RFID 技術(shù)在圖書(shū)館中的應(yīng)用

劉 莉

(昌吉學(xué)院圖書(shū)館,新疆 昌吉 831100)

0 引言

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使人們對(duì)各個(gè)領(lǐng)域都提出了更高的要求,各領(lǐng)域也都在朝著信息化、智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。 圖書(shū)館領(lǐng)域同樣受到了極大的影響,為了達(dá)到更高的管理水平,為讀者提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù),一直在積極引進(jìn)、應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)。 RFID 技術(shù)憑借其具備的優(yōu)勢(shì)在圖書(shū)館工作中應(yīng)用較為廣泛,使圖書(shū)館的工作效率、管理水平得到進(jìn)一步提高,使讀者在查找、借閱、歸還書(shū)籍時(shí)更加便利。 因此,對(duì)于圖書(shū)館RFID 技術(shù)應(yīng)明確其優(yōu)勢(shì),知曉其不足,創(chuàng)新其技術(shù)。

1 RFID 技術(shù)的概述

1.1 RFID 技術(shù)的概念

RFID 技術(shù)屬于一種通信技術(shù),被稱為射頻識(shí)別技術(shù),也是常被提及的電子標(biāo)簽。 RFID 技術(shù)是通過(guò)電訊號(hào)對(duì)特定的對(duì)象進(jìn)行識(shí)別獲取所需數(shù)據(jù),應(yīng)用范圍較為廣泛,在食品安全溯源、汽車(chē)行業(yè)、門(mén)禁系統(tǒng)、圖書(shū)館等方面均有所涉獵。 就結(jié)構(gòu)而言,RFID 技術(shù)屬于較為簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng),由一個(gè)平臺(tái)與多個(gè)應(yīng)答器構(gòu)成,通常用于對(duì)物品的跟蹤、控制、檢測(cè)[1]。

1.2 RFID 技術(shù)的起源背景

RFID 技術(shù)最初被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,在第二次世界大戰(zhàn)期間被英國(guó)用于對(duì)敵方與己方飛機(jī)進(jìn)行識(shí)別,以此判斷飛機(jī)身份。 在20 世紀(jì)60 年代被商業(yè)領(lǐng)域所應(yīng)用。 由于RFID 技術(shù)具有自動(dòng)識(shí)別功能,在2005 年美國(guó)將RFID 技術(shù)用于軍需物資,2006 年用于食品與藥品的跟蹤管理。 零售業(yè)廣泛應(yīng)用RFID 技術(shù)促進(jìn)了全球?qū)τ赗FID 技術(shù)應(yīng)用的熱潮。 在2000 年,RFID 標(biāo)簽價(jià)格十分昂貴,每個(gè)RFID 標(biāo)簽單價(jià)都高達(dá)一美元,這高昂的價(jià)格成了RFID 標(biāo)簽被廣泛應(yīng)用的一大阻礙。 現(xiàn)如今,RFID 標(biāo)簽價(jià)格已經(jīng)大幅下降,門(mén)禁、防盜、跟蹤等許多方面都在應(yīng)用RFID 技術(shù)。

1.3 RFID 系統(tǒng)的基本組成

RFID 系統(tǒng)主要由標(biāo)簽、閱讀器、天線3 部分組成。標(biāo)簽是用于附著在需要跟蹤、控制等物品上的標(biāo)識(shí),儀器需要通過(guò)標(biāo)簽對(duì)物品進(jìn)行識(shí)別。 一個(gè)標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的電子編碼有且只有一個(gè)。 標(biāo)簽主要是由耦合元件與芯片構(gòu)成。 閱讀器是用于獲取標(biāo)簽信息的設(shè)備,通常有固定式與手持式兩種類型,由收發(fā)模塊、耦合模塊、接口單元等組成。 天線的功能是傳遞標(biāo)簽與閱讀器之間的射頻信號(hào)。

1.4 RFID 技術(shù)的工作原理

RFID 技術(shù)的工作原理主要分為兩個(gè)步驟:第一步,閱讀器經(jīng)由天線發(fā)出射頻信號(hào),當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入到相應(yīng)的磁場(chǎng)便會(huì)接收到此射頻信號(hào),通過(guò)感應(yīng)電流獲取所需能量,將芯片中關(guān)于物品的信息發(fā)送到信息處理系統(tǒng)。 第二步,信息在經(jīng)過(guò)處理后傳送至計(jì)算機(jī)。 RFID系統(tǒng)是由應(yīng)答器(電子標(biāo)簽和閱讀器)與軟件系統(tǒng)構(gòu)成。 低頻RFID 通常采用感應(yīng)耦合,高頻RFID 一般采用后向散射耦合[2]。

1.5 RFID 的分類

RFID 根據(jù)應(yīng)用頻率的范圍可分為低頻(低于135 KHz)、 高 頻(13.56 MHz)、 超 高 頻( 860 ~960 MHz)、微波(2.4 G,5.8 G)。

RFID 根據(jù)供給能源方式不同分類,可分為無(wú)源RFID、有源RFID、半有源RFID。 無(wú)源RFID 技術(shù)是發(fā)展最早、最成熟的,也是應(yīng)用最為廣泛RFID 技術(shù)。 無(wú)源RFID 通常適用于近距離讀取,成本相對(duì)較低。 例如,身份證、銀行卡、公交卡、門(mén)禁卡等都在應(yīng)用近距離識(shí)別技術(shù)。

有源RFID 技術(shù)是近些年逐漸發(fā)展起來(lái),被廣泛應(yīng)用的,通常適用于遠(yuǎn)距離讀取,需要由電池提供電源,成本要高于無(wú)源RFID 技術(shù),其遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別的性能具有極大的發(fā)展空間與潛力。 例如,物聯(lián)網(wǎng)、智能公交、智能醫(yī)院、智能交通等都涉及遠(yuǎn)距離識(shí)別技術(shù)。

半有源RFID 技術(shù)介于無(wú)源RFID 技術(shù)與有源RFID 技術(shù)之間,兼具了兩者的一些優(yōu)勢(shì)。 無(wú)源RFID技術(shù)與有源RFID 技術(shù)由于不同的特性,以不同的應(yīng)用模式被應(yīng)用于不同領(lǐng)域,而半有源RFID 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)近距離激活,遠(yuǎn)距離識(shí)別。 例如,精準(zhǔn)定位、區(qū)域定位管理、報(bào)警等方面都存在較大優(yōu)勢(shì)。

1.6 RFID 技術(shù)與條形碼技術(shù)

條形碼技術(shù)在商品交易中被廣泛應(yīng)用,并且其投入成本較低。 但隨著社會(huì)的發(fā)展,商品的種類、商品的流通都大幅增長(zhǎng),條形碼技術(shù)在效率、安全性等方面的問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)出來(lái),RFID 技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了條形碼技術(shù)存在的不足。 RFID 技術(shù)與條形碼技術(shù)對(duì)比如表1 所示。

表1 RFID 技術(shù)與條形碼技術(shù)對(duì)比

2 RFID 技術(shù)在圖書(shū)館應(yīng)用的情況

RFID 技術(shù)20 世紀(jì)90 年代在物聯(lián)網(wǎng)方面有著廣泛的應(yīng)用,我國(guó)于2000 年由美國(guó)引進(jìn)RFID 技術(shù),最初將此技術(shù)同樣應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,而后逐漸在其他領(lǐng)域被應(yīng)用,圖書(shū)館領(lǐng)域也在其中。 早在2001 年新加坡將RFID 技術(shù)應(yīng)用于圖書(shū)館管理工作。 2006 年我國(guó)深圳市成為國(guó)內(nèi)最早將RFID 技術(shù)應(yīng)用圖書(shū)館領(lǐng)域的城市。據(jù)調(diào)查顯示,在2017 年國(guó)內(nèi)的公共圖書(shū)館及超過(guò)一半以上的高校圖書(shū)館都已應(yīng)用RFID 技術(shù)。 RFID 技術(shù)在圖書(shū)館領(lǐng)域的應(yīng)用較為成熟,并且依然存在著一定的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3 圖書(shū)館RFID 技術(shù)應(yīng)用具備的優(yōu)勢(shì)

3.1 RFID 技術(shù)應(yīng)用提高了圖書(shū)館門(mén)禁系統(tǒng)的安全性

以往圖書(shū)館門(mén)禁系統(tǒng)多采用充磁消磁技術(shù),但是這種磁條檢測(cè)的方式卻難以使一直以來(lái)備受關(guān)注的圖書(shū)防盜問(wèn)題得到解決。 并且,大部分讀者對(duì)這樣的門(mén)禁系統(tǒng)從心理上存在著一定的抗拒,認(rèn)為自己是不被信任的,人品受到了質(zhì)疑,同時(shí)也影響了美觀。 在使用的過(guò)程中,若是磁條存在問(wèn)題,無(wú)法進(jìn)行消磁,則會(huì)引起誤報(bào)情況的發(fā)生,由此可見(jiàn),充磁消磁技術(shù)由于功能上的局限性已經(jīng)難以滿足圖書(shū)館工作中的一些需求。圖書(shū)館應(yīng)用RFID 技術(shù),可以很好地取代磁條檢測(cè)門(mén)禁的方式,使圖書(shū)防盜問(wèn)題得到解決,使圖書(shū)館門(mén)禁系統(tǒng)更具安全性[3]。

3.2 RFID 技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)圖書(shū)館圖書(shū)借閱與歸還的自動(dòng)化

在圖書(shū)館未應(yīng)用RFID 技術(shù)時(shí),讀者在借閱和歸還圖書(shū)時(shí),需要圖書(shū)管理人員通過(guò)人工掃描磁條、條形碼等方式完成。 在圖書(shū)館應(yīng)用RFID 技術(shù)后,通過(guò)借還機(jī)的讀取器識(shí)別電子標(biāo)簽就可完成圖書(shū)的借閱與歸還。過(guò)去應(yīng)用磁條與條形碼技術(shù),一次只能完成一本圖書(shū)的掃描。 而RFID 技術(shù)與之相比,操作靈活簡(jiǎn)單,可以批量讀取圖書(shū)相應(yīng)信息,實(shí)現(xiàn)自助式的圖書(shū)借閱、歸還。 并且,應(yīng)用RFID 技術(shù),可以有效增加圖書(shū)館的服務(wù)時(shí)間,使讀者可以根據(jù)自身實(shí)際情況,合理安排借閱時(shí)間,有效避免了工作學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)間與圖書(shū)館開(kāi)館時(shí)間發(fā)生沖突的情況,同時(shí)也可以緩解大量讀者在某一時(shí)間段集中借還書(shū)籍的情況。 實(shí)現(xiàn)自助借還既可以提高讀者自主性,為讀者提供隨時(shí)借閱、歸還的便利條件,還可以更好地保護(hù)讀者隱私。 圖書(shū)館應(yīng)用RFID 技術(shù),解放了人工勞動(dòng)力,降低了圖書(shū)管理人員的工作強(qiáng)度,同時(shí)提高了圖書(shū)館的工作效率、服務(wù)質(zhì)量[4]。 例如,在圖書(shū)館應(yīng)用RFID 技術(shù)后,就能改變以往的管理模式,當(dāng)讀者到達(dá)圖書(shū)館后,可以通過(guò)自助辦證系統(tǒng)辦理讀者證,而后使用智能導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)所需圖書(shū)進(jìn)行定位,找到需要的圖書(shū)后通過(guò)自助借還機(jī)借閱圖書(shū),歸還圖書(shū)時(shí)通過(guò)借還機(jī)完成圖書(shū)歸還。 自助式的服務(wù),讓讀者更加自由放松,得到了更好的借閱體驗(yàn)。

3.3 RFID 技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)圖書(shū)精準(zhǔn)定位與高效盤(pán)點(diǎn)

圖書(shū)館應(yīng)用RFID 技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)館中每一本書(shū)的精準(zhǔn)定位,讀者在查找書(shū)籍時(shí)可以快速找出所需書(shū)籍。 應(yīng)用RFID 技術(shù)對(duì)圖書(shū)館內(nèi)所有圖書(shū)進(jìn)行信息采集,并對(duì)每一本圖書(shū)進(jìn)行定位,通過(guò)查找模塊可以獲得讀者所需圖書(shū)的基本信息,包括位置信息在內(nèi)。 RFID標(biāo)簽與閱讀器距離不同會(huì)產(chǎn)生不同強(qiáng)度的射頻信號(hào),結(jié)合信號(hào)強(qiáng)度可以快速定位查找圖書(shū)位置。 將RFID技術(shù)與三維導(dǎo)航技術(shù)相結(jié)合,可以明確標(biāo)記讀者所需書(shū)籍的位置,為讀者提供出最快捷、最準(zhǔn)確的書(shū)籍導(dǎo)航路線。 以往圖書(shū)管理人員在工作過(guò)程中,需要花費(fèi)大量時(shí)間與精力完成書(shū)籍的整理與盤(pán)點(diǎn),而RFID 技術(shù)提供的自動(dòng)定位功能,大大減少了因錯(cuò)架、丟失等原因造成的圖書(shū)混亂情況。 RFID 技術(shù)對(duì)新上架的圖書(shū)進(jìn)行信息采集,通過(guò)首書(shū)定位,完成圖書(shū)的自動(dòng)排架定位,圖書(shū)管理人員只需根據(jù)系統(tǒng)定位將圖書(shū)擺放好。 對(duì)于已排列好的圖書(shū),管理人員使用RFID 閱讀器經(jīng)過(guò)書(shū)架時(shí)便可以快速完成盤(pán)點(diǎn)工作,并且可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)放、丟失的圖書(shū),使圖書(shū)盤(pán)點(diǎn)工作的效率與準(zhǔn)確性都得到了極大提高[5]。

3.4 RFID 技術(shù)應(yīng)用有利于統(tǒng)計(jì)工作,促進(jìn)館內(nèi)圖書(shū)利用率的提高

對(duì)于圖書(shū)館內(nèi)書(shū)籍借閱情況統(tǒng)計(jì)可以通過(guò)圖書(shū)館圖書(shū)管理系統(tǒng)中借還記錄完成,但若要對(duì)圖書(shū)的利用率進(jìn)行統(tǒng)計(jì),使用磁條與條形碼技術(shù)是難以完成的。例如,有些書(shū)籍讀者是在館內(nèi)進(jìn)行閱讀使用的,并未借出,而這種情況磁條與條形碼技術(shù)是無(wú)法記錄下來(lái)的。但應(yīng)用RFID 技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì),當(dāng)書(shū)籍未在書(shū)架上,固定的RFID 閱讀器無(wú)法讀取標(biāo)簽,當(dāng)書(shū)籍被放置回書(shū)架上,固定的RFID 閱讀器便可以讀取標(biāo)簽,數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)將其視為一次使用記錄,并記錄下來(lái)。 通過(guò)RFID 技術(shù)可以對(duì)圖書(shū)館內(nèi)的圖書(shū)利用率進(jìn)行大概的統(tǒng)計(jì),有利于提高圖書(shū)利用率。

3.5 RFID 技術(shù)存在開(kāi)發(fā)潛力

RFID 技術(shù)在圖書(shū)館中的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟,但仍處在探索階段,其巨大的應(yīng)用空間與強(qiáng)大的技術(shù)性能并沒(méi)有完全發(fā)揮,對(duì)于無(wú)人全自動(dòng)式圖書(shū)館的開(kāi)發(fā)有著極大的潛力。

4 圖書(shū)館RFID 技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題

4.1 應(yīng)用RFID 技術(shù)所需投入成本較高

RFID 標(biāo)簽從最初昂貴的價(jià)格在逐漸下調(diào),但與之配套的標(biāo)簽、系統(tǒng)、設(shè)備的價(jià)格以及后續(xù)維護(hù)維修的費(fèi)用等資金投入對(duì)于國(guó)內(nèi)大多數(shù)圖書(shū)館而言依然較高。國(guó)內(nèi)圖書(shū)館書(shū)籍?dāng)?shù)量普遍較多,應(yīng)用RFID 技術(shù),在硬件設(shè)備方面需要較大投入,在進(jìn)行圖書(shū)RFID 電子標(biāo)簽粘貼時(shí),同樣需要資金與人力的投入,并且后續(xù)維護(hù)工作所需的資金也是不小的數(shù)額。 由此可見(jiàn),在圖書(shū)館RFID 技術(shù)應(yīng)用的推廣過(guò)程中,投入成本高是一個(gè)不能忽視的問(wèn)題。

4.2 RFID 技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段,關(guān)于RFID 技術(shù)歐美地區(qū)采用EPC 標(biāo)準(zhǔn),日本采用UID 標(biāo)準(zhǔn)及ISO/IEC 標(biāo)準(zhǔn),而這些標(biāo)準(zhǔn)并不兼容。 我國(guó)對(duì)于RFID 技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)一直以來(lái)都十分重視,但目前為止,都未形成全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),而這種標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一,在很大程度上阻礙了RFID 技術(shù)在圖書(shū)館中的應(yīng)用與普及。 RFID 技術(shù)涉及的領(lǐng)域十分廣泛,每個(gè)領(lǐng)域都有不同的需求,由于缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),且不同標(biāo)準(zhǔn)之間不兼容,因此RFID 產(chǎn)品也難以互通。 國(guó)內(nèi)的RFID 技術(shù)對(duì)于國(guó)外的技術(shù)支持依賴性較強(qiáng),而國(guó)外RFID 技術(shù)在人員、車(chē)輛、物品的識(shí)別方面應(yīng)用較多,關(guān)于圖書(shū)館專門(mén)的RFID 技術(shù)較少,因此也大大限制了圖書(shū)館RFID 技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展[6]。

4.3 RFID 技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中存在安全隱患

RFID 技術(shù)是射頻識(shí)別技術(shù),需要通過(guò)電磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)信息的傳遞與識(shí)別,而電磁場(chǎng)容易受到干擾及屏蔽。因此在應(yīng)用過(guò)程中,存在著一定的安全隱患。 (1)若標(biāo)簽被厚實(shí)的物體包裹,被金屬物體阻隔,被利器損壞,RFID 信號(hào)會(huì)發(fā)生削弱或消失的情況。 (2)RFID 標(biāo)簽不具備防水性,遇水標(biāo)簽極有可能失效。 (3)RFID 標(biāo)簽通常都粘貼于較為明顯的位置,極易發(fā)生撕毀、損壞的情況,發(fā)生此種情況,圖書(shū)將無(wú)法識(shí)別。 (4)RFID 標(biāo)簽的信息安全性不高,一些不法分子通過(guò)非法手段便可獲得讀者信息,導(dǎo)致隱私泄露。 (5)電磁場(chǎng)存在輻射,一般情況下圖書(shū)館應(yīng)用的RFID 標(biāo)簽,屬于超高頻,只要設(shè)備的材料符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)人體不會(huì)產(chǎn)生傷害。但在圖書(shū)館環(huán)境中,長(zhǎng)期且集中接觸的情況下,是否會(huì)對(duì)人體造成影響也未有定論。 (6)以往人工借閱與歸還圖書(shū),圖書(shū)管理人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)圖書(shū)損壞、涂鴉的情況,并采取相應(yīng)的處理措施。 而應(yīng)用RFID 技術(shù)采取自助式借閱歸還圖書(shū),需要依靠讀者的自覺(jué)性與素質(zhì)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,RFID 技術(shù)屬于非接觸性自動(dòng)識(shí)別技術(shù),具有快速識(shí)別、大數(shù)據(jù)容量、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì),RFID 技術(shù)憑借其自身的性能優(yōu)勢(shì),在各個(gè)領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用,而RFID 技術(shù)在圖書(shū)館的應(yīng)用,使圖書(shū)館的工作效率、服務(wù)質(zhì)量、管理水平等方面都得到了提高,RFID 技術(shù)存在很大的潛力,在圖書(shū)館的應(yīng)用中還需要不斷尋求創(chuàng)新。