用NFC技术实现图书的自助借还

黄兴燕

摘要：该文介绍了自助借还的几种形式以及NFC近场通讯技术的特点、模式等，提出了使用NFC技术配合手机技术，利用现有图书馆的图书条形码实现图书的自助借还。

关键词：NFC技术；近场通讯；图书馆；自助借还

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）29-0266-03

当今，自助借还已经成为智慧图书馆的主要象征，自助借还服务的形式也有多种。一是采用现今较为先进的RFID技术，配合RFID自助借还设备，实现图书的自助借还服务。这种方式的代价比较高，每本书都需要加装RFID标签，一只RFID标签加上安装费，数据转换费，差不多要1元多。一个80万册图书的图书馆，标签及加工费就要80多万，一个中型图书馆的RFID项目都需要100多万，费用在200万以上的项目也为数不少。二是基于传统条形码技术的自助借还技术，该技术无需每本书安装RFID标签，省去了此项费用，但是需要笨重且昂贵的自助借还机。在自助借还机上进行读者合法身份识别及图书条形码的识别，最后对所处理的图书进行充消磁操作，完成自助借还图书的过程。第三是现在刚起步的手机自助借还模式，此方案还有许多问题要解决。本文主要讨论的是采用传统的条形码技术，结合手机NFC近场通讯技术，完成从读者身份识别、图书条形码的识别到图书磁条充消磁等操作，以低成本性、易操作性、安全、可靠的方式，实现图书馆的自助借还服务。

1 NFC近场通讯技术

NFC，近场通信技术（Near Field Communication），它是新一代的无线通信技术，2002年由飞利浦半导体、索尼以及诺基亚公司联合研发，是一种基于互联网和 RFID 技术的短距离高频无线通信技术。NFC 技术允许电子设备间以 13.56MHz 的频率在 10 厘米距离内进行非接触式点对点数据传输交换数据。

NFC 的工作模式有三种，即：被动模式，主动模式，以及双向模式。被动模式（卡模拟模式），NFC设备终端模拟为带有信息的卡片被读取，用以取代射频IC卡；主动模式（读写模式），该模式下NFC 终端设备相当于射频IC卡读卡器；双向模式（点对点通信模式），该模式与红外和蓝牙相似，在此模式下NFC 终端设备之间能够实现数据的交换。

2 自助借还服务中需解决的几个关键问题

1）读者身份的识别。

传统图书馆采用含有条形码的借书证，通过识别读者证条形码的方法进行读者身份的识别，目前已经很少使用。现在，大多数图书馆采用射频IC卡借书证进行读者合法身份的识别，具有安全、可靠性高的特点。

2）图书身份的识别。

图书身份的识别，目前使用最普遍的是识别图书条形码。就是在书里贴有图书馆给定的唯一图书条形码，用条码阅读器读取条形码数据，传输给图书馆图书管理系统进行处理，由系统根据图书的条形码进行图书身份的识别。采用了RFID技术管理图书馆，图书中被加装了RFID电子标签，通过RFID天线与读写器读取标签中的图书唯一编码，达到图书身份识别的目的。

3）图书防盗系统的加（解）锁。

自助借还图书的最后一个步骤就是对所借还的图书进行防盗系统的加锁或解锁。目前图书馆的图书防盗主要采用的是传统的防盗磁条（针）。防盗磁条又分两种，一种是复合磁条，可以对磁条进行充消磁处理，以实现图书防盗系统的加（解）锁。充磁状态的防盗磁条经过图书防盗监测门时，会出现声光报警；而经过消磁处理的防盗磁条就不会产生声光报警。另一种图书防盗磁条为永久磁条，不能进行充消磁处理，不在本文讨论范围。在安装了RFID标签的图书中，通过更改RFID标签的借还标志位，实现防盗系统的加锁或解锁。

3 利用NFC技术实现自助借还

本方案采用NFC技术，通过验证图书管理系统中读者的证件号、密码，实现读者合法身份的识别；再通过手机摄像头读取图书中的条形码编码，实现对读者借还图书的身份识别；最后，针对采用复合磁条进行充消磁处理的技术，制作一个装置，实现对已经借出的图书消磁。

读者身份识别可以有两种解决方案。一是采用NFC技术，结合含有NFC技术的借书证或校园卡，用手机读取借书证信息，完成读者身份合法性的识别。这种方案需要借书证或校园卡兼容NFC技术；二是使用手机APP软件读取图书馆管理系统中的读者证件号以及密码进行身份合法性验证。后者更容易实现，但安全性不如前者。

手机摄像头的功能越来越强大，它不但能读取二维码，当然也能读取条形码。在借还图书时，通过手机APP软件，调用手机摄像头读取图书的条形码，完成对图书身份的识别，是完全可行的方案。手机APP读者登录及借书界面见图1、图2。

对所借还的图书进行充消磁，是本技术方案的关键，也关系到图书馆图书的安全。充消磁器原理很简单，就是用50Hz的工频电压，在线圈与铁芯的协同下产生交变电磁场，对图书中的磁条进行充消磁。

利用图书馆现有的充消磁器，制作一个智能充消磁装置，完成对所借还图书一对一的充消磁操作。本装置含有一个NFC通讯模块，当读者借还图书时，手机APP完成了读者身份識别与图书条形码识别后，通过NFC向充消磁发出充（消）磁的指令，然后手机APP把借书信息记录上传到图书馆管理系统数据库中，完成借还图书的最后操作。

这个环节存在一个问题，这个问题也是传统条码式自助借还遇到的问题，就是能否保证充消磁的对象是所借还的图书。若读者借了一本书，把两本或多本书放在充消磁器上，如果充消磁器不能判断是一本还是多本图书，就可能会对多本书进行消磁操作，造成图书的丢失。

解决此问题的关键在于如何判断是一本书还是多本书。如果是多本书，就不进行消磁操作。将消磁器制作成V型槽样式，消磁线圈布置在V型槽一侧（左侧），在消磁线圈一侧设超声波探测传感器（或摄像头），若发现所借还图书存在缝隙，说明是2本或多本。探测结果通过NFC反馈给手机APP软件，由APP软件判断是否发出充消磁指令。NFC充消磁器样式见图3。借书流程图见图4。读者还书时一定要使用手机与NFC充消磁器通讯，确保读者是在图书馆内归还图书，还书流程图见图5.

4 存在的问题

利用NFC近场通讯技术，结合手机及其APP软件，实现图书馆自助借还的方案，在技术上是完全可行的，此方案需要手机APP与图书馆管理系统数据库进行接口对接，以实现对数据库的操作。另外，如果选择借书证或校园卡来验证读者身份，这些证件需要兼容NFC技术。若采用读者的证件号、密码验证读者身份，技术上简单，成本低廉，但安全性上稍差。在实践中发现，检测图书复本数的技术上还存在着一定的技术缺陷，有被欺骗的风险存在。

5 结论

利用NFC实现图书馆自助借还服务的方案是一种低成本、技术可行、安全可靠的方案，是中小型图书馆实现自助借还、智能服务的又一种选择。

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【通联编辑：闻翔军】