基于RFID的智慧图书馆管理系统建设方案研究∗

崔海兰 郭金子 谭光德

（辽宁大学图书馆，辽宁 沈阳 110036）

1 图书馆引进物联网经常遇到的问题

国家发布的《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》，明确指出建立公共服务体系，使RFID信息资源的组织、管理和利用更为深入和广泛。2007年信息产业部发布《800/900MHz频段射频识别（RFID）技术应用规定（试行）》（信部无[2007]205号），对RFID的使用进行了详细的规定，显示了国家对RFID的应用高度重视、大力推广。

2005年以来国内外已经有很多图书馆引进了RFID系统。物联网应用于智慧图书馆的优点是不言而喻的，但是现阶段各图书馆引进物联网绝不能盲目。首先，虽然RFID标签的价格已经降至1元左右，但是采购数量动辄以百万计，加上配套的软件和硬件的费用，投资是十分巨大的。其次系统安装部署需要架设网络、开孔走线，涉及馆舍建筑的预留和改造，需要一个较长的周期。第三，软硬件调试完成后，需要将馆藏书籍下架逐本粘贴标签并进行标签转换后的重新上架，这个过程工作量很大，必定会影响正常的开馆借阅工作。所以，建设之前需要充分调研、周密分析、统一规划、逐步实施。

2 基于RFID的智慧图书馆管理系统建设方案

基于RFID的智慧图书馆管理系统建设是一项复杂而具体的工程，从设备的调研采购、覆盖全馆的网络搭建、馆藏书籍标签的粘贴转换，到各个子系统的安装调试以及与馆藏综合系统的融合都需要精心组织和严格实施。

2.1 调研采购

图书馆如果计划引进RFID系统，首先需要立足本馆实际情况，规划建设后的使用效果，主要包括：确定业务流程，确定采用哪家厂商的产品、标签的类型以及哪些图书粘贴RFID标签。

引入RFID系统后，现有的工作流程势必会发生一定改变，工作内容会有部分增加。采购来的图书经过传统加工之后还需要进行RFID标签的粘贴与数据著录。读者证也可以采用RFID卡片，这样借书和还书的流程将大大简化，借书时读者只需在借书工作站先刷自己的读者卡，然后将要借的图书进行扫描，最后确定即可。还书的过程和借书过程基本类似，这种模式下完全可以尝试图书的自助借阅和归还，减少人工干预的次数，大幅提高效率。图书的安全则由RFID智能门禁来保证，未经正常手续借阅的图书在通过门禁时会报警提示。图书进行盘点或者下架时，可以通过智能盘点车来完成，工作人员只需将多层智能盘点车从书架一头推至另一头，该书架上的所有图书就可以盘点完成，生成排架信息和统计表格。如果需要进行图书剔旧工作，只需输入剔旧的标准，盘点系统即可自动将符合的图书显示出来，工作人员以此为依据进行剔旧下架工作。

确定使用哪家厂商的产品时，需要考虑厂商规模，产品功能、性能价格以及市场占有情况，宜采用成熟的产品和解决方案。RFID标签常用的有高频和超高频两种：高频存储容量大但读取速度较超高频慢，而且体积较大，价格高；超高频标签存储容量较高频标签小，但读取速度快，价格较低。各个图书馆可根据本馆的实际情况进行选择。基于RFID的智慧图书馆管理系统需要采购的标签有图书标签、书架标签和读者卡标签3个种类。图书标签粘贴在图书页中或者封底内，粘贴时既要隐蔽不易被破坏还要注意美观且不影响阅读；书架标签是为了防止金属书架对标签产生干扰而经过特殊封装的RFID标签，粘贴在书架每格的隔板上用于定位图书的位置；读者卡标签用于代替传统的图书证或者读者卡，可以较远距离地识别读者身份信息，以此实现读者流量统计及自动借还书等服务。

哪些图书纳入RFID的智慧图书馆管理系统的管理关系到标签的采购数量及标签的粘贴顺序。开架书库和基藏书库的图书一般都要粘贴标签进行管理，古籍由于其珍贵性和脆弱性不适合直接粘贴标签，可以在其装具上粘贴标签。期刊和报纸由于不外借并且更新频率快，可以先不粘贴标签，待转为过刊装订上架前进行标签的粘贴。

2.2 建设覆盖全馆的网络

覆盖全馆的高速网络是智慧图书馆建设的基础，也是最核心的内容。该网络采用树形结构，核心节点位于中心机房，应采用两台高性能核心交换机作冗余备份，以保证网络的实时可用。各个楼层设置弱电井，楼层交换机与核心交换机使用两对多模光纤连接，楼层交换机到各个终端点位采用低烟无卤六类双绞线，速度能够达到千兆。终端网络点位应多做预留，尽量避免设备安装后由于距网口远而走明线，部分隐蔽区域或房间的中心位置可在地面开槽走线并预埋地盒。对于走线困难的区域可采用无线网络，在天花板内架设弱电线槽走线，每隔一定的距离留一个网点，作为无线网的热点。在设计和施工中需要注意强电点和弱电点相匹配，即每个网点旁边需要设置相应的五孔电源插座，保证设备能够就近取电。另外在网络建设中宜采用统一品牌的交换设备，避免各个厂商的设备由于默认参数不同，产生网络生成树混乱问题而造成网络不通或者速度达不到设计要求。

覆盖全馆的高速网络可以通过路由器或者防火墙的地址转换功能联入互联网，联入互联网需要购置必要的安全设备保证网络和服务器的安全可用，安全设备包括防火墙、入侵检测系统、数据库审计系统等。网络建成之后就可以进行RFID各个子系统的安装与调试工作。

2.3 各个RFID子系统的安装调试

基于RFID的智慧图书馆管理系统是以网络为基础，使用RFID等技术进行图书的管理，需要相应的软硬件支持。除了交换机和安全设备外还须购置服务器用于应用软件的部署。服务器至少需要两台，一台作为数据库服务器，另一台作为应用服务器，如果资金允许应增加服务器的数量，将各个子系统单独部署到独立服务器上，可以保证系统运行的速度和稳定性。系统软件需要采购数据库和操作系统，数据库服务器建议使用Linux操作系统并安装Oracle数据库管理软件，应用服务器多采用Windows Server操作系统。

基于RFID的智慧图书馆管理系统一般包括标签转换子系统、自动借/还书子系统、图书清点子系统、图书安全监测子系统、Web发布子系统和智能钥匙管理系统，各图书馆可根据自身情况选择所需系统。

标签转换子系统是在系统中设立标签转换平台，即建立一个电子标签与图书信息关联的平台，将电子标签的信息传递到计算机软件平台，自动将电子标签、数据库、图书关联到一起。标签转换子系统安装时主要涉及RFID桌面式读写器的安装，RFID桌面式读写器通过USB连接线与电脑连接并将电脑联入网络，即可通过自带的标签转换软件进行工作。

自动借/还书子系统安装在借书处和还书处，其安装方式和标签转换子系统一致，但考虑到美观和工作方便，可以在工作台开口，将RFID桌面式读写器嵌入到桌面中，方便图书的扫描。

图书清点子系统即RFID移动工作站，分为单层盘点和多层盘点两种，可对RFID标签进行非接触式阅读，快速识别粘贴在图书上的RFID标签以及粘贴在架位上的RFID层标。系统支持书架位置图形化显示，具有上架引导、顺架、盘点、倒架、错架图书定位及提示功能。系统天线采用折叠型设计，可方便清点搁置在高处的图书。系统具有无线网络连接功能并自带电池，单次充电连续工作时间不少于4小时，工作人员通过触摸屏进行操作。图书清点子系统安装时只需要在待盘点区域设置无线网络即可。

图书安全监测子系统又称RFID安全门禁，对贴在图书上的RFID标签进行非接触式监测，如发现图书未经授权离开库房或指定借阅区时自动报警，并将报警信息上传至管理中心。RFID安全门禁可以安装在图书馆的主入口，用于防盗并可以通过扫描RFID读者卡进行来馆读者统计，在各个阅览室、书库的门口也应安装RFID安全门禁。考虑到读取效果，RFID安全门禁安装时两侧的门禁间距应小于1.4米，门禁两边需要在地面预留电源和网线地盒，两个门禁之间也需要在地面开槽，预埋管径3～4厘米的镀锌穿线管，穿线管内需要穿电源线、网线和USB线各一根，穿线完成后要将地面恢复并打磨。

Web发布子系统为Browser/Server结构，为读者提供快捷、方便的查询方式。读者可根据图书题名、责任者、索书号、主题词等检索条件进行模糊查询与多级查询，不但能够查询到图书的详细信息，还能图形化显示、定位图书所在书架位置。Web发布系统可作为图书馆网站的一个子链接，为读者提供更为个性化的图书检索查询方式，提高图书馆人性化服务水平。Web发布子系统只需要在服务器中安装相应的软件和数据库即可。

智能钥匙管理系统是通过射频的方式将RFID识别码传输到控制终端，钥匙孔有机械锁定功能，只有被授权的管理人员才能解锁取出，实现了钥匙取/还信息远程控制的功能，还可查询、追踪钥匙使用情况。智能钥匙管理系统的安装比较简单，使用四颗膨胀螺丝将钥匙箱固定在墙上即可，钥匙箱下方要有预留的电源插座和网线插口。

2.4 为馆藏图书粘贴标签并进行数据转换

标签转换子系统的软硬件安装完成后就可以大批量为馆藏图书粘贴标签并进行数据转换，这个过程工作量巨大，既要保证标签粘贴的质量和数据转换的准确，又要尽量不影响正常开馆。对到馆新书可在验收过程中直接粘贴标签转换后纳入RFID系统管理；对架上图书，应先把利用率较高的开架阅览室图书纳入系统的管理，可以集中人力以书架为单位，快速地逐架粘贴书标签和书架标签并进行数据登记，每个阅览室的所有图书都粘贴并登记完成后，使用图书清点子系统生成阅览室藏书信息。开架阅览室标签粘贴完成后，可继续进行闭架图书和期刊合订本的标签粘贴与登记工作。图书标签粘贴的同时可以同步开始读者卡的更换工作，用封装了RFID的卡片替换传统的读者卡并进行读者信息的更新。

2.5 RFID系统与馆藏管理软件的融合

RFID系统与馆藏管理软件通常不是由同一软件公司开发，所以需要将两个系统进行无缝融合，定义好两个系统的数据共享及功能联动。RFID厂商需要提供RFID测试标签和桌面读写器等相关硬件设备用于开发调试，并提供硬件设备的相关说明文档、设备的SDK、API调用接口及常用开发语言调用的Demo。除此之外，还需要提供RFID管理系统数据库的相关表信息、表结构以及馆藏系统与RFID管理系统进行交互功能的接口属性。两个软件融合完成后应由同一界面进行操作，避免程序间的切换，经过严格的测试和试运行后基于RFID的智能图书馆管理系统即可正式上线运行。

3 智慧图书馆可以扩展的功能

智慧图书馆除了上述基于RFID的各个应用子系统外，还可以根据本馆使用中的经验进行不断探索。智慧图书馆可以采用电子围栏技术，对进入覆盖区域的手机进行特征信息的全面采集和检测，如果是本馆注册读者可以通过短信、微信以及其他信息推送方式与读者进行沟通，随时随地提供及时服务；还可以将馆藏系统与智能书架、智能密集架相结合，当读者在系统中检索到图书，可通过指示装置引导读者找到该书的位置，甚至通过智能传输系统将图书快速运送到读者手中。除此之外，还可以在网上建立虚拟图书馆，通过3D动画的效果使读者足不出户就可以了解图书馆的每个细节，并能方便地进行阅览和借书操作。总之，智慧图书馆有着广阔的发展前景，等待图书馆人不断探求。

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