普適環(huán)境下射頻識別技術在圖書館中的應用*

許 強

（曲阜師范大學圖書館，山東 曲阜 273165）

基于普適計算的圖書館是建立在數(shù)字資源、網(wǎng)絡服務和特色技術三大特征基礎之上的。在基于普適計算的圖書館智能空間中，計算與信息融入了人們的生活空間，在任何時間、任何場所，人們都能像呼吸一樣自如地訪問信息和得到計算服務。在普適環(huán)境下的圖書館中，傳統(tǒng)的條形碼技術已經(jīng)不能滿足人們不斷增長的信息需求，一種不需要接觸，通過磁場或電磁場來完成應答器與閱讀器之間的數(shù)據(jù)交換的技術——射頻識別（RFID）系統(tǒng)出現(xiàn)在圖書館的工作中，并逐漸得到推廣。

1 基于普適計算的圖書館

普適計算是一種區(qū)別于主機計算和桌面計算的全新的計算模式。Mark Weiser先生1991年在《The computer for the 21st century》一文中指出：普適計算的目的在于使計算機在整個物理環(huán)境中都是可獲取的，而用戶則覺察不到計算機的存在，也就是說，普適計算不是開發(fā)新的計算設備，而是開發(fā)一種新的計算模式以及與之相適應的人機交互方式。在這種交互方式下計算設備和技術“消失”在用戶日常生活和工作任務的背景中，保證用戶在得到計算服務的同時無需覺察計算機的存在，并以致為此分心，從而使其注意力回歸到任務要身。[1]

普適計算有兩個本質特點：①信息空間與物理空間融合。普適計算模式下信息空間與物理空間將融為一體。[2]一方面物理空間中的實體與信息空間中的對象將以各種形式發(fā)生綁定。另一方面，計算機系統(tǒng)將充分地識別和利用物理空間中各種上下文信息，進而展現(xiàn)不同的行為。②計算對人透明。也就是說，首先人無需特意去尋找計算機，計算機的交互點應是嵌入或移動的；其次計算機應有主動提供服務的能力，而不只是被動等待命令；最后在提供對人的服務時所需的諸模塊的組織、協(xié)調過程應該更自主化。

圖書館與普適計算相結合形成新型的智能型的數(shù)字圖書館。這種智能型的圖書館既具有傳統(tǒng)圖書館的功能，又具有其鮮明的特征。在智能圖書館的智能空間中，計算與信息融入人們的生活空間，從根本上改變了人們對圖書館的認識。圖書館要成為智能型的數(shù)字圖書館，很顯然現(xiàn)有的基于條形碼技術的自動識別系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足普適計算的需求，因此我們需要一種新型的、非接觸、無需人工干預的自動識別系統(tǒng)。RFID技術很好地滿足了這些需求，因此它逐漸出現(xiàn)在圖書館的自動化管理中。

2 自動識別系統(tǒng)在圖書館中的應用

自動識別技術是應用一定的識別裝置，通過被識別裝置之間的接近活動，自動地獲取被識別物品的相關信息，并提供給后臺的計算機處理系統(tǒng)來完成相關后續(xù)處理的一種技術。自動識別技術從20世紀40年代開始進行研究開發(fā)，近30年來，自動識別技術廣泛使用在許多服務領域。

2.1 圖書館管理中條形碼技術的優(yōu)缺點

目前在圖書館使用最廣泛的自動識別技術是條形碼技術。條形碼是一種二進制代碼，它在一個區(qū)域內(nèi)以平行的線條和分隔間隙排列著。這些條形碼按照事先規(guī)定的圖序排列，并表示相關字符的數(shù)據(jù)元素。由寬窄不同的線條和間隙組成的序列就可以描述數(shù)字或字母。一般是通過激光掃描的方式進行讀取，或者說是通過照射在黑色線條和白色間隙上的激光的不同反射來讀取信息。[3]

條形碼是迄今為止最經(jīng)濟、實用的一種自動識別技術。條形碼技術具有以下幾個方面的優(yōu)點。首先，輸入速度快。與鍵盤輸入相比，條形碼輸入的速度是鍵盤輸入的5倍，并且能實現(xiàn)“即時數(shù)據(jù)輸入”。其次，可靠性高。鍵盤輸入數(shù)據(jù)出錯率為1/300，利用光學字符識別技術出錯率為1/10000，而采用條形碼技術誤碼率低于1/1000000。第三，采集信息量大。利用傳統(tǒng)的一維條形碼一次可采集幾十位字符的信息，二維條形碼更可以攜帶數(shù)千個字符的信息，并有一定的自動糾錯能力。第四，靈活實用。條形碼標識既可以作為一種識別手段單獨使用，也可以和有關識別設備組成一個系統(tǒng)實現(xiàn)自動化識別，還可以和其他控制設備聯(lián)接起來實現(xiàn)自動化管理。第五，投入成本低。條形碼標簽易于制作，對設備和材料沒有特殊要求，識別設備操作容易，不需要特殊培訓，且設備也相對便宜。

在圖書館管理中條形碼技術還有下列缺點：首先，條碼的使用效率低。條形碼印刷之后就無法更改。其次，條碼閱讀器要使掃描光源照射在條碼上才能辨讀，在現(xiàn)有的圖書借還流程中需要人工打開圖書扉頁并找到條碼位置才能掃描條碼，這樣的操作流程繁瑣，工作效率低下，且條碼容易損壞，不僅會影響借還書的效率，同時還會影響讀者對圖書館的滿意程度。[4]

2.2 射頻識別技術與圖書館中的智能空間

2.2.1 射頻識別技術

RFID——射頻識別技術，是自動識別技術的一種，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對目標加以識別并獲取相關數(shù)據(jù)。射頻識別技術具有不需要人工干預，不需要直接接觸、不需要光學可視即可完成信息輸入和處理，可工作于各種惡劣環(huán)境，可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，快捷方便，實現(xiàn)了無源和免接觸操作，應用便利，壽命長，安全性好等優(yōu)點。

在普適計算的模式下，圖書館傳統(tǒng)的管理和服務方式已不能適應讀者對日益增長的文獻信息的需求。傳統(tǒng)計算機管理方式已經(jīng)不能滿足人們對圖書資料的收錄和查詢的要求，提高圖書館管理和服務的科技水平，成為我們面臨的一個新挑戰(zhàn)。采用RFID技術不是簡單地取代條形碼，而是改變現(xiàn)有的管理模式，以創(chuàng)建全新的服務理念和業(yè)務模式為先導，從內(nèi)容和形式上帶動讀者服務質量和文獻管理水平的提高，使現(xiàn)代圖書館的內(nèi)涵在數(shù)字圖書館的基礎上賦予智能化的意義?；赗FID的智能型圖書館管理系統(tǒng)，可以管理圖書館內(nèi)各書籍與對象的位置、分布、流通及流向，可增強書籍分類、標碼、定位及數(shù)據(jù)收集，進而大大提高圖書館效率。[5]

2.2.2 基于普適計算數(shù)字圖書館的智能空間

智能空間技術是一種將計算設備嵌入到工作、生活空間，并為用戶提供自然的人機交互接口的普適技術。它在普適計算的發(fā)展過程中具有相當重要的地位，并被普遍認為是一種能夠集中體現(xiàn)普適計算思想并能在其上對普適計算的關鍵技術進行研究的實驗床。[6]

數(shù)字圖書館的智能空間是普適計算的本質特征在圖書館建筑尺度上的集中體現(xiàn)，其表現(xiàn)為：①智能空間的整個空間即整個圖書館成為一個連續(xù)立體的交互通道，同時嵌入的計算系統(tǒng)可以充分地識別和利用空間中的上下文，體現(xiàn)了信息空間和物理空間的融合。[7]②智能空間的另一個重要特性是游牧服務。指用戶攜帶的無線手持設備或利用物理空間中的電子設備可以充分利用其周圍基礎設施中的資源相對較豐富的設備的能力，同時其上運行的模塊也可以與空間中的其他模塊進行交互和協(xié)作以使用戶獲得與當?shù)乜臻g相關的各種服務。③智能空間的第三個特點是，交互通道是立體的、連續(xù)的，計算系統(tǒng)是隱藏的，人們可隨時隨地接受計算機服務而無需明確意識空間中計算系統(tǒng)的存在。

2.3 RFID技術在圖書館智能空間中的應用

圖書館的日常服務中，通常涉及到人流、物流的管理，需要進行大量的讀者和書刊的訪問控制、統(tǒng)計等工作，采用RFID技術作為識別方法來實現(xiàn)這些功能，從內(nèi)容和形式上帶動讀者服務質量和文獻管理水平的提高，使現(xiàn)代圖書館的內(nèi)涵在數(shù)字圖書館的基礎上賦予智能化的意義?；赗FID的智能型圖書館管理系統(tǒng)，可以管理圖書館內(nèi)各書籍與對象的位置、分布、流通及流向，可增強書籍分類、標碼、定位及數(shù)據(jù)收集，進而大大提高圖書館效率。[8]實施RFID圖書管理系統(tǒng)，可以完成很多條形碼無法完成的功能，為圖書館管理提供了很多便利。下面簡單介紹一下RFID技術在圖書館系統(tǒng)中可以實現(xiàn)的幾點重要功能：

2.3.1 圖書的自助借還服務

由于圖書館借、還書的人數(shù)非常眾多，常常需要讀者花費較長的時間來排隊等候，如果采用RFID設備，利用RFID電子標簽不僅可以查詢書目信息和借閱信息，更可以追尋特定館藏資料在圖書館中的準確位置，從而加快了流通作業(yè)的速度，簡化借閱環(huán)節(jié)，進而提升圖書館的服務品質。

2.3.2 圖書館的門禁系統(tǒng)

對于所有的圖書館來說，圖書失竊一直是個不小的問題，不僅給圖書館造成了經(jīng)濟上的損失，而且，對于善本書籍的失竊，則無法用金錢來衡量。而RFID技術本身就是防盜技術中的一種，使用RFID技術的門禁系統(tǒng)，讓圖書館防盜系統(tǒng)更容易處理。未經(jīng)許可的館藏被帶離圖書館會自動報警，館員借此提醒讀者回館完成借書程序。除報警器外，還可觸發(fā)攝影系統(tǒng)，從而達到圖書、檔案防盜的目的。結合讀者和管理人員的借閱卡和工作卡，還可以實時了解人員進出的情況，統(tǒng)計進出數(shù)據(jù)，為更好地改進工作機制提供準確的數(shù)據(jù)。

2.3.3 簡化書庫管理強度

RFID以無線電波傳遞訊號，并可一次讀取數(shù)個RFID TAG數(shù)據(jù)，簡化盤點工作。利用無線電波感應使圖書館尋找工作變得極其容易，亂架、找書難的問題也得到解決。

3 總結與與展望

運用先進的RFID技術，可以對圖書館的藏書資源、管理模式進行優(yōu)化與整合，實現(xiàn)圖書管理的自動化、智能化，使藏書發(fā)揮最大效用，完善并改進圖書館的現(xiàn)行管理運行模式，提升圖書館的核心競爭力，達到最高的讀者服務效率?；谄者m計算的智能圖書館實現(xiàn)了服務的無縫移動，也就是說在整個智能空間（如整個圖書館）中，實現(xiàn)服務流的連貫性，將多種服務順暢地銜接在一起，RFID技術是圖書館物理空間與信息空間聯(lián)系的關鍵點，它是聯(lián)系物理空間與信息空間的紐帶。在基于RFID的普適計算環(huán)境下，通過給所有對象（包括物品和人）附上RFID標簽，從而使物理空間中的個體和信息空間中對象之間建立了對應關系，為構建智能信息處理實體提供了一種切實可行的途徑。[9]

[1] 岳瑋寧等.普適計算的人機交互框架研究.計算機學報，2004（12）:1657-1664.

[2] Satyanarayanan M.Pervasive Computing:Vision and Challenges.IEEE PCM，2001（4）:10-17.

[3] Klaus Finkenzeller.射頻識別技術.北京：電子工業(yè)出版社，2006：2.

[4] 蔡孟欣.RFID在圖書館應用的可行性[J].大學圖書館學報，2006（4）：91-96.

[5] Radmanesh，Matthew.Radio frequency and microwave electronics illustrated[J].Pearson Education North Asia Limited，2007（12）.

[6] NIST Smart Space Laboratory.[2005-11-17].http://www.nistgov/smartspace.

[7] Ishii H，Ullmer B.Tangible Bits:Towards Seam less Interface between People.Bits and Atoms.In:Proceedings of CHI’97，March 22-27，1997.

[8] Radmanesh，Matthew.Radio frequency and microwave electronics illustrated[J].Pearson Education North Asia Limited，2007（12）.

[9] 姜麗芬，盧桂章，辛運幃.基于RFID普適計算環(huán)境的形式化上下文模型[J].計算機工程，2007（6）.