基于RFID技術的高校圖書館智能化管理創新——以東北大學圖書館為例

徐原青 張 寧

（東北大學圖書館，遼寧 沈陽 110819）

徐原青 女，1962年生，館員。

隨著時代的發展，圖書館的規模正在逐步擴大，館藏圖書數量亦不斷飛速增長，借閱者對圖書館管理效率和管理智能化方面的要求也在不斷提高。在這種新的環境下，仍然采用條形碼信息錄入與磁條報警系統相結合的圖書館管理方式，顯然已不能很好地滿足圖書館的管理要求。因此一種新興的圖書信息自動識別技術——RFID技術在圖書館中的應用研究被提上日程。

1 應用現狀分析

RFID技術與條形碼技術相比，不僅具有條碼功能，還因其非接觸式讀取信息的特點，有著條碼無法實現的新功能。

1.1 RFID技術

射頻識別技術（RFID，Radio Frequeney Identifieation）是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術。它是利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）來實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別的目的[1]。與傳統的識別技術不同，射頻識別技術解決了無源和免接觸兩大問題，同時可實現運動目標識別、多目標識別，因此被廣泛地應用于物流系統、零售行業、身份識別、交通管理、農牧行業和醫藥行業等許多領域，成為21世紀最熱門的技術之一。它是將一個極小的IC芯片貼在商品上，然后利用射頻技術將IC內儲存之辨識資料傳遞至系統端作為追蹤、統計、查核、結賬、存貨、控制等用途。射頻識別系統主要包括射頻標簽（TAG）、閱讀器（READER）和管理系統（計算機）3部分。射頻標簽和閱讀器之間通過無線電波或微波來實現非接觸式通訊。其中射頻標簽與閱讀器之間通過耦合元件（射頻天線）來實現射頻信號的空間耦合。在耦合通道內，根據時序關系，實現能量的傳遞和數據的交換。RFID系統結構如圖1所示。

圖1 RFID系統結構

1.2 RFID在國內圖書館中的應用現狀

在圖書館管理中，RFID技術具備讀取快捷簡便、簡化借還圖書操作流程、清點館藏速度快、書刊整架歸位效率高、能為讀者提供自助式服務、抗污染能力強、可重復使用、具有穿透性、防盜系統可靠等優勢。

RFID技術所具備的獨特優勢使其在高校圖書館領域有著非常廣闊的應用前景。集美大學誠毅學院圖書館是首個部署RFID系統的圖書館，已于2006年2月投入使用，這是RFID在中國圖書館應用的里程碑。香港大學經過充分的驗證于2006年5月在圖書館中成功地實現了由條形碼向RFID標簽的轉換。2007年9月汕頭大學運行的RFID圖書館新書流通和館藏管理應用技術，可以清晰地對新書的流通情況和館藏圖書進行監控。2009年9月西安理工大學啟用了RFID圖書館管理系統，這也是西北地區第一家使用該技術的高校。北京理工大學于2010年3月實現了120萬冊開架圖書和期刊的RFID標簽轉換和自動識別，是目前國內RFID應用規模最大的高校圖書館，在此基礎上北京理工大學圖書館還自主研發了RFID全自動閉架書庫、全自動光盤庫等產品，并且完成了技術轉讓。2011年4月7日蘇州大學作為江蘇省內第一家采用RFID圖書館管理系統的高校，實現了對館藏圖書的智能化管理。2011年5月，上海交通大學啟動了“RFID智慧圖書館應用”項目，通過引進RFID技術對紙質資源進行智能化的管理，從而促進了圖書館由數字圖書館向智慧圖書館的轉型。

在國內眾多高校紛紛采用這一技術所展示的良好前景下，東北大學圖書館借鑒本校“985”公共服務平臺的最新成果于2011年12月30日正式啟用了RFID自動借書系統，緊跟圖書館智能化管理的前沿。

2 東北大學圖書館RFID的系統設計

2.1 東北大學RFID圖書管理系統的構成

東北大學圖書館采用的RFID層標排列編碼規則包含6個屬性：區-樓-室-排-列-層，即第一位表示校區，東北大學本部圖書館編為1區，建設中的新校區圖書館為2區；第二位表示圖書所在樓層；第三位表示書庫，現今東北大學圖書館共有4個書庫，分別是中國社科庫1、中國社科庫2、中國科技庫1以及中國科技庫2，分別使用ABCD來對應；第四位至最后一位分別表示圖書所在的排面架層。

東北大學RFID圖書管理系統涵蓋了借書、還書、盤點、順架、標簽轉換及生成、查找和防盜檢測等的操作功能模塊（圖3）。這些功能模塊以中間件為橋梁與圖書管理系統和一卡通管理系統進行網絡或設備層的數據交互。

圖2 東北大學圖書館層標排列編碼規則

①RFID電子標簽。由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象。

②館員工作站。根據需要集成RFID讀寫裝置、各種類型讀者證卡識別裝置、條形碼識別裝置等設備，對RFID標簽進行識別和流通狀態處理，輔助以其他裝置用于流通部門對粘貼有RFID標簽及條形碼的流通資料進行快速地借還操作，提高工作人員的流通資料借還效率。

③標簽轉換系統。包括一個用于RFID讀寫、編碼的裝置和一個用于分發標簽的自動剝離標簽，具有顯示器、PC機、讀寫裝置的完整可移動系統。通過簡單方便的組合設備實現圖書從條碼到RFID的無縫轉換，標識流通的光盤資料、書籍資料，并將標簽剝離加工和芯片編寫工作集成到一個簡單的操作過程中。

圖3 東北大學圖書館RFID管理系統組成

④自助借還系統。這是一種可對粘貼有RFID標簽的流通資料進行掃描、識別和借還處理的設備系統，用于讀者自助進行流通資料的借出操作，方便讀者和工作人員對流通資料進行借出處理，可以通過SIP2協議或NCIP協議與應用系統連接，快速準確地完成借閱。

⑤智能分揀系統。這是一種一次可對單本粘貼有RFID標簽的流通資料進行識別并按類別進行分揀的設備系統，用于館員對圖書進行收集、歸類、整理工作，可以通過SIP2協議或NCIP協議與應用系統連接，快速準確地完成圖書信息查詢工作。

⑥安全門禁系統。可對粘貼有RFID標簽的流通資料進行掃描、安全識別的系統設備，用于流通部門對流通資料的進出安全控制，以達到防盜和監控的目的。

⑦系統管理軟件。RFID智能館藏管理系統采用原有的圖書館管理系統，系統中標簽數據的讀寫、相關設備的控制以及與原有圖書管理軟件的數據接口通過RFID中間件實現。基于RFID的圖書館智能管理系統從內容和形式上帶動了圖書館服務質量和文獻管理水平的提高，為現代高校圖書館的紙本圖書管理賦予智能化的意義。展望未來，圖書館智能化和現代化探索的道路是永無止境的，有諸多相關課題有待研究和解決。

2.2 東北大學RFID圖書管理系統的工作原理

基于RFID技術的圖書館管理系統的具體實現形式是，一個由管理服務器、一定數量RFID標簽、完成不同功能的閱讀器以及信息傳遞總線組成的具有圖書信息記錄和報警功能的管理系統。每一本圖書都采用一張唯一可識別的RFID標簽作為標識，標簽內容與圖書數據庫資料相對應。當借閱者選擇好要借閱的圖書后，通過專門的借閱通道，采取射頻方式自主地將借閱圖書的信息錄入到圖書管理數據庫中進行登記。登記完畢后攜帶已借閱的圖書通過圖書報警通道（安全門禁系統）離開，在通過報警通道時，具有報警功能的閱讀器再次對借閱圖書進行信息采集，并發送到管理系統數據庫中進行信息驗證，驗證不通過則視為非法圖書進行報警處理。還書的過程與借書類似，讀者歸還圖書時必須經過相應的還書通道，運用射頻的方式自主地將已借閱圖書在上位機數據庫中進行注銷。在圖書排架管理當中，閱讀器通過射頻方式查詢擺放錯誤位置的圖書，并將其標簽信息發送給管理數據庫，數據庫接收到驗證請求后將圖書名稱及具體信息發送給閱讀器并顯示在閱讀器上，方便管理員發現圖書并將其放入正確的書架，提高管理效率（見圖4）。

圖4 讀者自助借書流程

3 高校館應用RFID的必要性與問題

3.1 高校圖書館應用RFID的必要性

①簡化借還書作業。以RFID標簽取代條碼、磁條，無需一本書一本書地用掃描器掃描條碼，并且可以一次讀取多筆資料，同時減少讀者的等待時間及館員的例行業務，提升了圖書館的服務品質及形象，提高流通工作效率。

②方便讀者開架找書。圖書館書庫的架標、層標采用RFID標志，就可將書架的單面一層作為基本的智能管理單元，建立架位標志庫，利用RFID標簽在館內構造一個精確的定位導航系統，提供協助尋找圖書的人性化便利服務。

③避免錯架亂架現象。利用RFID技術，把圖書的存放位置記錄在RFID標簽中，工作人員日常巡架整架工作中，借助手持式閱讀器可及時發現放置錯架的館藏資料，有效維持館藏正確位置。

④簡化圖書盤點工作。RFID標簽以無線電波傳遞信號，可一次讀取數個RFID標簽數據，利用手持式閱讀器逐一經過書架，即可讀取架上資料的相關信息，簡化圖書盤點工作。

⑤安全管理。通過識別器可以讀取存儲在RFID標簽中的信息，讀者經過出口門禁檢測系統時，系統直接對RFID標簽進行識別、監視和處理，辨別圖書的出借狀態，當讀者攜帶未經許可的館藏物品通過門禁檢測系統時會發出警示，將無法通過安全門。

⑥讀者統計及業務分析。有利于更好地開展讀者服務，有效反映讀者人流狀況，便于業務統計分析。

3.2 RFID技術應用中需要注意的問題

①RFID技術標準問題。由于RFID標準不統一，各個廠家推出的RFlD產品互不兼容。圖書館RFID標準化問題是阻礙RFID技術在圖書館中普及的重要瓶頸之一。

②RFID標簽的特性充分利用問題。雖然RFID標簽具有可反復讀寫的特性，但為了避免誤操作和惡意修改，一些關鍵字段須在RFID編目完成寫標簽操作后加鎖，以增強數據安全性。這使得RFID可反復使用的優點無法被充分利用。尤其對一些條碼與RFID標簽并存的館，一旦標簽內的條碼號寫錯該標簽即廢掉。

③健康影響的問題。RFID所使用的800～900MHz已經屬于甚高頻范圍，目前有很多人關心RFID技術在圖書館的應用是否對讀者的身體健康有影響。

④設備干擾對安全門靈敏性的影響。由于RFID技術是利用射頻信號通過空間耦合來傳遞信息，在安全門、自助借還書機及RFID讀寫裝置附近，應避免各種干擾源，否則會導致通信距離下降。

⑤使用自助借還后，圖書損壞情況無法及時控制。使用自助系統后，工作人員不在第一時間與還回書籍接觸，很難判斷書籍損壞是哪個讀者所為。

4 結語

RFID技術在圖書館中的應用已成為未來圖書館的發展趨勢。筆者就引進RFID技術后的智能圖書館管理系統進行了設計，并就其各個子系統的設計流程與已有的系統進行了比對。指出了在新版本的圖書館集成系統的基礎上引進RFID技術的可行性。最后對RFID技術在圖書館應用中的問題進行了總結。隨著RFID技術的發展和創新，我們相信，RFID在圖書館應用中的問題和難題也將逐步得到解決，智能RFID圖書館管理系統也將真正走進圖書館。

[1] 張華，魏臻.無線射頻識別技術RFID及其應用[J].計算機安全，2007（7）：26-28.

[2] 秦紅.RFID技術在圖書館應用的分析探討[J].現代情報，2009（6）：130-132.

[3] 劉英華.無源RFID識別技術與圖書館文獻管理[J].圖書館工作與研究，2007（5）：56-57.

[4] 田菊寧.圖書館領域RFID取代條形碼的分析研究[J].科技情報開發與經濟，2008（29）：42-43.

[5] 蔡孟欣.RFID在圖書館應用的可行性研究[J].大學圖書館學報，2006（4）：91-95.

[6]Klaus Finkenzeller.RFID Handbook：fundamentals and applications in contactless smart cards and identification.Chichester：John Wiley，Leipzig，dritte edition，2003.