基于RFID的智慧圖書館管理系統建設方案研究?

崔海蘭 郭金子 譚光德

（遼寧大學圖書館，遼寧 沈陽 110036）

1 圖書館引進物聯網經常遇到的問題

國家發布的《中國射頻識別（RFID）技術政策白皮書》，明確指出建立公共服務體系，使RFID信息資源的組織、管理和利用更為深入和廣泛。2007年信息產業部發布《800/900MHz頻段射頻識別（RFID）技術應用規定（試行）》（信部無[2007]205號），對RFID的使用進行了詳細的規定，顯示了國家對RFID的應用高度重視、大力推廣。

2005年以來國內外已經有很多圖書館引進了RFID系統。物聯網應用于智慧圖書館的優點是不言而喻的，但是現階段各圖書館引進物聯網絕不能盲目。首先，雖然RFID標簽的價格已經降至1元左右，但是采購數量動輒以百萬計，加上配套的軟件和硬件的費用，投資是十分巨大的。其次系統安裝部署需要架設網絡、開孔走線，涉及館舍建筑的預留和改造，需要一個較長的周期。第三，軟硬件調試完成后，需要將館藏書籍下架逐本粘貼標簽并進行標簽轉換后的重新上架，這個過程工作量很大，必定會影響正常的開館借閱工作。所以，建設之前需要充分調研、周密分析、統一規劃、逐步實施。

2 基于RFID的智慧圖書館管理系統建設方案

基于RFID的智慧圖書館管理系統建設是一項復雜而具體的工程，從設備的調研采購、覆蓋全館的網絡搭建、館藏書籍標簽的粘貼轉換，到各個子系統的安裝調試以及與館藏綜合系統的融合都需要精心組織和嚴格實施。

2.1 調研采購

圖書館如果計劃引進RFID系統，首先需要立足本館實際情況，規劃建設后的使用效果，主要包括：確定業務流程，確定采用哪家廠商的產品、標簽的類型以及哪些圖書粘貼RFID標簽。

引入RFID系統后，現有的工作流程勢必會發生一定改變，工作內容會有部分增加。采購來的圖書經過傳統加工之后還需要進行RFID標簽的粘貼與數據著錄。讀者證也可以采用RFID卡片，這樣借書和還書的流程將大大簡化，借書時讀者只需在借書工作站先刷自己的讀者卡，然后將要借的圖書進行掃描，最后確定即可。還書的過程和借書過程基本類似，這種模式下完全可以嘗試圖書的自助借閱和歸還，減少人工干預的次數，大幅提高效率。圖書的安全則由RFID智能門禁來保證，未經正常手續借閱的圖書在通過門禁時會報警提示。圖書進行盤點或者下架時，可以通過智能盤點車來完成，工作人員只需將多層智能盤點車從書架一頭推至另一頭，該書架上的所有圖書就可以盤點完成，生成排架信息和統計表格。如果需要進行圖書剔舊工作，只需輸入剔舊的標準，盤點系統即可自動將符合的圖書顯示出來，工作人員以此為依據進行剔舊下架工作。

確定使用哪家廠商的產品時，需要考慮廠商規模，產品功能、性能價格以及市場占有情況，宜采用成熟的產品和解決方案。RFID標簽常用的有高頻和超高頻兩種：高頻存儲容量大但讀取速度較超高頻慢，而且體積較大，價格高；超高頻標簽存儲容量較高頻標簽小，但讀取速度快，價格較低。各個圖書館可根據本館的實際情況進行選擇。基于RFID的智慧圖書館管理系統需要采購的標簽有圖書標簽、書架標簽和讀者卡標簽3個種類。圖書標簽粘貼在圖書頁中或者封底內，粘貼時既要隱蔽不易被破壞還要注意美觀且不影響閱讀；書架標簽是為了防止金屬書架對標簽產生干擾而經過特殊封裝的RFID標簽，粘貼在書架每格的隔板上用于定位圖書的位置；讀者卡標簽用于代替傳統的圖書證或者讀者卡，可以較遠距離地識別讀者身份信息，以此實現讀者流量統計及自動借還書等服務。

哪些圖書納入RFID的智慧圖書館管理系統的管理關系到標簽的采購數量及標簽的粘貼順序。開架書庫和基藏書庫的圖書一般都要粘貼標簽進行管理，古籍由于其珍貴性和脆弱性不適合直接粘貼標簽，可以在其裝具上粘貼標簽。期刊和報紙由于不外借并且更新頻率快，可以先不粘貼標簽，待轉為過刊裝訂上架前進行標簽的粘貼。

2.2 建設覆蓋全館的網絡

覆蓋全館的高速網絡是智慧圖書館建設的基礎，也是最核心的內容。該網絡采用樹形結構，核心節點位于中心機房，應采用兩臺高性能核心交換機作冗余備份，以保證網絡的實時可用。各個樓層設置弱電井，樓層交換機與核心交換機使用兩對多模光纖連接，樓層交換機到各個終端點位采用低煙無鹵六類雙絞線，速度能夠達到千兆。終端網絡點位應多做預留，盡量避免設備安裝后由于距網口遠而走明線，部分隱蔽區域或房間的中心位置可在地面開槽走線并預埋地盒。對于走線困難的區域可采用無線網絡，在天花板內架設弱電線槽走線，每隔一定的距離留一個網點，作為無線網的熱點。在設計和施工中需要注意強電點和弱電點相匹配，即每個網點旁邊需要設置相應的五孔電源插座，保證設備能夠就近取電。另外在網絡建設中宜采用統一品牌的交換設備，避免各個廠商的設備由于默認參數不同，產生網絡生成樹混亂問題而造成網絡不通或者速度達不到設計要求。

覆蓋全館的高速網絡可以通過路由器或者防火墻的地址轉換功能聯入互聯網，聯入互聯網需要購置必要的安全設備保證網絡和服務器的安全可用，安全設備包括防火墻、入侵檢測系統、數據庫審計系統等。網絡建成之后就可以進行RFID各個子系統的安裝與調試工作。

2.3 各個RFID子系統的安裝調試

基于RFID的智慧圖書館管理系統是以網絡為基礎，使用RFID等技術進行圖書的管理，需要相應的軟硬件支持。除了交換機和安全設備外還須購置服務器用于應用軟件的部署。服務器至少需要兩臺，一臺作為數據庫服務器，另一臺作為應用服務器，如果資金允許應增加服務器的數量，將各個子系統單獨部署到獨立服務器上，可以保證系統運行的速度和穩定性。系統軟件需要采購數據庫和操作系統，數據庫服務器建議使用Linux操作系統并安裝Oracle數據庫管理軟件，應用服務器多采用Windows Server操作系統。

基于RFID的智慧圖書館管理系統一般包括標簽轉換子系統、自動借/還書子系統、圖書清點子系統、圖書安全監測子系統、Web發布子系統和智能鑰匙管理系統，各圖書館可根據自身情況選擇所需系統。

標簽轉換子系統是在系統中設立標簽轉換平臺，即建立一個電子標簽與圖書信息關聯的平臺，將電子標簽的信息傳遞到計算機軟件平臺，自動將電子標簽、數據庫、圖書關聯到一起。標簽轉換子系統安裝時主要涉及RFID桌面式讀寫器的安裝，RFID桌面式讀寫器通過USB連接線與電腦連接并將電腦聯入網絡，即可通過自帶的標簽轉換軟件進行工作。

自動借/還書子系統安裝在借書處和還書處，其安裝方式和標簽轉換子系統一致，但考慮到美觀和工作方便，可以在工作臺開口，將RFID桌面式讀寫器嵌入到桌面中，方便圖書的掃描。

圖書清點子系統即RFID移動工作站，分為單層盤點和多層盤點兩種，可對RFID標簽進行非接觸式閱讀，快速識別粘貼在圖書上的RFID標簽以及粘貼在架位上的RFID層標。系統支持書架位置圖形化顯示，具有上架引導、順架、盤點、倒架、錯架圖書定位及提示功能。系統天線采用折疊型設計，可方便清點擱置在高處的圖書。系統具有無線網絡連接功能并自帶電池，單次充電連續工作時間不少于4小時，工作人員通過觸摸屏進行操作。圖書清點子系統安裝時只需要在待盤點區域設置無線網絡即可。

圖書安全監測子系統又稱RFID安全門禁，對貼在圖書上的RFID標簽進行非接觸式監測，如發現圖書未經授權離開庫房或指定借閱區時自動報警，并將報警信息上傳至管理中心。RFID安全門禁可以安裝在圖書館的主入口，用于防盜并可以通過掃描RFID讀者卡進行來館讀者統計，在各個閱覽室、書庫的門口也應安裝RFID安全門禁?？紤]到讀取效果，RFID安全門禁安裝時兩側的門禁間距應小于1.4米，門禁兩邊需要在地面預留電源和網線地盒，兩個門禁之間也需要在地面開槽，預埋管徑3～4厘米的鍍鋅穿線管，穿線管內需要穿電源線、網線和USB線各一根，穿線完成后要將地面恢復并打磨。

Web發布子系統為Browser/Server結構，為讀者提供快捷、方便的查詢方式。讀者可根據圖書題名、責任者、索書號、主題詞等檢索條件進行模糊查詢與多級查詢，不但能夠查詢到圖書的詳細信息，還能圖形化顯示、定位圖書所在書架位置。Web發布系統可作為圖書館網站的一個子鏈接，為讀者提供更為個性化的圖書檢索查詢方式，提高圖書館人性化服務水平。Web發布子系統只需要在服務器中安裝相應的軟件和數據庫即可。

智能鑰匙管理系統是通過射頻的方式將RFID識別碼傳輸到控制終端，鑰匙孔有機械鎖定功能，只有被授權的管理人員才能解鎖取出，實現了鑰匙取/還信息遠程控制的功能，還可查詢、追蹤鑰匙使用情況。智能鑰匙管理系統的安裝比較簡單，使用四顆膨脹螺絲將鑰匙箱固定在墻上即可，鑰匙箱下方要有預留的電源插座和網線插口。

2.4 為館藏圖書粘貼標簽并進行數據轉換

標簽轉換子系統的軟硬件安裝完成后就可以大批量為館藏圖書粘貼標簽并進行數據轉換，這個過程工作量巨大，既要保證標簽粘貼的質量和數據轉換的準確，又要盡量不影響正常開館。對到館新書可在驗收過程中直接粘貼標簽轉換后納入RFID系統管理；對架上圖書，應先把利用率較高的開架閱覽室圖書納入系統的管理，可以集中人力以書架為單位，快速地逐架粘貼書標簽和書架標簽并進行數據登記，每個閱覽室的所有圖書都粘貼并登記完成后，使用圖書清點子系統生成閱覽室藏書信息。開架閱覽室標簽粘貼完成后，可繼續進行閉架圖書和期刊合訂本的標簽粘貼與登記工作。圖書標簽粘貼的同時可以同步開始讀者卡的更換工作，用封裝了RFID的卡片替換傳統的讀者卡并進行讀者信息的更新。

2.5 RFID系統與館藏管理軟件的融合

RFID系統與館藏管理軟件通常不是由同一軟件公司開發，所以需要將兩個系統進行無縫融合，定義好兩個系統的數據共享及功能聯動。RFID廠商需要提供RFID測試標簽和桌面讀寫器等相關硬件設備用于開發調試，并提供硬件設備的相關說明文檔、設備的SDK、API調用接口及常用開發語言調用的Demo。除此之外，還需要提供RFID管理系統數據庫的相關表信息、表結構以及館藏系統與RFID管理系統進行交互功能的接口屬性。兩個軟件融合完成后應由同一界面進行操作，避免程序間的切換，經過嚴格的測試和試運行后基于RFID的智能圖書館管理系統即可正式上線運行。

3 智慧圖書館可以擴展的功能

智慧圖書館除了上述基于RFID的各個應用子系統外，還可以根據本館使用中的經驗進行不斷探索。智慧圖書館可以采用電子圍欄技術，對進入覆蓋區域的手機進行特征信息的全面采集和檢測，如果是本館注冊讀者可以通過短信、微信以及其他信息推送方式與讀者進行溝通，隨時隨地提供及時服務；還可以將館藏系統與智能書架、智能密集架相結合，當讀者在系統中檢索到圖書，可通過指示裝置引導讀者找到該書的位置，甚至通過智能傳輸系統將圖書快速運送到讀者手中。除此之外，還可以在網上建立虛擬圖書館，通過3D動畫的效果使讀者足不出戶就可以了解圖書館的每個細節，并能方便地進行閱覽和借書操作。總之，智慧圖書館有著廣闊的發展前景，等待圖書館人不斷探求。

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