用NFC技術(shù)實(shí)現(xiàn)圖書的自助借還

黃興燕

摘要：該文介紹了自助借還的幾種形式以及NFC近場通訊技術(shù)的特點(diǎn)、模式等，提出了使用NFC技術(shù)配合手機(jī)技術(shù)，利用現(xiàn)有圖書館的圖書條形碼實(shí)現(xiàn)圖書的自助借還。

關(guān)鍵詞：NFC技術(shù)；近場通訊；圖書館；自助借還

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）29-0266-03

當(dāng)今，自助借還已經(jīng)成為智慧圖書館的主要象征，自助借還服務(wù)的形式也有多種。一是采用現(xiàn)今較為先進(jìn)的RFID技術(shù)，配合RFID自助借還設(shè)備，實(shí)現(xiàn)圖書的自助借還服務(wù)。這種方式的代價比較高，每本書都需要加裝RFID標(biāo)簽，一只RFID標(biāo)簽加上安裝費(fèi)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換費(fèi)，差不多要1元多。一個80萬冊圖書的圖書館，標(biāo)簽及加工費(fèi)就要80多萬，一個中型圖書館的RFID項(xiàng)目都需要100多萬，費(fèi)用在200萬以上的項(xiàng)目也為數(shù)不少。二是基于傳統(tǒng)條形碼技術(shù)的自助借還技術(shù)，該技術(shù)無需每本書安裝RFID標(biāo)簽，省去了此項(xiàng)費(fèi)用，但是需要笨重且昂貴的自助借還機(jī)。在自助借還機(jī)上進(jìn)行讀者合法身份識別及圖書條形碼的識別，最后對所處理的圖書進(jìn)行充消磁操作，完成自助借還圖書的過程。第三是現(xiàn)在剛起步的手機(jī)自助借還模式，此方案還有許多問題要解決。本文主要討論的是采用傳統(tǒng)的條形碼技術(shù)，結(jié)合手機(jī)NFC近場通訊技術(shù)，完成從讀者身份識別、圖書條形碼的識別到圖書磁條充消磁等操作，以低成本性、易操作性、安全、可靠的方式，實(shí)現(xiàn)圖書館的自助借還服務(wù)。

1 NFC近場通訊技術(shù)

NFC，近場通信技術(shù)（Near Field Communication），它是新一代的無線通信技術(shù)，2002年由飛利浦半導(dǎo)體、索尼以及諾基亞公司聯(lián)合研發(fā)，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)和 RFID 技術(shù)的短距離高頻無線通信技術(shù)。NFC 技術(shù)允許電子設(shè)備間以 13.56MHz 的頻率在 10 厘米距離內(nèi)進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸交換數(shù)據(jù)。

NFC 的工作模式有三種，即：被動模式，主動模式，以及雙向模式。被動模式（卡模擬模式），NFC設(shè)備終端模擬為帶有信息的卡片被讀取，用以取代射頻IC卡；主動模式（讀寫模式），該模式下NFC 終端設(shè)備相當(dāng)于射頻IC卡讀卡器；雙向模式（點(diǎn)對點(diǎn)通信模式），該模式與紅外和藍(lán)牙相似，在此模式下NFC 終端設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。

2 自助借還服務(wù)中需解決的幾個關(guān)鍵問題

1）讀者身份的識別。

傳統(tǒng)圖書館采用含有條形碼的借書證，通過識別讀者證條形碼的方法進(jìn)行讀者身份的識別，目前已經(jīng)很少使用。現(xiàn)在，大多數(shù)圖書館采用射頻IC卡借書證進(jìn)行讀者合法身份的識別，具有安全、可靠性高的特點(diǎn)。

2）圖書身份的識別。

圖書身份的識別，目前使用最普遍的是識別圖書條形碼。就是在書里貼有圖書館給定的唯一圖書條形碼，用條碼閱讀器讀取條形碼數(shù)據(jù)，傳輸給圖書館圖書管理系統(tǒng)進(jìn)行處理，由系統(tǒng)根據(jù)圖書的條形碼進(jìn)行圖書身份的識別。采用了RFID技術(shù)管理圖書館，圖書中被加裝了RFID電子標(biāo)簽，通過RFID天線與讀寫器讀取標(biāo)簽中的圖書唯一編碼，達(dá)到圖書身份識別的目的。

3）圖書防盜系統(tǒng)的加（解）鎖。

自助借還圖書的最后一個步驟就是對所借還的圖書進(jìn)行防盜系統(tǒng)的加鎖或解鎖。目前圖書館的圖書防盜主要采用的是傳統(tǒng)的防盜磁條（針）。防盜磁條又分兩種，一種是復(fù)合磁條，可以對磁條進(jìn)行充消磁處理，以實(shí)現(xiàn)圖書防盜系統(tǒng)的加（解）鎖。充磁狀態(tài)的防盜磁條經(jīng)過圖書防盜監(jiān)測門時，會出現(xiàn)聲光報警；而經(jīng)過消磁處理的防盜磁條就不會產(chǎn)生聲光報警。另一種圖書防盜磁條為永久磁條，不能進(jìn)行充消磁處理，不在本文討論范圍。在安裝了RFID標(biāo)簽的圖書中，通過更改RFID標(biāo)簽的借還標(biāo)志位，實(shí)現(xiàn)防盜系統(tǒng)的加鎖或解鎖。

3 利用NFC技術(shù)實(shí)現(xiàn)自助借還

本方案采用NFC技術(shù)，通過驗(yàn)證圖書管理系統(tǒng)中讀者的證件號、密碼，實(shí)現(xiàn)讀者合法身份的識別；再通過手機(jī)攝像頭讀取圖書中的條形碼編碼，實(shí)現(xiàn)對讀者借還圖書的身份識別；最后，針對采用復(fù)合磁條進(jìn)行充消磁處理的技術(shù)，制作一個裝置，實(shí)現(xiàn)對已經(jīng)借出的圖書消磁。

讀者身份識別可以有兩種解決方案。一是采用NFC技術(shù)，結(jié)合含有NFC技術(shù)的借書證或校園卡，用手機(jī)讀取借書證信息，完成讀者身份合法性的識別。這種方案需要借書證或校園卡兼容NFC技術(shù)；二是使用手機(jī)APP軟件讀取圖書館管理系統(tǒng)中的讀者證件號以及密碼進(jìn)行身份合法性驗(yàn)證。后者更容易實(shí)現(xiàn)，但安全性不如前者。

手機(jī)攝像頭的功能越來越強(qiáng)大，它不但能讀取二維碼，當(dāng)然也能讀取條形碼。在借還圖書時，通過手機(jī)APP軟件，調(diào)用手機(jī)攝像頭讀取圖書的條形碼，完成對圖書身份的識別，是完全可行的方案。手機(jī)APP讀者登錄及借書界面見圖1、圖2。

對所借還的圖書進(jìn)行充消磁，是本技術(shù)方案的關(guān)鍵，也關(guān)系到圖書館圖書的安全。充消磁器原理很簡單，就是用50Hz的工頻電壓，在線圈與鐵芯的協(xié)同下產(chǎn)生交變電磁場，對圖書中的磁條進(jìn)行充消磁。

利用圖書館現(xiàn)有的充消磁器，制作一個智能充消磁裝置，完成對所借還圖書一對一的充消磁操作。本裝置含有一個NFC通訊模塊，當(dāng)讀者借還圖書時，手機(jī)APP完成了讀者身份識別與圖書條形碼識別后，通過NFC向充消磁發(fā)出充（消）磁的指令，然后手機(jī)APP把借書信息記錄上傳到圖書館管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，完成借還圖書的最后操作。

這個環(huán)節(jié)存在一個問題，這個問題也是傳統(tǒng)條碼式自助借還遇到的問題，就是能否保證充消磁的對象是所借還的圖書。若讀者借了一本書，把兩本或多本書放在充消磁器上，如果充消磁器不能判斷是一本還是多本圖書，就可能會對多本書進(jìn)行消磁操作，造成圖書的丟失。

解決此問題的關(guān)鍵在于如何判斷是一本書還是多本書。如果是多本書，就不進(jìn)行消磁操作。將消磁器制作成V型槽樣式，消磁線圈布置在V型槽一側(cè)（左側(cè)），在消磁線圈一側(cè)設(shè)超聲波探測傳感器（或攝像頭），若發(fā)現(xiàn)所借還圖書存在縫隙，說明是2本或多本。探測結(jié)果通過NFC反饋給手機(jī)APP軟件，由APP軟件判斷是否發(fā)出充消磁指令。NFC充消磁器樣式見圖3。借書流程圖見圖4。讀者還書時一定要使用手機(jī)與NFC充消磁器通訊，確保讀者是在圖書館內(nèi)歸還圖書，還書流程圖見圖5.

4 存在的問題

利用NFC近場通訊技術(shù)，結(jié)合手機(jī)及其APP軟件，實(shí)現(xiàn)圖書館自助借還的方案，在技術(shù)上是完全可行的，此方案需要手機(jī)APP與圖書館管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行接口對接，以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的操作。另外，如果選擇借書證或校園卡來驗(yàn)證讀者身份，這些證件需要兼容NFC技術(shù)。若采用讀者的證件號、密碼驗(yàn)證讀者身份，技術(shù)上簡單，成本低廉，但安全性上稍差。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，檢測圖書復(fù)本數(shù)的技術(shù)上還存在著一定的技術(shù)缺陷，有被欺騙的風(fēng)險存在。

5 結(jié)論

利用NFC實(shí)現(xiàn)圖書館自助借還服務(wù)的方案是一種低成本、技術(shù)可行、安全可靠的方案，是中小型圖書館實(shí)現(xiàn)自助借還、智能服務(wù)的又一種選擇。

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