一、引言

　　無線射頻識別技術(shù) RFID(Radio FrequencyIdentification)是一種使用無線傳輸方式實(shí)現(xiàn)對人或物的非接觸識別和數(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一個(gè)唯一的標(biāo)識符號，并且可以通過這個(gè)符號進(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,、泰國和中國臺灣,、內(nèi)陸投入使用。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,，可移動的工業(yè)級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 x45mm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，也不會損壞,。使用遠(yuǎn)距離讀寫器,， 45mm x45mm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-Code1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),。隨后，獲得的借書人編號和書籍編號發(fā)送到后臺處理終端,，做存儲記錄,。

圖7：自助借閱終端系統(tǒng)

　　4、柜臺服務(wù)

　　柜臺服務(wù)也配備RFID讀寫機(jī)具,，這樣讀者在自助服務(wù)臺的登記操作在柜臺也可以順利進(jìn)行,。通常,柜臺操作應(yīng)該達(dá)到最小化，目前在新加坡國立圖書館,，柜臺服務(wù)已經(jīng)減少為一人操作,。事實(shí)上，絕大部分柜臺服務(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。

　　柜臺亦可作為日常站臺 (借書站、還書站) 故障時(shí)的后備使用,，它可監(jiān)控各站臺(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, 只包含簡單的信號分配器和補(bǔ)償器, 以確保各個(gè)方向都能識別。

　　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)的識別率將會被大大降低，開放性也就失去意義,。

　　此外,，對于還書環(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?？紤]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,，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,。