專利名稱：圖書館中自動精確定位圖書的方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖書管理技術領域，尤其涉及一種自動確定和更新圖書放置位置的方法及其系統(tǒng)。
背景技術：
無線射頻技術(RFID技術)是指采用無線射頻方式進行非接觸通信，以達到識別并交互數(shù)據(jù)的目的。RFID技術具有以下優(yōu)點無須接觸及人工干預，可工作于惡劣環(huán)境下，能夠識別高速運動的物體，而且可以同時識別多個目標，操作方便快捷等。因此，隨著該技術的不斷成熟和發(fā)展，無線射頻技術得到了迅速的普及和推廣，已經(jīng)廣泛應用于物流、零售、制造業(yè)、服裝業(yè)、醫(yī)療、身份識別、防偽、交通以及圖書館等領域。
在圖書管理方面，國內(nèi)外一些國家的圖書館，比如美國的杰弗遜國家公共圖書館、中國深圳圖書館等，應用RFID技術實現(xiàn)了圖書防盜、自動借還圖書、持手持讀取器尋找圖書等功能，甚至可以用分揀機對圖書進行自動分類，大大提高了圖書管理的自動化水平。但在歸還圖書方面，查閱圖書的終端不能自動更新圖書的精確放置位置，因此讀者必須在固定還書處歸還圖書，由管理員將分類后的圖書放置在規(guī)定的地方，而不允許讀者自己把圖書任意放在某個書架上，以保證圖書原來的擺放位置可查。一旦圖書換架就需要重新人工定位圖書的擺放位置，并重新輸入和更新數(shù)據(jù)庫。為此，現(xiàn)有的這種歸還圖書的方式存在著以下缺陷(1)讀者不能夠自由歸還圖書，需要進行相關的歸還手續(xù)，花費了讀者寶貴的時間。(2)歸還的圖書需要管理員重新整理統(tǒng)一上架，增加了管理員的工作量，同時也降低了工作效率，難以適應圖書管理的智能化需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠自動識別圖書，以及自動反饋該圖書精確放置位置的圖書館中自動精確定位圖書的方法，使讀者在歸還圖書時能夠更加自由和快捷，以進一步提高圖書管理的智能化水平。本發(fā)明的另一目的在于提供一種圖書館中自動精確定位圖書的系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的通過以下技術方案予以實現(xiàn)本發(fā)明提供的一種圖書館中自動精確定位圖書的方法，包括如下圖書書目信息的采集步驟a1.在圖書上附著記載有該圖書相關書目信息的電子標簽；a2.通過設置在感應區(qū)范圍內(nèi)的RFID閱讀器探測采集圖書電子標簽上的書目信息；a3.RFID閱讀器所讀取到的圖書書目信息存放在緩沖存儲器中；此外，還包括如下圖書位置信息的采集步驟b1.在書架的各單元格上放置紅外感應器，各紅外感應器發(fā)出的紅外光只照射到本身所放置的單元格；b2.讀者攜帶圖書進入感應區(qū)時，RFID閱讀器感應讀取到該圖書電子標簽上的信息，并通過與緩沖存儲器內(nèi)存放的圖書記錄信息進行比較，以確定是否是新進入該感應區(qū)的圖書，如果是則將該圖書的書目信息轉(zhuǎn)存入記錄生成單元；同時，啟動相應感應區(qū)內(nèi)的紅外感應器；b3.讀者將圖書放入書架的某個單元格時，該單元格的紅外感應器感應到該操作動作，并發(fā)送信號到編碼模塊；b4.編碼模塊根據(jù)紅外感應器發(fā)出的信號，按照預先約定的規(guī)則對圖書的歸放位置進行編碼，并將該位置編碼存入記錄生成單元；b5.記錄生成單元將圖書的書目信息以及圖書的位置編碼對應組合起來生成新的圖書記錄，并存放在緩沖存儲器中；b6.將緩沖存儲器中新生成的圖書記錄通過網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)傳送給解碼模塊，以解碼、分析出圖書歸放的具體位置信息，然后將該圖書的書目信息和具體位置信息傳送給數(shù)據(jù)庫進行更新。
本發(fā)明自動定位圖書的方法，結合圖書的書目信息及其位置信息對數(shù)據(jù)庫進行更新，從而實現(xiàn)圖書的自動精確定位。圖書的書目信息采用RFID技術進行感應讀取，而位置信息的獲取則利用紅外感應器。由于書架的每個單元格都放置有紅外感應器，而且每個紅外感應器都有對應其安放位置的編號，編號的內(nèi)容包含了該紅外感應器所在的分區(qū)、書架和單元格的具體信息，因此紅外感應器發(fā)出的信號能夠精確表達出圖書所處的放置位置。RFID閱讀器一直處于開啟狀態(tài)，緩沖存儲器內(nèi)存放著該閱讀器可以讀到的所有圖書的書目信息。當讀者攜帶圖書進入某個RFID感應區(qū)時，該區(qū)的RFID閱讀器感應到，并通過與緩沖存儲器內(nèi)的書目信息記錄進行比較，可以得知是新進入該感應區(qū)的圖書。然后RFID閱讀器讀取這些圖書的電子標簽信息并轉(zhuǎn)存入記錄生成單元。同時，還啟動該區(qū)域內(nèi)所有的紅外感應器。當讀者將圖書插放到某一書架的某一單元格時，安放在該單元格內(nèi)的紅外感應器則感應到操作動作信息(如人的手)而發(fā)出信號，編碼模塊根據(jù)該信號對其位置信息進行編碼，并將得到的位置編碼存入記錄生成單元。記錄生成單元將圖書的書目信息和位置編碼對應組合生成新的圖書記錄并放到緩沖存儲器中，然后通過網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)，把緩沖存儲器中新生成的該條記錄傳送到后臺數(shù)據(jù)庫，同時將該圖書的狀態(tài)置為“在架”，并從讀者的借閱記錄中消除此書，表明讀者已還書。這樣，經(jīng)過更新后，通過圖書查找終端在后臺數(shù)據(jù)庫就可以查閱到圖書歸還的精確位置了。此外，每本圖書可以對應有多個位置信息，即提供多個候選位置。即使讀者同時歸還多本書，且插放到不同的單元格時，那么經(jīng)過記錄生成單元組合后，每本書對應的位置也僅僅是這幾個可能的單元格。比如，讀者同時歸還四本書，如果把它們分別放在不同的單元格內(nèi)，則每一本書的位置記錄有四個，即四個不同的單元格內(nèi)，讀者只需在這四個單元格內(nèi)查找即可，更何況讀者通常都是把幾本書插入同一個單元格內(nèi)。
紅外感應器只是當讀者進入某個RFID感應區(qū)，將圖書放到某個書架的某個單元格內(nèi)時才起作用，因此紅外感應器無須一直都通電，而且也無須所有的都通電。為此，本發(fā)明自動定位圖書的方法所述步驟b2中RFID閱讀器通過紅外啟動單元控制紅外感應器的開啟，并由紅外啟動單元控制關閉紅外感應器。當紅外感應器開啟達到一時間段后，所述紅外啟動單元自動關閉紅外感應器。
本發(fā)明的另一目的通過以下方案予以實現(xiàn)本發(fā)明提供的一種圖書館中自動精確定位圖書的系統(tǒng)，包括書目信息采集組件，該組件包括用于唯一標識圖書、記載有該圖書相關書目信息的電子標簽；用于感知并讀取感應范圍內(nèi)圖書電子標簽信息的RFID閱讀器；用于存儲和處理圖書書目信息的數(shù)據(jù)庫；此外，還包括圖書位置信息采集組件，該組件包括用于感應讀者將圖書放入書架單元格的操作動作并發(fā)出信號的紅外感應器；用于根據(jù)紅外感應器發(fā)出的信號，按照預先約定的規(guī)則進行編碼，以獲取圖書歸放位置的編碼模塊；用于結合新的圖書書目信息以及位置編碼生成圖書記錄的記錄生成單元；用于存放RFID閱讀器所能讀取的圖書書目信息及其位置編碼的緩沖存儲器；
用于解碼圖書位置的編碼信息、解析出圖書具體位置信息的解碼模塊；所述電子標簽附在圖書上，數(shù)據(jù)庫還用于存儲和處理圖書的位置信息；所述紅外感應器設置在書架的各單元格內(nèi)，并由相應的RFID閱讀器啟動；紅外感應器的輸出端連接編碼模塊，該編碼模塊連接到記錄生成單元；所述RFID閱讀器還連接到記錄生成單元和緩沖存儲器上；所述記錄生成單元通過緩沖存儲器以及網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)并經(jīng)解碼模塊連接到數(shù)據(jù)庫。
本發(fā)明自動定位圖書的系統(tǒng)，利用RFID技術獲取新歸還圖書的書目信息并存放在記錄生成單元。在RFID閱讀器感應的同時，啟動紅外感應器以采集圖書歸還放置的位置信息。當讀者將圖書歸還放置到書架的單元格內(nèi)時，安放在該單元格的紅外感應器發(fā)出信號，并傳送給編碼模塊。編碼模塊便按照預先約定的規(guī)則進行編碼以表達圖書正確的歸還位置。然后，編碼模塊將位置編碼存放在記錄生成單元，由記錄生成單元結合書目信息和位置編碼生成新的圖書記錄，存放在緩沖存儲器后，通過網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)傳送給解碼模塊，由解碼模塊分析出圖書具體的放置位置，并將該具體位置信息傳送給數(shù)據(jù)庫進行更新。讀者通過查找終端便可以實時查找到圖書擺放的精確位置。
紅外感應器只是在圖書歸還上架時使用，因此本發(fā)明系統(tǒng)所述圖書位置信息采集組件還包括用于控制紅外感應器開啟和關閉的紅外啟動單元，該紅外啟動單元與RFID閱讀器連接。
本發(fā)明系統(tǒng)所述的網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)可以采用無線傳輸?shù)姆绞?，由無線信號發(fā)射器、無線局域網(wǎng)和無線信號接收器構成。
本發(fā)明具有以下有益效果(1)讀者歸還圖書時，可以直接把圖書任意放回到某個書架上，無須到固定還書處還書，系統(tǒng)會自動完成還書功能。還書程序更加自由高效，節(jié)約了讀者的時間，提高了圖書管理的智能化水平。
(2)圖書的擺放位置可以在后臺數(shù)據(jù)庫自動更新，不需要圖書管理員把圖書統(tǒng)一上架后才能夠保證圖書的擺放位置可查，節(jié)省了圖書管理員的勞動力，提高了工作效率。
(3)讀者可以從查找終端查到圖書擺放的精確位置(精確到某個區(qū)、某個書架的某一單元格)，查找圖書方便快捷，效率高。


下面將結合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述圖1是本發(fā)明實施例自動定位圖書的系統(tǒng)的結構組成框圖；圖2是本發(fā)明實施例自動定位圖書的工作流程框圖。
具體實施例方式
圖1和圖2所示為本發(fā)明的實施例。如圖1所示，本實施例自動定位圖書的系統(tǒng)包括書目信息采集組件和圖書位置信息采集組件，具體包括用于唯一標識圖書、記載有該圖書相關書目信息的電子標簽；用于感知并讀取感應范圍內(nèi)圖書電子標簽信息的RFID閱讀器；用于控制紅外感應器開啟和關閉的紅外啟動單元；用于感應讀者將圖書放入書架單元格的操作動作并發(fā)出信號的紅外感應器；用于根據(jù)紅外感應器發(fā)出的信號，按照預先約定的規(guī)則進行編碼，以獲取圖書歸放位置的編碼模塊；用于結合新的圖書書目信息以及位置編碼生成圖書記錄的記錄生成單元；用于存放REID閱讀器所能讀取的圖書書目信息及其位置編碼的緩沖存儲器；用于解碼圖書位置的編碼信息、解析出圖書具體位置信息的解碼模塊；用于存儲和處理圖書書目信息和位置信息的數(shù)據(jù)庫。
其中，電子標簽附在圖書上，可以是感應距離為一米的無源電子標簽，記載有該圖書的編號。在圖書館內(nèi)部署足夠數(shù)量的RFID閱讀器，保證它們的感應區(qū)可以覆蓋到所有圖書，最好固定部署在書架的中央位置，以利于擴大感應范圍，減少閱讀器的數(shù)量。紅外感應器設置在書架的各單元格內(nèi)，通過設定安裝的位置以及在光源處設置屏蔽，使發(fā)射的紅外光只能照射到本身所放置的單元格。每個紅外感應器都有對應其安放位置的編號，編號的內(nèi)容包含該紅外感應器所在的分區(qū)、書架和格子的具體信息。RFID閱讀器、紅外啟動單元、紅外感應器、編碼模塊依次連接。此外，RFID閱讀器還連接到記錄生成單元和緩沖存儲器，編碼模塊連接到記錄生成單元。記錄生成單元產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)通過緩沖存儲器以及無線網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)(由無線信號發(fā)射器、無線局域網(wǎng)和無線信號接收器構成)傳送給解碼模塊，經(jīng)解碼分析后傳送給數(shù)據(jù)庫進行更新。為了保證歸還圖書的信息讀取完整，無線信號發(fā)射器須在紅外感應器協(xié)議停止通電后再發(fā)送。
紅外感應器只是當讀者進入某個RFID感應區(qū)，將圖書放到某個書架的某個單元格內(nèi)時才起作用，因此紅外感應器無須一直都通電，而且也無須所有的都通電。當RFID閱讀器感應讀取圖書電子標簽信息時，通過紅外啟動單元通電開啟相應感應區(qū)的紅外感應器，同時設定紅外感應器開啟20秒后停止通電而關閉，因為還書上架的動作在20秒內(nèi)足以完成。
如圖2所示，本實施例自動定位圖書的方法如下1)讀者攜帶需要歸還的圖書進入某個RFID感應區(qū)，被安裝在書架上的RFID閱讀器感知并讀取到附在圖書上的電子標簽的信息，即書目信息。
2)將該書目信息與存放在緩沖存儲器內(nèi)的記錄進行比較，判斷是否是新進入感應區(qū)的圖書，如果是則將該圖書的書目信息轉(zhuǎn)存入記錄生成單元。
3)同時通知紅外啟動單元啟動該感應區(qū)內(nèi)的紅外感應器。
4)當讀者把圖書插放到某個書架的某個單元格時，手被安裝在單元格內(nèi)對應的紅外感應器感應到，該紅外感應器發(fā)出信號給編碼模塊。
5)編碼模塊根據(jù)傳來的信號得知圖書所歸放的位置(即哪個分區(qū)、哪個書架、哪個單元格)，然后根據(jù)編碼規(guī)則對圖書的歸放位置進行編碼，并將該位置編碼存放到記錄生成單元里。
6)記錄生成單元將圖書的書目信息以及圖書的位置編碼對應組合起來生成新的圖書記錄，并存放在緩沖存儲器中；7)紅外感應器停止通電而關閉后，緩沖存儲器將含書目信息和位置編碼的新的圖書記錄由無線信號發(fā)射器通過無線局域網(wǎng)發(fā)射到后臺數(shù)據(jù)庫前端的無線信號接收器。
8)無線信號接收器把接收到的信號首先傳給解碼模塊，以解碼、分析出圖書的具體位置。
9)解碼模塊將位置信息和書目信息更新到數(shù)據(jù)庫。同時從該讀者的借閱記錄上刪除此書目，表示該讀者已還本書。讀者通過查找終端便可以實時查找到圖書擺放的精確位置。
權利要求
1.一種圖書館中自動精確定位圖書的方法，包括如下圖書書目信息的采集步驟a1.在圖書上附著記載有該圖書相關書目信息的電子標簽；a2.通過設置在感應區(qū)范圍內(nèi)的RFID閱讀器探測采集圖書電子標簽上的書目信息；a3.RFID閱讀器所讀取到的圖書書目信息存放在緩沖存儲器中；其特征在于還包括如下圖書位置信息的采集步驟b1.在書架的各單元格上放置紅外感應器，各紅外感應器發(fā)出的紅外光只照射到本身所放置的單元格；b2.讀者攜帶圖書進入感應區(qū)時，RFID閱讀器感應讀取到該圖書電子標簽上的信息，并通過與緩沖存儲器內(nèi)存放的圖書記錄信息進行比較，以確定是否是新進入該感應區(qū)的圖書，如果是則將該圖書的書目信息轉(zhuǎn)存入記錄生成單元；同時，啟動相應感應區(qū)內(nèi)的紅外感應器；b3.讀者將圖書放入書架的某個單元格時，該單元格的紅外感應器感應到該操作動作，并發(fā)送信號到編碼模塊；b4.編碼模塊根據(jù)紅外感應器發(fā)出的信號，按照預先約定的規(guī)則對圖書的歸放位置進行編碼，并將該位置編碼存入記錄生成單元；b5.記錄生成單元將圖書的書目信息以及圖書的位置編碼對應組合起來生成新的圖書記錄，并存放在緩沖存儲器中；b6.將緩沖存儲器中新生成的圖書記錄通過網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)傳送給解碼模塊，以解碼、分析出圖書歸放的具體位置信息，然后將該圖書的書目信息和具體位置信息傳送給數(shù)據(jù)庫進行更新。
2.根據(jù)權利要求1所述的圖書館中自動精確定位圖書的方法，其特征在于每本圖書對應有多個位置信息。
3.根據(jù)權利要求1所述的圖書館中自動精確定位圖書的方法，其特征在于所述步驟b2中RFID閱讀器通過紅外啟動單元控制紅外感應器的開啟，并由紅外啟動單元控制關閉紅外感應器。
4.根據(jù)權利要求3所述的圖書館中自動精確定位圖書的方法，其特征在于所述紅外啟動單元在紅外感應器開啟達到一時間段后自動關閉紅外感應器。
5.一種圖書館中自動精確定位圖書的系統(tǒng)，包括書目信息采集組件，該組件包括用于唯一標識圖書、記載有該圖書相關書目信息的電子標簽；用于感知并讀取感應范圍內(nèi)圖書電子標簽信息的RFID閱讀器；用于存儲和處理圖書書目信息的數(shù)據(jù)庫；其特征在于還包括圖書位置信息采集組件，該組件包括用于感應讀者將圖書放入書架單元格的操作動作并發(fā)出信號的紅外感應器；用于根據(jù)紅外感應器發(fā)出的信號，按照預先約定的規(guī)則進行編碼，以獲取圖書歸放位置的編碼模塊；用于結合新的圖書書目信息以及位置編碼生成圖書記錄的記錄生成單元；用于存放RFID閱讀器所能讀取的圖書書目信息及其位置編碼的緩沖存儲器；用于解碼圖書位置的編碼信息、解析出圖書具體位置信息的解碼模塊；所述電子標簽附在圖書上，數(shù)據(jù)庫還用于存儲和處理圖書的位置信息；所述紅外感應器設置在書架的各單元格內(nèi)，并由相應的RFID閱讀器啟動；紅外感應器的輸出端連接編碼模塊，該編碼模塊連接到記錄生成單元；所述RFID閱讀器還連接到記錄生成單元和緩沖存儲器上；所述記錄生成單元通過緩沖存儲器以及網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)并經(jīng)解碼模塊連接到數(shù)據(jù)庫。
6.根據(jù)權利要求5所述的圖書館中自動精確定位圖書的系統(tǒng)，其特征在于所述圖書位置信息采集組件還包括用于控制紅外感應器開啟和關閉的紅外啟動單元，該紅外啟動單元與RFID閱讀器連接。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的圖書館中自動精確定位圖書的系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)由無線信號發(fā)射器、無線局域網(wǎng)和無線信號接收器構成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖書館中自動精確定位圖書的方法，包括確定圖書書目信息的步驟和確定圖書位置信息的步驟，圖書的書目信息采用RFID技術進行感應讀取，而位置信息的獲取則利用紅外感應器。本發(fā)明還公開了一種圖書館中自動精確定位圖書的系統(tǒng)，包括電子標簽、RFID閱讀器、紅外感應器、記錄生成單元、緩沖存儲器、編碼模塊、解碼模塊和數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明能夠自動識別圖書，以及自動反饋該圖書的精確放置位置，結合書目信息和位置信息對數(shù)據(jù)庫進行更新，從而實現(xiàn)圖書的自動精確定位。本發(fā)明可以使讀者自由快捷地歸還圖書，不僅節(jié)省了讀者的寶貴時間，而且也減少了管理員的工作量，提高了工作效率，有利于進一步提高圖書管理的智能化水平。
文檔編號G06K7/00GK1952974SQ20061012345
公開日2007年4月25日 申請日期2006年11月10日 優(yōu)先權日2006年11月10日
發(fā)明者毛正華, 羅笑南 申請人:中山大學