“RFID手機”在圖書館應用的構想與分析

陳海欽（溫州市少年兒童圖書館　浙江溫州　325000）

“RFID手機”在圖書館應用的構想與分析

陳海欽
（溫州市少年兒童圖書館浙江溫州325000）

文章簡要介紹了RFID基本原理和RFID手機的基本概念，通過對國內外RFID手機技術現狀與發(fā)展趨勢的分析，提出未來RFID手機應用于圖書館的構想與展望，研究分析了RFID手機在圖書館實現身份認證、不同RFID頻率之間的館際通借、讀者隨時隨地自助借書、手機支付、圖書定位、圖書狀態(tài)處理、讀者狀態(tài)分析等功能，最后總結了RFID手機發(fā)展目前存在的主要問題。

RFID； RFID手機； 圖書館； 自助借書

1　引言

當前，手機應用于圖書館智能化管理的方案大概有以下3種：①二維條形碼識別（2D Barcode）。②近場通訊技術（Near Field Communication， NFC）。③RFID（Radio Frequency Identification，無線射頻識別）手機。前兩種方案已有圖書館開始實踐應用，而RFID手機應用于圖書館的研究文獻與實踐案例仍不多見。試想一下，如果將手機做成RFID讀寫器，那么它的用途將會有多大？

RFID技術作為新一代智能化管理手段，通過近幾年在圖書館的廣泛應用，大大改善了圖書館基于條形碼管理模式下傳統業(yè)務的工作流程，利用多目標識別和可重復讀寫的技術優(yōu)勢，實現了讀者自助借閱、圖書定位和圖書采訪、典藏、流通批處理等功能，降低了人工操作失誤率，提高了圖書館的工作效率和服務水平，深得廣大讀者和圖書管理人員的好評。但是讀者仍需排隊依次使用廠家提供的自助借閱機完成借還書等功能的操作，仍然具有局限性。與此同時，手機的功能也發(fā)生了重大的轉變，不僅僅是打電話、發(fā)短信，目前的智能手機可以無線上網、全球定位，甚至包括RFID等功能。根據目前手機的高普及率來看，手機無疑是RFID最佳載體，通過RFID與手機的整合應用于圖書館管理，將是可行且有現實意義的發(fā)展方向。

2　RFID與RFID手機的基本概念

2.1RFID技術

RFID是一種非接觸式無線射頻的自動識別技術，即通過微波射頻信號進行自動識別目標對象并獲取相關數據的技術。它是一種快速、遠距離的自動識別技術，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境［1］。運用RFID技術，使圖書的自助借還、防盜、定位、盤點、檢索、自動分揀均通過電子標簽完成，圖書管理更加智能化、高效化。

2.1.1RFID的工作原理

RFID系統由射頻電子標簽（Tag）、讀寫器或閱讀器（Reader）以及應用系統（包括連接線路）3部分構成。其基本工作原理是讀寫器向電子標簽發(fā)送射頻信號，電子標簽進入射頻信號的識別區(qū)域后將產生感應電流從而獲得能量，并將電子標簽信息通過嵌入式天線發(fā)送出去，讀寫器將電子標簽信息利用解碼板進行解碼，再通過網絡或RS232等接口將標簽信息傳送到計算機［2］。

2.1.2RFID 的工作頻率

RFID標簽的工作頻率可分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）和微波（MW）等。低頻（頻率范圍為30～300kHz），最常用的是125kHz，主要用于門禁管理和動物追蹤等；高頻（頻率范圍為3～30MHz），最常用的是13.56MHz±7kHz，主要用于智能卡、物品追蹤和圖書管理等；超高頻（頻率范圍為300MHz～2GHz），常用的是433MHz和866～960MHz，主要用于物品追蹤和集裝箱運輸等，現在也用于圖書管理；微波（頻率大于2GHz），最常用的是2.45GHz和5.8GHz，主要用于停車收費、人員定位管理和行李處理等。

2.2RFID手機的概念

RFID手機，顧名思義是整合RFID讀寫功能的手機，RFID手機直接作為RFID電子標簽和RFID讀寫器使用，其結構如圖1所示。目前，RFID模塊和手機的結合有兩種方案：一種是增加外接設備來實現，一種是直接融入手機硬件和系統。利用外接設備的方法僅是物聯網發(fā)展初級階段的過渡，此種方法具有明顯的劣勢，而將RFID讀寫和智能手機合二為一是未來的大趨勢。也許不遠的將來，手機、平板電腦等隨身攜帶的電子產品都將具備讀寫RFID電子標簽的功能。手機直接作為RFID系統讀寫設備之一應用于圖書館，能夠滿足讀者和圖書管理人員隨時隨地完成圖書館身份認證、借還書等業(yè)務，使得各項業(yè)務變得更加便利和快捷［3］。

圖1　RFID手機結構圖

3　　RFID手機的應用領域

3.1移動通信運營商領域

隨著電子技術的高速發(fā)展，越來越多的功能集成到了手機，如何拓展手機的功能，使得手機能夠服務于移動電子商務、物聯網、媒體廣告等信息化應用，是近年來移動通信領域研究的重點。在國內，從2010年以來，經過幾年的研究、試點，RFID手機技術已經取得突破性的成果并開始商用，目前手機RFID智能卡主要應用于移動支付、校企一卡通、電子票據三大應用領域。為了滿足綜合信息應用發(fā)展的需要，主要朝著RFID和SIM融合，大容量、多應用、高安全、高機卡通信速率等方向發(fā)展［4］。

3.2信息技術制造商領域

2012年，NEC通過大幅縮小讀寫器模塊的體積，使得與主機的接口支持SDIO規(guī)格，并與KDDI合作開發(fā)出了利用一部終端便可讀寫識別主要RFID標簽的“RFID手機”。公司還將提供通過RFID手機讀取RFID標簽，經由手機網絡發(fā)送并管理數據的“移動云服務”。服務主要適用于營業(yè)銷售等外勤、維修、資產管理等用途［5］。在日本，目前大部分手機已經集成了RFID功能。

3.3手機工業(yè)制造商領域

2009年，蘋果公司申請的其中一項專利是在手機的面板上集成RFID閱讀器，也就是iPhone手機集成了RFID［6］。2011年，蘋果公司申請RFID專利成功獲批，這一專利的申請成功預示著此后的iPhone等其他移動設備將開始支持RFID通信［7］。

據了解，目前國內首部物聯網手機已經由青島金弘測控技術發(fā)展有限公司推出，已完成在工信部的備案，并通過了國家各相關部門的檢測，得到了相關認證。該手機采用了適用性更廣的Android系統，內置RFID讀寫模塊，支持ISO14443和ISO15693雙標準，在讀寫信息的同時還可以作為卡來使用［8］。深圳市易路之源電子公司推出了一款集成UHF RFID功能的雙卡雙待手機，能支持讀寫符合ISO18000-6C（EPC G2）協議的電子標簽，操作系統采用Android 4.1。

4　RFID手機在圖書館的應用

RFID手機要基于RFID智能化管理系統，協同圖書業(yè)務管理系統和手機圖書館等綜合應用系統，才能真正實現在圖書館的應用。讀者在圖書館提供的手機圖書館，如圖書館手機APP、微信公眾平臺、WAP手機網站等移動終端系統平臺或者通過圖書館指定窗口的人工操作，讀取手機內置RFID電子標簽和讀寫模塊不可改寫的唯一序列號，并綁定讀者證號，讓RFID手機真正成為讀者身份憑證和圖書終端讀寫器，主要能實現的功能包括： 身份認證、館際通借、自助借書、手機支付、圖書定位、圖書狀態(tài)處理、讀者狀態(tài)處理等。

4.1身份認證

電子標簽最大的存儲量可以達到兆字節(jié)，因而可輕易存儲個人的身份標識信息和圖書的詳細信息，通過RFID讀寫器可以讀取讀者綁定的RFID手機標簽信息進行身份識別認證業(yè)務，而電子標簽的序列號是唯一的，可以保證讀者身份的可認證性和完整性，達到手機替代卡片讀者證的目的。圖書館可以選擇符合ISO14443等通訊協議作為綁定RFID手機的前置條件，提高數據安防要求。

4.2館際通借

首先由圖書館業(yè)務決定，圖書館針對RFID手機只開通借書權限，防止讀者將圖書帶離圖書館時自己完成還書操作，導致圖書的流失，還書操作只能在圖書館所提供固定場所的RFID設備或者服務窗口完成。目前，不同頻率的RFID智能化圖書館之間還無法實現通借通還，如溫州市圖書館和溫州市少年兒童圖書館雖然采用同一家公司的圖書業(yè)務管理系統，但是RFID分別采用了高頻和超高頻，讀者無法在兩家圖書館交叉使用自助借閱實現通借通還。將來RFID手機或者RFID讀寫設備可以讀寫各種頻率的RFID電子標簽，那么就能解決不同頻率RFID智能化圖書館之間無法通借通還的問題。

4.3自助借書

讀者攜帶RFID手機可實現隨時隨地自助借書，無需排隊使用固定位置的自助借閱機完成借書操作，這也是RFID手機在圖書館應用的最主要亮點和便利。因為RFID手機不僅作為電子標簽被RFID讀寫器讀取信息，其本身也同時具備讀寫RFID電子標簽的功能?？梢宰x取圖書電子標簽的館代碼、館藏代碼、流通標識、館藏流水號（條碼號）、圖書描述和EAS防盜位等存儲內容，但是唯一可改寫的只有EAS防盜位信息。EAS防盜位表示圖書借還狀態(tài)，如00代表在館，01代表借出。RFID手機只能通過借書功能，實現EAS防盜位的自動改寫。RFID手機自助借書時，只能將圖書借到自己綁定的讀者證上，而無法將圖書借到其他未綁定的讀者證上，自助借書步驟如下：①在RFID手機上，登錄手機圖書館綁定讀者證（綁定一次即可）；②讀者查找圖書；③打開手機圖書館借書功能；④使用RFID手機感應觸發(fā)圖書電子標簽；⑤完成借閱手續(xù)。⑥完成借閱登記的同時改寫EAS防盜位，標識圖書當前狀態(tài)為借出。RFID手機自助借書流程如圖2所示。

圖2　RFID手機自助借書流程圖

4.4手機支付

當RFID手機作為身份標識時，必定采取實名制。RFID手機具有安全性、個人性和可控性，又是身份標識的天然載體，勢必受到銀行的親睞，從而集成銀行卡的功能。而多數圖書館為了保證圖書的有效流通性，針對圖書過期未還的讀者，仍然可采取象征性“交納逾期費”的管理手段，讀者可以使用RFID手機內置的離線電子錢包完成逾期費的支付。

4.5圖書定位

讀者可以采取優(yōu)先局部搜索定位方法，即通過OPAC檢索系統查找圖書的書架號，打開RFID手機的圖書定位掃描功能，設定目標圖書的條碼號，通過RFID無線射頻技術，在目標書架范圍內，檢測目標條碼號所關聯的電子標簽。當接收到目標圖書電子標簽信號時，定位系統查找到圖書的空間信息后，將空間信息轉換為簡單的圖形信息，反饋到手機屏幕，以方便讀者快速找到所需圖書［9］。

4.6圖書狀態(tài)處理

當前RFID智能化圖書館的工作人員，對圖書的典藏、排架、盤點、定位、剔除等狀態(tài)的處理都是通過配套的RFID讀寫器或便攜式讀寫器進行操作。而RFID手機就相當于目前的便攜式讀寫器，工作人員在書庫中，隨時隨地根據圖書的實際情況完成各種狀態(tài)的處理，不需要另外購置價格昂貴的便攜式讀寫器。

4.7讀者狀態(tài)分析

通過RFID手機可以實現對讀者的定位、考勤和人數等狀態(tài)數據的分析和統計。①定位：在RFID智能圖書館建筑內安裝RFID接收器，只要讀者一進到圖書館RFID接收器范圍內，就可以通過RFID后臺精確查看和分析讀者當前的位置。如果圖書館設有特殊讀者服務職能（比如殘疾人讀者服務），只要該讀者一進入圖書館大門，立刻提醒職能部門為該讀者提供人性化服務。②考勤：對報名參加閱讀活動的讀者，不需要再通過人工點名的方式進行考勤，只需讀者持RFID手機到達活動場地，通過預先安裝好的RFID接收器，收集在場的RFID手機信息，核對報名記錄，能自動快速地做好考勤登記工作，如發(fā)現未到讀者，再通過短信平臺或手機圖書館終端服務平臺通知讀者。③人數統計：通過RFID接收器接收RFID手機信息，能快速統計在圖書館各個活動區(qū)域的讀者人數。

5　RFID手機存在的主要問題

盡管移動通訊運營商、信息技術制造商和手機工業(yè)制造等領域借助移動電子商務的熱潮，在RFID手機的研發(fā)上取得了一定的成果，并不斷涌現實際應用案例，但是RFID手機的研究剛剛啟動，仍然存在不少問題。

5.1標準不統一，兼容各種工作頻率難度大

標準不統一首先表現在RFID工作頻率不統一，目前主要應用于圖書館的是高頻和超高頻，但作為RFID手機來說，兼容各種RFID頻率更具有應用推廣價值，由于工作模式的不同，RFID業(yè)務模式、商務模式和產業(yè)鏈合作關系比較復雜，兼容各種工作頻率難度比較大。雖然說NEC公司已經研發(fā)出讀取世界上主要RFID頻率的RFID手機，但短期難以規(guī)模化商用，只有成為主流移動網絡供應商和手機制造商的標準配置，才能實現RFID手機的大眾化應用［10］。目前國家已經著手制定移動支付的國家標準，綜合考慮技術成熟度、安全性、專利保護、產業(yè)鏈狀況等多種因素后，國家標準一旦制定，現有各手機 RFID技術解決方案將逐步統一和融合［11］。

5.2容量需求大，承載多種行業(yè)應用困難多

RFID手機大眾化應用的前提，需要同時提供通信、金融、公共服務、商業(yè)和個人信息等多方應用。承載多應用的前提條件，就要求RFID手機內置的電子芯片容量比較大，目前的芯片容量可能還難以滿足承載各種應用的需求。對多類應用進行科學規(guī)劃和管理，保障應用之間的靈活加載和轉換，保證互不影響也有困難。

5.3體積需求小，壓縮各類應用模塊技術難

當前用戶對于手機體積的要求越來越挑剔，對手機厚度的要求越來越薄，而目前RFID的讀寫模塊都普遍偏大。將RFID讀寫模塊和其他應用模塊同時集成到手機里，實現功能互不干擾，RFID讀寫模塊微小化技術要求高，難度大。

5.4安全系統高，融合多家安全標準問題多

RFID手機應用于個人身份認證、金融等領域時，安全是關鍵要素。各行業(yè)，包括圖書館在內，都有一套安全密鑰體系，這就需要在多應用之間建立安全機制，同時要求RFID手機具備安全域管理的功能，但是標準制定和管理程序開發(fā)比較困難。

6　結語

日趨低廉與方便的RFID產品在圖書館的大量應用，已經大大改變了圖書館的傳統業(yè)務模式。雖然目前RFID與手機的整合技術尚有一些潛在問題，但科技的發(fā)展日新月異，相信克服RFID手機的各種問題指日可待。未來RFID手機技術更加成熟后，價格肯定降到大眾所能接受的范圍之內。RFID手機將走進日常生活當中，并應用于圖書館，為廣大讀者帶來更便利的閱讀生活，讓讀者與圖書之間更具實時性與互動性。

［1］劉巖.RFID通信測試技術及應用［M］.北京：人民郵電出版社，2010：1-3.

［2］陳海欽.RFID無線射頻技術在圖書館的應用分析［J］.農業(yè)圖書情報學刊，2011（11）：163-166.

［3］［8］RFID手機［EB/OL］.［2016-03-01］.http：//baike.baidu.com/.

［4］［11］張文安，謝云.手機RFID智能卡現狀分析及發(fā)展趨勢探討［J］.廣東通信技術，2010（10）：9-14.

［5］［10］NEC談支持三頻讀寫的“RFID手機”［EB/OL］.［2015-08-07］.http：//www.50cnnet.com/content-100-15186-1.html.

［6］蘋果正在申請三項技術專利或將用于4G iPhone［EB/OL］.［2015-07-08］.http：//www.rfidinfo.com.cn/Info/html/n13752_1.htm. ［7］申請RFID專利成功，未來iPhone或內置［EB/OL］.［2015-04-21］.http：//digi.tech.qq.com/a/20110421/000199.htm.

［9］許萍華.手機圖書館利用射頻識別技術實現圖書定位功能［J］.圖書館建設，2011（1）：108-110.

Conception and Analysis of the Application of RFID Mobile Phone in Library

This paper provides a brief introduction of RFID basic principles and concept of RFID mobile phone，analyzes RFID mobile phone technology and its development trend at home and aboard，conceives the application of RFID mobile phone in library in the future，discusses RFID phone functions of identity authentication，interlibrary borrowing for different frequencies，self-check borrowing at anytime anywhere，mobile payment，book positioning，book state handling and reader state analysis，and finally，summarizes main problems of RFID mobile phone development at present.

RFID；RFID mobile phone；library；self-check book borrowing

G250.7

A

陳海欽（1983-），男，溫州市少年兒童圖書館副研究館員。

2016-03-02