RFID智能系統(tǒng)在圖書館“一體化”模式中的應(yīng)用

徐峻嶸

（江蘇廣播電視大學(xué)，江蘇 南京 210008）

信息技術(shù)的發(fā)展，使得圖書館的自動(dòng)化管理得以迅速提高，圖書館的日常工作不再局限于對圖書的管理，“以人為本”“讀者中心”的服務(wù)理念逐步深入?；趫D書館資源管理從傳統(tǒng)封閉型狀態(tài)向以讀者需求導(dǎo)向的開放式信息服務(wù)，集紙質(zhì)、數(shù)字兼顧；書、刊、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)資源整合、共享的混合型、一體化理念成為趨勢，傳統(tǒng)的圖書館布局已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代圖書館服務(wù)功能。

一種全新的館藏布局模式——“一體化”模式逐步建立，即集館藏、查詢、借還、閱覽、咨詢等功能為一體，圖書館建筑采用全開架方式，只有一個(gè)出入口，工作人員不再局限于某一個(gè)館室，而是全方位地為讀者提供服務(wù)。

在這種模式下，一種新型的智能管理系統(tǒng)——RFID管理系統(tǒng)的應(yīng)用充分發(fā)揮了作用。RFID技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了圖書館服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變。

應(yīng)用RFID智能系統(tǒng)可以很好地對圖書借還各環(huán)節(jié)進(jìn)行管理，通過信息的共享與監(jiān)控達(dá)到對圖書各環(huán)節(jié)間的安全保管，實(shí)現(xiàn)了對圖書的便捷管理和為讀者快速服務(wù)的功能，大大減少管理人員的工作強(qiáng)度，將管理人員的時(shí)間、精力更多地投入到為讀者提供個(gè)性化服務(wù)中去，從而提高圖書館的管理水平和工作效率。

RFID(Radio Frequency Identification)是一種非接觸式的無線射頻識別技術(shù)，俗稱電子標(biāo)簽。RFID具有自動(dòng)識別功能，它通過射頻信號自動(dòng)識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，可識別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID技術(shù)相對于條形碼技術(shù)具有耐用、識讀速度快、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、安全性高、操作簡便等特點(diǎn)。

目前，RFID技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于倉儲(chǔ)物流的管理、生產(chǎn)制造、郵件包裹處理、動(dòng)物身份識別、電子門禁系統(tǒng)、道路收費(fèi)系統(tǒng)、圖書文檔管理、城市一卡通等社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。

RFID工作原理

讀寫器將數(shù)據(jù)加密后經(jīng)發(fā)射天線向電子標(biāo)簽發(fā)送命令，電子標(biāo)簽從發(fā)射天線周圍形成的磁場中獲取能量激活標(biāo)簽中的微芯片電路，芯片轉(zhuǎn)換電磁波，實(shí)現(xiàn)射頻識別，電子標(biāo)簽作出響應(yīng)，發(fā)出反射回波信號。讀寫器接收信號進(jìn)行必要的加工處理，讀取信息，并將其轉(zhuǎn)換成相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)送給后臺(tái)控制器；控制計(jì)算機(jī)處理這些數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理控制。其原理圖如下：

RFID系統(tǒng)包括硬件部分和軟件部分

硬件包括：

1.RFID書架。是RFID該系統(tǒng)的主要部分，內(nèi)部裝配有RFID讀寫器、天線以及系統(tǒng)控制模塊。固定在書架上的讀寫器通過天線不間斷地向其周圍的圖書發(fā)射電磁波，判斷圖書的情況并報(bào)告后端服務(wù)器。

2.電子標(biāo)簽（Tag）、天線：貼在圖書表面或內(nèi)頁，較為隱蔽不易被撕下。內(nèi)部是帶有天線的芯片，標(biāo)簽中的芯片存儲(chǔ)圖書的相關(guān)信息，用于識別圖書。（標(biāo)簽樣式圖）

電子標(biāo)簽可用樹脂、紙、紡織品等材質(zhì)將其封裝印刷。相對于條形碼來說，更加耐用，可長時(shí)間保存。

RFID標(biāo)簽天線，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽和讀寫器之間射頻信號傳遞功能，是一種直接用導(dǎo)電油墨在絕緣材質(zhì)上印刷導(dǎo)電線路形成的，可將計(jì)算機(jī)中的數(shù)字信息直接噴涂到任何形狀的材質(zhì)上。

3.讀寫器（Reader）：用于采集圖書的動(dòng)態(tài)信息，完成數(shù)據(jù)的讀取、數(shù)據(jù)庫的建立、查詢、設(shè)置等功能。計(jì)算并完成與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，確保圖書的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

可分為手持式或固定式。讀寫器通過射頻接口與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，獲取標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)，無接觸地完成對標(biāo)簽識別和數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭?，并傳遞至后端數(shù)據(jù)庫，接收后端發(fā)來的條形碼ID，判斷其與自身存儲(chǔ)的條形碼ID是否一致，自動(dòng)識別圖書的位置和狀態(tài)。

讀寫器與后臺(tái)服務(wù)器相連，后臺(tái)服務(wù)器根據(jù)讀寫器發(fā)回的信息，及時(shí)反映書庫的信息狀態(tài)。

圖書館使用的讀寫器種類可分為：

（1）標(biāo)簽轉(zhuǎn)換器：通過掃描條碼，讀取標(biāo)簽中的信息，將相關(guān)信息數(shù)據(jù)快速轉(zhuǎn)換寫入RFID芯片，實(shí)現(xiàn)從條形碼到RFID的轉(zhuǎn)換，并向主機(jī)傳送。標(biāo)簽打印機(jī)可將數(shù)據(jù)寫入RFID標(biāo)簽的IC芯片，并在標(biāo)簽表面打印條形碼和文字字符，并可方便地對標(biāo)簽中的ID和寫入數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

（2）排架器：如移動(dòng)式書車，用于定位圖書，盤點(diǎn)。安裝有讀寫器，可識別電子標(biāo)簽，將圖書置于讀寫器前，讀寫器的屏幕上即可顯示該圖書的名稱、架位號等信息。

（3）自助借還機(jī)：只要將所借圖書和借書證放在感應(yīng)設(shè)備上，RFID系統(tǒng)識別并處理，自動(dòng)完成借書，并打印借閱清單，讀者不必排隊(duì)等候，也不需要工作人員的幫助。

（4）安檢門：用于識別讀者和圖書，有效管理門的開啟與關(guān)閉。

4.控制設(shè)備，安裝于書架中，包括電源管理設(shè)備、數(shù)據(jù)采集板、控制板以及相關(guān)輔助設(shè)備等。

數(shù)據(jù)采集板，主要監(jiān)測書架的內(nèi)外部環(huán)境，處理采集到的數(shù)據(jù)，完成對數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、圖書的實(shí)時(shí)監(jiān)控等。

控制板，用來接收數(shù)據(jù)采集板以及讀寫器讀取的數(shù)據(jù)，處理后發(fā)送到服務(wù)器，具有很高的安全性和擴(kuò)展性，管理員可以實(shí)時(shí)完成對圖書的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

5.后端服務(wù)器，接收讀寫器的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)信息，快速查找，及時(shí)更新數(shù)據(jù)庫。可根據(jù)讀者的信息，統(tǒng)計(jì)讀者的借書總量、借書頻率、閱讀喜好等，為圖書采購提供參考依據(jù)，并可通過電子郵件或手機(jī)短信的方式發(fā)送讀者感興趣的圖書信息。

6.RFID智能卡：是一種集成電路卡，體積小，容量大，壽命長，可重復(fù)使用，利用該智能卡可快速識別讀者身份，獲取讀者的相關(guān)信息，為圖書館提供更為深入的服務(wù)提供有效的數(shù)據(jù)。

RFID的軟件功能主要體現(xiàn)在信息管理、自助借還、圖書清點(diǎn)整理和排架、自助式門禁等方面。

RFID具有目標(biāo)識別和信息管理能力，通過自動(dòng)讀取圖書上的標(biāo)簽，獲取圖書的各種信息，判斷圖書的現(xiàn)狀；實(shí)時(shí)采集進(jìn)館人員數(shù)據(jù)，讀取讀者信息；分析圖書的使用狀況及利用率，對圖書進(jìn)行定位及統(tǒng)計(jì)分析，方便管理查詢統(tǒng)計(jì)；讀者通過使用自助借還系統(tǒng)，還可完成圖書的自動(dòng)借還，無需工作人員的借還，亦不受借還時(shí)間的限制。

采用“一體化”模式后，圖書亂架現(xiàn)象較原有模式必將大幅增加，勢必加重咨詢、巡查、整架、借還等方面的工作量,通過RFID系統(tǒng)，工作人員可以快速將圖書定位；讀者可以快速找到自己所需資源，準(zhǔn)確定位，極大地節(jié)約讀者從書庫中搜尋所需圖書的時(shí)間。

高效的讀取速度，可同時(shí)識別出幾百個(gè)標(biāo)簽，大大節(jié)省了人工成本。高效的安全管理，數(shù)據(jù)可長期保存，判斷圖書是否處于在館典藏狀態(tài)，對不可被帶出圖書館和非法外借的圖書及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，而外借狀態(tài)的圖書則可以自由出入。同時(shí)，RFID系統(tǒng)的使用，有效地解決了人力資源問題，不需要人工翻閱查看圖書條碼而節(jié)省勞動(dòng)力，解決了長期以來圖書館人員“嚴(yán)防死守”“開門、關(guān)門”的保管員工作定位，真正轉(zhuǎn)向咨詢、提供資源支持服務(wù)。

對于圖書館來說，圖書的清點(diǎn)、整理和排架是最為煩瑣的工作，讀者在檢索系統(tǒng)中查找到需要的圖書后，但實(shí)地卻無法查找的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。RFID系統(tǒng)的利用，可以更加精確地完成圖書的管理工作，工作人員盤點(diǎn)時(shí)也無需逐冊取圖書，翻閱圖書的條碼號，只需利用移動(dòng)書車或使用手持式數(shù)據(jù)采集器掃描書架上的圖書，即可確定圖書的位置和狀態(tài)，所有的數(shù)據(jù)及時(shí)通過無線通訊實(shí)時(shí)傳送到后臺(tái)服務(wù)器，后臺(tái)服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時(shí)將錯(cuò)架、亂架的圖書清點(diǎn)出來，并及時(shí)更新數(shù)據(jù)庫的信息。

目前大多數(shù)圖書館的門禁系統(tǒng)與圖書館現(xiàn)有的圖書管理系統(tǒng)不相兼容，信息之間的鏈接不方便，只能完成圖書館進(jìn)館人員的身份判斷以及進(jìn)館人數(shù)的統(tǒng)計(jì)，尚未具備自動(dòng)借還、圖書的安全管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能，因此構(gòu)建一個(gè)基于RFID技術(shù)的智能式自助門禁系統(tǒng)成為必要。

高效的RFID門禁系統(tǒng)具備與圖書館管理系統(tǒng)之間的無縫鏈接，讀者和工作人員持有效證件可自由通過檢測通道；有人跟隨合法身份者通過、讀者未辦理借出手續(xù)以及攜帶禁止外借的圖書，門禁系統(tǒng)自動(dòng)予以報(bào)警，提醒管理人員及時(shí)處理。這樣才能保障圖書資源安全，提高圖書館的管理效率與管理水平。

RFID的使用現(xiàn)狀與可能存在的問題

2008年北京奧運(yùn)會(huì)首次使用RFID技術(shù)來進(jìn)行門票防偽；2010年上海世博會(huì)采用RFID技術(shù)的門票上記錄著參觀者的相關(guān)信息，系統(tǒng)通過無線方式與遍布園區(qū)的傳感器進(jìn)行信息交換，管理者根據(jù)園區(qū)內(nèi)的情況迅速及時(shí)作出調(diào)整。

在國外圖書館應(yīng)用RFID技術(shù)較早，發(fā)展較快，美國、日本、德國、新加坡等都有著成熟且先進(jìn)的RFID系統(tǒng)。近年來在我國，隨著“物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展，在不久的將來，圖書從印刷、運(yùn)輸、采購到編目整個(gè)流程全面采用RFID技術(shù)，這必將大大降低圖書館的人力消耗、提高管理效率，為圖書館的工作方式帶來革命性的變化。

RFID系統(tǒng)成本較高。從RFID芯片以及包含讀寫器、電子標(biāo)簽、中間件、系統(tǒng)維護(hù)等整體而言，RFID系統(tǒng)價(jià)格依然偏高，成為制約RFID技術(shù)在圖書館應(yīng)用的重要因素。

圖書館具體實(shí)施改造系統(tǒng)時(shí)可考慮分步進(jìn)行。首次設(shè)備采購，完成圖書識別、借還、辦理借書證、自助門禁等基本功能；有條件的基礎(chǔ)上，再完成盤點(diǎn)、上架、查錯(cuò)等功能。

從圖書排架定位方案的確定看，采用RFID系統(tǒng)后，圖書的排架可以采取流水號排架，讀者根據(jù)查找的架位號，可以很快找到所需圖書，同時(shí)減少了日后的倒架工作，其缺點(diǎn)是新書上架時(shí)或圖書還回時(shí)，需要對每一本圖書進(jìn)行查詢后才可以上架；另一種方案則是按“分類”排架，圖書按照一定的分類順序排放，保留現(xiàn)有圖書館分類排架的全部特點(diǎn)，但此方案對編目數(shù)據(jù)要求較高。

此外，人為因素、天氣因素、電磁波干擾、接收機(jī)靈敏度、建筑物里的金屬物體等，這些因素都將造成數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤率提高。

2011年我國“十二五”規(guī)劃中，明確將重點(diǎn)推進(jìn)7大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其中新一代信息技術(shù)中“物聯(lián)網(wǎng)”具有非常重要的戰(zhàn)略地位，而射頻識別(RFID)技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，隨著企業(yè)自主研發(fā)的不斷提高,必將迎來快速的增長。

參考資料：

[1]肖鳳玲，喻志剛主編.大學(xué)圖書館利用基礎(chǔ)教程[M].科學(xué)出版社，2010.

[2]楊明華等.圖書館在應(yīng)用RFID時(shí)必須面對的幾個(gè)問題[M].圖書館論壇，2011，31（2）：79.

[3]中華物聯(lián)網(wǎng).2011我國RFID與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)十大看點(diǎn).2012.1.5.

[4]李星光.RFID文獻(xiàn)智能管理系統(tǒng)在深圳圖書館的應(yīng)用.RFID世界網(wǎng)2010-11-10.