物联网时代RFID在数字化图书馆中的应用

程远东

CHENG Yuan-dong

（四川信息职业技术学院，广元 628017）

1 物联网的定义

物联网，The Internet of Things，简称IOT，物联网是指通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。

物联网具有多种多样的数据采集端、无处不在的传输网络、智能化的后台数据处理等三大特征。很多专家认为物联网将会是 “第三次信息技术革命”，他被预言拥有万亿级市场应用前景，已被世界各国作为应对金融危机、振兴经济的重点领域。2009年初，美国总统奥巴马提出了“智慧地球”的思路，并且把它作为美国国家经济的振兴战略，使得物联网概念在世界范围内引起轰动。2009年8月，温家宝总理提出“感知中国”理念，将关于物联网的研究与应用推向一个新的高潮。2010年全国“两会”上，温总理在《政府工作报告》中再次强调要“加快物联网的研发应用”。因此发展物联网已经成为不可逆转的趋势，物联网时代到来指日可待。

2 RFID技术及应用系统简介

国际电信联盟（ITU）将射频识别技术（RFID）、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术列为物联网关键技术。其中，RFID被公认为是物联网的构建基础和核心。

RFID，Radio Frequency Identification，即射频识别，采用无线自动识别技术，是一种可以将物品编码采用无线标签的方式进行记录和供读取的小型发射设备。RFID俗称电子标签，是非接触式自动识别技术的一种，具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。

RFID技术对物联网的实现起着决定性的作用，它广泛运用于物流业、零售业、制造业、公共交通、医疗卫生、机场、铁路、资产管理、身份识别、安全保卫、产权保护和军事领域，已经引起了世界各国政府与产业界的广泛关注。近年来我国在RFID技术和应用方面取得了很大的进展，2009年6月由科技部联合25个部委、行业协会组织编写 “我国射频识别技术与应用发展报告”（简称“蓝皮书”），2009年11月《中国射频识别（RFID）技术发展与应用报告》正式发布，这是中国RFID产业发展的一个新的里程碑，它将极大地推动产业的发展。

RFID应用系统由RFID标签、天线、RFID读写器、RFID数据管理系统四部分组成，如图1所示。

图1 RFID系统组成图

RFID标签是由存储数据的RFID芯片、射频天线以及相关电路组成。RFID标签按供电方式可以分为无源RFID标签和有源RFID标签两类，按工作模式可以分主动式、被动式与半主动式，按工作频率可以分低频、中高频、超高频与微波等类型，按标签封装的形状可以分为薄膜型自粘贴式、卡式、柱型、扣式、身份识别、植入式等。RFID标签内存有一定格式的电子数据，应用中一般事先将物品信息写入到标签中RFID芯片（相当于一个具有无线收发和存贮功能的单片系统），再把标签制成各种不同的大小和形状，并经特殊工艺密封，保证标签和数据不被损坏，同时便于标签的改写和重复使用。RFID标签常附着在待识别物品上，作为待识别物品的标识性信息。

RFID 读写器又称为读出装置，RFID读写器通过天线与RFID标签进行无线通信，通过对标签识别码和内存数据的读出或写入操作，读取并识别电子标签中所保存的电子数据，达到自动识别物体的目的。当RFID标签靠近RFID读写器时，RFID读写器便发射出电磁波被RFID天线接收，产生电流，驱动RFID芯片自动地将存储的信息发送到RFID读写器。根据应用场所不同，读写器可以分为手持式和固定式两种。随着新技术的发展和进步，读写器将朝着低成本、多频点、小型化方向发展。

天线的作用是在标签和读写器之间传递信号。天线可以分为无源天线和有源天线，为保证正常工作，天线的尺寸必须与传播波波长一致，形状和相对位置也很重要，因此需要专业技术人员对天线系统进行设计和安装。

RFID数据管理系统的作用就是处理数据信息，RFID读写器将接收的信息传送到RFID数据管理系统，信息经计算机系统处理并存储。

3 现代数字化图书馆未来发展趋向

物联网时代泛在智能将导致社会信息环境的重大变革。图书馆也将随着信息环境的变化而加快自身的变革和发展，努力成为未来知识社区的中心，为用户提供更好的服务。

3.1 “海量”的信息资源数字化

数字化图书馆中，数字化资源可以是文本、图形、图像、音频、视频信息，信息载体可以是移动硬盘、u盘、光盘等，所有资源均以数字形式存放在物理介质上，通过网络将世界各国的图书馆和成千上万台计算机联为一体，“馆藏”资源已不再是“私有”物，而是面向世界，任何人都可以享用，原先的信息围墙将被拆除。

3.2 “无所不在”的服务泛在化

新的信息环境中，无时无刻不在产生大量的信息和数据。使用户能够不受实体图书馆所提供的服务的限制——无论何时何地，用户采取何种方法，都可以获取他们所需要的信息和服务，甚至不需要访问图书馆的网站。

3.3 “智慧”的管理智能化

文献定位导航、精确典藏、信息检索等都需要智能化管理。不仅要求可以通过页面导航，直观、自助地查找到文献的物理存放信息，而不受排架方式和专业索书号的局限，还要求可以对文献清点、新书入藏、地点变更等实现典藏精确化、实时化处理，同时实现信息检索智能化，既可以对图书信息进行单个词检索，也可以对多个检索词进行组配检索。

以上不难看出，现代数字化图书馆未来发展趋向为RFID在图书馆系统中的发展和应用提供了广阔的空间。

4 RFID在图书馆系统中的发展和应用

RFID系统在图书馆的应用已经有了10年左右的历史。据Checkpoint统计，截止2007年全球有超过2000家图书馆采用了RFID技术。新加坡国家图书馆是亚洲最早使用RFID技术的代表，可以说图书馆采用RFID已经是比较成熟的产品，正在推动着图书馆自动化事业的发展。

在国内，集美大学诚毅学院图书馆是国内首个部署RFID系统的图书馆，已于2006年2月投入使用，它是RFID在中国图书馆应用的里程碑。国家图书馆、杭州图书馆均在2008年进行了RFID系统的项目部署，并投入使用。越来越多的图书馆已认识到RFID给图书馆带来的变革，国内大部分公共图书馆和高校图书馆均已开始规划RFID系统。

RFID图书管理系统硬件部分一般由图书管理系统服务器、制作工作站、电子标签、电子侦测门、柜台工作站、自助借还书机、自助还书箱、盘点工作站、智慧书架等几部分组成，智能管理软件应用系统应包括：手持设备查询系统、馆员工作站应用功能集成系统、RFID标签初始化转换系统、读者自助借阅及借还系统、顺架及盘点系统、安全管理系统。系统硬件结构如图2所示。

图书管理系统服务器，主要功能是提供盘点相关统计报表，书籍相关讯息查询，设备状况讯息查询，管理者账号管理，提供书目转文件接口和数据库支持服务。制作工作站，主要功能是设定相关制作人员权限管制，查阅相关书籍的制作信息，制作书籍电子标签。电子侦测门，支持单通道及双通道，主要功能是实时联机服务器将相关人员出入做统计，提供触发接点，联机门禁系统及监视系统做安全提醒。柜台工作站，支持目前业界相关图书馆自动化系统，主要功能是设定及解除电子标签安全码，支持离线作业。自助借还书机，可供长时间的开机操作，主要功能支持一次多本书借还，借还时支持实时撷取借阅书籍及人员录像功能，打印借还单据。自助还书箱，能提供24小时一次多本还书服务，为读者提供友善操作指引，也可配置自动分拣机作图书分类功能。盘点工作站， 主要功能是利用无线网络回传盘点记录，支持多台设备同时盘点，同时支持书架顺架和搜寻书籍功能。智慧书架，主要是馆方借助其进行智慧管理，如快速定位、实时管理、记录管理、统计报表等。

5 结束语

综上所述，虽然由于目前RFID的价格成本和技术标准等问题，限制了它的实际应用。而图书馆管理工作中的诸多问题都是由于目前采用的条码技术自身的缺陷引起的，随着物联网时代的到来，RFID技术势必广泛应用，只有随着RFID在图书馆系统中的推广，才能提升图书馆管理系统的功能和可靠性，提高图书馆的服务质量和信息化水平。

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[2] 吴燕,张志强.泛在智能与图书馆的未来发展[J].情报科学,2007,(1).

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