CN205003673U - 基于rfid分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于RFID分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统，主要由大数据采集模块、大数据网络传输模块、大数据管理模块和由读者携带的RFID标签构成，大数据采集模块与大数据网络传输模块连接，大数据网络传输模块与大数据管理模块连接。该系统通过构建图书馆分布电子地图，布局多知识粒子群读者流向大数据关键点，建立多知识粒子群读者流向大数据关键点与RFID分布式散射跟踪搜索相结合的读者流向大数据自动采集系统构架，自动对读者的流向数据进行非接触式采集，实现读者流向大数据的自动采集和读者流向大数据仓库的构建，为高校图书馆获取读者流向大数据资源，快速形成大数据源库集群提供了技术支持。

Description

基于RFID分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统

技术领域

本实用新型属于图书馆分布电子地图、RFID无线感测和大数据自动采集领域，尤其涉及一种基于RFID分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统。

背景技术

随着大数据时代的到来，数据将成为图书馆发展的主旋律，利用读者行为中的结构化数据、半结构化数据，寻找读者的行为习惯规律，预测和分析正在发生什么、将来会发生什么，挖掘读者的隐性诉求，进而改进图书馆的服务，已成为大数据时代图书馆提高服务体系的重要措施。

图书馆大数据挖掘分两个阶段：一是数据仓库的搭建，包括数据的产生、采集、存储等；二是数据挖掘的实现，包括数据的收集、处理、分析、归纳等。这两个阶段中，数据仓库的搭建是基础，没有第一阶段的工作就没有数据挖掘的实现，因此，采集图书馆读者流向大数据，获取图书馆读者流向大数据资源，对大数据时代背景下高校图书馆建设具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于RFID分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统，以实现自动对读者的流向数据进行非接触式采集，为快速形成大数据源库集群提供有力支持。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：基于RFID分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统，主要由大数据采集模块、大数据网络传输模块、大数据管理模块和由读者携带的RFID标签构成，大数据采集模块与大数据网络传输模块连接，大数据网络传输模块与大数据管理模块连接。

大数据采集模块由多个大数据采集关键点组成，每个大数据采集关键点包括多个RFID大数据采集装置，RFID大数据采集装置包括RFID阅读器、RFID阅读器天线、功率放大器，功率放大器与RFID阅读器、大数据网络传输模块连接，RFID阅读器与RFID阅读器天线连接；

大数据网络传输模块由RFID中间件和路由器组成，RFID中间件分别与路由器和大数据采集模块的功率放大器连接；

大数据管理模块由数据处理服务器、大数据数据源库、读者数据库、图书馆数据库、图书馆分布地电子图数据库组成，数据处理服务器分别与大数据网络传输模块、大数据数据源库、读者数据库、图书馆数据库、图书馆分布电子地图数据库连接；

读者携带的RFID标签由RFID标签和读者证件套组成，RFID标签存有与读者数据库数据一致的读者唯一身份信息。

数据处理服务器将采集来的数据与读者数据库、图书馆数据库、图书馆分布电子地图数据库的数据进行交互、比对、分析、判断，并将结果分配到大数据数据源库相应的数据源仓库储存，建立数据源仓库数据；

大数据数据源库包括读者流向线路数据仓库、读者流向特征数据仓库、读者流向密度数据仓库、读者流向读者特征数据仓库、读者在馆时间数据仓库，入仓数据由数据处理服务器分配，系统启动工作后随着读者进入图书馆，各数据采集关键点的数据会源源不断地被自动写入；

读者数据库包括读者身份信息和图书馆关系信息，读者身份信息是读者唯一身份信息，包括姓名、学号、性别、民族、籍贯、院系、专业、入学年份等；图书馆关系信息包括借书证起止时间、借还书数据、入馆次数数据、利用图书馆相关设备和特殊文献数据；

图书馆数据库包括图书馆管理系统和管理模块数据库，提供所有借阅者的详细信息、馆内库存的详细情况以及馆内的书种及对应书刊的记录，数据库要表述的信息有读者类型、读者信息、图书基本信息、图书信息、图书征订、图书借阅、图书归还、图书丢失、图书罚款、图书注销；

图书馆分布电子地图数据库包括图书馆馆舍布局平面图和图书馆馆藏分布平面图，图书馆馆舍布局平面图主要提供图书馆楼层布局、馆室布局、出入口、走廊布局平面地图；图书馆馆藏分布平面图主要提供各馆舍空间的馆藏分布，包括位置、分类、收藏内容分布平面地图。

针对高校图书馆已经引进RFID的背景，发明人设计和构建了一种基于RFID分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统，主要由大数据采集模块、大数据网络传输模块、大数据管理模块和由读者携带的RFID标签构成，大数据采集模块与大数据网络传输模块连接，大数据网络传输模块与大数据管理模块连接。该系统通过构建图书馆分布电子地图，布局多知识粒子群读者流向大数据关键点，建立多知识粒子群读者流向大数据关键点与RFID分布式散射跟踪搜索相结合的读者流向大数据自动采集系统构架，以携带有RFID标签证件的读者为跟踪目标，结合所建立的读者数据库、图书馆数据库、图书馆分布电子地图数据库和计算机技术，自动对读者的流向数据进行非接触式采集，实现读者流向大数据的自动采集和读者流向大数据仓库的构建，为高校图书馆获取读者流向大数据资源，快速形成大数据源库集群提供了技术支持。

附图说明

图1是本实用新型基于RFID分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统的电路结构示意图。

图2是本实用新型基于RFID分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统的组成效果示意图。

图中：1大数据采集模块，2大数据网络传输模块，3大数据管理模块，4大数据采集关键点，5RFID大数据采集装置，6RFID阅读器，7RFID阅读器天线，8功率放大器，9RFID中间件，10路由器，11数据处理服务器，12大数据数据源库，13读者数据库，14图书馆数据库，15图书馆分布电子地图数据库。

具体实施方式

一、基于RFID分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统的组成结构

如图1至2所示，该系统主要由大数据采集模块1、大数据网络传输模块2、大数据管理模块3和由读者携带的RFID标签构成，大数据采集模块1与大数据网络传输模块2连接，大数据网络传输模块2与大数据管理模块3连接。

大数据采集模块1由多个大数据采集关键点4组成，每个大数据采集关键点4包括多个RFID大数据采集装置5，RFID大数据采集装置5包括RFID阅读器6、RFID阅读器天线7、功率放大器8，功率放大器8与RFID阅读器7、大数据网络传输模块2连接，RFID阅读器6与RFID阅读器天线7连接，RFID阅读器天线7通过无线电波与读者携带的RFID标签建立通信；大数据采集模块1是读者流向大数据自动采集系统的物理工作层，大数据采集关键4点直接布局安装在大数据采集现场，通过RFID大数据采集装置5的RFID阅读器6对读者携带的RFID标签的跟踪检测，获取读者在图书馆活动的各种路径走向信息，并汇集成读者流向大数据库；

大数据网络传输模块2由RFID中间件9和路由器10组成，RFID中间件9分别与路由器10和大数据采集模块1的功率放大器8连接；RFID中间9件介于RFID大数据采集装置5与后端之间，可连接多个RFID大数据采集装置5以及多个后端，并采用程序逻辑及存储再转送的功能来为采集到的大数据信息提供顺序信息流，将大数据信息准确地传到后端；

大数据管理模块3由数据处理服务器11、大数据数据源库12、读者数据库13、图书馆数据库14、图书馆分布地电子图数据库15组成，数据处理服务器11分别与大数据网络传输模块2、大数据数据源库12、读者数据库13、图书馆数据库14、图书馆分布电子地图数据库15连接；

读者携带的RFID标签由RFID标签和读者证件套组成，RFID标签存有与读者数据库13数据一致的读者唯一身份信息，能被RFID阅读器6识别。

数据处理服务器11将采集来的数据与读者数据库13、图书馆数据库14、图书馆分布电子地图数据库15的数据进行交互、比对、分析、判断，并将结果分配到大数据数据源库12相应的数据源仓库储存，建立数据源仓库数据；

大数据数据源库12包括读者流向线路数据仓库、读者流向特征数据仓库、读者流向密度数据仓库、读者流向读者特征数据仓库、读者在馆时间数据仓库等，入仓数据由数据处理服务器11分配，系统启动工作后随着读者进入图书馆，各数据采集关键点的数据会源源不断地被自动写入，大数据数据源库的数据量多少与系统工作时间、图书馆读者流动量成正比；

读者数据库13包括读者身份信息和图书馆关系信息，读者身份信息是读者唯一身份信息，包括姓名、学号、性别、民族、籍贯、院系、专业、入学年份等；图书馆关系信息包括借书证起止时间、借还书数据、入馆次数数据、利用图书馆相关设备和特殊文献数据等其它要记录的数据，是读者流向数据需要确认读者身份的主要数据；

图书馆数据库14包括图书馆管理系统和管理模块数据库，提供所有借阅者的详细信息、馆内库存的详细情况以及馆内的书种及对应书刊的记录，是面向读者和文献的管理数据库，数据库要表述的信息有读者类型、读者信息、图书基本信息、图书信息、图书征订、图书借阅、图书归还、图书丢失、图书罚款、图书注销等，其中“读者信息”和“图书信息”是关键信息，是读者流向对比、分析的重要信息数据；

图书馆分布电子地图数据库15包括图书馆馆舍布局平面图和图书馆馆藏分布平面图，图书馆馆舍布局平面图主要提供图书馆楼层布局、馆室布局、出入口、走廊等布局平面地图；图书馆馆藏分布平面图主要提供各馆舍空间的馆藏分布，包括位置、分类、收藏内容等分布平面地图，图书馆分布地图数据是读者流向数据内容的参照、对比、分析的重要信息数据。

二、基于RFID分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统的构建方法

<1>编写和确定分布式图书馆读者流向大数据采集方案、大数据采集模型和图书馆分布地电子图

读者流向大数据采集方案包括读者流向大数据采集目的、目标、任务，实施方案、具体方法，设采集点原则，确定采集点；大数据采集模型包括大数据采集构架模型、大数据采集关键点4分布图模型、读者流向模型、数据库模型；绘制图书馆分布地电子图，包括绘制图书馆馆舍楼层布局图、图书馆馆舍布局平面图、图书馆馆藏分布平面图，具体还包括馆室布局、出入口、走廊等布局平面地图和各馆舍空间的馆藏分布，包括馆藏位置、分类、收藏内容等分布平面地图；

<2>构建分布式图书馆读者流向大数据采集关键点4分布图和关键点地图

按照已编写的大数据采集方案和图书馆分布地电子图，编制分布式图书馆读者流向大数据采集关键点4分布图，落实读者流向大数据采集关键点4分布，大数据采集关键点4是根据大数据需要设立的监测点，主要包括大门入口、电梯、楼梯、通道、检索处、阅览室、各书库入口、各功能室入口、自习室入口，并在最终定稿的大数据采集关键点4分布图基础上编制分布式图书馆读者流向大数据采集关键点4地图，并写入系统成为系统数据；

<3>安装大数据采集关键点4的RFID大数据采集装置

根据定稿的分布式图书馆读者流向大数据采集关键点4分布图和关键点地图，在各个关键点安装大数据采集关键点4的大数据采集装置5，如已经确定为大数据采集关键点4的大门出入口、电梯出入口、楼梯出入口、通道出入口、检索处、阅览室出入口、各书库出入口、各功能空间出入口、自习室出入口；RFID大数据采集装置5的安装包括功率放大器8、RFID阅读器6与RFID阅读器天线7的安装，RFID阅读器6感测范围为1500mm，在较大空间安装RFID阅读器6与RFID阅读器天线7，如大门出入口，需要将功率放大器8、RFID阅读器6与RFID阅读器天线7设计安装在门型装置内，利用门型装置引导读者在RFID阅读器6的感测范围内通过，以保证读者的活动始终在RFID阅读器6的跟踪监测之中，提高大数据采集质量；在门型的出入口，RFID阅读器天线7安装在门的两侧，以RFID阅读器感测范围能有效覆盖门型的出入口为准，使读者通过时能被RFID阅读器6读出，功率放大器8、RFID阅读器6安装在门的旁边高处不易被人摸到的地方；特殊的地点的安装则视具体情况而定，以不影响读者又能使RFID阅读器6的感测范围能有效覆盖读者出入空间且能为RFID阅读器6感测到为准，RFID大数据采集装置5安装后，标记RFID大数据采集装置5的地点、名称，并录入系统；

<4>组建大数据传输网络

组建大数据传输网络包括传输线路设计，确定传输线路介质、RFID中间件9、路由器10、综合布线；

传输线路设计根据实际应用场馆灵活布局，设立水平主干线和垂直主干线，划分子系统，传输线路设计原则上以大数据采集关键点4为基准，以最短线路为优先，以超5类双绞线参数为参考，控制链路的长度不超过90m，为综合布线提供最优方案；

传输线路介质使用超5类双绞线，超5类具有衰减小、串扰少且具有更高的衰减与串扰的比值和信噪比、更小的时延误差，适合系统数据的传输；

RFID中间件9的布局和安装，RFID中间件9是大数据传输过程发送与接收之间物理通路中的承上启下的器件，为了获得较优的布线距离，一般2个大数据采集关键4点配1个RFID中间件9，距离较远的大数据采集关键点4也可以1配1，RFID中间件9的安装位置尽量靠近RFID大数据采集装置5；

路由器10的布局和安装，路由器10以大数据管理模块3为中心星型布局，同时照顾到水平主干线和垂直主干线；

综合布线根据线路设计要求，充分考虑水平主干线、垂直主干线和实施区域的需要灵活布线，尽量控制链路的长度，最长不超过90m，每个大数据采集关键点4、路由器10直至数据处理服务器11，配足插接交接硬件，大数据采集关键点4预留接口，以适应大数据采集关键点4的扩充或调整；

<5>建立数据处理中心

数据处理中心包括构建数据处理服务器11、大数据数据源库12、读者数据库13、图书馆数据库14、图书馆分布地图数据库15；

构建数据处理服务器11是构建系统运行管理核心，为了节省成本，数据处理服务器11采用数据处理服务器11与数据库服务器合二为一的形式，包括大数据数据源库12、读者数据库13、图书馆数据库14、图书馆分布电子地图数据库15，数据处理服务器11采用TCP/IP协议和WindowsSockets规范；

建立大数据数据源库12是专门为储存大数据采集关键点4采集来的源数据而建立的数据源库构架，包括读者流向线路数据仓库构架、读者流向特征数据仓库构架、读者流向密度数据仓库构架、读者流向读者特征数据仓库构架、读者在馆时间数据仓库构架，这些数据源库构架在系统正式运行后立即接受数据存储，逐渐形成有数据的源数据仓库；

建立读者数据库13是建立用于系统识别、对比、分析的关于读者信息的数据库，包括读者身份信息和图书馆关系信息，读者身份信息是读者唯一身份信息，包括姓名、学号、性别、民族、籍贯、院系、专业、入学年份等；图书馆关系信息包括借书证起止时间、借还书数据、入馆次数数据、利用图书馆相关设备和特殊文献数据等其它要记录的数据；其中，读者身份信息和图书馆关系信息中的姓名、学号、性别、民族、籍贯、院系、专业、入学年份、借书证起止时间这些固定的信息必须在建库时事先读入，而借还书数据、入馆次数数据、利用图书馆相关设备和特殊文献数据等其它要记录的数据则是在系统正式运行产生后随机写入，是读者流向数据需要确认读者身份和进行数据分析的主要数据；

建立图书馆数据库14是为系统事先建立反映图书馆馆内库存的详细信息和读者详细信息的图书馆管理系统数据库，数据库信息包括读者类型、读者信息、图书基本信息、图书信息、图书征订、图书借阅、图书归还、图书丢失、图书罚款、图书注销等，其中“读者信息”和“图书信息”是关键信息，是系统对比、分析的重要信息数据，而且“读者信息”中的读者唯一身份信息必须与读者数据库13中的读者唯一身份信息完全一致；

建立图书馆分布电子地图数据库15是以已经绘制的图书馆分布电子地图为蓝本，专门为系统绘制用于确定读者方位的图书馆分布电子地图，绘制后写入系统，作为读者流向方位、地点、地点名称的参照、对比、分析地图；图书馆分布电子地图包括图书馆楼层布局图、图书馆馆舍布局平面图、图书馆馆藏分布平面图；图书馆楼层布局图主要提供馆舍楼层结构、楼层功能、楼层馆藏、和楼层联系的平面图，图书馆馆舍布局平面图主要提供馆室布局、出入口、走廊等布局平面地图，图书馆馆藏分布平面图主要提供各馆舍空间的馆藏分布，包括位置、分类、收藏内容等分布平面地图；图书馆分布电子地图按所制定的图书馆读者流向大数据采集方案在分布地图上标记大数据采集关键点4，包括大数据采集关键点4的地址、名称，而且必须与实地和大数据采集装置5所标记的地点、名称一致；

<6>调试大数据自动采集系统

在所有前期的设备安装、数据库建库工作全部完成后，开始进行系统调试，分别对大数据采集模块1、大数据网络传输模块2、大数据管理模块3进行测试，包括数据处理服务器11的运行、大数据采集关键点4的RFID大数据采集装置5的RFID阅读器6的灵敏度、图书馆分布地图与数据采集关键点4的实际地点是否一致、RFID中间件9能否正常工作、网络是否通畅，各部分测试正常后，全系统联网测试，达到正常工作要求后，系统可以启动运行。

三、基于RFID分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统的运行方法

该自动采集系统启动后，系统进入工作状态；当携带有RFID标签证件的读者进入图书馆大门入口，进入大门入口大数据采集关键点4的RFID大数据采集装置5的RFID阅读器的阅读范围，读者携带的RFID标签被激活，RFID标签把原先写入RFID标签中的读者唯一身份信息发出，RFID阅读器6接收到RFID标签发出的读者唯一身份信息后，通过大数据网络传输模块2将信息传给大数据管理模块3，经过数据处理服务器11分析确认后，读者的进馆信息被写入大数据数据源库12，此时系统开始启动各个大数据采集关键点4对读者进行跟踪，直至读者离开图书馆，读者在图书馆的活动全部被系统记录下来，成为读者流向大数据的组成部分，完成一次大数据数据采集，其它大数据采集关键点的大数据数据采集过程同样；读者在图书馆活动的信息数据由数据处理服务器11自动分配给大数据数据源库12的各个具体的数据仓库，大数据数据源库12的读者流向大数据的数量随系统启用的时间增加而增加，最终形成各个时段的高校图书馆读者流向大数据，从而实现高校图书馆读者流向大数据自动采集和构建。

Claims (3)

1.一种基于RFID分布式高校图书馆读者流向大数据自动采集系统，其特征在于主要由大数据采集模块、大数据网络传输模块、大数据管理模块和由读者携带的RFID标签构成，大数据采集模块与大数据网络传输模块连接，大数据网络传输模块与大数据管理模块连接。

2.根据权利要求1所述的读者流向大数据自动采集系统，其特征在于：

所述大数据采集模块由多个大数据采集关键点组成，每个大数据采集关键点包括多个RFID大数据采集装置，RFID大数据采集装置包括RFID阅读器、RFID阅读器天线、功率放大器，功率放大器与RFID阅读器、大数据网络传输模块连接，RFID阅读器与RFID阅读器天线连接；

所述大数据网络传输模块由RFID中间件和路由器组成，RFID中间件分别与路由器和大数据采集模块的功率放大器连接；

所述大数据管理模块由数据处理服务器、大数据数据源库、读者数据库、图书馆数据库、图书馆分布地电子图数据库组成，数据处理服务器分别与大数据网络传输模块、大数据数据源库、读者数据库、图书馆数据库、图书馆分布电子地图数据库连接；

读者携带的RFID标签由RFID标签和读者证件套组成，RFID标签存有与读者数据库数据一致的读者唯一身份信息。

3.根据权利要求1所述的读者流向大数据自动采集系统，其特征在于：

所述数据处理服务器将采集来的数据与读者数据库、图书馆数据库、图书馆分布电子地图数据库的数据进行交互、比对、分析、判断，并将结果分配到大数据数据源库相应的数据源仓库储存，建立数据源仓库数据；

所述大数据数据源库包括读者流向线路数据仓库、读者流向特征数据仓库、读者流向密度数据仓库、读者流向读者特征数据仓库、读者在馆时间数据仓库，入仓数据由数据处理服务器分配，系统启动工作后随着读者进入图书馆，各数据采集关键点的数据会源源不断地被自动写入；

所述读者数据库包括读者身份信息和图书馆关系信息，读者身份信息是读者唯一身份信息，包括姓名、学号、性别、民族、籍贯、院系、专业、入学年份等；图书馆关系信息包括借书证起止时间、借还书数据、入馆次数数据、利用图书馆相关设备和特殊文献数据；

所述图书馆数据库包括图书馆管理系统和管理模块数据库，提供所有借阅者的详细信息、馆内库存的详细情况以及馆内的书种及对应书刊的记录，数据库要表述的信息有读者类型、读者信息、图书基本信息、图书信息、图书征订、图书借阅、图书归还、图书丢失、图书罚款、图书注销；

所述图书馆分布电子地图数据库包括图书馆馆舍布局平面图和图书馆馆藏分布平面图，图书馆馆舍布局平面图主要提供图书馆楼层布局、馆室布局、出入口、走廊布局平面地图；图书馆馆藏分布平面图主要提供各馆舍空间的馆藏分布，包括位置、分类、收藏内容分布平面地图。