XPM—RFID技術在圖書館的應用

凌志

摘 要：目的 射頻識別（RFID）已成為21世紀全球自動識別技術發展的方向，它保證圖書館的管理水平。方法 設計并開發了基于RFID的圖書館綜合管理系統并投入使用。結果 通過該系統可以有效實現圖書館圖書流通、館藏以及內部行政和資產管理等，并可以進行數字資源服務。而成本低廉、性能可靠、壽命長久的XPM-RFID技術的出現，將會使RFID在現代圖書館自動化管理中的普及應用全面提速。結論 該系統具有完備的功能，實用性也很強，大大促進了圖書館的信息化管理水平的提高以及效率的提升，并為讀者提供了極大便利。

關鍵詞：RFID XPM-RFID 圖書館

中圖分類號：G250.7 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2813（2015）02（a）-0197-02

1 RFID概述

1.1 RFID介紹

射頻識別是一種非接觸自動識別技術，同時可以實現對靜止或移動中的物體的識別的自動完成和相關數據的獲取，是可工作于惡劣環境的無需人工干預的自動識別，基本的XPM-RFID系統主要由電子標簽（也稱作射頻標簽或應答器，是由耦合器和標簽芯片組成的）、天線和閱讀器三部分組成。

射頻識別是具有循環使用、防盜和順架等功能的利用無線射頻技術實現獲取的識別的一種技術，相較于傳統的條形碼具有更多的優勢，比如：可以完成借書和還書的手續。排架、典藏以及信息管理系統的完善工作，RFID作為一種結合了射頻技術的微電子技術，將圖書館的圖書的資料信息存儲在微型晶片上，然后在需要的時候進行讀取，而且還能通過射頻技術利用這些信息進行交流，比條形碼的工作效率更高。

1.2 圖書館流通管理中RFID的應用

圖書館管理中數據采集的效率因RFID的運用而提高，尤其是在運動過程中實現了信息的讀取與存儲的安全性、高效性和快速性，而且使信息的載體具有唯一性，這些特定的共同作用決定了圖書館管理領域中RFID的廣泛運用。

在發達國際與地區，如：歐、美國家，其圖書館管理領域中對于RFID標簽在圖書、錄像等資料的跟蹤與管理的普及越來越廣，新加坡、泰國、馬來西亞等幾個亞洲國家也于前幾年陸續展開了RFID圖書管理系統的運用。

1.3 使用RFID的原因

目前，在圖書館的資料的數量和種類不斷地擴大而管理人員規模保持相對不變的情況下，使得每位工作人員的收發、傳遞、分揀以及排架圖書工作量不斷增加，使得工作人員將大部分精力都花費在了書籍資料的搬運整理中，管理工作相對薄弱。

RFID為了解決這一問題，提出了一種自動化處理方案，將工作人員從紛繁的整理工作中得以解脫，使其可以回歸到圖書管理工作的正軌中來，與此同時，RFID的應用降低了信息和物流的交流時間，尤其突出的優勢是RFID標簽具有比條形碼更快的信息閱讀速度，而且RFID標簽的閱讀可以好幾個標簽同時進行而條形碼的閱讀必須在可視光線條件下進行，即在激光或者燈光下才可以進行條形碼信息的獲取，加之條形碼的提取是一個一個的完成的，這就更加使得借還書的手續繁瑣，消耗更多的時間，降低工作效率，RFID閱讀器大大提高了圖書管理工作的效率。

1.4 RFID是如何工作的

RFID標簽包含有一個非提供動力的天線，可以被提供動力的天線（其實是同屬一臺RFID閱讀器的一組天線）進行識別，完成信息的交流。

RFID發出電磁波的同時標簽的天線可以接收這些電磁波，等標簽的天線進入RFID發出的電磁波的射頻范圍內后，閱讀器建立的射頻區域就為標簽的微片電路提供動力，然后再通過晶片對電磁波的調節幫助標簽將信息返回給閱讀器即可，閱讀器再將受到的電磁信號轉換為數據的形式在計算機中進行處理和顯示。

2 XPM-RFID芯片高頻模擬接口模塊的設計

應答器的芯片系統結構及工作原理示意如下圖1所示。

符合ISO15693標準協議15.56MHz的RFID系統的結構如下所示，這一芯片獲取工作所需電壓UN的途徑是電感耦合，因此稱之為無源RFID芯片，主要由記憶電路、數字邏輯控制電路和模擬前端口電路三部分構成，其中模擬前端口電路由時鐘電路、上電復位電路、調制電路與解調電路、高壓保護電路、穩壓電路以及橋式全波整流電路基本分組成，芯片中只有兩個PAD與外部天線相連接。

2.1 總體結構

圖書館的職能包括具體包括：圖書采訪（根據本館需求制定采購計劃）、圖書編目（對到館圖書進行編目加工）、典藏管理（盤點、順架）、圖書流通（借還、防盜、圖書定位查詢）等。RFID硬件、計算機集成設施以及相應的軟件組成了圖書館管理的信息化系統，其中標準串串口或USB接口和計算機集成設備進行連接，然后與RFID硬件組成圖書館管理的RFID終端系統，RFID終端系統再通過軟件和管理服務中心相連，完成網絡連接或數據復制交換。圖書館管理系統的服務中心和終端軟件的連接所遵守的協議是計算機網絡協議和圖書館業內相關協議。總體結構如圖2所示。

2.2 RFID與整體系統的關系

RFID項目既是獨立存在的，用于圖書借閱的便民服務系統，更是安徽糧食工程職業學院圖書館新館數字圖書館系統重要的組成部分和不可或缺的系統。

RFID系統中的24 h自助借還系統、室外歸還系統同時承擔數字圖書館展現發布的終端服務功能，同時自助借還的相關信息及架位管理信息將通過統一的數字圖書館管理平臺與后臺軟件系統進行數據交換。

該方案選用四川凱路威電子有限公司的X-RFID簽，并圍繞RFID標簽提供一套完整的硬件解決方案：安全門、RFID手持點檢儀、室外自動歸還系統、自動借還系統、RFID館員工作站以及RFID標簽轉換站。

RFID標簽：市場上所有可用的UHF和SHF標簽大體上工作在反向鏈路模式（由標簽到基站），它們反向散射原理，因此是無源的。

RFID天線是傳導讀取器和標簽之間的射頻信號的媒介。

RFID讀寫器是利用RFID的天線實現通過RFID標簽完成數據的讀寫操作。

RFID館員工作站是一種集成化的設計，主要用于編寫標簽，完成信息的查詢、借書和還書手續的辦理，以及用戶的賬戶管理。

2.3 RFID系統設計

RFID系統設計如圖4所示。

2.4 RFID應用軟件系統設計

RFID系統的應用軟件平臺，是整個RFID系統運行的基礎軟件平臺，通過該平臺，將各種RFID應用的硬件設備組建成一個統一的整體，并發揮相應的功能。

2.5 應用軟件體系結構

RFID系統軟件，按照軟件架構，可以分為硬件層、硬件訪問層，硬件應用層、數據層、數據訪問層、業務層、用戶層等多個層次。

（1）硬件層，各種組成RFID設備硬件的基本設備單元，如傳感器，RFID標簽、打印機等。

（2）硬件訪問層，用于訪問各種硬件設備的軟件支撐平臺和控件。

（3）硬件應用層，該層面上整合多種硬件結構，形成各種不同德RFID的邏輯單元組合。

（4）數據層，對應的多種數據庫以及LAS系統或讀者認證系統。

（5）數據訪問層，軟件方式連接業務應用與基礎數據平臺的系統軟件。

（6）業務應用層，完成圖書館某一特定任務的軟件系統單元。

（7）用戶層，通過多種邏輯組合，將軟件展示給用戶。

這樣的設計架構，綜合考慮了圖書館業務需求及IT技術發展的變化，采用模塊化方式，將用戶需求分解為業務功能模塊，通過軟件應用和硬件應用進行組織，構建符合用戶需求的設備和系統，完成設計功能。特點是：模塊化設計，通過抽象的物理設備接口，關聯用戶需求和硬件設備，按照業務邏輯組合硬件、軟件資源，系統可以按照用戶的不同要求進行組合構建，滿足變化的需求。

開放而獨立的硬件層和通用的硬件訪問層，符合IT市場運作規律，按照通用的標準和結構配置底層硬件，避免了最終用戶應為系統不開放而被捆綁甚至綁架的風險。

系統硬件和軟件獨立，未來可以根據需要，衍生新的RFID系統設備。

參考文獻

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