物聯網時代RFID在數字化圖書館中的應用

程遠東

CHENG Yuan-dong

（四川信息職業技術學院，廣元 628017）

1 物聯網的定義

物聯網，The Internet of Things，簡稱IOT，物聯網是指通過傳感器、射頻識別技術、全球定位系統等技術，實時采集任何需要監控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網絡接入，實現物與物、物與人的泛在連接，實現對物品和過程的智能化感知、識別和管理。

物聯網具有多種多樣的數據采集端、無處不在的傳輸網絡、智能化的后臺數據處理等三大特征。很多專家認為物聯網將會是 “第三次信息技術革命”，他被預言擁有萬億級市場應用前景，已被世界各國作為應對金融危機、振興經濟的重點領域。2009年初，美國總統奧巴馬提出了“智慧地球”的思路，并且把它作為美國國家經濟的振興戰略，使得物聯網概念在世界范圍內引起轟動。2009年8月，溫家寶總理提出“感知中國”理念，將關于物聯網的研究與應用推向一個新的高潮。2010年全國“兩會”上，溫總理在《政府工作報告》中再次強調要“加快物聯網的研發應用”。因此發展物聯網已經成為不可逆轉的趨勢，物聯網時代到來指日可待。

2 RFID技術及應用系統簡介

國際電信聯盟（ITU）將射頻識別技術（RFID）、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術列為物聯網關鍵技術。其中，RFID被公認為是物聯網的構建基礎和核心。

RFID，Radio Frequency Identification，即射頻識別，采用無線自動識別技術，是一種可以將物品編碼采用無線標簽的方式進行記錄和供讀取的小型發射設備。RFID俗稱電子標簽，是非接觸式自動識別技術的一種，具有非接觸、工作距離長、適于惡劣環境、可識別運動目標等優點。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，可工作于各種惡劣環境。

RFID技術對物聯網的實現起著決定性的作用，它廣泛運用于物流業、零售業、制造業、公共交通、醫療衛生、機場、鐵路、資產管理、身份識別、安全保衛、產權保護和軍事領域，已經引起了世界各國政府與產業界的廣泛關注。近年來我國在RFID技術和應用方面取得了很大的進展，2009年6月由科技部聯合25個部委、行業協會組織編寫 “我國射頻識別技術與應用發展報告”（簡稱“藍皮書”），2009年11月《中國射頻識別（RFID）技術發展與應用報告》正式發布，這是中國RFID產業發展的一個新的里程碑，它將極大地推動產業的發展。

RFID應用系統由RFID標簽、天線、RFID讀寫器、RFID數據管理系統四部分組成，如圖1所示。

圖1 RFID系統組成圖

RFID標簽是由存儲數據的RFID芯片、射頻天線以及相關電路組成。RFID標簽按供電方式可以分為無源RFID標簽和有源RFID標簽兩類，按工作模式可以分主動式、被動式與半主動式，按工作頻率可以分低頻、中高頻、超高頻與微波等類型，按標簽封裝的形狀可以分為薄膜型自粘貼式、卡式、柱型、扣式、身份識別、植入式等。RFID標簽內存有一定格式的電子數據，應用中一般事先將物品信息寫入到標簽中RFID芯片（相當于一個具有無線收發和存貯功能的單片系統），再把標簽制成各種不同的大小和形狀，并經特殊工藝密封，保證標簽和數據不被損壞，同時便于標簽的改寫和重復使用。RFID標簽常附著在待識別物品上，作為待識別物品的標識性信息。

RFID 讀寫器又稱為讀出裝置，RFID讀寫器通過天線與RFID標簽進行無線通信，通過對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫入操作，讀取并識別電子標簽中所保存的電子數據，達到自動識別物體的目的。當RFID標簽靠近RFID讀寫器時，RFID讀寫器便發射出電磁波被RFID天線接收，產生電流，驅動RFID芯片自動地將存儲的信息發送到RFID讀寫器。根據應用場所不同，讀寫器可以分為手持式和固定式兩種。隨著新技術的發展和進步，讀寫器將朝著低成本、多頻點、小型化方向發展。

天線的作用是在標簽和讀寫器之間傳遞信號。天線可以分為無源天線和有源天線，為保證正常工作，天線的尺寸必須與傳播波波長一致，形狀和相對位置也很重要，因此需要專業技術人員對天線系統進行設計和安裝。

RFID數據管理系統的作用就是處理數據信息，RFID讀寫器將接收的信息傳送到RFID數據管理系統，信息經計算機系統處理并存儲。

3 現代數字化圖書館未來發展趨向

物聯網時代泛在智能將導致社會信息環境的重大變革。圖書館也將隨著信息環境的變化而加快自身的變革和發展，努力成為未來知識社區的中心，為用戶提供更好的服務。

3.1 “海量”的信息資源數字化

數字化圖書館中，數字化資源可以是文本、圖形、圖像、音頻、視頻信息，信息載體可以是移動硬盤、u盤、光盤等，所有資源均以數字形式存放在物理介質上，通過網絡將世界各國的圖書館和成千上萬臺計算機聯為一體，“館藏”資源已不再是“私有”物，而是面向世界，任何人都可以享用，原先的信息圍墻將被拆除。

3.2 “無所不在”的服務泛在化

新的信息環境中，無時無刻不在產生大量的信息和數據。使用戶能夠不受實體圖書館所提供的服務的限制——無論何時何地，用戶采取何種方法，都可以獲取他們所需要的信息和服務，甚至不需要訪問圖書館的網站。

3.3 “智慧”的管理智能化

文獻定位導航、精確典藏、信息檢索等都需要智能化管理。不僅要求可以通過頁面導航，直觀、自助地查找到文獻的物理存放信息，而不受排架方式和專業索書號的局限，還要求可以對文獻清點、新書入藏、地點變更等實現典藏精確化、實時化處理，同時實現信息檢索智能化，既可以對圖書信息進行單個詞檢索，也可以對多個檢索詞進行組配檢索。

以上不難看出，現代數字化圖書館未來發展趨向為RFID在圖書館系統中的發展和應用提供了廣闊的空間。

4 RFID在圖書館系統中的發展和應用

RFID系統在圖書館的應用已經有了10年左右的歷史。據Checkpoint統計，截止2007年全球有超過2000家圖書館采用了RFID技術。新加坡國家圖書館是亞洲最早使用RFID技術的代表，可以說圖書館采用RFID已經是比較成熟的產品，正在推動著圖書館自動化事業的發展。

在國內，集美大學誠毅學院圖書館是國內首個部署RFID系統的圖書館，已于2006年2月投入使用，它是RFID在中國圖書館應用的里程碑。國家圖書館、杭州圖書館均在2008年進行了RFID系統的項目部署，并投入使用。越來越多的圖書館已認識到RFID給圖書館帶來的變革，國內大部分公共圖書館和高校圖書館均已開始規劃RFID系統。

RFID圖書管理系統硬件部分一般由圖書管理系統服務器、制作工作站、電子標簽、電子偵測門、柜臺工作站、自助借還書機、自助還書箱、盤點工作站、智慧書架等幾部分組成，智能管理軟件應用系統應包括：手持設備查詢系統、館員工作站應用功能集成系統、RFID標簽初始化轉換系統、讀者自助借閱及借還系統、順架及盤點系統、安全管理系統。系統硬件結構如圖2所示。

圖書管理系統服務器，主要功能是提供盤點相關統計報表，書籍相關訊息查詢，設備狀況訊息查詢，管理者賬號管理，提供書目轉文件接口和數據庫支持服務。制作工作站，主要功能是設定相關制作人員權限管制，查閱相關書籍的制作信息，制作書籍電子標簽。電子偵測門，支持單通道及雙通道，主要功能是實時聯機服務器將相關人員出入做統計，提供觸發接點，聯機門禁系統及監視系統做安全提醒。柜臺工作站，支持目前業界相關圖書館自動化系統，主要功能是設定及解除電子標簽安全碼，支持離線作業。自助借還書機，可供長時間的開機操作，主要功能支持一次多本書借還，借還時支持實時擷取借閱書籍及人員錄像功能，打印借還單據。自助還書箱，能提供24小時一次多本還書服務，為讀者提供友善操作指引，也可配置自動分揀機作圖書分類功能。盤點工作站， 主要功能是利用無線網絡回傳盤點記錄，支持多臺設備同時盤點，同時支持書架順架和搜尋書籍功能。智慧書架，主要是館方借助其進行智慧管理，如快速定位、實時管理、記錄管理、統計報表等。

5 結束語

綜上所述，雖然由于目前RFID的價格成本和技術標準等問題，限制了它的實際應用。而圖書館管理工作中的諸多問題都是由于目前采用的條碼技術自身的缺陷引起的，隨著物聯網時代的到來，RFID技術勢必廣泛應用，只有隨著RFID在圖書館系統中的推廣，才能提升圖書館管理系統的功能和可靠性，提高圖書館的服務質量和信息化水平。

[1] 吳晞,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,(1).

[2] 吳燕,張志強.泛在智能與圖書館的未來發展[J].情報科學,2007,(1).

[3] 秦紅.RFID技術在圖書館應用的分析探討[J].現代情報,2009,(6).