RFID技術(shù)在圖書館應(yīng)用中的兼容性及通用性問題研究

王展妮?黃自強?張國亮?曾惠瓊

摘 要 論文從RFID技術(shù)在圖書館的應(yīng)用現(xiàn)狀入手，通過深入分析當(dāng)前高校RFID系統(tǒng)設(shè)計方案及應(yīng)用模式，發(fā)現(xiàn)多數(shù)圖書館RFID系統(tǒng)方案在兼容性及通用性方面存在突出問題，并從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度分別給出了解決方案，為RFID技術(shù)在高校圖書館的推廣和應(yīng)用提供了借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 RFID 高校圖書館 RFID系統(tǒng)方案

分類號 G250.78

DOI 10.16810/j.cnki.1672-514X.2017.06.012

Abstract Starting from the application of RFID technology in the library， this paper analyzes the current university RFID system design and application model in-depth， and finds that most of the library RFID system programs have outstanding problems in terms of the compatibility and versatility. It gives a solution to the existing problems from the perspective of system structure， and provides references for the popularization and application of RFID technology in university libraries.

Keywords RFID. University library. RFID system program.

射頻識別（Radio Frequency Identification， RFID）也稱無線射頻識別，是20世紀中葉興起的一種自動識別通信技術(shù)，最初應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，隨著技術(shù)的成熟和應(yīng)用范圍的不斷擴展，RFID技術(shù)已逐步滲入到圖書館領(lǐng)域。然而，隨著RFID技術(shù)在圖書館應(yīng)用案例的增多，其在應(yīng)用中暴露的問題也愈加突出。筆者從RFID技術(shù)在圖書館的應(yīng)用現(xiàn)狀入手，通過深入分析當(dāng)前圖書館RFID系統(tǒng)方案及模式，發(fā)現(xiàn)多數(shù)RFID系統(tǒng)方案在兼容性及通用性方面存在突出問題。圍繞這些問題，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度分別對存在的問題給出了解決方案，并對方案中涉及的功能進行了詳盡的描述，以期為RFID技術(shù)在圖書館的推廣和應(yīng)用提供借鑒和參考。

1 RFID技術(shù)在國內(nèi)圖書館應(yīng)用現(xiàn)狀

2005年，集美大學(xué)誠毅學(xué)院在國內(nèi)高校圖書館最早引入RFID系統(tǒng)，2006年，深圳圖書館建立了國內(nèi)最大的基于RFID技術(shù)的公共圖書館，該館是目前僅次于西雅圖公共圖書館的世界上第二大RFID圖書館[1]。據(jù)2013年中國圖書館年會統(tǒng)計，自2009年以來，應(yīng)用RFID的圖書館以平均每年68家的速度增長，年平均增長率高達86.3%[2]。值得一提的是，雖然近年來RFID圖書館發(fā)展速度迅猛，但由于早期基礎(chǔ)研究較為薄弱，目前僅有少數(shù)企業(yè)能夠建立完整的系統(tǒng)方案，整體普及率偏低，表1列舉了2011年至2016年間具有代表性的引入RFID技術(shù)的公共圖書館及高校圖書館。

從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，圖書館引入的RFID技術(shù)服務(wù)項目包含了館藏盤點、自助借還、安全門檢測等功能，在帶來極大智能化、便利化的同時，系統(tǒng)也存在著一些共性問題，主要包括RFID系統(tǒng)與圖書館原系統(tǒng)之間不兼容，引入RFID成本高、普及困難，RFID 標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，門禁遇到金屬失靈問題及錯位漏檢問題等。以上問題從RFID系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)結(jié)構(gòu)來看，可以概括為RFID技術(shù)在圖書館應(yīng)用中的兼容性及通用性兩個問題。本文將針對這兩個問題，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度分別對存在的問題給出解決方案。

表1 近年來引入RFID系統(tǒng)的圖書館

1.1 新舊兩類圖書館并存、系統(tǒng)兼容性差

雖然RFID系統(tǒng)對于提高圖書館的圖書流轉(zhuǎn)、促進機構(gòu)及職能轉(zhuǎn)變等方面具有積極的作用，但由于目前RFID芯片及讀寫、通信設(shè)備的成本仍然較高，完全建立新的RFID圖書館對于我國多數(shù)圖書館而言尚難以實現(xiàn)。因此，許多圖書館采用在原館系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，改造或改建現(xiàn)有的圖書管理系統(tǒng)。雖然這一折中方案較為簡單易行，但兩種圖書管理系統(tǒng)并存必然會產(chǎn)生新的問題，其中最突出的就是新舊兩種圖書管理系統(tǒng)的兼容性問題。只有38.9%的高校圖書館、33.3%的公共圖書館認為本館所使用的RFID智能系統(tǒng)兼容性好[9]。

1.2 RFID缺乏統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)開發(fā)周期長

當(dāng)前RFID系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一通用的建設(shè)流程和標(biāo)準(zhǔn)。目前，國內(nèi)能夠建立完整的RFID系統(tǒng)方案僅有少數(shù)的幾家公司，如深圳遠望谷、海恒智能和上海阿法迪等[10]。出于商業(yè)的利益和技術(shù)的保護，這些公司制定了各自的RFID編碼及通信標(biāo)準(zhǔn)。由于各類系統(tǒng)之間互不兼容，為客戶的選擇帶來了極大的困擾，例如，用戶在選擇了一家公司的RFID芯片后，就必須選擇這家公司的讀寫設(shè)備和軟件系統(tǒng)，用戶完全處于被動地位。另一方面，系統(tǒng)開發(fā)周期長也是制約RFID系統(tǒng)廣泛開展的不利因素，各地圖書館因地理位置、建筑布局等原因，使得建館的目標(biāo)需求差異化很大，由于沒有可以借鑒的通用經(jīng)驗，導(dǎo)致建立RFID圖書館的時間周期較長，如北京農(nóng)學(xué)院從立項建立RFID圖書館到施工完成耗時5年多[11]。

2 RFID技術(shù)在圖書館應(yīng)用中的問題對策研究

2.1 關(guān)于RFID系統(tǒng)兼容性問題和解決策略

圖書館RFID系統(tǒng)兼容性差的問題可總結(jié)為硬件和軟件兩方面：在硬件方面，當(dāng)多個不同規(guī)格的RFID芯片存在時，可能存在閱讀器無法辨析有效數(shù)據(jù)的情況；在軟件方面，新引入的RFID系統(tǒng)與原有的條碼管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)通信方面存在不兼容的情況。

針對該問題，可在軟件和硬件兩個層面設(shè)計中間件系統(tǒng)，軟件中間件常用在數(shù)據(jù)分布式應(yīng)用的通信和管理軟件中，主要用于解決分布式環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)訪問、應(yīng)用調(diào)度、系統(tǒng)構(gòu)建和系統(tǒng)集成、流程管理等問題[12]。目前，引起舊館服務(wù)體系與新館RFID體系不兼容問題的主要原因是不同廠家芯片及設(shè)備的不兼容，因此，可以利用中間件技術(shù)建立統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，對物理設(shè)備進行逐層封裝，屏蔽設(shè)備帶來的影響。這樣由中間件系統(tǒng)做出統(tǒng)一的中轉(zhuǎn)服務(wù)，新舊兩館間通信服務(wù)不兼容的問題就能得到有效的解決。

另外，還可將物聯(lián)網(wǎng)的四層架構(gòu)運用于中間件系統(tǒng)。由于新舊兩館系統(tǒng)之間存在著大量的異構(gòu)信息，為使中間件具有更廣泛意義上的通用性，可以將物聯(lián)網(wǎng)的分層架構(gòu)理論運用于中間件系統(tǒng)。這種分層架構(gòu)的主要目的是使網(wǎng)絡(luò)的邏輯部件與實際的物理部件相對應(yīng)，體現(xiàn)了信息傳輸?shù)闹饘訚B入和傳輸?shù)囊恢驴煽俊Ｄ壳埃趫D書館領(lǐng)域，可以采用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中廣泛采用的三層網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)或五層網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)[13]。以三層網(wǎng)絡(luò)為例，數(shù)據(jù)鏈路層可對應(yīng)核心數(shù)據(jù)庫，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層對應(yīng)為用戶提供查詢、刪改等服務(wù)，物理設(shè)備層對應(yīng)不同的RFID設(shè)備和接口[14]。

2.2 關(guān)于RFID技術(shù)通用性問題和解決策略

2.2.1 建立數(shù)據(jù)通用交換機制

一個合理規(guī)范的通用數(shù)據(jù)交換機制能夠給現(xiàn)有的RFID整體應(yīng)用構(gòu)架帶來很多革命性的變化。具有規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)的接口可以使基于RFID的設(shè)備自由互聯(lián)，通用的接口可以保證數(shù)據(jù)的完整性，同時確保數(shù)據(jù)的安全性與設(shè)備的兼容性。圖1表現(xiàn)了這種數(shù)據(jù)交換框架。最上層是圖書館管理系統(tǒng)，主要包括了對各類圖書信息核心數(shù)據(jù)的分析和管理，如原始書目信息、借還書日期信息等。中間一層稱為數(shù)據(jù)交換平臺，主要涉及前文所述的中間件以及與中間件相關(guān)的接口封裝和通訊協(xié)議等。最下層主要面向各種用戶，對于讀者客戶，包含了自助借還等功能；對于圖書管理員客戶，則包含了標(biāo)簽轉(zhuǎn)換和設(shè)備盤點等功能[15]。

2.2.2 組件服務(wù)封裝功能模塊，構(gòu)建圖書館RFID通用體系

如前所述，由于新舊兩館系統(tǒng)存在異構(gòu)的差異，屬于不同系統(tǒng)的功能部件在進行通信時必須進行轉(zhuǎn)換；不同的RFID硬件接口設(shè)備與軟件存在互耦合作用，加大了軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計難度。為此，本文采用組件服務(wù)的思想，對系統(tǒng)的軟硬件進行封裝，與傳統(tǒng)的軟件依賴于硬件的接口描述方法不同，這種方法將不同的功能中的細節(jié)分層屏蔽，只保留統(tǒng)一的軟硬件接口，去除了軟件和硬件之間的強耦合性，具體的功能實現(xiàn)如圖2所示。管理系統(tǒng)內(nèi)部采用三級總線的通信方式，軟件外部功能與硬件RFID設(shè)備分別采用軟、硬兩層中間件的形式。

在軟件功能服務(wù)方面，無論是舊館原有的條碼磁條服務(wù)，還是新館的RFID流通服務(wù)，都可以根據(jù)統(tǒng)一的接口自由添加，同時，為今后的擴展應(yīng)用預(yù)留了服務(wù)接口，可以隨時按照需求增添服務(wù)。在硬件服務(wù)方面，統(tǒng)一規(guī)范的硬件接口屏蔽了不同硬件廠商設(shè)備不兼容的問題，增強了硬件系統(tǒng)的通用性和兼容性的能力。

3 結(jié)語

當(dāng)前，多數(shù)圖書館的RFID系統(tǒng)方案主要在兼容性和通用性上存在問題。因此，本文在詳細梳理高校RFID系統(tǒng)的服務(wù)功能和技術(shù)特點基礎(chǔ)上，提出了通過設(shè)計RFID中間件系統(tǒng)、建立數(shù)據(jù)通用交換機制和封裝系統(tǒng)軟硬件的方法，解決相關(guān)兼容性和通用性的問題，并對涉及功能的實現(xiàn)進行了詳盡的描述，希望為今后RFID技術(shù)在圖書館領(lǐng)域的普及和推廣奠定理論研究基礎(chǔ)。

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