2024.05.28图书馆智能书架系统建设方案简介
近年来，基于物联网的智慧图书馆的研究和应用得到迅猛发展，作为物联网应用的关机技术之一的RFID技术，成功实现了图书馆的借还和点位盘点等智慧管理，已经成为当今图书馆的发展趋势。
我国图书馆RFID技术的早期应用与全世界图书馆情况无异，基本源于高频技术， 不仅是高频RFID日趋成熟的技术，并且其技术标准在世界范围内得到统一。 RFID在现代图书馆中的应用，正逐步走向成熟阶段，给图书馆流通、典藏、调拨、防盗等方面带来前所未有的方便，大大提升了原有条码识别系统的功能。
从各国图书馆应用高频RFID技术的经验来看，RFID技术在多方面发挥了非凡的作用，彻底改变了传统借阅、典藏工作中的繁琐、工作量大的情况。随着RFID芯片的大量生产和价格下调，越来越多的图书馆将有能力使用RFID系统。
基于以上认知，并依托于深厚的RFID技术基础，我公司提供基于RFID技术的图书馆书架及应用设备和系统。
图书馆的地位举足轻重，其藏书量、电子资料状况、信息服务水平及管理先进性都体现着一个地方或学校的综合实力。其社会作用公认有五种：
（1）保存人类文化遗产。
（2）开展社会教育。
（3）传递科学情报。
（4）开发智力资源。
（5）提供文化娱乐。
这五种作用都离不开：
读者—图书—书架—馆员
图1 智能书架使用方关系图
书架是图书的载体，也是图书、读者、馆员的连接桥梁。读者与图书，图书与馆员，读者与馆员，他们之间的沟通、对接都离不开书架。本方案介绍的智能（RFID）书架系统，通过引入物联网的先进技术与理念，规划与建设物联网的大数据、云计算及分析平台，以创新的模式实现物联网时代下的图书存放及管理工作，其关系逻辑图如下：
图2 智能书架系统实际应用关系逻辑图
因此，该智能书架系统的出现，重新赋予了书架更多意义：
图3 智能书架意义图示
系统研发与建设遵循以下原则：
注重整体规划
智能书架系统集成如下设备：书架系统硬件、查询触摸屏、读写器设备、安全门禁系统、自助借还设备，具备一套完整的图书馆管理硬件基础。
立足自主研发
系统建设的核心技术符合市场通用的ISO18000-3通讯协议，采用国家规范的超高频频段13.56MHz，运用RFID的自动识别和非接触性的信息采集处理，把先进的信息技术、数据通信技术、电子控制技术及计算机处理技术等进行有效地综合应用，从而建立起一套大范围、全方位的并且实时、准确、高效的智能书架系统。
具备可拓展性
在系统整体架构、服务设备选型、电子标签功能选型、基础数据采集等方面，均充分考虑后续功能的实现，兼顾设备的兼容性、系统的扩充性、功能的扩展性和应用的多样性。
强化系统规范
系统开发和资源建设符合统一的技术规范和表征体系，注重开发工作的连续性和共享性，注意为后续系统的研发、推广留有规范的数据及控制接口。统一开发应用技术、数据存储格式、信号传输制式、互联接口模式等技术指标。
智能书架是一款功能强大、性能极高的图书馆智能化全馆管理设备，它集成RFID、光耦、通信、显示及数据存储等多项技术；其中RFID技术采用了善思最新的研发的读写器核心模块，具有高性能、高稳定性和高识别率等特点；同时，硬件采用极简的设计思路，产品更简洁、合理，大大简化安装工作，极大的降低了施工和维护成本。
图4 智能书架系统展示图
架体部分介绍：
1、架体结构：采用标准书架的开放式构造，实用性强，适合大规模普及。采用钢木结构，主框架钢制双柱式+底盘复合形式，侧板和外框采用全钢或包木边结构，书架便于拆卸和维修。
1)钢板采用冷轧钢板：搁板、挡板钢板厚度≥1.2mm，立柱钢板厚度≥1.5mm。底部拉档钢板厚度≥2.0mm。
2)书架钢制品须经酸洗、磷洗等防锈处理。高压静电喷塑，选用热固性粉末。涂层表面应平整光滑，色泽均匀一致，不应有流挂、起粒、皱皮、露底、剥落、伤痕等缺陷。
3)书架顶板，折弯成型后总厚度≥30mm,顶部安装后，外沿面同斜面完整拼接无明显缝隙，顶板再加装白橡木木护板。
4)双面书架的中间防串挡板高度≥150mm。
5)书架搁板，折弯成型后总厚度≥25mm，书架每搁承重≥80kg；满负荷24小时后屈挠度≤3mm，卸减后自动恢复，无裂纹及变形；每层净空高度≥330mm；净深≥280mm（单面深度）
6)书架立板采用整板折弯焊接工艺，立板有调节孔，通过调节挂片可以调节搁板层高，方便放置不同尺寸书籍。
2、通透结构：书架AB两面相互空气流通，两面相互可见，不能完全阻断。
3、硬件组成：由读写器、RFID天线、分线器、控制主板、开关电源、路由器、同轴信号线、指示灯光、红外传感器、自助借还部件、身份识别模块等组成。
4、触摸屏：采用电容多点触摸显示屏，尺寸≥21英寸，2K高清显示屏，专业护眼模式。嵌入侧板正面安装；每块集成人脸识别摄像头（可作为人脸识别登陆进行图书借阅）。
5、安全用电：进电：AC220V±10%；架体其它设备：≤24V，直流，保证架内人员安全。
6、RFID天线：天线采用立式结构，立于书架层板上，要求与图书封面平行，方便电子标签的识读，天线外壳为防火ABS塑料材料。每层立式防火天线壳≤5个。
7、LED指示灯：每层采用高亮LED指示灯，指示灯发光区域长度不小于25mm。
8、对射红外检测：书架每层采用红外对射检测，判断图书在书架上的位置变化，红外嵌在立柱内。
9、硬件维护：主控板、RFID读写器、开关电源、路由器等设备置于书架顶部，具有防尘、散热措施，便于系统维护与维修。
10、通信接口：至少支持100 Base-T以太网端口（单列标准书架预留一个网络插口）。
11、二维码模块：配备二维码及条形码模块，实现电子借阅证及图书扫码借阅的功能。
RFID系统参数介绍：
1、协议标准：ISO15693协议或符合国家现行执行标准。
2、工作频率：13.56MHz。
3、误读：书架外围30cm外无误读。
4、单层藏书量：单元层藏书量不少于 50 册；单面6层藏书量不少于300册，双面6层藏书量不少于600册；单面5层藏书量不少于250册，双面5层藏书量不少于500册；
5、功耗：60 到 100W
6、射频功率：1~8W（可配置，建议4W或以下功率使用）；
7、检测速度：快速防碰撞处理，每层检测时间大约0.8秒（50 本书）；
8、支持噪声检测功能，能检测环境是否有干扰；
9、支持闲时自动关闭射频；
10、支持多种层数书架规格，可灵活配置，适应目前图书馆的各类现有书架；
11、支持组播搜索、DHCP自动获取IP;
12、支持顶装LED点阵显示屏，显示实时信息；
13、扩展接口丰富，支持光耦输入、继电器和MOS输出；
14、集成红外及状态检测，支持触发工作；
15、支持架、层指示灯提示功能，支持通过软件控制指示灯；
16、具有短路保护设计和过热保护设计；
17、通讯方式：TCP/IP、WIFI；
RFID硬件主要功能特点：
1、内置防窜读分析和窜读纠正功能：硬件能自动分析图书标签被错架误读，通过算法将图书位置自动更正到对应正确的架位，达到图书位置的精准定位，大大提高读者找书的体验。
2、集成整馆书架的分组工作技术：用户可通过简单的参数配置，实现整馆智能书架的分组并发同步盘点，大大提高整馆的盘点速度；同时也防止智能书架之间的相互干扰；
3、支持多种盘点工作模式：可根据不同图书馆用户的不同需求，提供多种工作模式选择，如单层红外触发盘点、周期性盘点、实时盘点和区域动态盘点等工作模式；
4、支持图书标签数据块在架读取与防盗位修改：通过此功能可实现更多的扩展功能，如实现图书上架的标签批量转换和读者上架自动还书等功能；
5、数据简化传输：为了最大限度简化软件商的数据采集、传输与分析处理工作，支持变动图书数据处理模式，即书架上发生图书增减时，只传输增加或减少的图书数据给业务系统，大幅减少系统运行中数据的传输和处理工作；
6、设备工作状态检测：系统可实时检测各硬件模块的工作状态，当出现异常时，以事件方式实时通知业务系统；
7、设备集群管理：实现设备硬件管理和通信管理；
8、设备安全性：设备设置加密登录和白名单，防止非法用户登录，提供设备安全性。
9、业务对接：统一的业务接口，方便客户进行系统对接，减少客户二次开发难度。
架体系统功能介绍：
1、查找：能够通过智能书架触摸屏检索图书，并对具体的图书进行位置定位，在触摸屏上会显示图书实际存放的具体位置，并提供二维码指引和3D指引，实现快速精准查找，查找图书位置精确到层。图书查找到之后，图书实际存放书架的层LED灯会亮。
2、二维码提示：图书查找到之后，在触摸屏上会显示图书信息和位置的二维码，通过微信、支付宝等APP可以扫描得到图书的简介和存放位置等信息。
3、3D位置导航：图书位置查找到之后，提供3D图形化位置导航，方便读者快速找到图书的存放位置。
4、取还监测：每层书架安装双目红外检测装置，每一层图书进行取还操作后，系统实时自动对该层进行盘点，并将该层图书信息实时在库信息进行更新。
5、实时盘点：可以设置对书架上的图书进行实时盘点，系统自动将盘点的结果反馈给后台服务器，并在根据盘点结果在书架触摸屏上显示图书的实时状态。
6、虚拟书架：在书架触摸屏上，可以通过虚拟书架查看每层图书在库信息，并可以显示图书实时状态。
7、自动上架：馆员将已注册图书直接放置在书架的任意层，即完成了图书的上架操作，无需再在书架上或者后台管理软件上进行任何操作。
8、图书顺架：系统提供顺架功能，系统显示在架图书和错架图书的信息，并提供错架图书的正确位置信息，错架图书信息可打印，以方便馆员进行顺架操作。
9、自动归还：读者将已借图书直接放入书架的任意层，即完成图书的归还操作，读者无需再在自助借还书机上进行其他操作。
10、集群部署：系统通过TCP/IP方式实现集群部署，支持全天24小时在线监控。
11、错位提示：对于图书没有放置在指定位置的，可以在触摸屏上显示错架图书的信息，并进行提示。
12、图书借阅：在智能书架上，可以通过扫描读者身份卡（身份证、广州市内公共图书馆借阅证、社会保障卡、民生卡等）实现图书借阅功能。
13、身份识别：智能书架可以识别读者借阅证信息和身份证信息。
14、数据统计：系统提供数据统计功能，可以统计图书借阅或者取还次数等情况。
15、故障与维护：完善的设备故障检测功能，提供接口以实现远程诊断、监控，易于日常维护。
16、图书查找成功率：≥98%，每层书架放置图书不少于45本。
17、定时开关电源：智能书架自动通电和单点时间可设置，最小设置时间可以精确到小时。可以根据天、星期时间间隔设置智能书架通断电源的时间，便于对智能书架进行管理。
后台管理系统功能要求：
1、图书注册：可以对图书进行注册，录入图书的书名、作者、条码、存放位置、电子标签等信息，并可以在注册时打印图书条码，图书注册时可以生成图书信息二维码，方便后续进行图书管理。
2、架体设置：可以对智能书架的架体进行设置，便于录入图书注册信息，架体设置信息可以进行更改和导入导出。
3、IP地址管理：可以对智能书架上所有设备进行IP管理，便于对智能书架的实时管理。
4、人员管理：系统可以对馆员和读者进行分别管理，并可以对馆员进行信息录入，分配管理权限。
5、权限管理：系统可以设置馆员的管理权限，并提供馆员权限说明。
6、密码管理：系统可以根据具体的管理员设置不同的密码，系统提供密码录入、修改等功能。
7、整理架体：系统可以根据图书信息、架体位置信息等进行顺架操作，顺架完成之后，提供图书的在架、错架、丢失等信息，并可以打印，方便馆员进行顺架操作。错架图书信息提供高亮报警。
8、系统盘点：系统可以根据指定的位置进行图书盘点，提供盘点结果，显示图书在架、错架、丢失等信息，图书状态异常信息可单独显示，并可打印。图书盘点方式可选，书架自动盘点时间可任意选择。
9、系统查找：提供图书任意关键字（如书名、作者、简介、ISBN等）的信息检索功能，并显示图书实际存放的位置，方便图书查找。
10、自动上架：可以根据图书信息和位置信息，进行图书的上架操作，上架操作完成之后，显示图书的实际上架位置和上架数量。
11、自动下架：可以根据图书信息和位置信息，进行图书的下架操作，下架操作完成之后，显示图书的实际下架位置和上架数量。
12、移架：已上架图书信息可以根据架体信息自动进行移架操作，操作后，图书的位置信息会发生改变。通过获取图书条形码，可以实现对图书的批量移架操作。
13、数据自动备份：对图书数据进行备份，对备份数据可以进行还原和删除操作。
14、系统日志：记录操作日志、书架日志、事务日志、盘点日志等，提供检索统计输出。
实物照片：
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