圖書館RFID技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

●管永昌（鄭州大學(xué) 圖書館，鄭州 450001）

RFID技術(shù)作為一種自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)采集技術(shù)，被認(rèn)為是目前最有應(yīng)用前景的信息化應(yīng)用技術(shù)之一。RFID技術(shù)于1948年發(fā)明，最早被英軍應(yīng)用于敵我飛機(jī)的識(shí)別。[1]在我國，2006年《中國射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)政策白皮書》的發(fā)布大大推動(dòng)了RFID技術(shù)在我國許多領(lǐng)域如高速公路、零售業(yè)、安全防偽、圖書館的應(yīng)用。2009年《中國射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用報(bào)告》成為中國RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)新的里程碑。據(jù)《中國RFID與物聯(lián)網(wǎng)2009年度發(fā)展報(bào)告》表明：2009年，中國射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)85.1億元人民幣，同比增長29.3%，僅次于英國、美國，在全球居第3位。

RFID是RadioFrequencyIdentification的縮寫，即無線射頻識(shí)別。圖書館RFID的基本組成部分有標(biāo)簽（由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象）、讀寫器（讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式）、服務(wù)器（用于管理和處理所收集到的大量信息）。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的原始狀態(tài)是條碼技術(shù)，而最高狀態(tài)則是無線射頻技術(shù)。射頻標(biāo)簽最大的優(yōu)點(diǎn)就在于非接觸性。RFID具有非同尋常的特點(diǎn)：RFID標(biāo)簽中有一個(gè)具有全球唯一編碼標(biāo)識(shí)且可進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的芯片；此外，以射頻的方式在標(biāo)簽與讀寫器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及交換。與條碼技術(shù)相比較，RFID技術(shù)除抗污染能力強(qiáng)之外，RFID技術(shù)存儲(chǔ)容量大且資料可更新，可同時(shí)讀取多個(gè)移動(dòng)中的RFID標(biāo)簽信息。

1 國內(nèi)外圖書館RFID技術(shù)應(yīng)用概況

當(dāng)今社會(huì)是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的新技術(shù)引領(lǐng)發(fā)展的時(shí)代，而RFID是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。把RFID技術(shù)引入圖書館是社會(huì)發(fā)展的必然，也是圖書館自身發(fā)展的要求。傳統(tǒng)圖書館的技術(shù)就是條碼加磁條，而RFID技術(shù)在圖書的自助借還、圖書的快速盤點(diǎn)和查找、亂架圖書的整理以及防盜門禁等方面的優(yōu)勢(shì)，解決了開架借閱中的“老大難”問題（比如找書難、歸架難、整架難等問題）。圖書館應(yīng)用RFID技術(shù)規(guī)模迅猛發(fā)展，至2009年6月，全球大約有1500個(gè)圖書館和2500個(gè)機(jī)構(gòu)采用RFID技術(shù)。[2]

目前，國外如新加坡、美國、英國、澳大利亞、比利時(shí)、瑞士、奧地利、韓國、新西蘭、印度、荷蘭、馬來西亞等國家在圖書館采用了這項(xiàng)技術(shù)。新加坡的武吉巴督社區(qū)圖書館于1998年采用了RFID技術(shù)，是第一個(gè)采用RFID技術(shù)的圖書館。2002年，新加坡國家圖書館發(fā)布世界上首個(gè)全面部署RFID的圖書管理系統(tǒng)，成為世界上第一個(gè)全面應(yīng)用RFID系統(tǒng)的圖書館。新加坡公民能用其身份證或駕駛證來圖書館自助借書和還書，能用現(xiàn)金卡自動(dòng)支付超期罰款等的費(fèi)用，也可自己查看借書記錄。[3]

國內(nèi)福建集美大學(xué)誠毅學(xué)院圖書館于2006年2月率先使用“RFID（無線射頻識(shí)別）智能館藏管理系統(tǒng)”，成為國內(nèi)第一家建成具有完善功能模塊并進(jìn)入實(shí)用階段的RFID智能館藏管理系統(tǒng)的圖書館。[4]深圳圖書館是目前中國最大的RFID項(xiàng)目和國內(nèi)第一家全面使用RFID標(biāo)簽的圖書館，國家圖書館也有部分應(yīng)用。另外，北京石油化工學(xué)院圖書館、廈門市少年兒童圖書館、上海市長寧區(qū)圖書館、武漢市圖書館、汕頭大學(xué)圖書館、浙江省圖書館、杭州市圖書館等也采用了RFID技術(shù)。

圖書館RFID提供商國內(nèi)的有寧波遠(yuǎn)望谷、上海阿法迪、武漢飛天，國外的有3M公司、Sybis公司、VTLS公司等。典型的圖書館RFID管理系統(tǒng)包括：流通標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、讀者自助借書系統(tǒng)、讀者自助還書系統(tǒng)、智能查找系統(tǒng)、可移動(dòng)式盤點(diǎn)系統(tǒng)、智能安全檢測(cè)系統(tǒng)。其優(yōu)勢(shì)在于：（1）RFID可以允許一次讀取多個(gè)標(biāo)簽；（2）基于RFID的流通系統(tǒng)甚至能在沒有工作人員干預(yù)的情況下在較短的時(shí)間處理多本書籍；（3）與條形碼比較，RFID提供批的訪問、存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)以及提供重新編程功能；（4）可大大降低人工成本。

2 RFID技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

2.1 缺乏統(tǒng)一的針對(duì)數(shù)據(jù)交換的射頻協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

全球標(biāo)準(zhǔn)組織有很多，如ISO、IATA、CEN、ETSI、ANSI和AIAG，有117個(gè)針對(duì)數(shù)據(jù)交換的射頻協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重制約了RFID的發(fā)展。其中，國際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）有兩個(gè)與圖書館RFID標(biāo)簽和讀取器有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)：ISO/IEC15693andISO/IEC18000-3 模式。[5]盡管美國國家信息標(biāo)準(zhǔn)組織的《RFID在美國圖書館——國家信息標(biāo)準(zhǔn)組織建議的實(shí)踐指導(dǎo)》為世界圖書館界RFID標(biāo)準(zhǔn)提供了新思路，但是有一部分投資者有顧慮不敢投資，擔(dān)心標(biāo)準(zhǔn)一變整個(gè)RFID系統(tǒng)的投資打水漂。

2.2 RFID標(biāo)簽問題

2008年“只讀”RFID標(biāo)簽盡管僅0.1美元，但是價(jià)格還稍高。更好的制造技術(shù)，內(nèi)存會(huì)便宜；粘接技術(shù)更高效；微處理器設(shè)計(jì)更低功耗，這些均會(huì)推動(dòng)標(biāo)簽價(jià)格下降，標(biāo)簽的價(jià)格又將推動(dòng)RFID的總體成本價(jià)格降低。值得一提的是，在一個(gè)統(tǒng)一的RFID標(biāo)準(zhǔn)下，大量的需求會(huì)大大降低其成本。此外，今天大多數(shù)RFID天線是由金屬蝕刻而成的；而印制RFID天線使用的導(dǎo)電油墨是危險(xiǎn)廢物，并且會(huì)產(chǎn)生額外的費(fèi)用。

2.3 隱私權(quán)和安全的問題

讀取tag中的數(shù)據(jù)不用接觸，這引起人們擔(dān)憂RFID技術(shù)會(huì)侵犯?jìng)€(gè)人隱私權(quán)。再者，RFID技術(shù)可能會(huì)威脅圖書館的館藏，如盜竊圖書館資料、數(shù)字破壞及病毒破壞。具體來講，RFID威脅主要來自3個(gè)層面：物理層面（Physical Layer）、通信層面（Communication layer）和應(yīng)用層面 （Application Layer）。物理層面是射頻竊聽 （RF eavesdropping）、干擾 （Jamming）和復(fù)制 （Cloning）；沖突 （Collision）是在通信層面的主要威脅；欺騙（Spoofing）、追蹤（Tracking）、去同步 （Desynchronization）、病毒 （Virus）是應(yīng)用層面的主要威脅。[6]此外，現(xiàn)有的系統(tǒng)怎么與之整合或者兼容？RFID系統(tǒng)產(chǎn)生的電子輻射對(duì)人類有否影響，目前還不清楚。

3 RFID發(fā)展趨勢(shì)

盡管目前還存在種種不足，但是新技術(shù)的步伐是無人能阻擋的。目前，圖書館能夠使用非專有的系統(tǒng)，這是由于已經(jīng)造出新一代RFID芯片（其標(biāo)準(zhǔn)為ISO 15693，并將整合成ISO 18000-3）。有了這項(xiàng)技術(shù)，圖書館不必依賴于某一個(gè)供應(yīng)商的RFID標(biāo)簽了。[7]另外，全球產(chǎn)品電子代碼組織（EPCglobal）預(yù)測(cè)2010年后RFID標(biāo)簽將采用天線印刷技術(shù)和新的標(biāo)簽芯片技術(shù)，標(biāo)簽價(jià)格（一次性只讀型）會(huì)低至1美分?？梢灶A(yù)測(cè)，未來RFID發(fā)展趨勢(shì)主要有以下方面。

3.1 RFID投資回報(bào)率分析

西班牙的 Rod rí guez-Silva等人在歐盟 3個(gè)國家（羅馬尼亞、意大利、西班牙）的3個(gè)圖書館進(jìn)行跨歐洲研究，定量評(píng)估RFID技術(shù)對(duì)圖書館的好處。按照適合性、可移植性、精度、可理解性、可操作性、可比性、透明性等原則，從效率（時(shí)間和費(fèi)用）和用戶的認(rèn)可（包括館員與終端用戶）兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估RFID的績(jī)效。[8]中山大學(xué)資訊管理系的蔡孟欣參考LauraSmart的回報(bào)測(cè)算，以5年為測(cè)算的年限給出了圖書館RFID投資回報(bào) （ROI）測(cè)算模型。圖書館RFID投資包括一次性投資和5年總共的系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)。而圖書館引進(jìn)RFID的回報(bào)估算范圍主要包括RFID對(duì)圖書館運(yùn)營成本的影響以及圖書館服務(wù)質(zhì)量的變化（包括圖書館員工及用戶對(duì)服務(wù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)）。[9]

3.2 RFID系統(tǒng)的評(píng)估

運(yùn)用恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)RFID系統(tǒng)進(jìn)行定性化或者定量化的評(píng)估。如用平衡計(jì)分卡利用調(diào)查的數(shù)據(jù)從財(cái)務(wù)、顧客、企業(yè)內(nèi)部流程、學(xué)習(xí)與成長4項(xiàng)觀點(diǎn)組成的績(jī)效指標(biāo)實(shí)證研究以評(píng)價(jià)引入RFID后的績(jī)效效果。

3.3 隱私、安全和標(biāo)準(zhǔn)體系研究

RFID標(biāo)簽面臨著諸多威脅，如截獲RFID標(biāo)簽信息、破解RFID標(biāo)簽、復(fù)制RFID標(biāo)簽。RFID技術(shù)要得到廣泛的應(yīng)用和推廣，必須首先解決RFID的隱私、安全問題。用戶的借閱歷史被記錄在電子標(biāo)簽上，其閱讀行為和偏好隨時(shí)可以暴露在讀寫器識(shí)別的范圍內(nèi)。針對(duì)RFID標(biāo)簽的隱私和安全，人們從技術(shù)角度想出多種辦法[10]：① Kill標(biāo)簽。商品交付給最終用戶時(shí)，通過Kill指令殺死標(biāo)簽，使標(biāo)簽無法再次被激活，徹底防止用戶隱私被跟蹤。② 法拉第網(wǎng)罩。將貼有RFID標(biāo)簽的商品放入由金屬網(wǎng)罩或金屬箔片組成的容器中，從而阻止標(biāo)簽和讀寫器的通信。③ 主動(dòng)干擾。用戶使用能夠主動(dòng)廣播干擾信號(hào)的設(shè)備，干擾對(duì)受保護(hù)標(biāo)簽的讀取。④ 智能標(biāo)簽。增加標(biāo)簽的處理能力，利用加密技術(shù)進(jìn)行訪問控制，保護(hù)用戶隱私。⑤ 阻止標(biāo)簽。使用一個(gè)特殊的標(biāo)簽（稱為阻止標(biāo)簽）對(duì)讀寫器的讀取命令總應(yīng)答相同的數(shù)據(jù)，從而保護(hù)用戶標(biāo)簽。⑥ Hash鎖。通過簡(jiǎn)單的hash函數(shù)，增加閉鎖和開鎖狀態(tài)，對(duì)標(biāo)簽與讀寫器之間的通信進(jìn)行訪問控制。針對(duì)RFID標(biāo)簽隱私和安全，人們從政策角度想出多種解決方案[10]：① 顧客有權(quán)知道一個(gè)產(chǎn)品是否包含RFID標(biāo)簽。② 當(dāng)購買產(chǎn)品時(shí)有權(quán)對(duì)嵌入的RFID標(biāo)簽移除、停用、或銷毀。③ 如果他們選擇退出RFID，消費(fèi)者不應(yīng)喪失其他權(quán)利（如歸還產(chǎn)品）。④ 有權(quán)知道哪些信息是在他們的RFID標(biāo)簽中。如果此信息是不正確的，必須有正確的手段修改。⑤有權(quán)知道何時(shí)、何地以及為什么RFID標(biāo)簽?zāi)鼙蛔x取。因此，應(yīng)在RFID標(biāo)簽上加個(gè)標(biāo)識(shí)，讀取時(shí)應(yīng)發(fā)出鈴聲或閃一下光；配有記憶的標(biāo)簽可以算出它已被閱讀的次數(shù)；開發(fā)消費(fèi)者關(guān)注的RFID讀卡器探測(cè)器等等。

目前，歐美等發(fā)達(dá)國家在RFID芯片、終端設(shè)備、系統(tǒng)應(yīng)用方面，尤其是在標(biāo)準(zhǔn)制定和技術(shù)開發(fā)方面處于領(lǐng)先水平。我國需要政府主管部門牽頭，聯(lián)合科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)等部門制定RFID國家標(biāo)準(zhǔn)，大力開展隱私、安全研究，這會(huì)大大增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.4 RFID技術(shù)的融合趨勢(shì)

3.4.1 RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合

RFID技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合是物聯(lián)網(wǎng)得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)能夠自動(dòng)識(shí)別物品并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)就能夠?qū)崿F(xiàn)物與物之間的信息交互，從而形成一個(gè)無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”。

3.4.2 RFID技術(shù)和WSN技術(shù)的融合

目前RFID的抗干擾性較差，而且有效距離較短。如果把采用ZigBee協(xié)議的WSN（無線傳感網(wǎng)絡(luò)）與RFID進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，利用WSN高達(dá)100m的有效半徑，構(gòu)成WSID網(wǎng)絡(luò)，恰如為RFID插上飛翔的“翅膀”，應(yīng)用前景十分廣闊。WSN獲取物理世界的數(shù)據(jù)，RFID搭建起物理世界與信息世界的橋梁。兩種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，可將物理世界與信息世界進(jìn)行溝通，從根本上改變現(xiàn)有的IT系統(tǒng)。[11,12]

3.4.3 RFID技術(shù)和3G技術(shù)的融合

3G是第三代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通信技術(shù)。RFID和移動(dòng)通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分別在于認(rèn)證能力與隨時(shí)隨地的信息交互能力。二者相結(jié)合最終形成一個(gè)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜、功能更加強(qiáng)大的通信系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)非接觸式移動(dòng)支付等功能。RFID技術(shù)和3G技術(shù)的融合，[13,14]在圖書館資產(chǎn)管理、門禁、物流、手機(jī)支付等領(lǐng)域有其獨(dú)特的作用。

3.4.4 RFID技術(shù)和GIS技術(shù)的融合

RFID提供圖書館資源基本信息（如圖書、人員的基本信息和位置信息），GIS技術(shù)對(duì)這些信息進(jìn)行管理并提供更加優(yōu)良的服務(wù)。[15]RFID技術(shù)與其他技術(shù)的融合將形成更大的產(chǎn)業(yè)集群，并會(huì)應(yīng)用更廣泛。

總之，隨著RFID技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，硬件制造技術(shù)、中間件技術(shù)、系統(tǒng)集成應(yīng)用等所構(gòu)成的RFID產(chǎn)業(yè)鏈將變得更加成熟，產(chǎn)品將更加多樣化，價(jià)格將更加實(shí)惠。我們相信，RFID技術(shù)不僅會(huì)在越來越多的圖書館被應(yīng)用，而且應(yīng)用范圍也會(huì)越來越廣。不過，需要說明的是，讀者必須接受關(guān)于如何使用RFID的操作培訓(xùn)，建立借書還書的新習(xí)慣。工作人員也必須接受相關(guān)的培訓(xùn)，培訓(xùn)的內(nèi)容包括了解該項(xiàng)技術(shù)工作的原理，掌握這項(xiàng)技術(shù)的操作，以及解決可能出現(xiàn)的故障的辦法等等。

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