一步降低后，RFID标签将是条形码的最终替代者。

1.4课题的主要工作内容

本课题是基于STC11F32XE和RFID技术的研究和应用，以安阳工学院图书馆信息采集系统为实际开发背景，在分析软、硬件设计相关理论和实现的相关技术基础上，对现行图书馆信息采集系统进行了详细的分析。根据分析结果对系统的硬件结构、软件结构进行了详细设计，最终对采集系统进行了实现，对系统调试过程和测试做了说明，并对系统的实施及运行情况进行了评价。

本文的主要内容分为六章，各章主要内容如下：

第一章对课题研究背景与意义、国内外RFID技术的发展现状、嵌入式系统的发展现状以及RFID技术在图书馆应用现状做了详细概述。

第二章介绍了RFID技术原理、RFID电子标签的原理结构概述。 第三章详细介绍图书馆信息采集系统的硬件设计过程。 第四章详细介绍图书馆信息采集系统的下位机软件设计。 第五章通过串口调试助手进行软硬件测试。 第六章对全文工作进行了总结。

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第2章 RFID技术及应用概述

2.1 概述

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作 …… 此处隐藏：2798字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……