基于RFID的智慧圖書(shū)館管理系統(tǒng)建設(shè)方案研究?

崔海蘭 郭金子 譚光德

（遼寧大學(xué)圖書(shū)館，遼寧 沈陽(yáng) 110036）

1 圖書(shū)館引進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)常遇到的問(wèn)題

國(guó)家發(fā)布的《中國(guó)射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)政策白皮書(shū)》，明確指出建立公共服務(wù)體系，使RFID信息資源的組織、管理和利用更為深入和廣泛。2007年信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布《800/900MHz頻段射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)應(yīng)用規(guī)定（試行）》（信部無(wú)[2007]205號(hào)），對(duì)RFID的使用進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，顯示了國(guó)家對(duì)RFID的應(yīng)用高度重視、大力推廣。

2005年以來(lái)國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有很多圖書(shū)館引進(jìn)了RFID系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于智慧圖書(shū)館的優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的，但是現(xiàn)階段各圖書(shū)館引進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)絕不能盲目。首先，雖然RFID標(biāo)簽的價(jià)格已經(jīng)降至1元左右，但是采購(gòu)數(shù)量動(dòng)輒以百萬(wàn)計(jì)，加上配套的軟件和硬件的費(fèi)用，投資是十分巨大的。其次系統(tǒng)安裝部署需要架設(shè)網(wǎng)絡(luò)、開(kāi)孔走線，涉及館舍建筑的預(yù)留和改造，需要一個(gè)較長(zhǎng)的周期。第三，軟硬件調(diào)試完成后，需要將館藏書(shū)籍下架逐本粘貼標(biāo)簽并進(jìn)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)換后的重新上架，這個(gè)過(guò)程工作量很大，必定會(huì)影響正常的開(kāi)館借閱工作。所以，建設(shè)之前需要充分調(diào)研、周密分析、統(tǒng)一規(guī)劃、逐步實(shí)施。

2 基于RFID的智慧圖書(shū)館管理系統(tǒng)建設(shè)方案

基于RFID的智慧圖書(shū)館管理系統(tǒng)建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜而具體的工程，從設(shè)備的調(diào)研采購(gòu)、覆蓋全館的網(wǎng)絡(luò)搭建、館藏書(shū)籍標(biāo)簽的粘貼轉(zhuǎn)換，到各個(gè)子系統(tǒng)的安裝調(diào)試以及與館藏綜合系統(tǒng)的融合都需要精心組織和嚴(yán)格實(shí)施。

2.1 調(diào)研采購(gòu)

圖書(shū)館如果計(jì)劃引進(jìn)RFID系統(tǒng)，首先需要立足本館實(shí)際情況，規(guī)劃建設(shè)后的使用效果，主要包括：確定業(yè)務(wù)流程，確定采用哪家廠商的產(chǎn)品、標(biāo)簽的類型以及哪些圖書(shū)粘貼RFID標(biāo)簽。

引入RFID系統(tǒng)后，現(xiàn)有的工作流程勢(shì)必會(huì)發(fā)生一定改變，工作內(nèi)容會(huì)有部分增加。采購(gòu)來(lái)的圖書(shū)經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)加工之后還需要進(jìn)行RFID標(biāo)簽的粘貼與數(shù)據(jù)著錄。讀者證也可以采用RFID卡片，這樣借書(shū)和還書(shū)的流程將大大簡(jiǎn)化，借書(shū)時(shí)讀者只需在借書(shū)工作站先刷自己的讀者卡，然后將要借的圖書(shū)進(jìn)行掃描，最后確定即可。還書(shū)的過(guò)程和借書(shū)過(guò)程基本類似，這種模式下完全可以嘗試圖書(shū)的自助借閱和歸還，減少人工干預(yù)的次數(shù)，大幅提高效率。圖書(shū)的安全則由RFID智能門(mén)禁來(lái)保證，未經(jīng)正常手續(xù)借閱的圖書(shū)在通過(guò)門(mén)禁時(shí)會(huì)報(bào)警提示。圖書(shū)進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)或者下架時(shí)，可以通過(guò)智能盤(pán)點(diǎn)車(chē)來(lái)完成，工作人員只需將多層智能盤(pán)點(diǎn)車(chē)從書(shū)架一頭推至另一頭，該書(shū)架上的所有圖書(shū)就可以盤(pán)點(diǎn)完成，生成排架信息和統(tǒng)計(jì)表格。如果需要進(jìn)行圖書(shū)剔舊工作，只需輸入剔舊的標(biāo)準(zhǔn)，盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)即可自動(dòng)將符合的圖書(shū)顯示出來(lái)，工作人員以此為依據(jù)進(jìn)行剔舊下架工作。

確定使用哪家廠商的產(chǎn)品時(shí)，需要考慮廠商規(guī)模，產(chǎn)品功能、性能價(jià)格以及市場(chǎng)占有情況，宜采用成熟的產(chǎn)品和解決方案。RFID標(biāo)簽常用的有高頻和超高頻兩種：高頻存儲(chǔ)容量大但讀取速度較超高頻慢，而且體積較大，價(jià)格高；超高頻標(biāo)簽存儲(chǔ)容量較高頻標(biāo)簽小，但讀取速度快，價(jià)格較低。各個(gè)圖書(shū)館可根據(jù)本館的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。基于RFID的智慧圖書(shū)館管理系統(tǒng)需要采購(gòu)的標(biāo)簽有圖書(shū)標(biāo)簽、書(shū)架標(biāo)簽和讀者卡標(biāo)簽3個(gè)種類。圖書(shū)標(biāo)簽粘貼在圖書(shū)頁(yè)中或者封底內(nèi)，粘貼時(shí)既要隱蔽不易被破壞還要注意美觀且不影響閱讀；書(shū)架標(biāo)簽是為了防止金屬書(shū)架對(duì)標(biāo)簽產(chǎn)生干擾而經(jīng)過(guò)特殊封裝的RFID標(biāo)簽，粘貼在書(shū)架每格的隔板上用于定位圖書(shū)的位置；讀者卡標(biāo)簽用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的圖書(shū)證或者讀者卡，可以較遠(yuǎn)距離地識(shí)別讀者身份信息，以此實(shí)現(xiàn)讀者流量統(tǒng)計(jì)及自動(dòng)借還書(shū)等服務(wù)。

哪些圖書(shū)納入RFID的智慧圖書(shū)館管理系統(tǒng)的管理關(guān)系到標(biāo)簽的采購(gòu)數(shù)量及標(biāo)簽的粘貼順序。開(kāi)架書(shū)庫(kù)和基藏書(shū)庫(kù)的圖書(shū)一般都要粘貼標(biāo)簽進(jìn)行管理，古籍由于其珍貴性和脆弱性不適合直接粘貼標(biāo)簽，可以在其裝具上粘貼標(biāo)簽。期刊和報(bào)紙由于不外借并且更新頻率快，可以先不粘貼標(biāo)簽，待轉(zhuǎn)為過(guò)刊裝訂上架前進(jìn)行標(biāo)簽的粘貼。

2.2 建設(shè)覆蓋全館的網(wǎng)絡(luò)

覆蓋全館的高速網(wǎng)絡(luò)是智慧圖書(shū)館建設(shè)的基礎(chǔ)，也是最核心的內(nèi)容。該網(wǎng)絡(luò)采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)，核心節(jié)點(diǎn)位于中心機(jī)房，應(yīng)采用兩臺(tái)高性能核心交換機(jī)作冗余備份，以保證網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)可用。各個(gè)樓層設(shè)置弱電井，樓層交換機(jī)與核心交換機(jī)使用兩對(duì)多模光纖連接，樓層交換機(jī)到各個(gè)終端點(diǎn)位采用低煙無(wú)鹵六類雙絞線，速度能夠達(dá)到千兆。終端網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)位應(yīng)多做預(yù)留，盡量避免設(shè)備安裝后由于距網(wǎng)口遠(yuǎn)而走明線，部分隱蔽區(qū)域或房間的中心位置可在地面開(kāi)槽走線并預(yù)埋地盒。對(duì)于走線困難的區(qū)域可采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，在天花板內(nèi)架設(shè)弱電線槽走線，每隔一定的距離留一個(gè)網(wǎng)點(diǎn)，作為無(wú)線網(wǎng)的熱點(diǎn)。在設(shè)計(jì)和施工中需要注意強(qiáng)電點(diǎn)和弱電點(diǎn)相匹配，即每個(gè)網(wǎng)點(diǎn)旁邊需要設(shè)置相應(yīng)的五孔電源插座，保證設(shè)備能夠就近取電。另外在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中宜采用統(tǒng)一品牌的交換設(shè)備，避免各個(gè)廠商的設(shè)備由于默認(rèn)參數(shù)不同，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)生成樹(shù)混亂問(wèn)題而造成網(wǎng)絡(luò)不通或者速度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

覆蓋全館的高速網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)路由器或者防火墻的地址轉(zhuǎn)換功能聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)需要購(gòu)置必要的安全設(shè)備保證網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的安全可用，安全設(shè)備包括防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)審計(jì)系統(tǒng)等。網(wǎng)絡(luò)建成之后就可以進(jìn)行RFID各個(gè)子系統(tǒng)的安裝與調(diào)試工作。

2.3 各個(gè)RFID子系統(tǒng)的安裝調(diào)試

基于RFID的智慧圖書(shū)館管理系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，使用RFID等技術(shù)進(jìn)行圖書(shū)的管理，需要相應(yīng)的軟硬件支持。除了交換機(jī)和安全設(shè)備外還須購(gòu)置服務(wù)器用于應(yīng)用軟件的部署。服務(wù)器至少需要兩臺(tái)，一臺(tái)作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，另一臺(tái)作為應(yīng)用服務(wù)器，如果資金允許應(yīng)增加服務(wù)器的數(shù)量，將各個(gè)子系統(tǒng)單獨(dú)部署到獨(dú)立服務(wù)器上，可以保證系統(tǒng)運(yùn)行的速度和穩(wěn)定性。系統(tǒng)軟件需要采購(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)和操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器建議使用Linux操作系統(tǒng)并安裝Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，應(yīng)用服務(wù)器多采用Windows Server操作系統(tǒng)。

基于RFID的智慧圖書(shū)館管理系統(tǒng)一般包括標(biāo)簽轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)、自動(dòng)借/還書(shū)子系統(tǒng)、圖書(shū)清點(diǎn)子系統(tǒng)、圖書(shū)安全監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、Web發(fā)布子系統(tǒng)和智能鑰匙管理系統(tǒng)，各圖書(shū)館可根據(jù)自身情況選擇所需系統(tǒng)。

標(biāo)簽轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)是在系統(tǒng)中設(shè)立標(biāo)簽轉(zhuǎn)換平臺(tái)，即建立一個(gè)電子標(biāo)簽與圖書(shū)信息關(guān)聯(lián)的平臺(tái)，將電子標(biāo)簽的信息傳遞到計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái)，自動(dòng)將電子標(biāo)簽、數(shù)據(jù)庫(kù)、圖書(shū)關(guān)聯(lián)到一起。標(biāo)簽轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)安裝時(shí)主要涉及RFID桌面式讀寫(xiě)器的安裝，RFID桌面式讀寫(xiě)器通過(guò)USB連接線與電腦連接并將電腦聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)，即可通過(guò)自帶的標(biāo)簽轉(zhuǎn)換軟件進(jìn)行工作。

自動(dòng)借/還書(shū)子系統(tǒng)安裝在借書(shū)處和還書(shū)處，其安裝方式和標(biāo)簽轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)一致，但考慮到美觀和工作方便，可以在工作臺(tái)開(kāi)口，將RFID桌面式讀寫(xiě)器嵌入到桌面中，方便圖書(shū)的掃描。

圖書(shū)清點(diǎn)子系統(tǒng)即RFID移動(dòng)工作站，分為單層盤(pán)點(diǎn)和多層盤(pán)點(diǎn)兩種，可對(duì)RFID標(biāo)簽進(jìn)行非接觸式閱讀，快速識(shí)別粘貼在圖書(shū)上的RFID標(biāo)簽以及粘貼在架位上的RFID層標(biāo)。系統(tǒng)支持書(shū)架位置圖形化顯示，具有上架引導(dǎo)、順架、盤(pán)點(diǎn)、倒架、錯(cuò)架圖書(shū)定位及提示功能。系統(tǒng)天線采用折疊型設(shè)計(jì)，可方便清點(diǎn)擱置在高處的圖書(shū)。系統(tǒng)具有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接功能并自帶電池，單次充電連續(xù)工作時(shí)間不少于4小時(shí)，工作人員通過(guò)觸摸屏進(jìn)行操作。圖書(shū)清點(diǎn)子系統(tǒng)安裝時(shí)只需要在待盤(pán)點(diǎn)區(qū)域設(shè)置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)即可。

圖書(shū)安全監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)又稱RFID安全門(mén)禁，對(duì)貼在圖書(shū)上的RFID標(biāo)簽進(jìn)行非接觸式監(jiān)測(cè)，如發(fā)現(xiàn)圖書(shū)未經(jīng)授權(quán)離開(kāi)庫(kù)房或指定借閱區(qū)時(shí)自動(dòng)報(bào)警，并將報(bào)警信息上傳至管理中心。RFID安全門(mén)禁可以安裝在圖書(shū)館的主入口，用于防盜并可以通過(guò)掃描RFID讀者卡進(jìn)行來(lái)館讀者統(tǒng)計(jì)，在各個(gè)閱覽室、書(shū)庫(kù)的門(mén)口也應(yīng)安裝RFID安全門(mén)禁。考慮到讀取效果，RFID安全門(mén)禁安裝時(shí)兩側(cè)的門(mén)禁間距應(yīng)小于1.4米，門(mén)禁兩邊需要在地面預(yù)留電源和網(wǎng)線地盒，兩個(gè)門(mén)禁之間也需要在地面開(kāi)槽，預(yù)埋管徑3～4厘米的鍍鋅穿線管，穿線管內(nèi)需要穿電源線、網(wǎng)線和USB線各一根，穿線完成后要將地面恢復(fù)并打磨。

Web發(fā)布子系統(tǒng)為Browser/Server結(jié)構(gòu)，為讀者提供快捷、方便的查詢方式。讀者可根據(jù)圖書(shū)題名、責(zé)任者、索書(shū)號(hào)、主題詞等檢索條件進(jìn)行模糊查詢與多級(jí)查詢，不但能夠查詢到圖書(shū)的詳細(xì)信息，還能圖形化顯示、定位圖書(shū)所在書(shū)架位置。Web發(fā)布系統(tǒng)可作為圖書(shū)館網(wǎng)站的一個(gè)子鏈接，為讀者提供更為個(gè)性化的圖書(shū)檢索查詢方式，提高圖書(shū)館人性化服務(wù)水平。Web發(fā)布子系統(tǒng)只需要在服務(wù)器中安裝相應(yīng)的軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)即可。

智能鑰匙管理系統(tǒng)是通過(guò)射頻的方式將RFID識(shí)別碼傳輸?shù)娇刂平K端，鑰匙孔有機(jī)械鎖定功能，只有被授權(quán)的管理人員才能解鎖取出，實(shí)現(xiàn)了鑰匙取/還信息遠(yuǎn)程控制的功能，還可查詢、追蹤鑰匙使用情況。智能鑰匙管理系統(tǒng)的安裝比較簡(jiǎn)單，使用四顆膨脹螺絲將鑰匙箱固定在墻上即可，鑰匙箱下方要有預(yù)留的電源插座和網(wǎng)線插口。

2.4 為館藏圖書(shū)粘貼標(biāo)簽并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

標(biāo)簽轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)的軟硬件安裝完成后就可以大批量為館藏圖書(shū)粘貼標(biāo)簽并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，這個(gè)過(guò)程工作量巨大，既要保證標(biāo)簽粘貼的質(zhì)量和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確，又要盡量不影響正常開(kāi)館。對(duì)到館新書(shū)可在驗(yàn)收過(guò)程中直接粘貼標(biāo)簽轉(zhuǎn)換后納入RFID系統(tǒng)管理；對(duì)架上圖書(shū)，應(yīng)先把利用率較高的開(kāi)架閱覽室圖書(shū)納入系統(tǒng)的管理，可以集中人力以書(shū)架為單位，快速地逐架粘貼書(shū)標(biāo)簽和書(shū)架標(biāo)簽并進(jìn)行數(shù)據(jù)登記，每個(gè)閱覽室的所有圖書(shū)都粘貼并登記完成后，使用圖書(shū)清點(diǎn)子系統(tǒng)生成閱覽室藏書(shū)信息。開(kāi)架閱覽室標(biāo)簽粘貼完成后，可繼續(xù)進(jìn)行閉架圖書(shū)和期刊合訂本的標(biāo)簽粘貼與登記工作。圖書(shū)標(biāo)簽粘貼的同時(shí)可以同步開(kāi)始讀者卡的更換工作，用封裝了RFID的卡片替換傳統(tǒng)的讀者卡并進(jìn)行讀者信息的更新。

2.5 RFID系統(tǒng)與館藏管理軟件的融合

RFID系統(tǒng)與館藏管理軟件通常不是由同一軟件公司開(kāi)發(fā)，所以需要將兩個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫融合，定義好兩個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享及功能聯(lián)動(dòng)。RFID廠商需要提供RFID測(cè)試標(biāo)簽和桌面讀寫(xiě)器等相關(guān)硬件設(shè)備用于開(kāi)發(fā)調(diào)試，并提供硬件設(shè)備的相關(guān)說(shuō)明文檔、設(shè)備的SDK、API調(diào)用接口及常用開(kāi)發(fā)語(yǔ)言調(diào)用的Demo。除此之外，還需要提供RFID管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)表信息、表結(jié)構(gòu)以及館藏系統(tǒng)與RFID管理系統(tǒng)進(jìn)行交互功能的接口屬性。兩個(gè)軟件融合完成后應(yīng)由同一界面進(jìn)行操作，避免程序間的切換，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試和試運(yùn)行后基于RFID的智能圖書(shū)館管理系統(tǒng)即可正式上線運(yùn)行。

3 智慧圖書(shū)館可以擴(kuò)展的功能

智慧圖書(shū)館除了上述基于RFID的各個(gè)應(yīng)用子系統(tǒng)外，還可以根據(jù)本館使用中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行不斷探索。智慧圖書(shū)館可以采用電子圍欄技術(shù)，對(duì)進(jìn)入覆蓋區(qū)域的手機(jī)進(jìn)行特征信息的全面采集和檢測(cè)，如果是本館注冊(cè)讀者可以通過(guò)短信、微信以及其他信息推送方式與讀者進(jìn)行溝通，隨時(shí)隨地提供及時(shí)服務(wù)；還可以將館藏系統(tǒng)與智能書(shū)架、智能密集架相結(jié)合，當(dāng)讀者在系統(tǒng)中檢索到圖書(shū)，可通過(guò)指示裝置引導(dǎo)讀者找到該書(shū)的位置，甚至通過(guò)智能傳輸系統(tǒng)將圖書(shū)快速運(yùn)送到讀者手中。除此之外，還可以在網(wǎng)上建立虛擬圖書(shū)館，通過(guò)3D動(dòng)畫(huà)的效果使讀者足不出戶就可以了解圖書(shū)館的每個(gè)細(xì)節(jié)，并能方便地進(jìn)行閱覽和借書(shū)操作。總之，智慧圖書(shū)館有著廣闊的發(fā)展前景，等待圖書(shū)館人不斷探求。

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