RFID 技術在圖書館中的應用

劉 莉

(昌吉學院圖書館,新疆 昌吉 831100)

0 引言

科學技術的發展使人們對各個領域都提出了更高的要求,各領域也都在朝著信息化、智能化、自動化的方向發展。 圖書館領域同樣受到了極大的影響,為了達到更高的管理水平,為讀者提供更優質的服務,一直在積極引進、應用先進技術。 RFID 技術憑借其具備的優勢在圖書館工作中應用較為廣泛,使圖書館的工作效率、管理水平得到進一步提高,使讀者在查找、借閱、歸還書籍時更加便利。 因此,對于圖書館RFID 技術應明確其優勢,知曉其不足,創新其技術。

1 RFID 技術的概述

1.1 RFID 技術的概念

RFID 技術屬于一種通信技術,被稱為射頻識別技術,也是常被提及的電子標簽。 RFID 技術是通過電訊號對特定的對象進行識別獲取所需數據,應用范圍較為廣泛,在食品安全溯源、汽車行業、門禁系統、圖書館等方面均有所涉獵。 就結構而言,RFID 技術屬于較為簡單的無線系統,由一個平臺與多個應答器構成,通常用于對物品的跟蹤、控制、檢測[1]。

1.2 RFID 技術的起源背景

RFID 技術最初被應用于軍事領域,在第二次世界大戰期間被英國用于對敵方與己方飛機進行識別,以此判斷飛機身份。 在20 世紀60 年代被商業領域所應用。 由于RFID 技術具有自動識別功能,在2005 年美國將RFID 技術用于軍需物資,2006 年用于食品與藥品的跟蹤管理。 零售業廣泛應用RFID 技術促進了全球對于RFID 技術應用的熱潮。 在2000 年,RFID 標簽價格十分昂貴,每個RFID 標簽單價都高達一美元,這高昂的價格成了RFID 標簽被廣泛應用的一大阻礙。 現如今,RFID 標簽價格已經大幅下降,門禁、防盜、跟蹤等許多方面都在應用RFID 技術。

1.3 RFID 系統的基本組成

RFID 系統主要由標簽、閱讀器、天線3 部分組成。標簽是用于附著在需要跟蹤、控制等物品上的標識,儀器需要通過標簽對物品進行識別。 一個標簽所對應的電子編碼有且只有一個。 標簽主要是由耦合元件與芯片構成。 閱讀器是用于獲取標簽信息的設備,通常有固定式與手持式兩種類型,由收發模塊、耦合模塊、接口單元等組成。 天線的功能是傳遞標簽與閱讀器之間的射頻信號。

1.4 RFID 技術的工作原理

RFID 技術的工作原理主要分為兩個步驟:第一步,閱讀器經由天線發出射頻信號,當標簽進入到相應的磁場便會接收到此射頻信號,通過感應電流獲取所需能量,將芯片中關于物品的信息發送到信息處理系統。 第二步,信息在經過處理后傳送至計算機。 RFID系統是由應答器(電子標簽和閱讀器)與軟件系統構成。 低頻RFID 通常采用感應耦合,高頻RFID 一般采用后向散射耦合[2]。

1.5 RFID 的分類

RFID 根據應用頻率的范圍可分為低頻(低于135 KHz)、 高 頻(13.56 MHz)、 超 高 頻( 860 ~960 MHz)、微波(2.4 G,5.8 G)。

RFID 根據供給能源方式不同分類,可分為無源RFID、有源RFID、半有源RFID。 無源RFID 技術是發展最早、最成熟的,也是應用最為廣泛RFID 技術。 無源RFID 通常適用于近距離讀取,成本相對較低。 例如,身份證、銀行卡、公交卡、門禁卡等都在應用近距離識別技術。

有源RFID 技術是近些年逐漸發展起來,被廣泛應用的,通常適用于遠距離讀取,需要由電池提供電源,成本要高于無源RFID 技術,其遠距離自動識別的性能具有極大的發展空間與潛力。 例如,物聯網、智能公交、智能醫院、智能交通等都涉及遠距離識別技術。

半有源RFID 技術介于無源RFID 技術與有源RFID 技術之間,兼具了兩者的一些優勢。 無源RFID技術與有源RFID 技術由于不同的特性,以不同的應用模式被應用于不同領域,而半有源RFID 技術可以實現近距離激活,遠距離識別。 例如,精準定位、區域定位管理、報警等方面都存在較大優勢。

1.6 RFID 技術與條形碼技術

條形碼技術在商品交易中被廣泛應用,并且其投入成本較低。 但隨著社會的發展,商品的種類、商品的流通都大幅增長,條形碼技術在效率、安全性等方面的問題也逐漸顯現出來,RFID 技術的出現彌補了條形碼技術存在的不足。 RFID 技術與條形碼技術對比如表1 所示。

表1 RFID 技術與條形碼技術對比

2 RFID 技術在圖書館應用的情況

RFID 技術20 世紀90 年代在物聯網方面有著廣泛的應用,我國于2000 年由美國引進RFID 技術,最初將此技術同樣應用于物聯網領域,而后逐漸在其他領域被應用,圖書館領域也在其中。 早在2001 年新加坡將RFID 技術應用于圖書館管理工作。 2006 年我國深圳市成為國內最早將RFID 技術應用圖書館領域的城市。據調查顯示,在2017 年國內的公共圖書館及超過一半以上的高校圖書館都已應用RFID 技術。 RFID 技術在圖書館領域的應用較為成熟,并且依然存在著一定的發展潛力。

3 圖書館RFID 技術應用具備的優勢

3.1 RFID 技術應用提高了圖書館門禁系統的安全性

以往圖書館門禁系統多采用充磁消磁技術,但是這種磁條檢測的方式卻難以使一直以來備受關注的圖書防盜問題得到解決。 并且,大部分讀者對這樣的門禁系統從心理上存在著一定的抗拒,認為自己是不被信任的,人品受到了質疑,同時也影響了美觀。 在使用的過程中,若是磁條存在問題,無法進行消磁,則會引起誤報情況的發生,由此可見,充磁消磁技術由于功能上的局限性已經難以滿足圖書館工作中的一些需求。圖書館應用RFID 技術,可以很好地取代磁條檢測門禁的方式,使圖書防盜問題得到解決,使圖書館門禁系統更具安全性[3]。

3.2 RFID 技術應用實現圖書館圖書借閱與歸還的自動化

在圖書館未應用RFID 技術時,讀者在借閱和歸還圖書時,需要圖書管理人員通過人工掃描磁條、條形碼等方式完成。 在圖書館應用RFID 技術后,通過借還機的讀取器識別電子標簽就可完成圖書的借閱與歸還。過去應用磁條與條形碼技術,一次只能完成一本圖書的掃描。 而RFID 技術與之相比,操作靈活簡單,可以批量讀取圖書相應信息,實現自助式的圖書借閱、歸還。 并且,應用RFID 技術,可以有效增加圖書館的服務時間,使讀者可以根據自身實際情況,合理安排借閱時間,有效避免了工作學習活動時間與圖書館開館時間發生沖突的情況,同時也可以緩解大量讀者在某一時間段集中借還書籍的情況。 實現自助借還既可以提高讀者自主性,為讀者提供隨時借閱、歸還的便利條件,還可以更好地保護讀者隱私。 圖書館應用RFID 技術,解放了人工勞動力,降低了圖書管理人員的工作強度,同時提高了圖書館的工作效率、服務質量[4]。 例如,在圖書館應用RFID 技術后,就能改變以往的管理模式,當讀者到達圖書館后,可以通過自助辦證系統辦理讀者證,而后使用智能導航系統對所需圖書進行定位,找到需要的圖書后通過自助借還機借閱圖書,歸還圖書時通過借還機完成圖書歸還。 自助式的服務,讓讀者更加自由放松,得到了更好的借閱體驗。

3.3 RFID 技術應用實現圖書精準定位與高效盤點

圖書館應用RFID 技術,可以實現對館中每一本書的精準定位,讀者在查找書籍時可以快速找出所需書籍。 應用RFID 技術對圖書館內所有圖書進行信息采集,并對每一本圖書進行定位,通過查找模塊可以獲得讀者所需圖書的基本信息,包括位置信息在內。 RFID標簽與閱讀器距離不同會產生不同強度的射頻信號,結合信號強度可以快速定位查找圖書位置。 將RFID技術與三維導航技術相結合,可以明確標記讀者所需書籍的位置,為讀者提供出最快捷、最準確的書籍導航路線。 以往圖書管理人員在工作過程中,需要花費大量時間與精力完成書籍的整理與盤點,而RFID 技術提供的自動定位功能,大大減少了因錯架、丟失等原因造成的圖書混亂情況。 RFID 技術對新上架的圖書進行信息采集,通過首書定位,完成圖書的自動排架定位,圖書管理人員只需根據系統定位將圖書擺放好。 對于已排列好的圖書,管理人員使用RFID 閱讀器經過書架時便可以快速完成盤點工作,并且可以及時發現錯放、丟失的圖書,使圖書盤點工作的效率與準確性都得到了極大提高[5]。

3.4 RFID 技術應用有利于統計工作,促進館內圖書利用率的提高

對于圖書館內書籍借閱情況統計可以通過圖書館圖書管理系統中借還記錄完成,但若要對圖書的利用率進行統計,使用磁條與條形碼技術是難以完成的。例如,有些書籍讀者是在館內進行閱讀使用的,并未借出,而這種情況磁條與條形碼技術是無法記錄下來的。但應用RFID 技術,可以實現實時統計,當書籍未在書架上,固定的RFID 閱讀器無法讀取標簽,當書籍被放置回書架上,固定的RFID 閱讀器便可以讀取標簽,數據庫會將其視為一次使用記錄,并記錄下來。 通過RFID 技術可以對圖書館內的圖書利用率進行大概的統計,有利于提高圖書利用率。

3.5 RFID 技術存在開發潛力

RFID 技術在圖書館中的應用已經較為成熟,但仍處在探索階段,其巨大的應用空間與強大的技術性能并沒有完全發揮,對于無人全自動式圖書館的開發有著極大的潛力。

4 圖書館RFID 技術應用過程中存在的問題

4.1 應用RFID 技術所需投入成本較高

RFID 標簽從最初昂貴的價格在逐漸下調,但與之配套的標簽、系統、設備的價格以及后續維護維修的費用等資金投入對于國內大多數圖書館而言依然較高。國內圖書館書籍數量普遍較多,應用RFID 技術,在硬件設備方面需要較大投入,在進行圖書RFID 電子標簽粘貼時,同樣需要資金與人力的投入,并且后續維護工作所需的資金也是不小的數額。 由此可見,在圖書館RFID 技術應用的推廣過程中,投入成本高是一個不能忽視的問題。

4.2 RFID 技術在應用過程中缺乏統一標準

現階段,關于RFID 技術歐美地區采用EPC 標準,日本采用UID 標準及ISO/IEC 標準,而這些標準并不兼容。 我國對于RFID 技術的標準一直以來都十分重視,但目前為止,都未形成全球統一的標準,而這種標準的不統一,在很大程度上阻礙了RFID 技術在圖書館中的應用與普及。 RFID 技術涉及的領域十分廣泛,每個領域都有不同的需求,由于缺乏統一標準,且不同標準之間不兼容,因此RFID 產品也難以互通。 國內的RFID 技術對于國外的技術支持依賴性較強,而國外RFID 技術在人員、車輛、物品的識別方面應用較多,關于圖書館專門的RFID 技術較少,因此也大大限制了圖書館RFID 技術應用的發展[6]。

4.3 RFID 技術在應用過程中存在安全隱患

RFID 技術是射頻識別技術,需要通過電磁場實現信息的傳遞與識別,而電磁場容易受到干擾及屏蔽。因此在應用過程中,存在著一定的安全隱患。 (1)若標簽被厚實的物體包裹,被金屬物體阻隔,被利器損壞,RFID 信號會發生削弱或消失的情況。 (2)RFID 標簽不具備防水性,遇水標簽極有可能失效。 (3)RFID 標簽通常都粘貼于較為明顯的位置,極易發生撕毀、損壞的情況,發生此種情況,圖書將無法識別。 (4)RFID 標簽的信息安全性不高,一些不法分子通過非法手段便可獲得讀者信息,導致隱私泄露。 (5)電磁場存在輻射,一般情況下圖書館應用的RFID 標簽,屬于超高頻,只要設備的材料符合相關標準,對人體不會產生傷害。但在圖書館環境中,長期且集中接觸的情況下,是否會對人體造成影響也未有定論。 (6)以往人工借閱與歸還圖書,圖書管理人員可以及時發現圖書損壞、涂鴉的情況,并采取相應的處理措施。 而應用RFID 技術采取自助式借閱歸還圖書,需要依靠讀者的自覺性與素質。

5 結語

綜上所述,RFID 技術屬于非接觸性自動識別技術,具有快速識別、大數據容量、使用壽命長等優勢,RFID 技術憑借其自身的性能優勢,在各個領域中都有著廣泛的應用,而RFID 技術在圖書館的應用,使圖書館的工作效率、服務質量、管理水平等方面都得到了提高,RFID 技術存在很大的潛力,在圖書館的應用中還需要不斷尋求創新。