CN105046304A - 基于nfc近场通信技术的图书馆系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于NFC近场通信技术的图书馆系统，该图书馆系统包括门禁系统、图书馆活动宣传系统、图书馆行政、图书管理系统和读者服务系统以及为各个系统提供平台支撑的图书馆管理系统。所述图书管理系统包括新进图书管理系统、图书盘点系统和图书自助借还系统；所述读者服务系统包括读者NFC手机配置单元、读者查询平台单元和读者注册单元。本发明图书馆系统方便读者对图书馆的使用同时也方便工作人员对图书的管理，提高图书馆的工作效率。

Description

基于NFC近场通信技术的图书馆系统

技术领域

本发明涉及一种图书馆系统特别是涉及一种基于NFC近场通信技术的图书馆系统。

背景技术

目前我国图书馆传统的图书流通管理采用磁条和条码系统，使用磁条达到安全防盗目的，使用条码来标识馆藏。磁条（EM）管理系统存在的主要问题有：自动化程度低，借阅或归还均需人工处理；图书查找、顺架、排架困难；馆藏清点繁琐耗时，劳动强度高；服务时间受限，不能充分发挥图书馆功能等。

RFID通过无线电讯号识别目标、单向读取数据。图书馆在应用RFID管理系统后可以简化借还书流程，提高流通效率；兼容复合磁条和永久磁条；大幅降低图书盘点和查找的工作量；改变节约管理和安全遗漏流程脱节的情况；提高图书馆工作人员的工作满意度等。但是RFID需要专门的读写器和标签，设备使用成本较高。

NFC简称NearFieldCommunication，即近距离无线通信，是一种非接触式识别和互联技术。NFC是从RFID发展而来的，用的是RFID的高频（13.56Mhz），但却是双向读取数据。NFC是一种提供轻松、安全、迅速通信的无线连接技术，其传输范围比RFID小，但由于NFC采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点。NFC的处理速度非常快，从NFC移动设备检测、身份确认到数据存储只需要约0.1秒的时间即可完成；近距离通信使得NFC有天然的安全性，通信数据通过多种算法安全管理。只要NFC设备处于有效的传输范围内，两台设备之间就会自动进行身份识别与安全验证和网络通信。

随着智能手机的快速普及，无线网络支持的上下行数据速率不断提高，智能手机逐渐成为人们身边不可缺少的信息终端。越来越多的手机、PDA和平板电脑等各种移动终端设备具有NFC功能，通过内置的NFC芯片、天线，就能够实现各种设备在几厘米范围内的通信。NFC标准已成为许多厂商支持的正式标准，很多非接触智能卡都能与NFC技术相兼容。读者利用带NFC功能的手机就能作为图书馆操作终端，操作简便、界面人性化且能耗低。

没有使用RFID系统的图书馆，利用NFC技术管理图书馆的成本比利用RFID技术要低，读者的NFC手机即可作为移动终端，无需另外购置；对于已经启用RFID技术的图书馆，NFC技术可以很好地兼容。由于NFC技术的安全性、处理数据的快速性、NFC技术在移动设备的普及率，使得NFC技术的应用越来越广。

图书馆引入NFC技术后，读者手持一部带有NFC功能的智能手机进入图书馆就能享受到各种读者服务，而图书馆工作人员使用NFC手机能对图书采购、编目、上架等进行多方位管理。因此，将NFC技术引入图书馆管理是智能化图书馆的趋势。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于NFC近场通信技术的图书馆系统，通过使用带有NFC的手机等移动终端实现图书馆的行政管理，完成图书的管理以及借阅等不同的流程，方便读者对图书馆的使用同时也方便工作人员对图书的管理，提高了图书馆的工作效率。

为了实现上述目的，本发明提出了一种基于NFC近场通信技术的图书馆系统。

该图书馆系统，包括门禁系统、图书馆活动宣传系统、图书馆行政、图书管理系统和读者服务系统以及为各个系统提供平台支撑的图书馆管理系统。所述图书管理系统包括新进图书管理系统、图书盘点系统和图书自助借还系统；所述读者服务系统包括读者NFC手机配置单元、读者查询平台单元和读者注册单元。

该图书馆系统主要分为三个层，包括感知层、传输层、应用层。所述感知层包括NFC阅读器、NFC智能手机、NFC手持终端、NFC标签、图书自助借还机等；所述传输层包括移动通信网、校园网、WIFI、蓝牙、NFC、局域网等；所述应用层包括以图书馆管理系统、云平台等应用平台支撑的读者服务、智能管理、智能阅览室等。

本发明所述的图书馆系统中，所述的门禁系统由读取读者NFC手机中的门禁权限信息的NFC阅读器、实现门禁开闭的电锁、根据门禁权限控制门禁开闭的门禁控制器组成，所述门禁控制器通过网络与图书馆管理系统相连。所述的NFC阅读器可以读取读者NFC手机中的门禁权限，并将其传给门禁控制器，门禁控制器通过处理读者的门禁权限将其与图书馆管理系统的数据库中读者权限比对并更新门禁数据，控制电锁的开闭来实现门禁控制。

本发明所述的图书馆系统中，所述的图书馆活动宣传系统由可以读写NFC标签的NFC移动读写设备和包含图书馆活动信息的NFC标签组成，NFC移动读写设备可以连接网络和图书馆管理系统。所述的NFC移动读写设备通过网络、图书馆管理系统、NFC终端获取图书馆活动的基本信息，并可以将活动信息写入到NFC标签中，读者使用NFC手机读取NFC标签获得相应图书馆活动网页和活动具体信息。

本发明所述的图书馆系统中，所述的图书馆行政由包含图书馆工作人员基本信息的NFC手环、传送文件和签到的NFC终端以及读取NFC手环和NFC移动终端信息的NFC阅读器，NFC阅读器以及NFC终端通过服务器和网络与图书馆管理系统相连。

本发明所述的图书馆系统中，所述NFC手环中存储图书馆工作人员的个人信息，工作时通过在NFC阅读器上刷取手环即可达到考勤以及会议签到的目的；所述NFC终端即图书馆管理人员的NFC手机，可以通过NFC的点对点模式，传输会议文件。所述NFC阅读器读取图书馆管理人员的NFC手环和终端中的个人信息，并上传到服务器，可生成考勤记录。所述NFC手环为集成了NFC标签的手环，具有存储空间，可以存储读者信息。

本发明所述的图书馆系统中，所述的图书管理系统由新进图书管理系统、图书盘点系统、图书自助借还系统组成。

1）所述的新进图书管理系统，包括携带图书信息的NFC图书标签和制作NFC图书标签的NFC读写设备。所述NFC图书标签具有一定的存储空间，可以通过NFC读写设备向NFC标签中写入书名、著者、出版社、索书号等常规内容，还可以写入书本的主要内容介绍以及书本放置房间和书架的位置；所述NFC读写设备，可以通过网络以及数据库下载相关图书的内容简介、分类号等，并将信息写入NFC图书标签中，也可以读取、修改NFC图书标签的内容。

2）所述的图书盘点系统，包括NFC移动式图书盘点器、集成编目系统、图书自助借还机、NFC图书标签。所述NFC图书标签包括书本上的NFC图书标签、盘点时为缺损NFC图书标签的图书补办的NFC图书标签，用来存储图书的馆藏信息和图书内容信息；所述图书自助借还机用于在盘点过程中从其上提取图书流通信息；所述集成编目系统主要功能是提供一个系统平台，图书工作人员可上传书目记录和馆藏，并下载所需书目信息；所述NFC移动式图书盘点器可以采集在架图书信息。图书盘点时，疑似丢失的图书即为馆藏图书减去在架图书和在借图书。所述馆藏图书可以通过集成编目系统下载，在架图书可以通过NFC移动式图书盘点器获得，在借图书可以通过图书自助借还机和图书管理数据库得到。

3）所述的图书自助借还系统，包括图书自助借还机。所述图书自助借还机包括控制单元、读者信息识别单元、图书和光盘识别单元、读者交互单元、打印单元和收款单元。读者使用NFC手机可以通过图书自助借还机自助借还图书。

本发明所述的图书馆系统中，所述的读者服务系统由读者NFC手机配置单元、读者查询平台单元、读者注册单元组成。

1）所述的读者注册单元，包括读者注册的NFC注册机和服务器。所述NFC注册机可以生成读者的初始密码、秘钥以及用户安全证书等，同时可以验证读者的姓名、身份证号、学号、读者卡号、读者权限等读者信息，验证通过后可将其通过服务器传输到网络和图书管理数据库，并对读者进行授权。读者可以通过使用NFC手机下载专用软件进行密码填写等方式进行注册，请求授权。

2）所述的读者NFC手机配置单元，包括NFC移动读写设备和NFC功能标签。所述NFC移动读写设备可以读写、修改NFC功能标签中的信息；所述NFC功能标签包括网络配置标签、自助拨号标签、静音配置标签等。读者通过NFC手机读取相应的NFC功能标签即可实现相应的便捷操作。

3）所述的读者查询单元，读者可通过授权的NFC手机登陆读者的图书馆系统查询读者所需的不同信息。

本发明基于NFC近场通信技术的图书馆系统，通过使用带有NFC模块的手机等移动终端实现图书馆的行政管理，完成图书的管理以及借阅等不同的流程，方便读者对图书馆的使用同时也方便工作人员对图书的管理，提高图书馆的工作效率。

附图说明：

图1为基于NFC的图书馆系统的架构图；

图2为基于NFC的图书馆系统的模块图；

图3为基于NFC的图书馆系统的层次图

图4为读者服务系统的用户注册流程图；

图5为门禁系统架构图；

图6为图书自助借还系统的借书流程图

图7为图书自助借还系统的还书流程图；

图8为NFC标签应用图。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对基于NFC近场通信技术的图书馆系统进行具体的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1、2对基于NFC近场通信技术的图书馆系统框架做总体介绍。由图1、2可知，基于NFC近场通信技术的图书馆系统包括图书馆管理系统，以及均与该图书馆管理系统通信连接的门禁系统、图书馆活动宣传系统、图书馆行政、图书管理系统和读者服务系统。其中图书管理系统包括新进图书管理系统、图书盘点系统和图书自助借还系统；读者服务系统包括读者NFC手机配置单元、读者查询平台单元、读者注册单元。

门禁系统包括电锁、门禁控制器、NFC阅读器。图书馆活动宣传系统包括NFC标签和NFC移动读写设备。图书馆行政包括馆员NFC手环、NFC阅读器、NFC移动终端以及服务器。其中新进图书管理系统包括NFC移动读写设备和NFC图书标签，图书盘点系统包括NFC移动图书盘点器、图书自助借还机、集成编目系统以及NFC图书标签，图书馆自助借还系统即图书自助借还机，包括控制单元、读者信息识别单元、图书光盘识别单元、读者交互单元、打印单元以及收款单元。其中NFC手机配置单元包括NFC移动读写设备和NFC功能标签，读者注册单元包括服务器和NFC注册机，读者查询单元包括阅览室预订单元、图书查询单元、个人信息查询单元、电子图书查询单元。

图3为基于NFC的图书馆系统的层次图。基于NFC近场通信技术的图书馆系统主要分为三个层，即感知层、传输层、应用层。感知层包括NFC阅读器、NFC智能手机、NFC手持终端、NFC标签、图书自助借还机等；传输层包括移动通信网、校园网、WIFI、蓝牙、NFC、局域网等；应用层包括以图书馆管理系统、云平台等应用平台支撑的读者服务、智能管理、智能阅览室等。

图4为读者服务系统的用户注册流程图。由图4可知，用户注册时，注册中心需要开启并更新系统数据。用户在注册之前需要使用NFC手机下载并安装图书馆系统终端的用户APP，将个人信息如姓名、身份证号、学号、读者卡号等填写到软件中。填写完毕后，可以请求获取初始密码。注册中心在接收到用户的初始密码获取请求后，会生成用户的初始密码，通过网络或者短信的形式发送给用户。用户若未接收到初始密码，则需重新发送请求；若接收到初始密码，将接收到的初始密码输入APP中。用户在正确输入初始密码后，可以申请个人秘钥，通过短信或网络的形式向注册中心提出秘钥申请请求。注册中心通过验证个人基本信息以及初始密码的对应关系来确认申请的合法性，若未通过验证则会发出请求错误信息，若验证通过则会生成近场支付公钥和用户数字证书，并由安全服务向验证通过的用户提供近场支付公钥以及用户数字证书。用户APP程序根据返回的近场支付公钥和数字证书对手机终端进行初始化，更新NFC芯片内容以及生成账户信息，则账号注册完成。注册中心会对注册完成的用户信息进行存储和管理。注册成功的用户即可使用NFC手机终端进行NFC标签的读写和滞纳金的缴纳。

图5为门禁系统架构图。由图5可知，门禁系统包括读者的NFC手机终端作为开启门锁的钥匙、门锁、NFC阅读器、门禁控制器以及与门禁控制器相连的图书馆管理系统。NFC阅读器负责与NFC手机终端进行通讯，通过NFC通讯协议读取NFC手机终端的权限访问信息，门禁控制器将这些信息与图书馆管理系统的门禁数据存储部分中的权限信息进行匹配。NFC阅读器同时负责与门禁控制器通讯，通过NFC通讯协议接收来自NFC手机终端的访问权限等信息，并将这些信息传递给门禁控制器，由门禁控制器将这些信息更新保存到图书馆管理系统的门禁数据存储部分，方便读者查阅和图书管理人员的监管。

图6为图书自助借还系统的借书流程图。由图6可知，读者借书时，首先要将NFC手机终端置于NFC读写器上，NFC读写器识别读者NFC手机中的相关个人信息，并通过网络将其发送给服务器。服务器会对读者的信息进行匹配和权限核对，若不符合则读者需重新刷取手机中的信息进行核对；若身份验证通过，读者需要将需要借阅的图书放置在图书感应区域，在图书的NFC阅读器上调整图书的位置使得阅读器可以读取到图书的信息，读者可以通过读者交互单元中的显示屏看到已读取的图书的内容。若需要借阅的图书信息均采集完成，即可选择确认借书。读者确认借书之后可以选择是否将书单、借阅凭证发到读者手机端和是否打印借阅凭条，若需要将书单和借阅凭证发送到手机端，读者在选择后，手机会通过NFC读写器接收到相关的借阅信息。

图7为图书自助借还系统的还书流程图。由图7可知，读者还书时，首先要将NFC手机终端置于NFC读写器上，NFC读写器识别读者NFC手机中的相关个人信息，并通过网络将其发送给服务器。服务器会对读者的信息进行匹配和权限核对，若不符合则读者可重新刷取手机中的信息进行核对；若身份验证通过，读者需要将需要还的图书放置在图书感应区域，在图书的NFC阅读器上调整图书的位置使得阅读器可以读取到图书的信息，读者可以通过读者交互单元中的显示屏看到已还的图书。读者需要点击确认还书，即可还书。读者还可以选择是否打印还书凭证。

图8为本系统中NFC标签的应用图。NFC移动读写设备可以通过网络或者服务器下载相关内容，通过NFC通讯协议将内容写入NFC标签中。读者即可使用NFC手机终端通过NFC通讯协议读取NFC标签中的信息。NFC标签分为可读写和只读两大类。本实施案例选用可读写的NFC标签，其存储能力均可扩展到2k，通信速度为106kbit/s，成本较低。该NFC标签可应用在图1、2中的读者NFC手机配置单元、图书馆活动宣传系统、图书馆行政、新进图书管理系统和图书盘点系统。

NFC标签在NFC手机配置单元中的应用流程为图书馆管理人员通过NFC移动读写设备向NFC标签中写入读者手机配置的相关内容如静音功能NFC标签、网络配置NFC功能标签。读者使用NFC手机终端通过NFC通讯协议读取NFC功能标签，即可对读者的NFC手机终端进行静音设置、自动连接网络设置等。

NFC标签在图书馆活动宣传系统中的应用为图书馆管理人员通过网络将近期举行的图书馆活动相关内容或者活动网址下载到NFC移动读写设备中，再使用NFC移动读写设备将相关内容通过NFC通讯协议写入NFC图书馆宣传标签中，将标签贴附于图书馆活动宣传海报上，读者即可使用NFC手机终端读取标签中的活动内容，便于读者对活动内容的保存和传播。

NFC标签在图书馆行政中的应用为图书馆管理人员通过NFC移动读写设备将图书馆管理人员的个人信息写入到嵌入NFC标签的手环中，即可使用NFC手环与NFC阅读器等的信息交互进行工作考勤等。

NFC标签在新进图书管理系统和图书盘点系统中的应用为图书馆管理人员将图书信息通过NFC移动读写设备写入到NFC图书标签中，再将标签贴附到对应图书上即可。读者使用NFC手机终端读取图书的NFC标签即可得到图书的相关内容。

本发明基于NFC近场通信技术的图书馆系统可以与现阶段图书馆系统使用的磁条（EM）管理系统和RFID管理系统兼容、互补。该图书馆系统的各项与读者服务相关的功能，读者可通过个人终端即读者NFC手机进行查询与操作，简单快捷。

对于读者来说，读者的NFC手机终端注册后可以进行滞纳金的缴纳。读者可以使用NFC手机读取图书馆活动宣传海报NFC标签的内容，可以直接通过手机查询，跳转网页，并且进行活动信息的传播与共享，扩大了宣传范围，增强了宣传的效果。

读者还可以通过注册后的NFC手机订阅览室的座位，查询图书馆图书信息并且可以进行图书馆电子数据库的查询。

读者也可以通过布置在图书馆的NFC功能标签进行手机的快速配置。如WIFI标签，读者通过手机刷取该标签，则会快速与图书馆的WIFI网络进行连接等。

对于图书馆管理人员来说，图书馆管理工作更加的简单。与此同时，该系统增加了图书馆管理人员的考勤和工作文件分享等的内容。直接可以使用管理人员的NFC手机刷取个人信息进行考勤打卡，也可以通过手机间NFC模块的点对点模式进行数据的交换，可以发送文件，实现文件的共享。

图书馆书的更新、借阅、购入等均可通过图书馆管理人员的NFC手机终端进行书目的读入以及编辑，并将其与图书馆管理系统（应用平台等）相关联，方便读者进行查询。

图书馆的书可以粘贴NFC标签，NFC标签中写入书目的信息，如书名、作者、内容概述，借阅量等，读者通过NFC手机刷取书本上的NFC标签，即可对书进行部分的了解。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，本发明并不局限于上述实施例。对于本发明技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作若干简单的改动或推演，都应当视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.基于NFC近场通信技术的图书馆系统，其特征在于，该图书馆系统包括门禁系统、图书馆活动宣传系统、图书馆行政、图书管理系统和读者服务系统以及为各个系统提供平台支撑的图书馆管理系统；

所述图书管理系统包括新进图书管理系统、图书盘点系统和图书自助借还系统；所述读者服务系统包括读者NFC手机配置单元、读者查询平台单元和读者注册单元。

2.根据权利要求1所述的基于NFC近场通信技术的图书馆系统，其特征在于，所述的门禁系统包括NFC阅读器、电锁以及门禁控制器；

所述NFC阅读器可读取读者的NFC智能手机中的门禁权限，并将其传给门禁控制器，门禁控制器通过网络与图书馆管理系统相连，门禁控制器通过处理读者的门禁权限将其与图书馆系统数据库中读者权限比对并更新门禁数据，控制电锁的开闭来实现门禁控制。

3.根据权利要求1所述的基于NFC近场通信技术的图书馆系统，其特征在于，所述的图书馆活动宣传系统包括包含图书馆活动信息的NFC标签以及可以读写NFC标签的NFC移动读写设备；所述NFC移动读写设备可连接网络和图书馆管理系统；

所述NFC移动读写设备通过网络、图书馆管理系统以及NFC手持终端获取图书馆活动的基本信息，并将活动信息写入到NFC标签中，读者使用NFC智能手机读取NFC标签获得相应图书馆活动网页和活动具体信息。

4.根据权利要求1所述的基于NFC近场通信技术的图书馆系统，其特征在于，所述的图书馆行政包括包含图书馆工作人员基本信息的NFC手环、可以传送文件和签到的NFC终端以及读取NFC手环和NFC移动终端信息的NFC阅读器，NFC阅读器以及NFC终端通过服务器和网络与图书馆管理系统相连；

所述NFC手环中存储图书馆工作人员的个人信息，工作时通过在NFC阅读器上刷取NFC手环完成考勤以及会议签到；所述NFC移动终端通过NFC点对点模式，传输会议文件；所述NFC阅读器读取图书馆管理人员的NFC手环和NFC移动终端中的个人信息，并上传到服务器，生成考勤记录。

5.根据权利要求1所述的基于NFC近场通信技术的图书馆系统，其特征在于，所述新进图书管理系统包括携带图书信息的NFC图书标签和制作NFC图书标签的NFC读写设备；

所述NFC图书标签具有一定的存储空间，通过NFC读写设备向NFC标签中写入包括书名、著者、出版社、索书号的常规内容，以及写入书本的主要内容介绍、书本放置房间和书架的位置；

所述NFC读写设备，通过网络以及数据库下载相关图书的内容简介、分类号，并将信息写入NFC图书标签中，或者读取、修改NFC图书标签的内容。

6.根据权利要求1所述的基于NFC近场通信技术的图书馆系统，其特征在于，所述图书盘点系统包括NFC移动式图书盘点器、集成编目系统、图书自助借还机及NFC图书标签；

所述NFC图书标签包括书本上的NFC图书标签、盘点时为缺损NFC图书标签的图书补办的NFC图书标签，用来存储图书的馆藏信息和图书内容信息；

所述图书自助借还机用于在盘点过程中从其上提取图书流通信息；

所述集成编目系统主要用于提供一个系统平台，图书工作人员可上传书目记录和馆藏，并下载所需书目信息；

所述NFC移动式图书盘点器用于采集在架图书信息，图书盘点时，疑似丢失的图书为馆藏图书减去在架图书和在借图书，所述馆藏图书通过集成编目系统下载，在架图书通过NFC移动式图书盘点器获得，在借图书通过图书自助借还机和图书管理数据库得到。

7.根据权利要求6所述的基于NFC近场通信技术的图书馆系统，其特征在于，图书自助借还系统包括图书自助借还机，所述图书自助借还机包括控制单元、读者信息识别单元、图书和光盘识别单元、读者交互单元、打印单元和收款单元，读者使用NFC智能手机通过图书自助借还机自助借还图书。

8.根据权利要求1所述的基于NFC近场通信技术的图书馆系统，其特征在于，读者注册单元包括读者注册的NFC注册机和服务器；

所述NFC注册机生成读者的初始密码、秘钥以及用户安全证书，同时验证包括读者的姓名、身份证号、学号、读者卡号、读者权限的读者信息，验证通过后，将读者信息通过服务器传输到网络和图书管理数据库，并对读者进行授权；读者通过使用NFC智能手机下载专用软件进行注册，请求授权。

9.根据权利要求1所述的基于NFC近场通信技术的图书馆系统，其特征在于，读者NFC手机配置单元包括NFC移动读写设备和NFC功能标签；

所述NFC功能标签包括网络配置标签、自助拨号标签及静音配置标签；

所述NFC移动读写设备用于读写、修改NFC功能标签中的信息；读者通过NFC智能手机读取相应的NFC功能标签实现相应的便捷操作。