淺談RFID應(yīng)用實(shí)踐
——以上海浦東圖書(shū)館為例

滕思琦，王燕君

(上海浦東圖書(shū)館，上海 201204)

近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到了我國(guó)各行各業(yè)的關(guān)注，作為新一代數(shù)字信息技術(shù)的集成和運(yùn)用，它的發(fā)展對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。“十二五”時(shí)期，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)得到了迅速的發(fā)展，成為全球物聯(lián)網(wǎng)為數(shù)不多的活躍地區(qū)之一?！笆濉睍r(shí)期，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，創(chuàng)新作為發(fā)展的第一動(dòng)力，同時(shí)促使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，這也成為國(guó)家新一輪發(fā)展的重要戰(zhàn)略。

無(wú)線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,RFID)作為一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，利用射頻信號(hào)空間耦合或反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別，并獲取存儲(chǔ)在其中的相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)管理、物流等領(lǐng)域，大大提高了其管理和運(yùn)營(yíng)效率，并已成為一種重要的智能基礎(chǔ)設(shè)施。

1 RFID技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)圖書(shū)館RFID的應(yīng)用研究是從張厚生，王啟云[1]的《圖書(shū)館服務(wù)的無(wú)線技術(shù)——RFID的應(yīng)用》一文開(kāi)始的，文章初步介紹了RFID的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，以及在圖書(shū)館的應(yīng)用前景。較早研究RFID圖書(shū)館應(yīng)用的還有王若琳[2]的《RFID技術(shù)及其在我國(guó)圖書(shū)館領(lǐng)域的應(yīng)用前景分析》，該文章介紹了RFID在圖書(shū)館領(lǐng)域所具備的優(yōu)越性，以及對(duì)前景的展望分析。

蔡孟欣[3]在《RFID系統(tǒng)對(duì)圖書(shū)館產(chǎn)生的影響》中介紹了RFID技術(shù)在圖書(shū)館中應(yīng)用所帶來(lái)的各方面影響，為圖書(shū)館實(shí)踐應(yīng)用方面提供了參考價(jià)值。李欣榮[4]在《RFID在現(xiàn)代圖書(shū)館管理系統(tǒng)中的應(yīng)用》探討了RFID的技術(shù)特點(diǎn)，以及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。

在國(guó)外RFID技術(shù)的研究中，Erwin[5]寫(xiě)的《圖書(shū)館RFID技術(shù)》、Michael[6]的《美國(guó)圖書(shū)館協(xié)會(huì)在波士頓的冬季年會(huì)上的技術(shù)討論匯總》都是對(duì)圖書(shū)館RFID技術(shù)理論方面的討論，主要是包括技術(shù)的概念、工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)等。Steven[7]寫(xiě)的《RFID：無(wú)線射頻識(shí)別》，主要對(duì)RFID技術(shù)的工作原理、標(biāo)準(zhǔn)及其各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用情況進(jìn)行了闡述，為圖書(shū)館領(lǐng)域應(yīng)用RFID提供了非常重要的參考。Coyle[8]的《圖書(shū)館RFID的管理》一文中指出圖書(shū)館RFID的應(yīng)用要綜合考慮各個(gè)圖書(shū)館的實(shí)際館情、管理模式等因素來(lái)確保RFID的成功應(yīng)用。

RFID技術(shù)在圖書(shū)館領(lǐng)域得到實(shí)踐應(yīng)用是在1998年，新加坡國(guó)家圖書(shū)館首次在全球圖書(shū)館業(yè)界采用了該技術(shù)。在國(guó)內(nèi)，2006年深圳圖書(shū)館作為我國(guó)國(guó)內(nèi)第一家大規(guī)模采用該技術(shù)的公共圖書(shū)館，為國(guó)內(nèi)圖書(shū)館應(yīng)用RFID技術(shù)提供了有建設(shè)性的參考[9]。RFID技術(shù)現(xiàn)階段主要的應(yīng)用功能有自助借還、自助辦證、自動(dòng)分揀、自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)、防盜管理、閱覽室管理等等，這些都是圖書(shū)館在圖書(shū)流通領(lǐng)域的一般基本應(yīng)用，并沒(méi)有充分挖掘出該技術(shù)更深層次的應(yīng)用價(jià)值。

2 RFID應(yīng)用實(shí)踐——以上海浦東圖書(shū)館為例

2.1 RFID技術(shù)實(shí)踐思路

上海浦東圖書(shū)館新館于2010年建成，館舍面積達(dá)60 000m2，分為地下兩層和地上六層，館內(nèi)閱覽和圖書(shū)借閱區(qū)域主要分布于2層-6層空間，由于館舍面積較大，各閱覽區(qū)和借書(shū)區(qū)域直接相通，對(duì)書(shū)架實(shí)行開(kāi)架式管理。這就對(duì)圖書(shū)館的門(mén)禁和防盜系統(tǒng)提出了相對(duì)高的要求，既要不影響到讀者在圖書(shū)館的體驗(yàn)，又要兼顧圖書(shū)防盜的需求。圖書(shū)館采用了基于RFID技術(shù)開(kāi)發(fā)的上海阿法迪智能標(biāo)簽系統(tǒng)有限公司的產(chǎn)品和系統(tǒng)，也是國(guó)內(nèi)較早使用RFID技術(shù)的公共圖書(shū)館?；赗FID技術(shù)開(kāi)發(fā)使用了館藏管理系統(tǒng)，并不斷完善各項(xiàng)使用功能，有效加速了圖書(shū)的流通，減少了一線借還館員的工作壓力，并能更好地做好后臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，做到糾紛回查等工作。

2.2 RFID應(yīng)用實(shí)踐

2.2.1 RFID系統(tǒng)組成

RFID系統(tǒng)主要的組成部分為電子標(biāo)簽(Tag)、讀寫(xiě)器(Reader)、天線(Antenna)和中間件[10]。

2.2.1.1 電子標(biāo)簽(Tag)。電子標(biāo)簽，是RFID技術(shù)的核心，由收發(fā)天線、儲(chǔ)存識(shí)別信息的芯片和電路組成。按照工作頻率可分為低頻、高頻、超高頻和微波頻段4種，根據(jù)圖書(shū)館工作的特點(diǎn)，一般選擇高頻和超高頻電子標(biāo)簽，高頻的工作頻率在3MHz-30MHz,典型工作頻率為13.56MHz;超高頻工作頻率在300MHz-3GHz,典型工作頻率為860MHz-960MHz之間。根據(jù)曾頻、高飛12等對(duì)207個(gè)使用RFID技術(shù)的圖書(shū)館研究來(lái)看，有75.36%使用高頻技術(shù)，24.36%使用超高頻技術(shù)。

2.2.1.2 讀寫(xiě)器。即射頻標(biāo)簽讀寫(xiě)設(shè)備，主要功能是負(fù)責(zé)讀寫(xiě)射頻標(biāo)簽中的信息，根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)功能也被稱(chēng)為：閱讀器(Reader)、查詢(xún)器(Interrogator)、通信器(Communicator)、掃描器(Scanner)等，通過(guò)讀寫(xiě)器上的信號(hào)接收器接收來(lái)自標(biāo)簽上的已編碼信號(hào)，對(duì)其認(rèn)證識(shí)別信息進(jìn)行解碼，將認(rèn)證識(shí)別信息連同標(biāo)簽上的其他信息傳輸?shù)街鳈C(jī)進(jìn)行處理。

2.2.1.3 中間件。中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)軟件，如圖1所示。它可以為各種應(yīng)用和系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)維護(hù)提供支持環(huán)境，建立在服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上，用于網(wǎng)絡(luò)間通信。中間件的存在使得RFID系統(tǒng)可以方便地和各類(lèi)圖書(shū)管理系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，完成圖書(shū)與標(biāo)簽信息之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，使得RFID系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、升級(jí)、維護(hù)更加簡(jiǎn)單高效。

圖1 中間件結(jié)構(gòu)

2.2.2 RFID系統(tǒng)工作流程

圖2 RFID系統(tǒng)工作原理

RFID技術(shù)構(gòu)成的要素主要包括：電子標(biāo)簽、讀取器、天線和中間件。上海浦東圖書(shū)館的RFID系統(tǒng)主要可以分為中間件ACS服務(wù)器及使用終端兩大部分，使用終端通過(guò)天線感應(yīng)RFID標(biāo)簽，然后經(jīng)過(guò)閱讀器解析標(biāo)簽信息，上傳到中間件服務(wù)器，再用ACS服務(wù)SIPⅡ協(xié)議和圖書(shū)館圖書(shū)管理系統(tǒng)進(jìn)行訪問(wèn)，完成圖書(shū)與標(biāo)簽信息之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，終端設(shè)備通過(guò)相關(guān)應(yīng)用軟件與中間件ACS服務(wù)協(xié)同工作，完成RFID所需功能。其原理如圖2所示。

2.2.3 服務(wù)應(yīng)用建設(shè)

2.2.3.1 自助借還書(shū)系統(tǒng)。浦東圖書(shū)館館內(nèi)RFID自助借還系統(tǒng)包括：自助借還機(jī)、24h還書(shū)機(jī)、微型圖書(shū)館。這些設(shè)備對(duì)含有RFID標(biāo)簽的圖書(shū)進(jìn)行讀取、識(shí)別和借還處理，讀者可通過(guò)這些設(shè)備進(jìn)行自助式的操作，對(duì)圖書(shū)進(jìn)行一次單本或多本借出和歸還處理，設(shè)備配備了觸摸顯示屏和直觀的按鈕鍵，提供簡(jiǎn)單、易操作的人機(jī)交互過(guò)程(見(jiàn)圖3)。館內(nèi)RFID自助借還設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到中間件，由中間件與圖書(shū)管理系統(tǒng)無(wú)縫連接，協(xié)調(diào)工作。

圖3 自助借還操作流程

2.2.3.2 自助辦證系統(tǒng)。浦東圖書(shū)館采用RFID式自助辦證系統(tǒng)，可以讓讀者不用排隊(duì)等待人工辦證，避免各種煩瑣填表手續(xù)，可實(shí)現(xiàn)人工辦理的各項(xiàng)基本功能，如個(gè)人信息錄入、收款、借書(shū)卡信息錄入、出卡等。設(shè)備通過(guò)內(nèi)置身份證識(shí)別系統(tǒng)，可自動(dòng)識(shí)別二代身份證且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在圖書(shū)管理系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)查重，能有簡(jiǎn)單交互操作供讀者填寫(xiě)辦證信息，如地址及聯(lián)系方式等，系統(tǒng)經(jīng)由圖書(shū)館管理系統(tǒng)進(jìn)行讀者信息登記并同步芯片信息，如今館內(nèi)自助辦證機(jī)已從原IC芯片借書(shū)證升級(jí)到RFID借書(shū)證。內(nèi)置紙幣識(shí)別模塊，可識(shí)別各種新舊人民幣并具備自動(dòng)驗(yàn)鈔功能，其流程見(jiàn)圖4。

2.2.3.3 館員工作站系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一整套對(duì)有RFID標(biāo)簽的圖書(shū)進(jìn)行掃描、識(shí)別、數(shù)據(jù)處理的設(shè)備和系統(tǒng)。主要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串口、USB接口或網(wǎng)絡(luò)接口連接至計(jì)算機(jī)設(shè)備，與圖書(shū)館現(xiàn)有的圖書(shū)管理系統(tǒng)無(wú)縫連接。該工作站系統(tǒng)有進(jìn)行圖書(shū)標(biāo)簽閱讀、編寫(xiě)、改寫(xiě)操作的能力，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽檢驗(yàn)、標(biāo)簽轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換工作量統(tǒng)計(jì)及圖書(shū)借還操作等功能，圖形化的友好操作界面十分方便館員對(duì)相關(guān)功能進(jìn)行操作使用。

圖4 自助辦證流程

3 浦東圖書(shū)館RFID實(shí)踐效果

3.1 自助借還系統(tǒng)，提升讀者體驗(yàn)

浦東圖書(shū)館采用RFID技術(shù)后，隨著自助借還設(shè)備體驗(yàn)的提升，讀者越來(lái)越多地依賴(lài)設(shè)備來(lái)完成圖書(shū)借還及續(xù)借等服務(wù)操作。通過(guò)后臺(tái)統(tǒng)計(jì)，2017年全年自助設(shè)備借書(shū)量占全館借書(shū)90.54%，自助還書(shū)量占全館還書(shū)65.37%，自助續(xù)借占全館續(xù)借85.81%，大大減輕了一線借還館員的工作壓力。另外，由于該館主要外借流通圖書(shū)使用上海圖書(shū)館的系統(tǒng)，造成系統(tǒng)服務(wù)器在上海圖書(shū)館，因此網(wǎng)絡(luò)的通暢對(duì)于RFID系統(tǒng)的穩(wěn)定性非常重要。借還書(shū)的流通信息是通過(guò)專(zhuān)線連接到上圖系統(tǒng)，由于館內(nèi)讀者網(wǎng)絡(luò)、辦公網(wǎng)絡(luò)與RFID系統(tǒng)及一卡通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)混用，會(huì)造成線路帶寬被占導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟包，使用效果不好。經(jīng)過(guò)實(shí)踐將RFID與一卡通系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)隔離，保障了使用的穩(wěn)定，自助設(shè)備使用中的報(bào)錯(cuò)率大大降低，使用效率明顯提高。

3.2 自助辦證系統(tǒng)，加快工作效率

讀者辦證是圖書(shū)館必不可少的服務(wù)項(xiàng)目，浦東圖書(shū)館讀者數(shù)量眾多，高峰節(jié)假日接待新辦證讀者最高超過(guò)200位，每位讀者都需要填寫(xiě)紙質(zhì)辦證申請(qǐng)表，再由館員進(jìn)行信息輸入、核對(duì)、收取押金、辦證等流程，往往造成排隊(duì)現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)后臺(tái)統(tǒng)計(jì)，引入自助辦證機(jī)后，2017年全年自助辦證占全館辦證75.12%，大大縮減了讀者辦證時(shí)間，輸入讀者信息、收取押金、身份證驗(yàn)證這些步驟都通過(guò)辦證機(jī)自動(dòng)完成，減少了館員壓力，也降低了人為出錯(cuò)的概率。

3.3 數(shù)據(jù)查詢(xún)不便,自主開(kāi)發(fā)頁(yè)面

RFID的自助設(shè)備會(huì)將設(shè)備操作記錄通過(guò)中間件日志存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中，技術(shù)人員可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)或后臺(tái)日志查詢(xún)讀者圖書(shū)借還信息，由于數(shù)據(jù)庫(kù)的特殊性和技術(shù)要求，不是所有館員都能做到查詢(xún)操作，而自助機(jī)及中間件日志又查詢(xún)煩瑣，為方便一線館員能夠?qū)崟r(shí)便捷地獲得使用信息，浦東圖書(shū)館聯(lián)合設(shè)備公司搭建了基于中間件日志及數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)網(wǎng)站，登錄網(wǎng)站后可以根據(jù)需求選擇查詢(xún)條件，在選擇需要查詢(xún)的日期后，可按功能查詢(xún)分為借書(shū)、還書(shū)、續(xù)借等，按設(shè)備查詢(xún)可以通過(guò)IP地址指定具體設(shè)備，按圖書(shū)編號(hào)查詢(xún)?cè)搱D書(shū)在查詢(xún)?nèi)掌趦?nèi)的所有流通記錄，按讀者編號(hào)查詢(xún)可以查詢(xún)?cè)撟x者在查詢(xún)?nèi)掌趦?nèi)的借書(shū)、續(xù)借及登錄操作。根據(jù)不同使用部門(mén)的查詢(xún)功能，給予不同的查詢(xún)權(quán)限，減少使用難度。通過(guò)這個(gè)網(wǎng)站，使得館員在發(fā)生讀者糾紛時(shí)可以方便地查詢(xún)讀者操作記錄。

3.4 設(shè)備使用率低，修改提升效果

由于有RFID系統(tǒng)，使得后臺(tái)數(shù)據(jù)能夠精確統(tǒng)計(jì)，運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)浦東圖書(shū)館少兒館讀者使用自助設(shè)備比例少于成人讀者，通過(guò)工作人員一段時(shí)間的觀察，發(fā)現(xiàn)少兒圖書(shū)繪本存在書(shū)本封面薄、厚、大小不一等特性，在借還操作中標(biāo)簽識(shí)別率不高，造成借書(shū)未成功就離館，會(huì)觸發(fā)門(mén)禁系統(tǒng)報(bào)警。針對(duì)此現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)自助機(jī)借還機(jī)進(jìn)行個(gè)性化改造，在借還頁(yè)面增加操作提示語(yǔ)，提醒讀者注意圖書(shū)數(shù)量是否一致，并取消借書(shū)后打印憑條功能，要求讀者查詢(xún)已借圖書(shū)后再打印，讓讀者進(jìn)行二次確認(rèn)所借圖書(shū)是否正確，降低了門(mén)禁系統(tǒng)報(bào)警次數(shù)，少兒館讀者對(duì)自助機(jī)的使用次數(shù)也有顯著提升。

4 遇到的問(wèn)題

雖然RFID技術(shù)為圖書(shū)館多個(gè)方面的工作帶來(lái)了便利，但是在RFID的使用中仍普遍存在一些問(wèn)題。

4.1 安全及防盜問(wèn)題

由于RFID先天的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致標(biāo)簽尺寸大，標(biāo)簽一般貼于圖書(shū)的封面頁(yè)或封底頁(yè)，隱蔽性不佳，盜書(shū)者很容易識(shí)別并撕毀標(biāo)簽，造成門(mén)禁系統(tǒng)無(wú)法響應(yīng)，使得圖書(shū)館造成不必要的損失。

4.2 現(xiàn)有系統(tǒng)的集成問(wèn)題

對(duì)于任何一家圖書(shū)館而言，新系統(tǒng)與舊系統(tǒng)之間的融合集成是非常關(guān)鍵的問(wèn)題。對(duì)于浦東圖書(shū)館而言，RFID系統(tǒng)和自助借還書(shū)系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)、讀者辦證系統(tǒng)，都是各自獨(dú)立的系統(tǒng)，如何整合系統(tǒng)，使得各個(gè)系統(tǒng)之間能夠順暢地運(yùn)行，是圖書(shū)館要考慮的問(wèn)題。浦東圖書(shū)館的圖書(shū)館借還系統(tǒng)是使用上海圖書(shū)館的Horizon系統(tǒng)，硬件設(shè)備是采用阿爾法迪的設(shè)備，如何結(jié)合兩個(gè)不同廠商的技術(shù)和設(shè)備需要圖書(shū)館有能力自行改造和調(diào)試。

4.3 標(biāo)簽損毀問(wèn)題

RFID標(biāo)簽尺寸由于內(nèi)部線圈的存在，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下無(wú)法做到更小，通常是貼在圖書(shū)上的，所以也會(huì)發(fā)生標(biāo)簽頁(yè)折疊擠壓后導(dǎo)致信息不能讀取。同時(shí)，由于標(biāo)簽的面積較大，也會(huì)受到其他無(wú)線電波頻率的影響，另外標(biāo)簽也容易被其他金屬遮擋，從而影響信息讀取的準(zhǔn)確性。

4.4 關(guān)聯(lián)設(shè)備問(wèn)題

在浦東圖書(shū)館的實(shí)際使用中，還存在設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間使用后，天線會(huì)過(guò)熱而導(dǎo)致使用時(shí)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別效率降低，影響讀者操作體驗(yàn)，包括館內(nèi)門(mén)禁系統(tǒng)天線也有時(shí)會(huì)因過(guò)熱而誤觸報(bào)警。此類(lèi)問(wèn)題只能通過(guò)設(shè)備供應(yīng)商改良產(chǎn)品，增加天線的降溫措施來(lái)緩解。

另外，館內(nèi)自助設(shè)備使用率極高，由于借還書(shū)系統(tǒng)采用上海圖書(shū)館的系統(tǒng)，周末高峰時(shí)常會(huì)發(fā)生SIPⅡ服務(wù)故障，而SIPⅡ服務(wù)在上海圖書(shū)館的服務(wù)器上，只能由他們進(jìn)行處理解決，影響了問(wèn)題解決的速度。

5 結(jié)束語(yǔ)

RFID技術(shù)的出現(xiàn)，受到了各行各業(yè)的極大關(guān)注。同時(shí)，在圖書(shū)館領(lǐng)域也得到了快速推廣和大規(guī)模應(yīng)用，不僅為圖書(shū)館的管理帶來(lái)了新鮮活力，而且也有效地促進(jìn)了圖書(shū)館的管理方式和服務(wù)水平的提高。圖書(shū)館RFID技術(shù)應(yīng)用也相應(yīng)成熟了許多，但在此過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，筆者以上海浦東圖書(shū)館采用RFID技術(shù)為例，闡述了在應(yīng)用實(shí)踐過(guò)程中的思路以及發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。而解決問(wèn)題一方面寄望于廠商對(duì)新技術(shù)的發(fā)展或軟硬件設(shè)備的改進(jìn)，另一方面圖書(shū)館也要提出個(gè)性化需求以及加強(qiáng)自身技術(shù)力量。未來(lái)圖書(shū)館的技術(shù)應(yīng)用會(huì)越來(lái)越現(xiàn)代化、智能化，這也是圖書(shū)館未來(lái)發(fā)展的重要方向，希望給同行以參考。