圖書館RFID系統(tǒng)架構(gòu)淺談

李郎達(dá)

〔摘 要〕RFID技術(shù)日益受到圖書館行業(yè)的重視,目前國內(nèi)已陸續(xù)有多家圖書館開始著手引進(jìn)RFID系統(tǒng),開展了自助借還書等服務(wù)。本文在介紹RFID技術(shù)的基礎(chǔ)上討論了圖書館RFID系統(tǒng)架構(gòu)問題。

〔關(guān)鍵詞〕RFID;無線射頻識(shí)別;電子標(biāo)簽;系統(tǒng)架構(gòu);自助借還

〔中圖分類號(hào)〕TP391 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A 〔文章編號(hào)〕1008-0821(2009)11-0120-02

The RFID System Configuration in LibraryLi Langda

(Library,Jilin University,Changchun 130022,China)

〔Abstract〕RFID technology has been regarded as one of the contributory technologies to library.The typical application of RFID technology in library services and how to establish an RFID system in library were discussed in the paper.Besides,some related issues were mentioned.

〔Keywords〕RFID;radio frequency identification;system configuration;self-charging

1 什么是RFID技術(shù)?

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫,即無線射頻識(shí)別,俗稱電子標(biāo)簽。RFID無線射頻識(shí)別是一種非接觸式、雙向數(shù)據(jù)通信的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù),識(shí)別工作無須人工干預(yù),具有快速、準(zhǔn)確、可靠的特點(diǎn)。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽,早期應(yīng)用于軍事,近期才開始慢慢向民用方向發(fā)展,主要用于物流管理、圖書館管理、門禁控制、電子門票等領(lǐng)域。RFID技術(shù)正日益受到各行業(yè)的重視,大有取代條形碼的趨勢。根據(jù)目前銷售量的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測,全球RFID行業(yè)于2007年的產(chǎn)值已有50億美元,并將逐步增長到2017年的250億美元[1]。

2 RFID的基本組成部分和工作原理

RFID是一種簡單的無線系統(tǒng),因應(yīng)用不同其組成有所不同,但基本都由閱讀器(或詢問器)、標(biāo)簽(或應(yīng)答器)和后端數(shù)據(jù)庫三部分組成。在實(shí)際應(yīng)用中需要與應(yīng)用行業(yè)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)合起來,以實(shí)現(xiàn)信息管理的功能。

系統(tǒng)的基本工作流程是:閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào),當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流,射頻卡獲得能量被激活;射頻卡將自身編碼等信息通過卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去;系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號(hào),經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器,閱讀器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺(tái)主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理;主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該卡的合法性,針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制,發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

3 RFID在圖書館行業(yè)中的應(yīng)用

在圖書館行業(yè)中,由于RFID可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識(shí)別、可重復(fù)讀寫等功能,在圖書館流通管理、典藏管理及圖書安全方面將起到變革性的作用,從而提高工作效率。范國基[1]在他的分析案例中指出,單就館藏盤點(diǎn)工作而言,采用RFID技術(shù)效率最少可以提高5倍。如果將RFID與現(xiàn)有的圖書館信息管理系統(tǒng)整合在一起,就可以組建成智能化的圖書館,實(shí)現(xiàn)簡化圖書管理的流程,降低圖書管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度的目的,并能為讀者提供更加便利快捷的自助式圖書借還、圖書查詢等服務(wù),實(shí)現(xiàn)電子防盜系統(tǒng)和記錄借閱信息流程的統(tǒng)一。在無線射頻識(shí)別技術(shù)的各項(xiàng)應(yīng)用中,以建立自助借還書功能最為成熟,并且所遇到的瓶頸大都已經(jīng)可以克服。

鑒于RFID技術(shù)在圖書館行業(yè)中的發(fā)展?jié)摿?美國圖書館學(xué)會(huì)圖書信息科技委員會(huì)(American Library Association)已于2004年1月11日在圣地亞哥舉辦的研討會(huì)中將RFID技術(shù)列入當(dāng)前圖書館的九大科技與議題。目前,已經(jīng)有新加坡、澳大利亞等10余個(gè)國家的近100家機(jī)構(gòu)在圖書館自動(dòng)管理系統(tǒng)中采用了無線射頻識(shí)別技術(shù)。新加坡國立圖書館在世界上第一個(gè)搭建了“射頻識(shí)別”(RFID)系統(tǒng),圖書館內(nèi)的每本書上都有RFID標(biāo)簽。實(shí)現(xiàn)了自助借書和自助還書。

在國內(nèi),2006年7月正式對(duì)外開放的深圳圖書館新館是中國最大的RFID項(xiàng)目和國內(nèi)第一家全面使用RFID設(shè)備的圖書館,從文獻(xiàn)的采訪、分編、加工到流通、典藏和讀者證卡,RFID標(biāo)簽和閱讀器已經(jīng)完全取代了原有的條碼、磁條等傳統(tǒng)設(shè)備。

4 圖書館行業(yè)中RFID系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

圖書館行業(yè)中,完整的RFID系統(tǒng)層次包括RFID設(shè)備層、控制器層、中間件層和管理應(yīng)用層。其中,RFID設(shè)備層是RFID信息采集實(shí)現(xiàn)的層次,圖書電子標(biāo)簽的讀寫操作在這一層完成;控制器層是RFID電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)初步解析、條件判斷和監(jiān)控觸發(fā)的層次;中間件層是RFID系統(tǒng)和其他管理系統(tǒng)聯(lián)系的紐帶,中間件層屏蔽了應(yīng)用層軟件接口、數(shù)據(jù)等差異;管理應(yīng)用層則與具體的操作流程和業(yè)務(wù)相關(guān)。

基于上述RFID系統(tǒng)層次,針對(duì)圖書館RFID項(xiàng)目的具體要求,可實(shí)現(xiàn)圖1所示的RFID圖書館的功能架構(gòu)。圖1涵蓋借書、還書、盤點(diǎn)、順架、標(biāo)簽轉(zhuǎn)換及生成、查找和防盜檢測7大基本操作功能模塊。這些功能模塊以中間件為橋梁與圖書管理系統(tǒng)和“一卡通”管理系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備層次上的數(shù)據(jù)交互。

圖書館系統(tǒng)管理軟件采用原有的圖書館管理系統(tǒng),系統(tǒng)中標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀寫、相關(guān)設(shè)備的控制以及與原有圖書管理軟件的數(shù)據(jù)接口通過RFID中間件實(shí)現(xiàn)。

這種架構(gòu)與常規(guī)的RFID系統(tǒng)架構(gòu)比較的優(yōu)點(diǎn)在于,RFID系統(tǒng)與已有的圖書管理系統(tǒng)之間通過RFID中間件這一媒介實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互,保證了兩個(gè)不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)良好融合。保證了現(xiàn)有圖書館管理系統(tǒng)和RFID系統(tǒng)各自的獨(dú)立性和健壯性。采用這種架構(gòu),如果某個(gè)系統(tǒng)發(fā)生變動(dòng),相應(yīng)的只需要對(duì)RFID中間件部分進(jìn)行修改就可以了,而不需要修改另一個(gè)系統(tǒng),這樣便保證了不同系統(tǒng)之間相對(duì)的獨(dú)立性。

5 引進(jìn)RFID系統(tǒng)需要考慮的問題

圖書館采用RFID系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)雖然非常突出,但是因?yàn)镽FID技術(shù)并非為圖書館行業(yè)的特殊需要而制作,所以在將RFID技術(shù)引入到圖書館領(lǐng)域時(shí)不能簡單套用。當(dāng)前RFID技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展還存在諸多局限和空白,幾個(gè)主要問題是標(biāo)準(zhǔn)、成本、安全以及與圖書館系統(tǒng)的整合等。

目前,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)還不統(tǒng)一,迄今為止電子標(biāo)簽在全球也還沒有正式形成一個(gè)統(tǒng)一的(包括各個(gè)頻段)國際標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一也使當(dāng)前各個(gè)廠家推出的RFID產(chǎn)品互不兼容,這勢必阻礙未來RFID產(chǎn)品的互通和發(fā)展。目前,我國電子標(biāo)簽技術(shù)還正處在研發(fā)階段。可喜的是,在信息產(chǎn)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)化部門和中國RFID產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的支持下,國家圖書館已加入了中國RFID產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。2006年6月國家圖書館成立了RFID標(biāo)準(zhǔn)化問題研究課題組,并于2007年9月完成課題報(bào)告,提出了若干方案設(shè)想,主要包括RFID標(biāo)簽通信、硬件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題;前端RFID系統(tǒng)與主數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換協(xié)議;圖書館RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)模型;圖書館RFID專用編目、點(diǎn)檢、借還、分揀、安防設(shè)備技術(shù)等[2]。

電子標(biāo)簽的成本是現(xiàn)在圖書館考慮的主要因素。深圳圖書館的電子標(biāo)簽采購價(jià)在4元多人民幣,而條碼和磁條系統(tǒng)的單本書的成本則要少得多,二者差距非常大。所以,RFID應(yīng)用系統(tǒng)與圖書館自動(dòng)化系統(tǒng)整合的問題可采用RFID技術(shù)與條碼技術(shù)混合使用,分別用于同一系統(tǒng)中各自最適合的環(huán)節(jié),讓整個(gè)圖書館的所有現(xiàn)場工作流程與各種業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)無縫連接,使圖書館業(yè)務(wù)鏈、服務(wù)鏈、管理鏈上每一步操作都處在計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的管理、監(jiān)督和控制之下。

當(dāng)前廣泛使用的無源RFID系統(tǒng)還沒有非?？煽康陌踩珯C(jī)制,無法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行很好的保密,RFID數(shù)據(jù)還容易受到攻擊,主要是因?yàn)镽FID芯片本身,以及芯片在讀或者寫數(shù)據(jù)的過程中都很容易被黑客所利用。另外還存在標(biāo)簽容易被遮蔽而失效和圖書館出口安全檢測的間

距如果過大而無法達(dá)到100%的正確率等問題。從電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)安全的角度考慮,建議標(biāo)簽數(shù)據(jù)盡可能采用一次寫入后可反復(fù)讀取模式設(shè)計(jì)(不一定采用一次寫入后無法擦除和改寫的標(biāo)簽),不使用日常每次操作反復(fù)擦寫字段或?qū)⑵錅p至最低限度,數(shù)據(jù)寫入權(quán)允許用戶加鎖(私鎖),但讀取權(quán)開放的安全模式。

參考文獻(xiàn)

[1]高鵬,杜宜凌,鄧鈺.圖書館應(yīng)用RFID技術(shù)之研究[J].大學(xué)圖書館,2008,(2):133,136.

[2]董曦京,孫一鋼,孫衛(wèi),等.中國圖書館RFID應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化方案研究[J].現(xiàn)代圖書情 報(bào)技術(shù),2008,(9):21-30.

[3]王麗華.RFID在圖書館自動(dòng)管理系統(tǒng)應(yīng)用中的關(guān)鍵問題[J].圖書館學(xué)刊,2008,(4):48-52.

[4]張厚云,王啟云.圖書館服務(wù)的無線技術(shù)——RFID的應(yīng)用[J].大學(xué)圖書館學(xué)報(bào),2004,(1):56-59.

[5]吳烯,馬瑞,李星光.RFID系統(tǒng)及其在圖書館中的應(yīng)用[J].圖書館論壇,2005,(2):4-8.