RFID技术与图书馆信息服务的应用探究

黄若珊

广东工贸职业技术学院,广东 广州

物联网是把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理，它是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域。早在1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议提出，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，并将其写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注。

于20世纪90年代末部分图书馆开始引进RFID (Radio Frequency Identification)即无线射频识别。步入21世纪后引进RFID的图书馆不断增多。图书馆利用RFID技术代替旧的识别馆藏的方式，从而极大地提高了服务质量和工作效率。利用RFID技术可以对图书馆的图书资源、排架，楼宇管理以及服务模式进行优化与整合等，实现图书馆的智能化管理。这将进一步推进数字化图书馆向智能化图书馆发展，也将大大提升图书馆的竞争力，实现更为人性化的服务。本文论述了RFID的工作原理以及RFID技术在图书馆领域中的应用，同时也对RFID的标准、资金、安全等方面的问题进行了探讨。

1.RFID的概念、结构与工作原理

RFID是非接触式的自动射频识别技术。RFID系统包括三个部分：RFID标签、天线与阅读器。RFID标签通常贴于物件上作为物件的标识，而RFID阅读器用于读取RFID标签。两者都有天线，用于发送并接收信息。RFID标签包括天线、调制器、芯片、编码发生器、时钟等部件。RFID标签贴于需识别的物件上，比如图书馆的书本，将物件的识别数据存储于芯片中，调制器、编码发生器、时钟等部件负责信号调制与同步，通过天线发送或接收处理数据。RFID标签主要有以下特征来区别：能量来源（被动或主动）、频率、读写特性（只读或可读写）、存储容量等。图书馆所使用的是被动式的标签。阅读器是指所有可以读取或者写入RFID标签的设备，阅读器由耦合器和天线组成。阅读器通过天线发射无线射频信号形成一个读取区域，在该区域内的RFID标签会响应读取信号而与阅读器进行作息交流。

为了使RFID阅读器读取的标签信息能够被其他程序使用，还需要一些中间软件，RFID中间软件是负责计算机程序与RFID阅读器之间的接口处理程序，RFID中间软件的主要功能是负责将阅读器所读取的RFID标签的信息进行搜集、过滤及整理、排除重复讯号、转换，传递给后端的计算机程序进行处理。RFID中间软件能够增加系统开发的透明性与层次性，无论计算机系统增加或改由其他系统取代。都可以通过中间软件进行程序开发，而不需要针对特定的RFID阅读器进行开发，省去多对多联结与整合的问题。RFID中间软件一般会提供DLL动态链接库程序，或者提供中间的程序界面操作等，整合图书馆系统（ILS）可以在此基础上进行RFID系统功能开发。

图书馆所使用的被动式RFID标签与阅读器之间的工作过程如下：RFID阅读器的天线向其读取区域发射电磁波，该区域内的RFID标签收到阅读器发射的信号后，获取能量而被激活。RFID标签按照阅读器的指令，产生信号，并将标签里的信息通过RFID标签的天线传输到阅读器的天线，阅读器将从其天线收到的信息通过中间的软件发送至计算机程序进行处理。

2.RFID技术在图书馆中的应用

图书馆作为信息服务部门，其全部工作价值都要通过服务这个环节来实现，而作为重要的文化信息中心，图书馆自动化系统及相关技术对提高服务的质量与效果起着极为重要的作用。RFID技术可以极大地提高图书馆服务的质量和工作效率，对图书馆自动化系统产生较大的变革。

2.1 图书馆自助站与自助借还

使用RFID建构图书馆的自助借还站，进行图书馆的自助借还服务，这是每个图书馆引进RFID最基本的目的，是图书馆基于RFID系统改造的基本内容。

RFID自动借书子系统由自动借书机实现，主要由RFID图书自动化提取和RFID图书自动传输机两个模块组成。自动借书机处理读者的借阅信息，将信息连接到RFID图书自动提取子系统，智能化管理书架子系统处理RFID信息，并释放图书资源。当自动借书机收到指令信息，读者就能得到所要借阅的图书。RFID自动还书系统主要由自动还书机、RFID图书电子标签、还书箱和服务器组成。当读者还书时，通过阅读器读取书籍的RFID，连接服务器查询相关读者信息，修改其借阅信息，并自动控制还书箱中的图书，对已归还的图书实现自动存储到智能书架。RFID图书馆智能化管理系统可利用最短的时间，实现对大量RFID图书的有效管理和借还，同时更快速且有效地处理大量RFID图书的数据信息。

2.2 还书箱与自动归还

传统的还书箱服务实际工作上并非实时服务，无法为读者立刻提供还书记录等。而自动归还具有实时归还的这个功能。以下介绍RFID技术这一模式的还书箱，将RFID阅读器与天线装入传统还书箱中处理有RFID标签的书本，它将会实时处理滑进还书箱中的书本。对于读者而言，与传统的还书箱没有太大的区别，他们所需要做的仅仅是将书本扔进还书箱中。而有时图书馆为了提高还书箱读取RFID标签的机会，会要求读者一次只能放进一本书。KIOSK模式（自助服务机）的还书箱就是基于RFID技术的设备，并且会有计算机人机交互的界面，让读者进行一些功能选择，提供打印收据、借还、返还错误书本等功能。

2.3 自动分类系统与图书自动分类

RFID图书自动分类系统的一个潜在的巨大优势是可以更方便地进行自动书本处理，但它确实可以显著改进图书馆对还回图书分类过程，减少图书馆工作人员的时间与花费（节省人力资源）。一般图书馆为了提高分类系统的准确率，会要求读者每次只能还回一本书，待该书处理完成后才可以放入第二本，这是为了保证书本被摆放于传送带的正确位置。自动分类系统对书本所作的分类是基于书本对应的分类号。图书馆的RFID系统会根据自身实际情况设定分类依据：

（1）异常图书如无法通过RFID的识别进入还书箱，图书馆工作人员可以查明该书本无法识别的原因并进行相应处理。这些异常的图书可能会包括RFID标签损坏的图书或没有RFID标签的图书。

（2）被预约图书。该类别也是一种特殊的图书。将被预约的图书别处捡出，可以省去由工作人员捡出被预约书本的工作量，提高工作效率。

（3）按照分馆进行分类。

（4）按照分类号进行分类。

RFID提供的自助还回、自动分类的功能，可以极大降低工作人员的工作时间与劳动强度，尤其是自动分类功能，被认为是图书馆RFID投资最明显的回报。RFID提供的图书馆书库管理的功能，可使图书馆图书馆方便开展图书盘点、书本查找、顺架等操作。使用RFID书库管理的功能还将进一步减少丢失图书、寻找图书的时间，用户可以自由借还书，借还速度加快，排队时间减少，从而较大的提高了用户的满意度和图书馆服务质量。

2.4 RFID点检仪与书库管理

手持可移动式RFID阅读器统称为点检仪，点检仪在图书馆中有特殊的功能：盘点，使用RFID点检仪读取书本RFID，比使用条形码更方便快捷：

（1）条码识别每次只能扫描一个条形码，书本扫描时需逐件进行，而RFID阅读器能一次性读取多个标签，速度明显提高。

（2）条形码读取需要在有光源的条件下进行，将条形码对准扫描仪，因而在书架上读取书本时，需将书本从书架抽出后再读取，这加重了工作人员的负担；而RFID读取无方向之分，在书架上读取书本时不需将书本从书架上抽出，明显减低了工作人员的工作强度，从而极大地提高扫描书本的速度，以前需要几个月完成的工作，现在几天就可以完成。

2.5 RFID智能书架

基于RFID的智能书架是进行图书馆书本利用率统计的一种有效方式，这在传统的基于条形码的系统中不可能实现的。通过书本利用率统计，可为图书馆的决策提供数据依据。然而目前的智能书架更多只是应用于先导试验之中，要在全馆内进行智能书架改造，所需要的设备、花费、人力投入很巨大，其中仅RFID阅读器数量就相当庞大，因此尽管智能书架确有很强的应用前途，但是在全馆推广并不现实，各图书馆可以考虑在期刊部、教师指定参考书库等小规模的书库中使用基于RFID的智能书架。

2.6 RFID光盘系统

随着计算机技术以及媒体技术的日益成熟，信息，资料，文献的存储载体已不再局限于纸张，媒体资源（以光盘为主要的存储方式）以其容量大、易保存、易查找、易管理的特点，成为图书馆藏的重要资源。图书馆专门购买的音像资料，由于管理和技术等的诸多方面原因，其管理与利用一直成为困扰着图书馆服务工作的难点。图书馆的光盘资源的管理主要有以下特点：

（1）流通速度快。

（2）管理困难，各图书馆对光盘的利用都采取了相对保守的管理方式，读者自由使用光盘受到较大的限制。

（3）处理加工流程繁琐。

而RFID的应用为图书馆媒体资源管理提供了新的途径。基于RFID的图书馆光盘管理系统可以简化图书馆的光盘加工与流通流程，从而为读者提供更有质量的服务。

3.图书馆RFID安全与隐私问题

RFID技术带给图书馆的不仅仅是效率，也有安全与隐私问题的担忧。RFID信号能够穿透木头、纸和塑料等物质，同时不可避免的存在以下问题：

（1）容易受到金属材料的干涉，导致RFID信号屏蔽，从而使RFID失效。此外使用超高频（UHF）的RFID标签，还较容易受到水的屏蔽，人体在普通状态之下用或用腋窝夹住书本就可以逃避安全门的检测。而采用高频（HF）的RFID标可以穿透水，可以避免上面的问题。

（2）物理破坏。图书馆减少标签物理破坏的方法依然是隐蔽书本中的RFID标签的存在，然而读者一旦识破图书馆的隐蔽意图后，各种隐蔽方式也是徒劳无功。

（3）标签重叠。在标签重叠时可能会影响RFID的读取效果，尤其在两个RFID标签位置重叠且距离很近，读取效果更是不佳。

（4）RFID数据非法读取。由于现在有的RFID阅读器与标签均遵循一定的标准，非授权方只需要有符合相应标签的阅读器便可以读取图书馆的RFID的标签的数据。然后进行一些数据分析、数据关联等，侵犯读者的隐私。为了防止RFID数据非法的读取，图书馆可以对RFID标签中的数据进行加密，那么即使通过符合标准的阅读器读取到标签中的内容，也会由于数据加密而无法知晓这些内容的意义。

（5）RFID数据非法写入。RFID数据非法写入可能造成对图书馆书本安全较大的威胁，与非法读取相似，非授权方只需要有符合相应标签的阅读器便可以向图书馆RFID标签写入数据。盗书者只需要在图书馆内向RFID标签随便写入数据，将标签原有数据擦除，就可以很顺利地将书本盗出。图书馆解决数据非法写入的方法是：增加RFID标签的“写入”锁，当向标签写入信息时，需要打开写入锁入才能进行数据写入。

4.结语

目前RFID技术已较成熟，其带给图书馆的潜在的巨大利益是激励图书馆、设备供应商、研究人员不断关注、研究、实践的重要原因。利用RFID系统可以很好的实现图书管理的自动化和智能化，从而提升图书馆的核心竞争力，提高为读者服务的效率，具有广阔的发展空间。RFID技术图书馆的影响更是深层次的，它不但改变了传统管理模式下图书馆的人才结构、馆员的知识结构，也给传统的图书管理带来了一系列来自文化信息产业方面的竞争与挑战，同时也要认识到它带来的信息安全等方面的问题。

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[3]郭立新.面向物联网应用的高校高书馆个性化服务初探.兰台世界,2011（10）：73-74