RFID技術在圖書館的應用研究

楊宇環

（陜西科技大學，陜西 西安 710021）

0 引言

隨著計算機技術和網絡技術的發展，圖書館館藏管理系統歷經了卡片式、條形碼識別技術和RFID 技術3 個階段。條形碼技術開啟了基于計算機和網絡技術的圖書館信息化管理的時代，提高了圖書管理工作的效率，改變了圖書流通模式。21世紀初RFID 技術在圖書館的應用，將圖書館管理的自動化水平推到一個新的階段，高效率的自助借還服務和圖書自動化管理得以實現，開啟了圖書館館藏智能管理的時代。

1 RFID 技術概述

RFID（Radio Frequency Identification）技術即無線射頻識別技術是在雷達技術的理論上發展起來的一種全新的、非接觸的自動識別技術。其基本原理是利用射頻信號或空間耦合(電感或電磁耦合)的傳輸特性，實現對物體或商品的自動識別［1］。

RFID 系統由標簽、讀寫器和數據庫系統組成。標簽附著于物品上，是物品信息的載體，可在全球范圍內流通。讀寫器是讀取或寫入標簽信息的工具，讀寫器通過網絡與數據庫相連，對標簽信息進行操作。數據庫系統由數據管理軟件和數據信息組成，對物品信息進行管理和儲存，是實現信息管理和信息流通的功能模塊。

目前圖書館管理系統普遍采用的是條形碼技術。條形碼技術的優點是技術成熟，成本低廉，一個條形碼標簽的價格只有幾分錢，適用于產品數量大，信息不必隨時更新的場合；缺點是其數據存儲量小，容易磨損。條形碼技術屬于接觸性識別，識別距離短，難以實現圖書的自動化管理。

RFID 技術采用無線電射頻技術，能夠快速、準確地識別物體，識別精度高，可對多個物品的信息同時進行識別，并可對物品進行穿透掃描，超高頻RFID 標簽具有較好的隱藏性。RFID標簽的信息儲存量較大，是一般條形碼存貯信息量的幾十倍、上百倍。RFID 技術是非接觸識別技術，適用于自動化系統。RFID 標簽可根據讀寫器與標簽之間射頻信號的強度來測量物品的空間位置，能夠實現對物品的空間定位與跟蹤。RFID 系統的主要缺點是成本較高，RFID 標簽的價格近幾年雖然逐年降低，但仍然接近1 元錢左右，相對于條形碼標簽不具有價格優勢。另外，RFID 系統需要在有線和無線網絡環境下運行，也增加了其應用成本。

2 圖書館RFID 系統的主要組成部分

圖書館RFID 系統由標簽、讀寫器、數據庫系統、自助借還機、盤點機、自動分揀系統、門禁系統等軟硬件設備組成。

標簽一般選擇高頻或超高頻的無源可讀寫標簽。超高頻標簽具有體積小、易隱藏、讀寫速度快，識別距離遠等優點；缺點是成本較高，近幾年有較高的增長趨勢。

讀寫器是對標簽進行讀取或寫入數據和信息的設備，用于發送和接收射頻信號，分為移動式或固定式兩種。可作為獨立設備，也可嵌入其他設備中，如自助借還機、盤點機中。

RFID 數據庫系統目前主要是在利用原有的圖書館條形碼數據庫系統的基礎上，將原有圖書條形碼信息導入到RFID 標簽中，實現與原有條形碼數據庫系統的無縫對接。

自助借還機通過內置讀卡器和FRID 標簽讀寫器等設備，實現圖書的自助借還、續借、查詢等功能。

盤點機是移動讀寫設備，具有圖書上架、倒架、盤點、下架等功能，盤點效率相對于條形碼技術得到大幅度提高，使用RFID 采集2000 冊圖書，一個人不到半小時就能完成，而且數據處理同步完成，不用再單獨與數據庫做比對［2］。盤點機對網絡的要求較高，需要無線WIFI 網絡的支持。

自動分揀系統可根據預先設定的分揀規則將還回圖書放置到圖書中轉箱，自動完成圖書上架前的分類工作。

門禁系統可以對圖書的借出狀態進行實時監控，當有未借圖書經過時會發出聲光報警，并可進行在館人數的實時統計。

3 圖書館應用RFID 技術在的現狀

2002 年新加坡國家圖書館首次將RFID 技術應用于圖書館管理，成為世界上第一個采用RFID 技術進行圖書館管理的國家。隨后美國、澳大利亞等國也相繼使用，美國洛克菲勒大學圖書館、美國圣安東尼奧城市公共圖書館、荷蘭圖書館、德國漢堡圖書館、韓國大學圖書館也將RFID 技術應用于圖書館的管理中，實現了圖書的自助借還、定位跟蹤等功能。據統計世界大型圖書館應用RFID 技術的速度正以每年30%的速度增長［3］。

在我國，2006 年2 月20 日，國內第一家“RFID 智能館藏系統”的圖書館——廈門集美大學誠毅學院圖書館綜合書庫正式對外開放。2006 年6 月，深圳圖書館新館正式對外開放，實施了基于RFID 技術的“智能文獻管理系統”，為讀者提供了自助借還、智能文獻管理、文獻清點等功能。智能文獻管理系統將文獻管理的最小單位定位至層，即同一層的圖書可以進行混排，而不要求按嚴格的索書號的次序進行排列，同時建立層架標識系統，提供智能架位導航服務，在讀者進行OPAC 查詢時可清晰找到其所需要的圖書［4］。隨后，2008 年9 月國家數字圖書館引進了RFID 技術，2012 年10 月首都圖書館聯盟正式啟動RFID 系統的建設，共有60 余家聯盟館。從廈門大學誠毅學院圖書館和深圳圖書館為開端，我國越來越多的圖書館使用了RFID 技術，從2012 年開始新建、擴建的公共圖書館和高校圖書館均采用了RFID 技術。

4 圖書館應用RFID 系統的常見問題

RFID 圖書館管理系統盡管具有自助借還、自動化程度高和圖書管理效率高等優點，但是也存在建設成本高、實施標準不統一、與原有圖書館管理系統的轉換對接等問題。

4.1 經費和網絡設施問題

RFID 系統實施過程中的首要問題是經費問題和成本考量。RFID 標簽的成本在RFID 系統實施總經費中占有較大比重，RFID 標簽的單位成本盡管已經降低到1 元錢左右，但由于圖書館的館藏圖書數量較大，少則幾十萬冊，多則幾百萬冊，因此RFID 標簽的總成本仍然是制約圖書館實施RFID 系統的主要障礙。RFID 系統的其他配套設備包括自助借還機、移動盤點機、讀寫器也價格不菲，目前國產品牌自助借還機的價格在10萬元左右，進口品牌在20 萬元左右。但是隨著技術革新，RFID標簽和設備的價格逐年下降，將會有更多的圖書館采用RFID圖書管理系統。

RFID 標簽信息需要通過讀寫器進行讀取和寫入，并通過網絡與數據庫系統進行傳輸和處理。移動圖書盤點設備也必須通過無線WIFI 網絡與數據庫系統進行信息通訊。因此圖書館RFID 系統實施要求具有良好的互聯網通訊平臺，同時書庫也必須實施無線WIFI 網絡的全覆蓋。

4.2 圖書館RFID 標準統一和兼容問題

圖書館RFID 標準是隨著RFID 技術在圖書館的應用發展逐步發展和完善的，包含技術標準、數據模型和應用標準，目的是保證圖書館RFID 對象交換時的互操作性，以便圖書館之間開展館際互借和聯盟合作。目前高頻RFID（13.56MHz）技術標準是ISO15693 和ISO18000-3；而超高頻RFID（860MHz—960MHz）的使用頻率各個國家有所不同，相關技術標準主要為ISO18000-6c、EPC global UHF Class1 Gnereation2；2006 年澳大利亞的《圖書館RFID》規定了RFID 標簽數據模型，即標簽寫入的數據元素和數據編碼要求；國際標準化組織2009 年1 月發布了ISO28560《圖書館RFID 數據模型》，標準內容以數據元素和編碼方式為主，同時加入了數據安全、區域與商務相關、隱私問題、實施與數據移植、標簽外觀設計等方面的內容［5］。2012 年2 月ISO 組織發布了ISO28560-1，-2，-3 圖書館RFID標簽數據元素及編碼系列標準。2012 年6 月1 日中國文化行業-圖書館RFID 數據及編碼標準WH/T43-2012、WH/T44-2012 發布，該標準與其他國家的圖書館RFID 標準都采取了與ISO 標準兼容的策略，圖書館RFID 應用的國家標準目前還在編制中。由此可以看出，國內外均未形成統一的標準，標準的制定落后于RFID 技術的應用速度。

RFID 系統的兼容是影響館際互借和圖書館聯盟運作的關鍵因素。RFID 技術作為新興技術在不斷發展和更新，因此不同時期的圖書館RFID 系統存在互不兼容問題。同時期不同廠家的RFID 產品由于技術標準、數據模型和應用規則的不同也會產生互操作問題。特別是RFID 標簽前幾年以高頻標簽為主，而近幾年超高頻標簽以其優良特性逐漸成為圖書館采用的主流趨勢，因此高頻RFID 與超高頻RFID 的兼容問題也亟待解決。圖書館在實施RFID 系統的過程中往往是分庫或分館逐步實施，因此不同時期的RFID 系統的兼容問題是要考慮的重要因素。

4.3 RFID 系統系統實施過程中的常見問題

圖書館RFID 系統實施過程中首要考慮的是建設資金的充裕度。對于資金充裕的圖書館，建議一次性對全部館藏進行實施，而對于資金缺乏的圖書館可采用分階段實施，例如可先在一個書庫和一個分館進行實施，以后逐步完善。分階段實施時，應考慮到技術的發展趨勢和功能擴展問題，采用技術較為先進的RFID 系統。

其次是高頻和超高頻RFID 系統的選擇。圖書館應用RFID 系統分為高頻和超高頻RFID 兩種。高頻技術實現較早，技術較成熟，因此早期的圖書館較多選擇高頻系統。近幾年，超高頻技術得到了顯著提高，由于其具有體積小、響應速度快、識別距離遠、易隱藏等優點，越來越多的圖書館選擇了超高頻系統。在我國由于公共圖書館實施RFID 系統較早，因此大多采用高頻系統，而高校圖書館實施RFID 系統較晚，大多采用超高頻系統。

圖書館RFID 系統實施過程中另一個重要考慮的因素是與原有圖書館系統的銜接問題。圖書館目前普遍采用的是條形碼識別加磁條防盜技術的圖書管理系統。因此新建RFID 系統必須能夠與原有條形碼技術和圖書數據庫系統進行無縫對接，對于分階段實施的圖書館還應考慮到雙系統運行的問題，即已經實施RFID 系統的圖書也能夠在原有的條形碼技術系統下進行借還等操作。

現有的RFID 系統都是基于條形碼數據庫建立的，因此在標簽信息轉換時，必須掃描原有條形碼，將原有條形碼中的信息寫入到RFID 標簽中。圖書館在不同時期建設的館藏圖書其條形碼位數會有不同，因此在建設RFID 系統時首先要對館藏文獻的條形碼位數進行統計，在系統建設時要考慮能夠對各種不同位數的條形碼進行識別。

4.4 RFID 系統運行中的問題

（1）雙系統運行中的EM 磁條消磁問題。RFID 標簽本身具有磁性防盜功能，因此加入RFID 標簽后圖書中的EM 防盜磁條將不再使用，但EM 磁條中的磁性仍然會觸發磁條防盜系統門禁的報警。因此，在分階段實施RFID 系統的圖書館中，由于新舊系統的并行運行，為避免舊磁條的誤報警，需要對實施RFID 系統的圖書的EM 磁條的磁性進行消磁工作。圖書館可根據本館的門禁設置方案，采取借出圖書消磁或者對在館圖書統一消磁。

（2）借還成功率問題。RFID 系統的重要功能之一就是實現了高效率的圖書自助借還。但是由于讀者對操作方式的不熟悉，在借還過程中常常出現消磁不徹底和誤借、誤還的問題。由于RFID 在一定距離內可以識別圖書標簽的信息，進行借還操作，但是自助借還機的沖消磁功能對標簽的放置位置和距離有較高要求，因此在借還圖書的過程中應按正確的位置放置圖書在指定區域，以保證圖書的沖消磁成功率。RFID 標簽具有遠距離識別的優點，特別是超高頻標簽的識別距離可達到數米，因此在借還圖書時讀者之間應保持至少一米以上的距離，以防止誤借、誤還的發生。因此圖書館應加強讀者使用自助借還書機的培訓和指導工作，使讀者能夠快速準確的借還圖書，保證借還成功率。

（3）圖書位置信息的精確度問題。RFID 系統的另一個重要功能就是圖書定位功能，對書架位置進行具體的標識后，圖書的定位信息可以精確到具體的層架。讀者通過查詢系統，就可明確知道查詢圖書所在的具體位置，方便讀者查找。但是對圖書的上架和整架工作提出了更高的要求，圖書的實際位置信息應該與標簽存儲的信息保持一致，這就要求工作人員及時用盤點機對在架圖書進行清點和查錯，及時糾正放錯位置的圖書，并且在圖書位置變更時及時進行標簽信息的改寫。

5 結語

RFID 技術在圖書館應用已經呈現逐年增加的趨勢，其所具有的優良特性使其具有廣泛的應用前景，但是其所存在的諸如成本、實施標準和使用中存在的問題目前仍是制約RFID 技術實施的重要因素，也是亟待解決的關鍵問題。

［1］丁治國RFID 關鍵技術研究與實現［D］長沙：國防科學技術大學，2009.

［2］劉紹榮，杜也力，張麗娟.RFID 在圖書館使用現狀分析［J］.大學圖書館學報，2011（1）：83-85.

［3］張鳳仙.公共圖書館RFID 應用研究［D］.上海：華東師范大學，2012.

［4］楊雄標.RFID 在文獻流通與管理中的應用與思考［J］.圖書館論壇，2012（1）：57-60.

［5］景祥祜，蔡孟欣，戴淑兒，等.圖書館導入RFID 的標準與互操作探討—以香港高校圖書館為例［J］.大學圖書館學報，2009（6）：32-38.