现在越来越多的图书馆已经开始采用RFID技术,相对于传统的“条形码+磁条”技术,应用RFID技术进行图书管理是一次巨大的革新与升级。RFID有很多的特性,比如远距离读取、非视距读取等,使其不仅仅是“条形码+磁条”的简单替代品,而且可以让图书馆提供更多更人性化的服务。在传统的图书馆中,书架上的图书都是按照索书号的顺序进行排列的,每本书没有固定的架位。而在RFID智慧图书馆中,每本书的架位信息都被存储在数据库中以供查询,这为读者寻找图书提供了方便,但同时也给图书上架工作带来了更大的工作量。为了解决这个问题,我们利用RFID技术的优势,开发出一套智能图书上架系统,能够大大提高图书上架工作的效率,并减少上架过程中出错的可能性。智能图书上架系统依靠的主要硬件设备为RFID智能推车,推车上安装有RFID阅读器及天线、电脑主机与显示器、以及移动电源等。系统的主要功能模块可分为图书装车扫描、路径优化、定位导航和图书上架提醒四个部分。图书馆工作人员将待上架的图书放到小推车上,然后利用RFID天线将推车上的所有图书扫描一遍。智能推车会根据扫描到的图书标签号,从数据库中查询这些图书的位置,并运用路径选择算法将这些位置进行排序得到一条路径,在显示器上显示出来。在工作人员推着小推车行驶的过程中,小推车上的RFID阅读器会不停地读取周围书架上的锚标签,从而对小推车进行定位。小推车当前位置会被显示在屏幕上,为上架工作人员进行导航。当推车到达某些特定地点的时候,系统会自动弹出提示框,提示有哪些图书需要在此处上架。本文的研究重点是路径选择和定位导航这两部分。路径选择是经典的NP问题,无法找到多项式时间复杂度的解。本文提出一种基于聚类的路径选择算法,能够在0(NlogN)的时间复杂度内求出问题的近似最优解。通过仿真实验,将该算法与传统的回溯法、贪心算法、蚁群算法在时间性能与路径长度两方面作比较,发现本算法能够在可接受的时间范围内,得到比较短的路径,比其他几个算法更适合应用于此场景。对于智能推车的定位问题,首先通过前期实验,了解在此应用环境下最大读取距离和阅读器功率之间的关系,以及RSSI和距离之间的关系,以便选择定位算法所需要的合适的功率。然后介绍了单标签定位算法,这种方法选择的阅读器功率比较小,有效减轻了多径效应的影响,定位效果比较稳定,能够满足基本的应用需求。但是单标签定位方法的定位精度不高,只有1米。改进的算法是基于K近邻的定位算法,预先通过实地的实验获取训练数据,得到一系列RSSI四元组,分别是推车附近四个特定位置的参考标签的RSSI值。然后将预测元组与训练集里的元组作比较,找到其邻近点。根据邻近点的坐标,判断预测点的坐标。通过比较在不同功率下的定位结果,得出在功率为25-26dbm时,定位误差比较小的结论。