一、引言
無線射頻識(shí)別技術(shù) RFID(Radio Frequency
Identification)是一種使用無線傳輸方式實(shí)現(xiàn)對(duì)人或物的非接觸識(shí)別和數(shù)據(jù)信息交換技術(shù)，是一種可應(yīng)用于圖書管理和流通的全新的自動(dòng)化技術(shù)。
在圖書館的應(yīng)用中，RFID標(biāo)簽可為一本書籍或一張光盤存儲(chǔ)一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符號(hào)，并且可以通過這個(gè)符號(hào)進(jìn)行快速高效的流通處理和庫存管理。RFID圖書館系統(tǒng)以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，以RFID中間件為媒介實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的RFID技術(shù)和圖書管理方法的有機(jī)結(jié)合，將先進(jìn)RFID技術(shù)同圖書管理系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來，有效地提高了圖書管理的效率、簡化了圖書管理的流程、降低了圖書管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在美國已經(jīng)有2%的圖書館已安裝采用RFID技術(shù)，世界上已有8%的圖書館開始采用RFID技術(shù)。在亞洲，
RFID系統(tǒng)已經(jīng)在新加坡、泰國和中國臺(tái)灣、內(nèi)地投入使用。在全球，應(yīng)用RFID的圖書館數(shù)量正在以每年30%的速度增長。
二、系統(tǒng)功能
采用RFID技術(shù)來識(shí)別、追蹤、和保護(hù)圖書館的所有資料，可以實(shí)現(xiàn)圖書自助借閱、還書、順架、查找、盤點(diǎn)等功能。
三、系統(tǒng)構(gòu)成
整個(gè)系統(tǒng)包括：標(biāo)簽初始化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、自助借閱系統(tǒng)、自助還書系統(tǒng)、、柜臺(tái)服務(wù)系統(tǒng)、手持設(shè)備查詢盤點(diǎn)系統(tǒng)、安全門禁防盜系統(tǒng)。
圖1：智能化圖書館管理系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)是以RFID技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)的、具有很多自動(dòng)操作功能的高效圖書館管理系統(tǒng)。它包括：
1、相關(guān)硬件，如 RFID 標(biāo)簽，長/短距離的 RFID 讀寫器，可移動(dòng)的工業(yè)級(jí)PDA等;
2、優(yōu)化固件協(xié)議，能夠在硬件設(shè)備間高速無線通信;
3、配套軟件和數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，以滿足任何特定的圖書檔案管理組織。
下圖是應(yīng)用于一個(gè)大型圖書館的基于RFID技術(shù)的圖書館管理整體視圖。
圖2：智能化圖書館管理效果圖
四、管理流程
只要六個(gè)簡單的步驟，利用系統(tǒng)圖書館的日常業(yè)務(wù)可以大大簡化。這個(gè)過程同樣也顯示在圖2中。
1、貼標(biāo)簽
圖書管理系統(tǒng)的標(biāo)簽完全符合ISO15693標(biāo)準(zhǔn)，下圖顯示的是一個(gè)專門為圖書館圖書管理設(shè)計(jì)的標(biāo)簽。一個(gè)45mm x
45mm的薄標(biāo)簽，封裝在牢固的、防撕裂的塑料里，即使在書被摔落、隨意處理和浸濕的情況下，也不會(huì)損壞。使用遠(yuǎn)距離讀寫器， 45mm x
45mm標(biāo)簽的讀寫距離在0.9m左右。標(biāo)簽通常貼在書的封底。除了上述標(biāo)簽，其他尺寸和品牌的RFID標(biāo)簽也可以用，只要是符合ISO15693、ISO14443標(biāo)準(zhǔn)或I-Code
1編碼標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽就可以。
圖3：貼標(biāo)簽 圖4：RFID標(biāo)簽
對(duì)于CD、DVD等音像資料，需要設(shè)計(jì)、采用特別形狀、材質(zhì)的標(biāo)簽。
不同的標(biāo)簽有不同的數(shù)據(jù)傳輸效率，導(dǎo)致標(biāo)簽讀寫操作范圍的不同。因此要特別注意RFID標(biāo)簽的選擇。
圖5：智能書架
2、書架管理與圖書清點(diǎn)
圖5顯示的是智能書架管理系統(tǒng)，對(duì)一本遺忘的書，進(jìn)行清理和定位的操作。在一個(gè)書架各層的側(cè)面安裝專門訂做的RFID天線。通過多路復(fù)用器，天線電纜連接到一個(gè)很重要的，能分派圖書清點(diǎn)任務(wù)的LR(長距離)RFID讀寫器。利用分時(shí)處理機(jī)制，并借助天線多路復(fù)用器，LR-RFID讀寫器讀取到每一書架層的RFID信息。每層采集到的數(shù)據(jù)(IDs)發(fā)送到PC，更新并顯示當(dāng)前數(shù)據(jù)信息。
圖6所示是一個(gè)性價(jià)比較高的書目管理系統(tǒng)，適合一般圖書館的藏書。圖書管理員配備一個(gè)安裝有鏟式天線的手持RFID讀寫器。鏟式天線是專門設(shè)計(jì)的從側(cè)面讀RFID標(biāo)簽的天線。把鏟式天線從左向右掃描，上向下掃描，就可以讀出全部的圖書信息，并且存儲(chǔ)在手持RFID讀寫器上。當(dāng)手持RFID讀寫器帶回去時(shí)，數(shù)據(jù)可輕易下載到個(gè)人電腦中，生成顯示和跟蹤信息。在圖書順架盤點(diǎn)工作中顯示出了較高的效能。
圖6：小型智能書架及鏟式天線
3、自助借閱
圖7顯示了自助借閱系統(tǒng)。讀者把RFID借書證放置在SR(短程)卡閱讀器，從卡中讀出借書人的詳細(xì)資料。準(zhǔn)備借出或歸還的書堆放在MR(中程)讀寫器上，MR讀寫器獲得所有堆放的書籍的IDs(編號(hào))。隨后，獲得的借書人編號(hào)和書籍編號(hào)發(fā)送到后臺(tái)處理終端，做存儲(chǔ)記錄。
圖7：自助借閱終端系統(tǒng)
4、柜臺(tái)服務(wù)
柜臺(tái)服務(wù)也配備RFID讀寫機(jī)具，這樣讀者在自助服務(wù)臺(tái)的登記操作在柜臺(tái)也可以順利進(jìn)行。通常,
柜臺(tái)操作應(yīng)該達(dá)到最小化，目前在新加坡國立圖書館，柜臺(tái)服務(wù)已經(jīng)減少為一人操作。事實(shí)上，絕大部分柜臺(tái)服務(wù)功能是解決讀者需求，為讀者提供高層次服務(wù)，而不是幫助讀者完成簡單的登記操作。
柜臺(tái)亦可作為日常站臺(tái) (借書站、還書站) 故障時(shí)的后備使用，它可監(jiān)控各站臺(tái)(借書站、還書站、分類站等)工作情況并通過網(wǎng)絡(luò)遙控它們。
圖8：應(yīng)用于柜臺(tái)服務(wù)的USb接口手持式讀寫器
5、防盜門禁
圖9：多通道門禁系統(tǒng)
圖9展示了多通道門禁系統(tǒng)，
幾個(gè)門通過1輸入/16輸出天線轉(zhuǎn)換器連接到一個(gè)遠(yuǎn)距離讀寫器上。門上的天線系統(tǒng)經(jīng)過特別設(shè)計(jì)以確保貼有RFID電子標(biāo)簽的圖書在任何方向都能被成功識(shí)別。
另外，門禁系統(tǒng)采用了EAS防盜功能，未經(jīng)許可的圖書館藏或忘記借閱登記的圖書資料被帶離圖書館將引發(fā)警報(bào)，除了聲、光警報(bào)器外，還將觸發(fā)攝影系統(tǒng)，這大大提供了門禁安全性能。
門禁系統(tǒng)也可用于收集訪問者或借閱者的信息，記錄他們通過的時(shí)間。如果遠(yuǎn)距離RFID讀寫器的輸出口連接到正確配備數(shù)據(jù)庫工具的PC終端，訪問者的統(tǒng)計(jì)信息，比如高峰時(shí)間、圖書量以及訪問者或借閱者的訪問頻率等，都可以輕易的產(chǎn)生。
如果16個(gè)門式天線被連接到1輸入/16輸出天線復(fù)用器的16個(gè)輸出端上，那么一個(gè)最大15出入口的系統(tǒng)將被設(shè)計(jì)。
然而，并不是所有圖書管理系統(tǒng)都要求這么多的出入口。單一通道門禁不需要天線復(fù)用器, 只包含簡單的信號(hào)分配器和補(bǔ)償器, 以確保各個(gè)方向都能識(shí)別。
6、自助還書
如下圖10所示，還書設(shè)備通常放在圖書館外，允許閉館后還書。要還的圖書簡單地放在還書口，RFID讀寫器天線安裝在還書口附近，這樣可以捕捉到歸還圖書的信息。同時(shí),
歸還圖書的RFID標(biāo)簽將被重新設(shè)置，指示燈顯示圖書成功歸還。還書時(shí)的安全操作和正確操作讀取率，被認(rèn)為是這一環(huán)節(jié)的重要指標(biāo)。
還書系統(tǒng)與圖書館已有的分檢系統(tǒng)無縫連接，可以極大提高工作效率。
圖10 還書自助站
五、功能特點(diǎn)
1、開放
更長的圖書館開放時(shí)間(實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)全天侯還書服務(wù));
開放式門禁通道設(shè)置確保暢通無阻。
2、便捷
隨時(shí)隨地的借還書服務(wù);
避免長時(shí)間排隊(duì)等候，更方便、快捷。
3、高效
更高、更先進(jìn)的管理模式
提高人力資源的優(yōu)化配置，從低層次服務(wù)轉(zhuǎn)向高層次服務(wù);
簡化人工作業(yè)，大大節(jié)約時(shí)間和成本;
精確、輕松館藏管理，減輕了體力勞動(dòng)強(qiáng)度。
4、個(gè)性化
更加文明、人性化的服務(wù)環(huán)境;
更多、更個(gè)性化的定制服務(wù);
給讀者更多選擇，保護(hù)個(gè)人隱私。
六、對(duì)國內(nèi)圖書館的借鑒意義
1、開放性
采用開放式門禁通道，最核心的問題是門式天線的設(shè)計(jì)，是否可以實(shí)現(xiàn)3D方向的RF作用區(qū)域。如果不能達(dá)到這樣的要求，門禁系統(tǒng)的識(shí)別率將會(huì)被大大降低，開放性也就失去意義。
此外，對(duì)于還書環(huán)節(jié)的安排也非常重要。在新加坡，自助還書設(shè)備安裝在了圖書館外部，包括社區(qū)，這樣極大方便了讀者還書。但對(duì)于國內(nèi)圖書館，考慮到成本等因素，目前還不大適宜采取這樣的方式。
2、安全性
盡管通過EAS功能設(shè)計(jì)，門禁通道系統(tǒng)可以對(duì)忘記辦理借閱手續(xù)的圖書報(bào)警提示。但是，如果貼在圖書上的電子標(biāo)簽受到損壞時(shí)，EAS功能將失去作用。
考慮這種情況的可能發(fā)生，國內(nèi)圖書館應(yīng)同時(shí)采取磁條和標(biāo)簽，以確保圖書安全。經(jīng)過一段時(shí)間雙重保護(hù)，再過渡到單一標(biāo)簽的使用。
另外，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)的安全運(yùn)行將受到極大的挑戰(zhàn)。因此，除了配備不間斷電源外，配備手持設(shè)備是必要的。
3、與現(xiàn)有系統(tǒng)的銜接性
RFID設(shè)備都提供API接口，包括基于Windows的標(biāo)準(zhǔn)DLL和Active控件，再加上RFID應(yīng)用平臺(tái)的不斷開發(fā)，與圖書館現(xiàn)有系統(tǒng)的銜接已經(jīng)不成問題。
4、可擴(kuò)展性
對(duì)于電子書架的采用可能需要多年分步實(shí)施，這就要求系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性。
另外，隨著二代身份證的普及，讀者證與身份證在圖書館通用的時(shí)代很快就會(huì)來臨。因此，在考慮系統(tǒng)設(shè)備時(shí)，還應(yīng)考慮身份證件的應(yīng)用。
5、售后服務(wù)
目前，很多圖書館在選用設(shè)備時(shí)，大多考慮設(shè)備的可行性。實(shí)際上，產(chǎn)品的售后服務(wù)的本地化和及時(shí)性也是非常重要的。
七、結(jié)論
在大型圖書館管理系統(tǒng)方面，RFID技術(shù)已經(jīng)獲得了明確而顯著的成功。自動(dòng)化的圖書館書目整理工作和友好的客戶自助服務(wù)設(shè)備的應(yīng)用不但能很大程度上降低圖書館人力成本，而且還能夠使圖書館獲得更多客戶的青睞。在獲得更高聲望的同時(shí)，圖書館有較多的時(shí)間開展特別的活動(dòng)，增加相關(guān)的收入。
隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展和標(biāo)簽成本的降低，將會(huì)有越來越多的圖書館采用RFID技術(shù)。
但是，我們應(yīng)注意到，RFID的應(yīng)用是有限制的。大量存在于圖書館的金屬結(jié)構(gòu)所造成的RFID信號(hào)衰減，可能導(dǎo)致RFID讀/寫錯(cuò)誤的增加。不合適的天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)和低劣的RFID設(shè)備會(huì)造成不必要的客戶投訴事件。
因此，在眾多的 RFID 設(shè)備提供商中細(xì)心地選擇是很重要的。
