圖書館RFID系統架構淺談

〔摘 要〕RFID技術日益受到圖書館行業的重視，目前國內已陸續有多家圖書館開始著手引進RFID系統，開展了自助借還書等服務。本文在介紹RFID技術的基礎上討論了圖書館RFID系統架構問題。

〔關鍵詞〕RFID;無線射頻識別;電子標簽;系統架構;自助借還

〔中圖分類號〕TP391 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1008-0821(2009)11-0120-02

The RFID System Configuration in LibraryLi Langda

(Library，Jilin University，Changchun 130022，China)

〔Abstract〕RFID technology has been regarded as one of the contributory technologies to library.The typical application of RFID technology in library services and how to establish an RFID system in library were discussed in the paper.Besides，some related issues were mentioned.

〔Keywords〕RFID;radio frequency identification;system configuration;self-charging

1 什么是RFID技術?

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即無線射頻識別，俗稱電子標簽。RFID無線射頻識別是一種非接觸式、雙向數據通信的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，具有快速、準確、可靠的特點。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，早期應用于軍事，近期才開始慢慢向民用方向發展，主要用于物流管理、圖書館管理、門禁控制、電子門票等領域。RFID技術正日益受到各行業的重視，大有取代條形碼的趨勢。根據目前銷售量的統計和預測，全球RFID行業于2007年的產值已有50億美元，并將逐步增長到2017年的250億美元[1]。

2 RFID的基本組成部分和工作原理

RFID是一種簡單的無線系統，因應用不同其組成有所不同，但基本都由閱讀器(或詢問器)、標簽(或應答器)和后端數據庫三部分組成。在實際應用中需要與應用行業的系統數據庫結合起來，以實現信息管理的功能。

系統的基本工作流程是:閱讀器通過發射天線發送一定頻率的射頻信號，當射頻卡進入發射天線工作區域時產生感應電流，射頻卡獲得能量被激活;射頻卡將自身編碼等信息通過卡內置發送天線發送出去;系統接收天線接收到從射頻卡發送來的載波信號，經天線調節器傳送到閱讀器，閱讀器對接收的信號進行解調和解碼然后送到后臺主系統進行相關處理;主系統根據邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發出指令信號控制執行機構動作。

3 RFID在圖書館行業中的應用

在圖書館行業中，由于RFID可實現多目標識別、可重復讀寫等功能，在圖書館流通管理、典藏管理及圖書安全方面將起到變革性的作用，從而提高工作效率。范國基[1]在他的分析案例中指出，單就館藏盤點工作而言，采用RFID技術效率最少可以提高5倍。如果將RFID與現有的圖書館信息管理系統整合在一起，就可以組建成智能化的圖書館，實現簡化圖書管理的流程，降低圖書管理人員的勞動強度的目的，并能為讀者提供更加便利快捷的自助式圖書借還、圖書查詢等服務，實現電子防盜系統和記錄借閱信息流程的統一。在無線射頻識別技術的各項應用中，以建立自助借還書功能最為成熟，并且所遇到的瓶頸大都已經可以克服。

鑒于RFID技術在圖書館行業中的發展潛力，美國圖書館學會圖書信息科技委員會(American Library Association)已于2004年1月11日在圣地亞哥舉辦的研討會中將RFID技術列入當前圖書館的九大科技與議題。目前，已經有新加坡、澳大利亞等10余個國家的近100家機構在圖書館自動管理系統中采用了無線射頻識別技術。新加坡國立圖書館在世界上第一個搭建了“射頻識別”(RFID)系統，圖書館內的每本書上都有RFID標簽。實現了自助借書和自助還書。

在國內，2006年7月正式對外開放的深圳圖書館新館是中國最大的RFID項目和國內第一家全面使用RFID設備的圖書館，從文獻的采訪、分編、加工到流通、典藏和讀者證卡，RFID標簽和閱讀器已經完全取代了原有的條碼、磁條等傳統設備。

4 圖書館行業中RFID系統架構設計

圖書館行業中，完整的RFID系統層次包括RFID設備層、控制器層、中間件層和管理應用層。其中，RFID設備層是RFID信息采集實現的層次，圖書電子標簽的讀寫操作在這一層完成;控制器層是RFID電子標簽數據初步解析、條件判斷和監控觸發的層次;中間件層是RFID系統和其他管理系統聯系的紐帶，中間件層屏蔽了應用層軟件接口、數據等差異;管理應用層則與具體的操作流程和業務相關。

基于上述RFID系統層次，針對圖書館RFID項目的具體要求，可實現圖1所示的RFID圖書館的功能架構。圖1涵蓋借書、還書、盤點、順架、標簽轉換及生成、查找和防盜檢測7大基本操作功能模塊。這些功能模塊以中間件為橋梁與圖書管理系統和“一卡通”管理系統進行網絡或設備層次上的數據交互。

圖書館系統管理軟件采用原有的圖書館管理系統，系統中標簽數據的讀寫、相關設備的控制以及與原有圖書管理軟件的數據接口通過RFID中間件實現。

這種架構與常規的RFID系統架構比較的優點在于，RFID系統與已有的圖書管理系統之間通過RFID中間件這一媒介實現數據的交互，保證了兩個不同系統之間的數據良好融合。保證了現有圖書館管理系統和RFID系統各自的獨立性和健壯性。采用這種架構，如果某個系統發生變動，相應的只需要對RFID中間件部分進行修改就可以了，而不需要修改另一個系統，這樣便保證了不同系統之間相對的獨立性。

5 引進RFID系統需要考慮的問題

圖書館采用RFID系統優點雖然非常突出，但是因為RFID技術并非為圖書館行業的特殊需要而制作，所以在將RFID技術引入到圖書館領域時不能簡單套用。當前RFID技術的應用和發展還存在諸多局限和空白，幾個主要問題是標準、成本、安全以及與圖書館系統的整合等。

目前，行業標準以及相關產品標準還不統一，迄今為止電子標簽在全球也還沒有正式形成一個統一的(包括各個頻段)國際標準，標準的不統一也使當前各個廠家推出的RFID產品互不兼容，這勢必阻礙未來RFID產品的互通和發展。目前，我國電子標簽技術還正處在研發階段。可喜的是，在信息產業部標準化部門和中國RFID產業聯盟的支持下，國家圖書館已加入了中國RFID產業聯盟。2006年6月國家圖書館成立了RFID標準化問題研究課題組，并于2007年9月完成課題報告，提出了若干方案設想，主要包括RFID標簽通信、硬件技術標準問題;前端RFID系統與主數據庫系統數據交換協議;圖書館RFID標簽數據模型;圖書館RFID專用編目、點檢、借還、分揀、安防設備技術等[2]。

電子標簽的成本是現在圖書館考慮的主要因素。深圳圖書館的電子標簽采購價在4元多人民幣，而條碼和磁條系統的單本書的成本則要少得多，二者差距非常大。所以，RFID應用系統與圖書館自動化系統整合的問題可采用RFID技術與條碼技術混合使用，分別用于同一系統中各自最適合的環節，讓整個圖書館的所有現場工作流程與各種業務管理信息系統之間實現無縫連接，使圖書館業務鏈、服務鏈、管理鏈上每一步操作都處在計算機信息系統的管理、監督和控制之下。

當前廣泛使用的無源RFID系統還沒有非?？煽康陌踩珯C制，無法對數據進行很好的保密，RFID數據還容易受到攻擊，主要是因為RFID芯片本身，以及芯片在讀或者寫數據的過程中都很容易被黑客所利用。另外還存在標簽容易被遮蔽而失效和圖書館出口安全檢測的間

距如果過大而無法達到100%的正確率等問題。從電子標簽數據安全的角度考慮，建議標簽數據盡可能采用一次寫入后可反復讀取模式設計(不一定采用一次寫入后無法擦除和改寫的標簽)，不使用日常每次操作反復擦寫字段或將其減至最低限度，數據寫入權允許用戶加鎖(私鎖)，但讀取權開放的安全模式。

參考文獻

[1]高鵬，杜宜凌，鄧鈺.圖書館應用RFID技術之研究[J].大學圖書館，2008，(2):133，136.

[2]董曦京，孫一鋼，孫衛，等.中國圖書館RFID應用標準化方案研究[J].現代圖書情 報技術，2008，(9):21-30.

[3]王麗華.RFID在圖書館自動管理系統應用中的關鍵問題[J].圖書館學刊，2008，(4):48-52.

[4]張厚云，王啟云.圖書館服務的無線技術——RFID的應用[J].大學圖書館學報，2004，(1):56-59.

[5]吳烯，馬瑞，李星光.RFID系統及其在圖書館中的應用[J].圖書館論壇，2005，(2):4-8.