基于CPS的图书馆管理系统研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文基于CPS的图书馆管理系统研究论文作者：张合伟学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：机械工程指导教师：段国林职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringSTUDYONLIBRARYMANAGEMENTSYSTEMBASEDONCPSbyZhangHeweiSupervisor:Prof.DuanGuolinMay20

2、17摘要随着“工业4.0”概念的推出以及“中国制造2025”方针的制定，其核心信息物理系统(Cyber-PhysicalSystem，CPS)发挥的作用将愈来愈凸显。由于CPS是一个新的研究领域，其概念还尚未有统一的定义，其中感知识别层是CPS的核心层次，而无线射频技术（RadioFrequencyIdentification，RFID)作为感知识别层的重要实现技术，兼之其发展又比较成熟，在图书馆领域应用实例比较成功，因此本课题通过对RFID技术的研究以及探讨其在图书馆管理系统应用来引导对CPS系统的进一步分析，其取得的主

3、要研究成果如下：1.对CPS系统进行了综合性研究，并对其关键技术RFID进行分析探讨。首先对CPS系统结构和特性进行分析，并重点从技术角度研究和讨论了CPS的理论技术体系，其次对其关键技术RFID进行分析研究，详细探讨了RFID技术的工作原理以及RFID系统的基本部件。2.根据图书馆管理系统业务流程以及用户需求，提出图书馆管理系统的总体设计。针对传统图书馆管理系统业务流程以及组织结构的弊端提出改进，并对图书馆管理系统功能结构重新设计，将其分为RFID智能卡管理、读者管理、图书管理、流通管理、系统管理、阅览室管理、文献检索管

4、理7个模块；基于感知层、通信层、计算层、控制层以及服务层5层图书馆管理系统体系结构，并为多个设备的集中管理建立了应用平台。3.对图书馆管理系统安全检测系统进行硬件设计。提出安全检测系统的整体框架图，并对其功能模块依次进行研究，重点设计了RFID读写器天线，并搭建主控板平台，对单片机最小系统模块、电源模块、JTAG接口、存储器、复位电路以及蜂鸣器进行设计。4.对图书馆管理系统自助借还系统进行软件开发。首先对自助借还系统使用流程进行分析研究，再次提出自助借还系统扫描图书的算法，并对其算法进行举例研究，最后提出借阅图书与归还图书

5、的操作流程图，并对自助借还模块进行设计，使自助借还系统界面更加人性化。关键词：CPS；RFID；图书馆管理系统；安全检测系统；自助借还系统ⅠABSTRACTWiththeappearanceofIndustrial4.0andMadeinChina2025,thecoresystemCPS(Cyber-PhysicalSystem)playsamoreimportantrole.BecauseCPSisanewresearchfield,theconceptofCPShasnotyetbeendefinedindetail

6、.TheperceptualrecognitionlayeristhecoreofCPS,whichisrealizedmainlybyRFID(RadioFrequencyIdentification).What’smore,applicationinthelibrarymanagementsystemisfairlysuccessful,sothestudyonRFIDtechnologyandapplicationinthelibrarymanagementsystemtoguidetheCPSsystemforfu

7、rtheranalysis,whichisveryinstructive,themainresultsareasfollows:1.TheresearchonCPSsystemanditskeytechnologywereanalyzedanddiscussed.Firstly,thestructureandcharacteristicsofCPSsystemareanalyzed,andthetheoreticalandtechnicalsystemofCPSwasstudied.Secondly,theworkingp

8、rincipleofRFIDandthebasiccomponentsofRFIDsystemwerediscussedindetail.2.Accordingtotheprofessionalworkoflibrarymanagementsystemanduserneeds,theoveralldes