張 賀

（深圳圖書館，廣東 深圳 518026）

1 引言

改革開放30年，深圳在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，也在推行“文化立市”的概念，將公共文化事業(yè)的發(fā)展作為一個(gè)戰(zhàn)略重點(diǎn)。在政府的支持下，經(jīng)過圖書館人不懈的努力與創(chuàng)新，“圖書館之城”建設(shè)事業(yè)邁上新的臺(tái)階。截至2009年底，深圳市共有628座公共圖書館，其中3座市級公共圖書館，6座區(qū)級公共圖書館，619座基層圖書館（其中社區(qū)圖書館552座，街道圖書館67座），形成了全市星羅棋布的圖書館網(wǎng)絡(luò)。

被譽(yù)為“第三代圖書館”的“24小時(shí)自助圖書館”可謂是圖書館之城建設(shè)中的一個(gè)亮點(diǎn)，是服務(wù)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的智慧結(jié)晶。24小時(shí)自助圖書館以深圳圖書館的館藏文獻(xiàn)為依托，以RFID技術(shù)為核心，集各種高新技術(shù)為一體，將服務(wù)模式延伸至城市的基層社區(qū)。通過配書、預(yù)借送書服務(wù)，形成完全自助、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、遍布全城街區(qū)、24小時(shí)全天候開放，被市民親切地稱為“無處不在的圖書館”。對于圖書館來說，借書、還書是圖書館的主要業(yè)務(wù)，筆者就24小時(shí)自助圖書館的自助流通（自助借還）系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的介紹。

2 RFID技術(shù)簡介

自助圖書館系統(tǒng)的靈魂是RFID技術(shù)，它的出現(xiàn)改變了圖書館的傳統(tǒng)服務(wù)模式，其全方位的自助服務(wù)，讓圖書館實(shí)現(xiàn)了真正意義上的自動(dòng)化和智能化，推動(dòng)了圖書館服務(wù)的人性化。

RFID即射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification），它是20世紀(jì)90年代興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。一套完整的RFID系統(tǒng)是由閱讀器（Reader）與電子標(biāo)簽（TAG）（也就是所謂的應(yīng)答器（Transponder））及應(yīng)用軟件系統(tǒng)3部分所組成，其工作原理是閱讀器發(fā)射特定頻率的無線電波給應(yīng)答器，以驅(qū)動(dòng)其電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時(shí)閱讀器便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。其工作原理見圖1。

圖1 工作原理

圖書館應(yīng)用的大多是高頻，高頻的RFID系統(tǒng)具有以下特性：①除了金屬材料外，該頻率的波長可以穿過大多數(shù)的材料，但是往往會(huì)降低讀取距離；②感應(yīng)器需要離開金屬一段距離；③該頻段在全球都得到認(rèn)可且沒有特殊的限制；④感應(yīng)器一般以電子標(biāo)簽的形式出現(xiàn)；⑤雖然該頻率的磁場區(qū)域下降很快，但是能夠產(chǎn)生相對均勻的讀寫區(qū)域；⑥該系統(tǒng)具有防沖撞特性，可以同時(shí)讀取多個(gè)電子標(biāo)簽；⑦允許將某些數(shù)據(jù)信息寫入標(biāo)簽中；⑧數(shù)據(jù)傳輸速率比低頻要快，價(jià)格也較低廉。

3 自助圖書館流通系統(tǒng)簡介

如果將RFID技術(shù)比作一把“利器”的話，若沒有“名將”來使用，也難以發(fā)揮其巨大的威力。這個(gè)“名將”所指的正是架構(gòu)穩(wěn)定、設(shè)計(jì)方案出色的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。只有當(dāng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)和RFID技術(shù)有機(jī)結(jié)合時(shí)，才能發(fā)揮出神話般的威力，這個(gè)有機(jī)的整體就是自助圖書館流通系統(tǒng)。

自助圖書館流通系統(tǒng)是以深圳圖書館現(xiàn)有自助借還系統(tǒng)為母本并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行繼承和創(chuàng)新，兩者功能對比見表1。

表1

自助圖書館流通系統(tǒng)根據(jù)新的業(yè)務(wù)需求，針對連接方式、客戶端并發(fā)數(shù)量、連接時(shí)間等一系列技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行攻關(guān)，經(jīng)過多次的論證和實(shí)驗(yàn)，最終突破了所有的技術(shù)壁壘，提出了圓滿的解決方案，成為支撐自助圖書館業(yè)務(wù)正常開展的中流砥柱。系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境如下：

①系統(tǒng)采用C＋＋語言編寫；

②開發(fā)工具采用VC、G++；

③客戶端運(yùn)行平臺(tái)采用WINDOWS系列，硬件配置為一般PC；

④服務(wù)器端運(yùn)行平臺(tái)為LINUX，硬件為PC服務(wù)器；

⑤數(shù)據(jù)庫使用ORACLE數(shù)據(jù)庫。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本著從實(shí)際出發(fā)原則并在結(jié)合專家論證的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)最終采用C/S（客戶端/服務(wù)器）模式設(shè)計(jì)。每個(gè)自助圖書館都是一個(gè)客戶端，其硬件平臺(tái)相當(dāng)于一個(gè)PC。當(dāng)運(yùn)行客戶端程序時(shí)，會(huì)顯示讀者交互界面，以便讀者自助操作。同時(shí)每個(gè)自助圖書館通過VPN（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)連接進(jìn)入圖書館之城平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器進(jìn)行通信，通信協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)NCIP協(xié)議。服務(wù)器端完成協(xié)議的解析和所有業(yè)務(wù)的邏輯處理、事務(wù)控制、記錄操作日志，并將必要數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫?？蛻舳说闹攸c(diǎn)是要提供完善的功能、簡易的操作、友好的用戶界面。而服務(wù)端的重點(diǎn)是要承受來自客戶端的并發(fā)壓力，保證系統(tǒng)性能穩(wěn)定高效以及數(shù)據(jù)的及時(shí)入庫，真正做到24小時(shí)全天候服務(wù)。系統(tǒng)架構(gòu)見圖2。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)

4.1 客戶端設(shè)計(jì)方案

4.1.1 自助圖書館由于采用的是讀者自助操作模式，所以客戶端程序設(shè)計(jì)時(shí)需注意以下事項(xiàng)：

①深入了解RFID設(shè)備的特點(diǎn)，利用其優(yōu)勢，設(shè)計(jì)出完善的使用方案。

②提供盡可能友好的操作界面。

③給讀者提供明確的操作指導(dǎo)（圖片、語音、動(dòng)畫）。

④最大限度地簡化業(yè)務(wù)操作的復(fù)雜度和操作步驟，使之符合讀者的操作習(xí)慣。

⑤應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)手段提供快速的操作響應(yīng)，并確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

⑥客戶端及時(shí)地記錄讀者操作日志，并將重要讀者操作信息存入服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫。

4.1.2 功能分析

①讀者登錄。讀者將讀者證置于RFID閱讀器掃描區(qū)域，閱讀器讀取讀者信息后，即提示輸入密碼。待讀者輸入密碼后，將讀者證號(hào)和密碼發(fā)送到圖書館服務(wù)器進(jìn)行驗(yàn)證。如返回有效信息，則本地系統(tǒng)記錄讀者進(jìn)入事件。

②查詢。讀者登錄后進(jìn)入服務(wù)主菜單，點(diǎn)擊“查詢”，客戶端系統(tǒng)向圖書館服務(wù)器發(fā)送查詢信息請求，客戶端將獲得讀者信息、讀者外借信息、讀者財(cái)經(jīng)信息、讀者預(yù)借信息等。

③預(yù)借取書。在主菜單選擇“取書”，系統(tǒng)在本地查找讀者本人的預(yù)借圖書并顯示，系統(tǒng)逐一自動(dòng)提示，經(jīng)讀者確認(rèn)，向圖書館服務(wù)中心發(fā)送預(yù)借取書請求。無論是否成功，本地系統(tǒng)將記錄讀者取書事件。

④借書。在主菜單選擇“借書”，經(jīng)確認(rèn)向圖書館服務(wù)中心發(fā)送借書請求。如果是本人的預(yù)借取書則直接借出，否則顯示“預(yù)借取書，不是您預(yù)借的圖書”。無論是否成功，本地系統(tǒng)將記錄讀者借書事件。

⑤還書。在主菜單選擇“還書”，圖書口打開，讀者逐一放入需還的圖書，系統(tǒng)首先從本地庫尋找數(shù)據(jù)，確認(rèn)是否本地書架的書，然后按條碼號(hào)向圖書館服務(wù)器發(fā)送還書請求，還書結(jié)果顯示在屏幕上，成功的加入還書列表。超時(shí)未能讀出RFID或者還書失敗則退出圖書并顯示原因。無論是否成功，本地系統(tǒng)記錄讀者還書事件。

4.2 服務(wù)端設(shè)計(jì)方案

服務(wù)器端是整個(gè)系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵，它首先要保證系統(tǒng)能穩(wěn)定高效地運(yùn)行，既要保持與客戶端流暢的通信，又要保證與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存取的安全、可靠。要能承受來自客戶端的并發(fā)壓力，保持長時(shí)間與客戶端的連接，在多線程模式下，充分利用硬件資源來達(dá)到最大性能，要消除程序中的死鎖和內(nèi)存泄露問題，避免服務(wù)器的死機(jī)。在與數(shù)據(jù)庫通信時(shí)，要降低開銷，盡量減少占用數(shù)據(jù)庫的連接。

服務(wù)器按功能劃分為3個(gè)模塊：NetServer、BusinessServer、DBServer。

NetServer主要解決龐大的客戶端數(shù)量所帶來的并發(fā)壓力，它負(fù)責(zé)監(jiān)聽自助圖書館客戶端的請求，保持與客戶端的連接、通信。在網(wǎng)絡(luò)故障或是網(wǎng)絡(luò)異常斷開時(shí)發(fā)起重連請求。

BusinessServer主要進(jìn)行業(yè)務(wù)處理，它應(yīng)用內(nèi)存緩沖區(qū)技術(shù)，以圖書館服務(wù)規(guī)則為基礎(chǔ)進(jìn)行快速邏輯判斷，使讀者的各種操作流程順利進(jìn)行。

DBServer是對數(shù)據(jù)庫、接口的封裝，它可以方便、快捷地與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行通信，同時(shí)優(yōu)化了數(shù)據(jù)庫通信方式，降低了通信開銷，減輕了服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫端兩邊的通信壓力。

4.3 系統(tǒng)特點(diǎn)

傳統(tǒng)的借還系統(tǒng)模式是讀者——圖書館員——應(yīng)用系統(tǒng)3級模式，而RFID技術(shù)的應(yīng)用降低了各個(gè)環(huán)節(jié)的操作復(fù)雜度，從而簡化了業(yè)務(wù)模式，使原有的3級模式簡化為讀者——應(yīng)用系統(tǒng)直接自助交互的2級模式，大大提高了服務(wù)效率。C/S的系統(tǒng)架構(gòu)不僅滿足了當(dāng)前業(yè)務(wù)工作的需要，而且方便了自助圖書館布點(diǎn)的擴(kuò)展?？蛻舳顺绦虻陌惭b非常簡便，而在服務(wù)端只需要更改一下參數(shù)就可以和新增客戶端開始通信。通信時(shí)使用的VPN技術(shù)不僅使服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫的安全性大大提高，而且也提高了網(wǎng)絡(luò)連接的質(zhì)量，并使系統(tǒng)更加靈活，方便擴(kuò)充。

5 結(jié)語

24小時(shí)自助圖書館要正常開展業(yè)務(wù)，除了要有自助流通系統(tǒng)，還需要有物流管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)。這些系統(tǒng)協(xié)同工作才能保證自助圖書館24小時(shí)穩(wěn)定高效運(yùn)行。如今，自助圖書館系統(tǒng)、物流服務(wù)車、自助服務(wù)機(jī)每日都在向城市的街區(qū)輸送著圖書館的服務(wù)，日均借還量逾8千冊次?，F(xiàn)已布點(diǎn)140臺(tái)，并計(jì)劃在今后兩年內(nèi)擴(kuò)增至300臺(tái)自助服務(wù)機(jī)，構(gòu)筑起傳統(tǒng)圖書館、數(shù)字圖書館、自助圖書館為一體的全方位圖書館服務(wù)體系，開啟全深圳的圖書文獻(xiàn)大流通時(shí)代，構(gòu)成虛實(shí)結(jié)合的“圖書館之城”。

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