物聯(lián)網(wǎng)時代RFID在數(shù)字化圖書館中的應(yīng)用

程遠(yuǎn)東

CHENG Yuan-dong

（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣元 628017）

1 物聯(lián)網(wǎng)的定義

物聯(lián)網(wǎng)，The Internet of Things，簡稱IOT，物聯(lián)網(wǎng)是指通過傳感器、射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)，實(shí)時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實(shí)現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別和管理。

物聯(lián)網(wǎng)具有多種多樣的數(shù)據(jù)采集端、無處不在的傳輸網(wǎng)絡(luò)、智能化的后臺數(shù)據(jù)處理等三大特征。很多專家認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)將會是 “第三次信息技術(shù)革命”，他被預(yù)言擁有萬億級市場應(yīng)用前景，已被世界各國作為應(yīng)對金融危機(jī)、振興經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)領(lǐng)域。2009年初，美國總統(tǒng)奧巴馬提出了“智慧地球”的思路，并且把它作為美國國家經(jīng)濟(jì)的振興戰(zhàn)略，使得物聯(lián)網(wǎng)概念在世界范圍內(nèi)引起轟動。2009年8月，溫家寶總理提出“感知中國”理念，將關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的研究與應(yīng)用推向一個新的高潮。2010年全國“兩會”上，溫總理在《政府工作報(bào)告》中再次強(qiáng)調(diào)要“加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用”。因此發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，物聯(lián)網(wǎng)時代到來指日可待。

2 RFID技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)簡介

國際電信聯(lián)盟（ITU）將射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)列為物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)。其中，RFID被公認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建基礎(chǔ)和核心。

RFID，Radio Frequency Identification，即射頻識別，采用無線自動識別技術(shù)，是一種可以將物品編碼采用無線標(biāo)簽的方式進(jìn)行記錄和供讀取的小型發(fā)射設(shè)備。RFID俗稱電子標(biāo)簽，是非接觸式自動識別技術(shù)的一種，具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環(huán)境、可識別運(yùn)動目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)。它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。

RFID技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)起著決定性的作用，它廣泛運(yùn)用于物流業(yè)、零售業(yè)、制造業(yè)、公共交通、醫(yī)療衛(wèi)生、機(jī)場、鐵路、資產(chǎn)管理、身份識別、安全保衛(wèi)、產(chǎn)權(quán)保護(hù)和軍事領(lǐng)域，已經(jīng)引起了世界各國政府與產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。近年來我國在RFID技術(shù)和應(yīng)用方面取得了很大的進(jìn)展，2009年6月由科技部聯(lián)合25個部委、行業(yè)協(xié)會組織編寫 “我國射頻識別技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展報(bào)告”（簡稱“藍(lán)皮書”），2009年11月《中國射頻識別（RFID）技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用報(bào)告》正式發(fā)布，這是中國RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個新的里程碑，它將極大地推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

RFID應(yīng)用系統(tǒng)由RFID標(biāo)簽、天線、RFID讀寫器、RFID數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)四部分組成，如圖1所示。

圖1 RFID系統(tǒng)組成圖

RFID標(biāo)簽是由存儲數(shù)據(jù)的RFID芯片、射頻天線以及相關(guān)電路組成。RFID標(biāo)簽按供電方式可以分為無源RFID標(biāo)簽和有源RFID標(biāo)簽兩類，按工作模式可以分主動式、被動式與半主動式，按工作頻率可以分低頻、中高頻、超高頻與微波等類型，按標(biāo)簽封裝的形狀可以分為薄膜型自粘貼式、卡式、柱型、扣式、身份識別、植入式等。RFID標(biāo)簽內(nèi)存有一定格式的電子數(shù)據(jù)，應(yīng)用中一般事先將物品信息寫入到標(biāo)簽中RFID芯片（相當(dāng)于一個具有無線收發(fā)和存貯功能的單片系統(tǒng)），再把標(biāo)簽制成各種不同的大小和形狀，并經(jīng)特殊工藝密封，保證標(biāo)簽和數(shù)據(jù)不被損壞，同時便于標(biāo)簽的改寫和重復(fù)使用。RFID標(biāo)簽常附著在待識別物品上，作為待識別物品的標(biāo)識性信息。

RFID 讀寫器又稱為讀出裝置，RFID讀寫器通過天線與RFID標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，通過對標(biāo)簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳎x取并識別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，達(dá)到自動識別物體的目的。當(dāng)RFID標(biāo)簽靠近RFID讀寫器時，RFID讀寫器便發(fā)射出電磁波被RFID天線接收，產(chǎn)生電流，驅(qū)動RFID芯片自動地將存儲的信息發(fā)送到RFID讀寫器。根據(jù)應(yīng)用場所不同，讀寫器可以分為手持式和固定式兩種。隨著新技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，讀寫器將朝著低成本、多頻點(diǎn)、小型化方向發(fā)展。

天線的作用是在標(biāo)簽和讀寫器之間傳遞信號。天線可以分為無源天線和有源天線，為保證正常工作，天線的尺寸必須與傳播波波長一致，形狀和相對位置也很重要，因此需要專業(yè)技術(shù)人員對天線系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝。

RFID數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的作用就是處理數(shù)據(jù)信息，RFID讀寫器將接收的信息傳送到RFID數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，信息經(jīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理并存儲。

3 現(xiàn)代數(shù)字化圖書館未來發(fā)展趨向

物聯(lián)網(wǎng)時代泛在智能將導(dǎo)致社會信息環(huán)境的重大變革。圖書館也將隨著信息環(huán)境的變化而加快自身的變革和發(fā)展，努力成為未來知識社區(qū)的中心，為用戶提供更好的服務(wù)。

3.1 “海量”的信息資源數(shù)字化

數(shù)字化圖書館中，數(shù)字化資源可以是文本、圖形、圖像、音頻、視頻信息，信息載體可以是移動硬盤、u盤、光盤等，所有資源均以數(shù)字形式存放在物理介質(zhì)上，通過網(wǎng)絡(luò)將世界各國的圖書館和成千上萬臺計(jì)算機(jī)聯(lián)為一體，“館藏”資源已不再是“私有”物，而是面向世界，任何人都可以享用，原先的信息圍墻將被拆除。

3.2 “無所不在”的服務(wù)泛在化

新的信息環(huán)境中，無時無刻不在產(chǎn)生大量的信息和數(shù)據(jù)。使用戶能夠不受實(shí)體圖書館所提供的服務(wù)的限制——無論何時何地，用戶采取何種方法，都可以獲取他們所需要的信息和服務(wù)，甚至不需要訪問圖書館的網(wǎng)站。

3.3 “智慧”的管理智能化

文獻(xiàn)定位導(dǎo)航、精確典藏、信息檢索等都需要智能化管理。不僅要求可以通過頁面導(dǎo)航，直觀、自助地查找到文獻(xiàn)的物理存放信息，而不受排架方式和專業(yè)索書號的局限，還要求可以對文獻(xiàn)清點(diǎn)、新書入藏、地點(diǎn)變更等實(shí)現(xiàn)典藏精確化、實(shí)時化處理，同時實(shí)現(xiàn)信息檢索智能化，既可以對圖書信息進(jìn)行單個詞檢索，也可以對多個檢索詞進(jìn)行組配檢索。

以上不難看出，現(xiàn)代數(shù)字化圖書館未來發(fā)展趨向?yàn)镽FID在圖書館系統(tǒng)中的發(fā)展和應(yīng)用提供了廣闊的空間。

4 RFID在圖書館系統(tǒng)中的發(fā)展和應(yīng)用

RFID系統(tǒng)在圖書館的應(yīng)用已經(jīng)有了10年左右的歷史。據(jù)Checkpoint統(tǒng)計(jì)，截止2007年全球有超過2000家圖書館采用了RFID技術(shù)。新加坡國家圖書館是亞洲最早使用RFID技術(shù)的代表，可以說圖書館采用RFID已經(jīng)是比較成熟的產(chǎn)品，正在推動著圖書館自動化事業(yè)的發(fā)展。

在國內(nèi)，集美大學(xué)誠毅學(xué)院圖書館是國內(nèi)首個部署RFID系統(tǒng)的圖書館，已于2006年2月投入使用，它是RFID在中國圖書館應(yīng)用的里程碑。國家圖書館、杭州圖書館均在2008年進(jìn)行了RFID系統(tǒng)的項(xiàng)目部署，并投入使用。越來越多的圖書館已認(rèn)識到RFID給圖書館帶來的變革，國內(nèi)大部分公共圖書館和高校圖書館均已開始規(guī)劃RFID系統(tǒng)。

RFID圖書管理系統(tǒng)硬件部分一般由圖書管理系統(tǒng)服務(wù)器、制作工作站、電子標(biāo)簽、電子偵測門、柜臺工作站、自助借還書機(jī)、自助還書箱、盤點(diǎn)工作站、智慧書架等幾部分組成，智能管理軟件應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)包括：手持設(shè)備查詢系統(tǒng)、館員工作站應(yīng)用功能集成系統(tǒng)、RFID標(biāo)簽初始化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、讀者自助借閱及借還系統(tǒng)、順架及盤點(diǎn)系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖書管理系統(tǒng)服務(wù)器，主要功能是提供盤點(diǎn)相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，書籍相關(guān)訊息查詢，設(shè)備狀況訊息查詢，管理者賬號管理，提供書目轉(zhuǎn)文件接口和數(shù)據(jù)庫支持服務(wù)。制作工作站，主要功能是設(shè)定相關(guān)制作人員權(quán)限管制，查閱相關(guān)書籍的制作信息，制作書籍電子標(biāo)簽。電子偵測門，支持單通道及雙通道，主要功能是實(shí)時聯(lián)機(jī)服務(wù)器將相關(guān)人員出入做統(tǒng)計(jì)，提供觸發(fā)接點(diǎn)，聯(lián)機(jī)門禁系統(tǒng)及監(jiān)視系統(tǒng)做安全提醒。柜臺工作站，支持目前業(yè)界相關(guān)圖書館自動化系統(tǒng)，主要功能是設(shè)定及解除電子標(biāo)簽安全碼，支持離線作業(yè)。自助借還書機(jī)，可供長時間的開機(jī)操作，主要功能支持一次多本書借還，借還時支持實(shí)時擷取借閱書籍及人員錄像功能，打印借還單據(jù)。自助還書箱，能提供24小時一次多本還書服務(wù)，為讀者提供友善操作指引，也可配置自動分揀機(jī)作圖書分類功能。盤點(diǎn)工作站， 主要功能是利用無線網(wǎng)絡(luò)回傳盤點(diǎn)記錄，支持多臺設(shè)備同時盤點(diǎn)，同時支持書架順架和搜尋書籍功能。智慧書架，主要是館方借助其進(jìn)行智慧管理，如快速定位、實(shí)時管理、記錄管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。

5 結(jié)束語

綜上所述，雖然由于目前RFID的價(jià)格成本和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等問題，限制了它的實(shí)際應(yīng)用。而圖書館管理工作中的諸多問題都是由于目前采用的條碼技術(shù)自身的缺陷引起的，隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，RFID技術(shù)勢必廣泛應(yīng)用，只有隨著RFID在圖書館系統(tǒng)中的推廣，才能提升圖書館管理系統(tǒng)的功能和可靠性，提高圖書館的服務(wù)質(zhì)量和信息化水平。

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