RFID产品在图书馆的应用比较研究

王 婷

(许昌学院图书馆，河南 许昌461000)

0 引言

无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)是通过无线射频方式使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID标签，利用频率信号将信息在RFID标签和RFID读写器之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换目的的新技术，具有非接触、工作距离长、可识别运动目标等优点，被广泛应用于物流和供应管理、生产制造和装配、商业自动化、运输管理［1］等众多领域。在图书馆应用方面，RFID技术可以简化借还书作业，加速图书盘点作业，为读者提供简捷迅速的自助式服务等。

根据工作频率的不同，RFID产品可分为高频和超高频两类，其中高频产品系统的典型工作频率为13.56MHz，超高频产品系统的典型工作频率主要集中在902MHz～928MHz，二者均能实现自助借还、标签数据转换、典藏和安全检测等功能。

1 RFID电子标签比较

电子标签是RFID系统的数据载体，包含了电子存储的信息，由天线和专用芯片组成。系统工作时，由RFID阅读器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当RFID电子标签进入有效工作区域时产生感应电流，从而产生能量，电子标签被激活，使得电子标签将自身编码信息通过内置射频天线发送出去，从而实现对标签识别码和芯片内存数据的读出或写入操作。

RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点，可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理［2］。在图书馆RFID管理系统的应用中，高频和超高频的电子标签性能比较如表1所示:

从表1可以看出，①超高频电子标签的外形尺寸更小，标签可像磁条一样安装在图书内页夹缝或书脊中，实现隐蔽性安装;而高频电子标签面积较大，只能粘贴在页面上，容易被人为破坏而失去防盗检测功能。②超高频电子标签的用料仅仅相当于高频电子标签的三分之一，因此从用料上体现出极大的价格优势，对于图书馆来说，电子标签属于低值易耗品，因此超高频电子标签能够减少图书馆的投资，降低系统应用及维护成本。③由于超高频的工作频率高，读取的速度更快，单位时间能够读取更多的RFID标签，因此对于图书馆的安全防盗应用、图书清点、书架整理等功能，效率会大幅度提高。④从使用寿命上看，虽然高频和超高频电子标签在没有人为损坏的情况下都可以正常使用10年以上，但是“流通量大的书中的高频的标签实际使用寿命在2－3年，因为放在书的扉页或者最后一页，会受到弯折和磨损，寿命不会久”(国家图书馆董曦京);而超高频电子标签由于体型较小，安装隐蔽性好，被读者人为破坏的几率小，日常借还书造成的自然磨损致使标签损坏率不到1%，若长期无人借阅的图书其RFID标签一般不会损坏，所以相比较来说，超高频电子标签的使用寿命更长。

表1 高频和超高频标签特点测试比较结果

2 RFID阅读器比较

在RFID系统中，阅读器必须通过天线来发射能量，形成电磁场，通过电磁场对电子标签进行识别。因此，阅读器天线所形成的电磁场范围即为阅读器的可读区域，只有位于该区域内的电子标签才会被阅读器读到其内容。

高频系统采用电感耦合方式工作，依据电磁感应定律，电子标签所需的工作能量通过电感耦合方式由阅读器的耦合线圈辐射近场获得，一般为无源系统，阅读器的功率决定了识别的有效工作距离，通常在1米范围以内，典型作用距离为0～20厘米。

超高频系统采用的是基于雷达模型的电磁反向散射耦合方式工作，发射出去的电磁波碰到目标后发射，同时携带目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律。电子标签工作时一般位于阅读器天线的远场，工作距离较远，最大可达10米以上，典型情况为4～6米。通过对天线设计的改进、对读写器发射功率等的有效控制，可以实现0～3米距离内的图书多目标快速识别。

3 RFID防盗仪比较

现代图书馆的防盗仪主要用在开架管理书库的出入口处，用于保障馆藏资源的安全，又称为图书检测仪。传统的EAS电磁系统防盗仪因其配套磁条价格便宜(每条0.2元左右)、体积小、隐蔽性强、可循环利用、灵敏度高等原因得到了图书馆的广泛使用，图书管理人员对其的依赖度也很高。

RFID防盗仪是通过修改RFID标签中的EPC编码标签类型位的值达到图书防盗检测的目的。初始状态下，该值为0，表示对应图书状态为“在馆”;当办理了正常外借手续后，该值被修改为1，表示对应图书状态为“借出”;外借图书被还回时，EPC编码标签类型位的值被恢复为0。当RFID防盗仪检测到EPC编码标签类型位的值为0的图书标签经过通道时，就会发出报警信号，提醒工作人员和读者注意办理正常的借还手续。在脱机状态下，防盗仪通过检测图书标签中EPC编码类型位的值可以实现离线报警;在联网状态下，防盗仪对通过门禁的图书进行实时监测，当发现未办理正常借阅手续的图书时，后台系统的监控列表会显示该图书的条码号与书名等信息，进行声光报警，提供完整的监控日志。

从物理特征来看，高频信号波的波长较长，传播时容易发生衍射现象，即绕过障碍物，表现出对非金属物体的穿透能力较强的特征，适合用于如人体等含水分较高的物体;超高频信号波的波长相对较短，不容易发生衍射，碰到物体时大部分发生反射现象，表现出穿透力较弱，易受干扰的特征。二者抗金属干扰的能力都较弱。在实际应用过程中，有些超高频标签经过技术改进后，在防止金属、液体的干扰方面具备了良好的性能。经过笔者实地检验，两类防盗设备都存在检测死角，都没有办法100%检测出通过防盗仪的未办理正常借阅手续的图书，例如当把图书抱于胸前，或把图书夹于腋下通过防盗设备时，两种防盗仪的识别率都会大大降低，造成漏读。因此，在RFID防盗功能没有得到进一步发展和完善的情况下，可以将传统的EAS电磁防盗系统与RFID系统相结合用于图书防盗，以弥补RFID设备防盗性能的不足，更加确保馆藏资源的安全性。

4 RFID盘点设备比较

盘点设备可以实现图书的盘点、顺架、上架、倒架等功能，简化图书馆日常馆藏统计和流通工作，提高馆藏书目的准确性。目前主流的RFID盘点设备主要是推车式和手持式盘点机，具体操作流程如图1所示［4］。由图1可知，在RFID盘点设备的工作过程中，需要工作人员手持阅读器分别读取层标信息和图书中的RFID电子标签信息，通过将系统预存的某一层标对应图书信息与实际在架图书进行比对并区别标记，使工作人员可以一目了然地看到当前书架的图书状况，找出其中在架、错架、外借等图书。盘点设备的工作流程并不复杂，但是在实际操作过程中仍然发现了一些问题，主要体现在:①批量读取图书RFID标签的速度较慢。超高频盘点设备为了限制读取距离，调低了天线功率，也相应降低了读取速度;高频盘点设备由于其本身的功率特性导致读取速度较低。②存在漏读、误读标签的现象。超高频盘点设备一次读取标签的准确率约为90%，高频盘点设备一次读取标签的准备率也无法达到100%，对于一些特别薄的书，离书架比较近的书等都存在漏读的情况。为了解决这些问题，提高盘点准确率，需要工作人员手持天线在同一书架上来回多次移动扫描，严重影响了工作效率。这也直接造成很多配备了RFID设备的图书馆仍然很难进行图书盘点工作。

针对图书管理领域馆藏清点难、查找错架图书困难等问题，为了获取准确的馆藏信息，开发了RFID智能书架产品。这种书架拥有多个RFID读写天线，可以自动定时扫描书架上的RFID标签信息，从而实时获取该书架上的图书信息，通过网络通讯将识别出的数据信息上报图书管理系统，以供管理人员做后续处理。智能书架的应用实现了文献实时清点、快速定位，提高了读者的借阅效率，降低了图书管理人员的工作量，是RFID技术在数字图书馆领域的一个重要发展方向。但是目前这种智能书架由于成本较高、价格昂贵，短时间内不可能完全取代传统书架，只能作为传统书架的一个补充。

5 结论

综上所述，高频与超高频的RFID产品虽然工作原理不同，但是二者在图书馆的管理和应用过程中能够实现类似的功能。从发展状况来看，高频RFID产品率先进入图书馆的应用领域，其最大的优势在于技术成熟稳定，有众多设备供应商，但是，其产品的价格壁垒和标签的隐蔽性差等问题在一定程度上阻碍了该类产品在国内的广泛应用，特别是对于一些经费比较紧张的图书馆来说，超高频RFID产品是一个性价比更高的选择。在未来的发展中，超高频产品以其读写速度快、距离远、与图书行业整体供应链的强互操作性等特点而具有强大的发展潜力。Alan Butters指出，将来图书出版发行、书店的仓储物流和零售管理等整个图书物流链将采用超高频RFID，如果图书馆现在采用超高频RFID就能应付未来的图书RFID应用链的实施，解决相关多行业的设备互操作等问题［5］。因此，如果能够解决RFID产品在图书馆馆藏盘点、图书防盗等方面的缺陷，融合高频和超高频RFID产品的优势，适当规避二者的不足，提高产品的兼容性，势必能更进一步促进RFID产品在图书馆的应用和发展，改善图书馆的服务模式、提高智能化管理水平。

图1 RFD盘点设备功能流程图

［1］王 淼，王 嬿．国内图书馆 RFID应用文献研究［J］．图书馆建设，2012(11):82－87．

［2］中华人民共和国科学技术部等十五部委．中国射频识别(RFID)技术政策白皮书［R］．2006．

［3］F．Mohd－Yasin，M．K．Khaw，F．Choong，M．B．I．Reaz．The Battle Between HF and UHF RFID［J］．Microwave Journal，2008，51(5)，ABI/INFORM Trade ＆ Industry:152．

［4］远望谷信息技术有限公司．推车式盘点设备用户手册［R］．2009．

［5］Alan Butters．RFID Systems，Standards and Privacy within Libraries［J］．The Electronic Library，2007，25(4):430－439．