RFID技術與圖書館信息服務的應用探究

黃若珊

廣東工貿職業技術學院,廣東 廣州

物聯網是把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理，它是繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業浪潮，是一個全新的技術領域。早在1999年，在美國召開的移動計算和網絡國際會議提出，“傳感網是下一個世紀人類面臨的又一個發展機遇”。2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”以來,物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一，并將其寫入“政府工作報告”，物聯網在中國受到了全社會極大的關注。

于20世紀90年代末部分圖書館開始引進RFID (Radio Frequency Identification)即無線射頻識別。步入21世紀后引進RFID的圖書館不斷增多。圖書館利用RFID技術代替舊的識別館藏的方式，從而極大地提高了服務質量和工作效率。利用RFID技術可以對圖書館的圖書資源、排架，樓宇管理以及服務模式進行優化與整合等，實現圖書館的智能化管理。這將進一步推進數字化圖書館向智能化圖書館發展，也將大大提升圖書館的競爭力，實現更為人性化的服務。本文論述了RFID的工作原理以及RFID技術在圖書館領域中的應用，同時也對RFID的標準、資金、安全等方面的問題進行了探討。

1.RFID的概念、結構與工作原理

RFID是非接觸式的自動射頻識別技術。RFID系統包括三個部分：RFID標簽、天線與閱讀器。RFID標簽通常貼于物件上作為物件的標識，而RFID閱讀器用于讀取RFID標簽。兩者都有天線，用于發送并接收信息。RFID標簽包括天線、調制器、芯片、編碼發生器、時鐘等部件。RFID標簽貼于需識別的物件上，比如圖書館的書本，將物件的識別數據存儲于芯片中，調制器、編碼發生器、時鐘等部件負責信號調制與同步，通過天線發送或接收處理數據。RFID標簽主要有以下特征來區別：能量來源（被動或主動）、頻率、讀寫特性（只讀或可讀寫）、存儲容量等。圖書館所使用的是被動式的標簽。閱讀器是指所有可以讀取或者寫入RFID標簽的設備，閱讀器由耦合器和天線組成。閱讀器通過天線發射無線射頻信號形成一個讀取區域，在該區域內的RFID標簽會響應讀取信號而與閱讀器進行作息交流。

為了使RFID閱讀器讀取的標簽信息能夠被其他程序使用，還需要一些中間軟件，RFID中間軟件是負責計算機程序與RFID閱讀器之間的接口處理程序，RFID中間軟件的主要功能是負責將閱讀器所讀取的RFID標簽的信息進行搜集、過濾及整理、排除重復訊號、轉換，傳遞給后端的計算機程序進行處理。RFID中間軟件能夠增加系統開發的透明性與層次性，無論計算機系統增加或改由其他系統取代。都可以通過中間軟件進行程序開發，而不需要針對特定的RFID閱讀器進行開發，省去多對多聯結與整合的問題。RFID中間軟件一般會提供DLL動態鏈接庫程序，或者提供中間的程序界面操作等，整合圖書館系統（ILS）可以在此基礎上進行RFID系統功能開發。

圖書館所使用的被動式RFID標簽與閱讀器之間的工作過程如下：RFID閱讀器的天線向其讀取區域發射電磁波，該區域內的RFID標簽收到閱讀器發射的信號后，獲取能量而被激活。RFID標簽按照閱讀器的指令，產生信號，并將標簽里的信息通過RFID標簽的天線傳輸到閱讀器的天線，閱讀器將從其天線收到的信息通過中間的軟件發送至計算機程序進行處理。

2.RFID技術在圖書館中的應用

圖書館作為信息服務部門，其全部工作價值都要通過服務這個環節來實現，而作為重要的文化信息中心，圖書館自動化系統及相關技術對提高服務的質量與效果起著極為重要的作用。RFID技術可以極大地提高圖書館服務的質量和工作效率，對圖書館自動化系統產生較大的變革。

2.1 圖書館自助站與自助借還

使用RFID建構圖書館的自助借還站，進行圖書館的自助借還服務，這是每個圖書館引進RFID最基本的目的，是圖書館基于RFID系統改造的基本內容。

RFID自動借書子系統由自動借書機實現，主要由RFID圖書自動化提取和RFID圖書自動傳輸機兩個模塊組成。自動借書機處理讀者的借閱信息，將信息連接到RFID圖書自動提取子系統，智能化管理書架子系統處理RFID信息，并釋放圖書資源。當自動借書機收到指令信息，讀者就能得到所要借閱的圖書。RFID自動還書系統主要由自動還書機、RFID圖書電子標簽、還書箱和服務器組成。當讀者還書時，通過閱讀器讀取書籍的RFID，連接服務器查詢相關讀者信息，修改其借閱信息，并自動控制還書箱中的圖書，對已歸還的圖書實現自動存儲到智能書架。RFID圖書館智能化管理系統可利用最短的時間，實現對大量RFID圖書的有效管理和借還，同時更快速且有效地處理大量RFID圖書的數據信息。

2.2 還書箱與自動歸還

傳統的還書箱服務實際工作上并非實時服務，無法為讀者立刻提供還書記錄等。而自動歸還具有實時歸還的這個功能。以下介紹RFID技術這一模式的還書箱，將RFID閱讀器與天線裝入傳統還書箱中處理有RFID標簽的書本，它將會實時處理滑進還書箱中的書本。對于讀者而言，與傳統的還書箱沒有太大的區別，他們所需要做的僅僅是將書本扔進還書箱中。而有時圖書館為了提高還書箱讀取RFID標簽的機會，會要求讀者一次只能放進一本書。KIOSK模式（自助服務機）的還書箱就是基于RFID技術的設備，并且會有計算機人機交互的界面，讓讀者進行一些功能選擇，提供打印收據、借還、返還錯誤書本等功能。

2.3 自動分類系統與圖書自動分類

RFID圖書自動分類系統的一個潛在的巨大優勢是可以更方便地進行自動書本處理，但它確實可以顯著改進圖書館對還回圖書分類過程，減少圖書館工作人員的時間與花費（節省人力資源）。一般圖書館為了提高分類系統的準確率，會要求讀者每次只能還回一本書，待該書處理完成后才可以放入第二本，這是為了保證書本被擺放于傳送帶的正確位置。自動分類系統對書本所作的分類是基于書本對應的分類號。圖書館的RFID系統會根據自身實際情況設定分類依據：

（1）異常圖書如無法通過RFID的識別進入還書箱，圖書館工作人員可以查明該書本無法識別的原因并進行相應處理。這些異常的圖書可能會包括RFID標簽損壞的圖書或沒有RFID標簽的圖書。

（2）被預約圖書。該類別也是一種特殊的圖書。將被預約的圖書別處撿出，可以省去由工作人員撿出被預約書本的工作量，提高工作效率。

（3）按照分館進行分類。

（4）按照分類號進行分類。

RFID提供的自助還回、自動分類的功能，可以極大降低工作人員的工作時間與勞動強度，尤其是自動分類功能，被認為是圖書館RFID投資最明顯的回報。RFID提供的圖書館書庫管理的功能，可使圖書館圖書館方便開展圖書盤點、書本查找、順架等操作。使用RFID書庫管理的功能還將進一步減少丟失圖書、尋找圖書的時間，用戶可以自由借還書，借還速度加快，排隊時間減少，從而較大的提高了用戶的滿意度和圖書館服務質量。

2.4 RFID點檢儀與書庫管理

手持可移動式RFID閱讀器統稱為點檢儀，點檢儀在圖書館中有特殊的功能：盤點，使用RFID點檢儀讀取書本RFID，比使用條形碼更方便快捷：

（1）條碼識別每次只能掃描一個條形碼，書本掃描時需逐件進行，而RFID閱讀器能一次性讀取多個標簽，速度明顯提高。

（2）條形碼讀取需要在有光源的條件下進行，將條形碼對準掃描儀，因而在書架上讀取書本時，需將書本從書架抽出后再讀取，這加重了工作人員的負擔；而RFID讀取無方向之分，在書架上讀取書本時不需將書本從書架上抽出，明顯減低了工作人員的工作強度，從而極大地提高掃描書本的速度，以前需要幾個月完成的工作，現在幾天就可以完成。

2.5 RFID智能書架

基于RFID的智能書架是進行圖書館書本利用率統計的一種有效方式，這在傳統的基于條形碼的系統中不可能實現的。通過書本利用率統計，可為圖書館的決策提供數據依據。然而目前的智能書架更多只是應用于先導試驗之中，要在全館內進行智能書架改造，所需要的設備、花費、人力投入很巨大，其中僅RFID閱讀器數量就相當龐大，因此盡管智能書架確有很強的應用前途，但是在全館推廣并不現實，各圖書館可以考慮在期刊部、教師指定參考書庫等小規模的書庫中使用基于RFID的智能書架。

2.6 RFID光盤系統

隨著計算機技術以及媒體技術的日益成熟，信息，資料，文獻的存儲載體已不再局限于紙張，媒體資源（以光盤為主要的存儲方式）以其容量大、易保存、易查找、易管理的特點，成為圖書館藏的重要資源。圖書館專門購買的音像資料，由于管理和技術等的諸多方面原因，其管理與利用一直成為困擾著圖書館服務工作的難點。圖書館的光盤資源的管理主要有以下特點：

（1）流通速度快。

（2）管理困難，各圖書館對光盤的利用都采取了相對保守的管理方式，讀者自由使用光盤受到較大的限制。

（3）處理加工流程繁瑣。

而RFID的應用為圖書館媒體資源管理提供了新的途徑。基于RFID的圖書館光盤管理系統可以簡化圖書館的光盤加工與流通流程，從而為讀者提供更有質量的服務。

3.圖書館RFID安全與隱私問題

RFID技術帶給圖書館的不僅僅是效率，也有安全與隱私問題的擔憂。RFID信號能夠穿透木頭、紙和塑料等物質，同時不可避免的存在以下問題：

（1）容易受到金屬材料的干涉，導致RFID信號屏蔽，從而使RFID失效。此外使用超高頻（UHF）的RFID標簽，還較容易受到水的屏蔽，人體在普通狀態之下用或用腋窩夾住書本就可以逃避安全門的檢測。而采用高頻（HF）的RFID標可以穿透水，可以避免上面的問題。

（2）物理破壞。圖書館減少標簽物理破壞的方法依然是隱蔽書本中的RFID標簽的存在，然而讀者一旦識破圖書館的隱蔽意圖后，各種隱蔽方式也是徒勞無功。

（3）標簽重疊。在標簽重疊時可能會影響RFID的讀取效果，尤其在兩個RFID標簽位置重疊且距離很近，讀取效果更是不佳。

（4）RFID數據非法讀取。由于現在有的RFID閱讀器與標簽均遵循一定的標準，非授權方只需要有符合相應標簽的閱讀器便可以讀取圖書館的RFID的標簽的數據。然后進行一些數據分析、數據關聯等，侵犯讀者的隱私。為了防止RFID數據非法的讀取，圖書館可以對RFID標簽中的數據進行加密，那么即使通過符合標準的閱讀器讀取到標簽中的內容，也會由于數據加密而無法知曉這些內容的意義。

（5）RFID數據非法寫入。RFID數據非法寫入可能造成對圖書館書本安全較大的威脅，與非法讀取相似，非授權方只需要有符合相應標簽的閱讀器便可以向圖書館RFID標簽寫入數據。盜書者只需要在圖書館內向RFID標簽隨便寫入數據，將標簽原有數據擦除，就可以很順利地將書本盜出。圖書館解決數據非法寫入的方法是：增加RFID標簽的“寫入”鎖，當向標簽寫入信息時，需要打開寫入鎖入才能進行數據寫入。

4.結語

目前RFID技術已較成熟，其帶給圖書館的潛在的巨大利益是激勵圖書館、設備供應商、研究人員不斷關注、研究、實踐的重要原因。利用RFID系統可以很好的實現圖書管理的自動化和智能化，從而提升圖書館的核心競爭力，提高為讀者服務的效率，具有廣闊的發展空間。RFID技術圖書館的影響更是深層次的，它不但改變了傳統管理模式下圖書館的人才結構、館員的知識結構，也給傳統的圖書管理帶來了一系列來自文化信息產業方面的競爭與挑戰，同時也要認識到它帶來的信息安全等方面的問題。

[1]郭秀梅.基于物聯網的圖書館圖書動態指示系統構建探討.圖書館論壇,2012（9）:21-25

[2]張敏.基于物聯網技術下的圖書管理系統構建.河南理工大學學報(自然科學版),2012（6）：326-329

[3]郭立新.面向物聯網應用的高校高書館個性化服務初探.蘭臺世界,2011（10）：73-74