基于RFID的智慧圖書館管理系統(tǒng)建設(shè)方案研究?

崔海蘭 郭金子 譚光德

（遼寧大學(xué)圖書館，遼寧 沈陽 110036）

1 圖書館引進物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)常遇到的問題

國家發(fā)布的《中國射頻識別（RFID）技術(shù)政策白皮書》，明確指出建立公共服務(wù)體系，使RFID信息資源的組織、管理和利用更為深入和廣泛。2007年信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布《800/900MHz頻段射頻識別（RFID）技術(shù)應(yīng)用規(guī)定（試行）》（信部無[2007]205號），對RFID的使用進行了詳細的規(guī)定，顯示了國家對RFID的應(yīng)用高度重視、大力推廣。

2005年以來國內(nèi)外已經(jīng)有很多圖書館引進了RFID系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智慧圖書館的優(yōu)點是不言而喻的，但是現(xiàn)階段各圖書館引進物聯(lián)網(wǎng)絕不能盲目。首先，雖然RFID標簽的價格已經(jīng)降至1元左右，但是采購數(shù)量動輒以百萬計，加上配套的軟件和硬件的費用，投資是十分巨大的。其次系統(tǒng)安裝部署需要架設(shè)網(wǎng)絡(luò)、開孔走線，涉及館舍建筑的預(yù)留和改造，需要一個較長的周期。第三，軟硬件調(diào)試完成后，需要將館藏書籍下架逐本粘貼標簽并進行標簽轉(zhuǎn)換后的重新上架，這個過程工作量很大，必定會影響正常的開館借閱工作。所以，建設(shè)之前需要充分調(diào)研、周密分析、統(tǒng)一規(guī)劃、逐步實施。

2 基于RFID的智慧圖書館管理系統(tǒng)建設(shè)方案

基于RFID的智慧圖書館管理系統(tǒng)建設(shè)是一項復(fù)雜而具體的工程，從設(shè)備的調(diào)研采購、覆蓋全館的網(wǎng)絡(luò)搭建、館藏書籍標簽的粘貼轉(zhuǎn)換，到各個子系統(tǒng)的安裝調(diào)試以及與館藏綜合系統(tǒng)的融合都需要精心組織和嚴格實施。

2.1 調(diào)研采購

圖書館如果計劃引進RFID系統(tǒng)，首先需要立足本館實際情況，規(guī)劃建設(shè)后的使用效果，主要包括：確定業(yè)務(wù)流程，確定采用哪家廠商的產(chǎn)品、標簽的類型以及哪些圖書粘貼RFID標簽。

引入RFID系統(tǒng)后，現(xiàn)有的工作流程勢必會發(fā)生一定改變，工作內(nèi)容會有部分增加。采購來的圖書經(jīng)過傳統(tǒng)加工之后還需要進行RFID標簽的粘貼與數(shù)據(jù)著錄。讀者證也可以采用RFID卡片，這樣借書和還書的流程將大大簡化，借書時讀者只需在借書工作站先刷自己的讀者卡，然后將要借的圖書進行掃描，最后確定即可。還書的過程和借書過程基本類似，這種模式下完全可以嘗試圖書的自助借閱和歸還，減少人工干預(yù)的次數(shù)，大幅提高效率。圖書的安全則由RFID智能門禁來保證，未經(jīng)正常手續(xù)借閱的圖書在通過門禁時會報警提示。圖書進行盤點或者下架時，可以通過智能盤點車來完成，工作人員只需將多層智能盤點車從書架一頭推至另一頭，該書架上的所有圖書就可以盤點完成，生成排架信息和統(tǒng)計表格。如果需要進行圖書剔舊工作，只需輸入剔舊的標準，盤點系統(tǒng)即可自動將符合的圖書顯示出來，工作人員以此為依據(jù)進行剔舊下架工作。

確定使用哪家廠商的產(chǎn)品時，需要考慮廠商規(guī)模，產(chǎn)品功能、性能價格以及市場占有情況，宜采用成熟的產(chǎn)品和解決方案。RFID標簽常用的有高頻和超高頻兩種：高頻存儲容量大但讀取速度較超高頻慢，而且體積較大，價格高；超高頻標簽存儲容量較高頻標簽小，但讀取速度快，價格較低。各個圖書館可根據(jù)本館的實際情況進行選擇。基于RFID的智慧圖書館管理系統(tǒng)需要采購的標簽有圖書標簽、書架標簽和讀者卡標簽3個種類。圖書標簽粘貼在圖書頁中或者封底內(nèi)，粘貼時既要隱蔽不易被破壞還要注意美觀且不影響閱讀；書架標簽是為了防止金屬書架對標簽產(chǎn)生干擾而經(jīng)過特殊封裝的RFID標簽，粘貼在書架每格的隔板上用于定位圖書的位置；讀者卡標簽用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的圖書證或者讀者卡，可以較遠距離地識別讀者身份信息，以此實現(xiàn)讀者流量統(tǒng)計及自動借還書等服務(wù)。

哪些圖書納入RFID的智慧圖書館管理系統(tǒng)的管理關(guān)系到標簽的采購數(shù)量及標簽的粘貼順序。開架書庫和基藏書庫的圖書一般都要粘貼標簽進行管理，古籍由于其珍貴性和脆弱性不適合直接粘貼標簽，可以在其裝具上粘貼標簽。期刊和報紙由于不外借并且更新頻率快，可以先不粘貼標簽，待轉(zhuǎn)為過刊裝訂上架前進行標簽的粘貼。

2.2 建設(shè)覆蓋全館的網(wǎng)絡(luò)

覆蓋全館的高速網(wǎng)絡(luò)是智慧圖書館建設(shè)的基礎(chǔ)，也是最核心的內(nèi)容。該網(wǎng)絡(luò)采用樹形結(jié)構(gòu)，核心節(jié)點位于中心機房，應(yīng)采用兩臺高性能核心交換機作冗余備份，以保證網(wǎng)絡(luò)的實時可用。各個樓層設(shè)置弱電井，樓層交換機與核心交換機使用兩對多模光纖連接，樓層交換機到各個終端點位采用低煙無鹵六類雙絞線，速度能夠達到千兆。終端網(wǎng)絡(luò)點位應(yīng)多做預(yù)留，盡量避免設(shè)備安裝后由于距網(wǎng)口遠而走明線，部分隱蔽區(qū)域或房間的中心位置可在地面開槽走線并預(yù)埋地盒。對于走線困難的區(qū)域可采用無線網(wǎng)絡(luò)，在天花板內(nèi)架設(shè)弱電線槽走線，每隔一定的距離留一個網(wǎng)點，作為無線網(wǎng)的熱點。在設(shè)計和施工中需要注意強電點和弱電點相匹配，即每個網(wǎng)點旁邊需要設(shè)置相應(yīng)的五孔電源插座，保證設(shè)備能夠就近取電。另外在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中宜采用統(tǒng)一品牌的交換設(shè)備，避免各個廠商的設(shè)備由于默認參數(shù)不同，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)生成樹混亂問題而造成網(wǎng)絡(luò)不通或者速度達不到設(shè)計要求。

覆蓋全館的高速網(wǎng)絡(luò)可以通過路由器或者防火墻的地址轉(zhuǎn)換功能聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)需要購置必要的安全設(shè)備保證網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的安全可用，安全設(shè)備包括防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫審計系統(tǒng)等。網(wǎng)絡(luò)建成之后就可以進行RFID各個子系統(tǒng)的安裝與調(diào)試工作。

2.3 各個RFID子系統(tǒng)的安裝調(diào)試

基于RFID的智慧圖書館管理系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，使用RFID等技術(shù)進行圖書的管理，需要相應(yīng)的軟硬件支持。除了交換機和安全設(shè)備外還須購置服務(wù)器用于應(yīng)用軟件的部署。服務(wù)器至少需要兩臺，一臺作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，另一臺作為應(yīng)用服務(wù)器，如果資金允許應(yīng)增加服務(wù)器的數(shù)量，將各個子系統(tǒng)單獨部署到獨立服務(wù)器上，可以保證系統(tǒng)運行的速度和穩(wěn)定性。系統(tǒng)軟件需要采購數(shù)據(jù)庫和操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器建議使用Linux操作系統(tǒng)并安裝Oracle數(shù)據(jù)庫管理軟件，應(yīng)用服務(wù)器多采用Windows Server操作系統(tǒng)。

基于RFID的智慧圖書館管理系統(tǒng)一般包括標簽轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)、自動借/還書子系統(tǒng)、圖書清點子系統(tǒng)、圖書安全監(jiān)測子系統(tǒng)、Web發(fā)布子系統(tǒng)和智能鑰匙管理系統(tǒng)，各圖書館可根據(jù)自身情況選擇所需系統(tǒng)。

標簽轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)是在系統(tǒng)中設(shè)立標簽轉(zhuǎn)換平臺，即建立一個電子標簽與圖書信息關(guān)聯(lián)的平臺，將電子標簽的信息傳遞到計算機軟件平臺，自動將電子標簽、數(shù)據(jù)庫、圖書關(guān)聯(lián)到一起。標簽轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)安裝時主要涉及RFID桌面式讀寫器的安裝，RFID桌面式讀寫器通過USB連接線與電腦連接并將電腦聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)，即可通過自帶的標簽轉(zhuǎn)換軟件進行工作。

自動借/還書子系統(tǒng)安裝在借書處和還書處，其安裝方式和標簽轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)一致，但考慮到美觀和工作方便，可以在工作臺開口，將RFID桌面式讀寫器嵌入到桌面中，方便圖書的掃描。

圖書清點子系統(tǒng)即RFID移動工作站，分為單層盤點和多層盤點兩種，可對RFID標簽進行非接觸式閱讀，快速識別粘貼在圖書上的RFID標簽以及粘貼在架位上的RFID層標。系統(tǒng)支持書架位置圖形化顯示，具有上架引導(dǎo)、順架、盤點、倒架、錯架圖書定位及提示功能。系統(tǒng)天線采用折疊型設(shè)計，可方便清點擱置在高處的圖書。系統(tǒng)具有無線網(wǎng)絡(luò)連接功能并自帶電池，單次充電連續(xù)工作時間不少于4小時，工作人員通過觸摸屏進行操作。圖書清點子系統(tǒng)安裝時只需要在待盤點區(qū)域設(shè)置無線網(wǎng)絡(luò)即可。

圖書安全監(jiān)測子系統(tǒng)又稱RFID安全門禁，對貼在圖書上的RFID標簽進行非接觸式監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)圖書未經(jīng)授權(quán)離開庫房或指定借閱區(qū)時自動報警，并將報警信息上傳至管理中心。RFID安全門禁可以安裝在圖書館的主入口，用于防盜并可以通過掃描RFID讀者卡進行來館讀者統(tǒng)計，在各個閱覽室、書庫的門口也應(yīng)安裝RFID安全門禁?？紤]到讀取效果，RFID安全門禁安裝時兩側(cè)的門禁間距應(yīng)小于1.4米，門禁兩邊需要在地面預(yù)留電源和網(wǎng)線地盒，兩個門禁之間也需要在地面開槽，預(yù)埋管徑3～4厘米的鍍鋅穿線管，穿線管內(nèi)需要穿電源線、網(wǎng)線和USB線各一根，穿線完成后要將地面恢復(fù)并打磨。

Web發(fā)布子系統(tǒng)為Browser/Server結(jié)構(gòu)，為讀者提供快捷、方便的查詢方式。讀者可根據(jù)圖書題名、責任者、索書號、主題詞等檢索條件進行模糊查詢與多級查詢，不但能夠查詢到圖書的詳細信息，還能圖形化顯示、定位圖書所在書架位置。Web發(fā)布系統(tǒng)可作為圖書館網(wǎng)站的一個子鏈接，為讀者提供更為個性化的圖書檢索查詢方式，提高圖書館人性化服務(wù)水平。Web發(fā)布子系統(tǒng)只需要在服務(wù)器中安裝相應(yīng)的軟件和數(shù)據(jù)庫即可。

智能鑰匙管理系統(tǒng)是通過射頻的方式將RFID識別碼傳輸?shù)娇刂平K端，鑰匙孔有機械鎖定功能，只有被授權(quán)的管理人員才能解鎖取出，實現(xiàn)了鑰匙取/還信息遠程控制的功能，還可查詢、追蹤鑰匙使用情況。智能鑰匙管理系統(tǒng)的安裝比較簡單，使用四顆膨脹螺絲將鑰匙箱固定在墻上即可，鑰匙箱下方要有預(yù)留的電源插座和網(wǎng)線插口。

2.4 為館藏圖書粘貼標簽并進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

標簽轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)的軟硬件安裝完成后就可以大批量為館藏圖書粘貼標簽并進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，這個過程工作量巨大，既要保證標簽粘貼的質(zhì)量和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的準確，又要盡量不影響正常開館。對到館新書可在驗收過程中直接粘貼標簽轉(zhuǎn)換后納入RFID系統(tǒng)管理；對架上圖書，應(yīng)先把利用率較高的開架閱覽室圖書納入系統(tǒng)的管理，可以集中人力以書架為單位，快速地逐架粘貼書標簽和書架標簽并進行數(shù)據(jù)登記，每個閱覽室的所有圖書都粘貼并登記完成后，使用圖書清點子系統(tǒng)生成閱覽室藏書信息。開架閱覽室標簽粘貼完成后，可繼續(xù)進行閉架圖書和期刊合訂本的標簽粘貼與登記工作。圖書標簽粘貼的同時可以同步開始讀者卡的更換工作，用封裝了RFID的卡片替換傳統(tǒng)的讀者卡并進行讀者信息的更新。

2.5 RFID系統(tǒng)與館藏管理軟件的融合

RFID系統(tǒng)與館藏管理軟件通常不是由同一軟件公司開發(fā)，所以需要將兩個系統(tǒng)進行無縫融合，定義好兩個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享及功能聯(lián)動。RFID廠商需要提供RFID測試標簽和桌面讀寫器等相關(guān)硬件設(shè)備用于開發(fā)調(diào)試，并提供硬件設(shè)備的相關(guān)說明文檔、設(shè)備的SDK、API調(diào)用接口及常用開發(fā)語言調(diào)用的Demo。除此之外，還需要提供RFID管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的相關(guān)表信息、表結(jié)構(gòu)以及館藏系統(tǒng)與RFID管理系統(tǒng)進行交互功能的接口屬性。兩個軟件融合完成后應(yīng)由同一界面進行操作，避免程序間的切換，經(jīng)過嚴格的測試和試運行后基于RFID的智能圖書館管理系統(tǒng)即可正式上線運行。

3 智慧圖書館可以擴展的功能

智慧圖書館除了上述基于RFID的各個應(yīng)用子系統(tǒng)外，還可以根據(jù)本館使用中的經(jīng)驗進行不斷探索。智慧圖書館可以采用電子圍欄技術(shù)，對進入覆蓋區(qū)域的手機進行特征信息的全面采集和檢測，如果是本館注冊讀者可以通過短信、微信以及其他信息推送方式與讀者進行溝通，隨時隨地提供及時服務(wù)；還可以將館藏系統(tǒng)與智能書架、智能密集架相結(jié)合，當讀者在系統(tǒng)中檢索到圖書，可通過指示裝置引導(dǎo)讀者找到該書的位置，甚至通過智能傳輸系統(tǒng)將圖書快速運送到讀者手中。除此之外，還可以在網(wǎng)上建立虛擬圖書館，通過3D動畫的效果使讀者足不出戶就可以了解圖書館的每個細節(jié)，并能方便地進行閱覽和借書操作?？傊腔蹐D書館有著廣闊的發(fā)展前景，等待圖書館人不斷探求。

[1]劉紹榮，等.RFID在圖書館使用現(xiàn)狀分析[J].大學(xué)圖書館學(xué)報，2011（1）：83-86.

[2]王世偉.論未來圖書館的新模式——智慧圖書館[J].圖書館建設(shè)，2011（12）：1-5.

[3]孔曉波.物聯(lián)網(wǎng)概念和演進路徑[J].電信工程技術(shù)與標準化，2009（12）：12-14.

[4]王莉.圖書館RFID標簽應(yīng)用比較研究[J].圖書館理論與實踐，2013（3）：89-91.