自助借還系統比較研究

收稿日期：2024-05-06

作者簡介：王超（1972—" ），北京師范大學圖書館副研究館員；黃薇（1972—" ），北京師范大學圖書館館員；張慧琴（1966—" ），北京師范大學圖書館副研究館員。

摘" 要：文章分析了圖書的三種識別介質，即條形碼標簽、RFID標簽、ColorBit標簽，概述了三種識別介質的特點，分析了三種識別介質的防盜方式及其缺點，以及其對圖書館自助借還系統產生的影響，并就三種識別介質對自助借還系統中門禁及借還終端的要求進行了分析比較，以期為圖書館完善自助借還系統、提升自助借還能力提供借鑒。

關鍵詞：自助借還；條形碼標簽；RFID標簽；Colorbit標簽

中圖分類號：G250""" 文獻標識碼：A""" 文章編號：1003-1588（2024）06-0074-03

隨著智慧圖書館概念的提出，不少圖書館開始引入自助借還系統為讀者提供便捷服務。圖書館的自助借還系統一般包括三部分：圖書館集成系統、圖書識別系統、防盜系統。圖書館集成系統是自助借還系統的基礎，也是圖書館的服務基礎。圖書識別系統的識別功能與識別介質相關，識別介質主要包括條形碼標簽、RFID標簽、ColorBit標簽等三類；不同識別介質下的防盜模式主要有磁條防盜、RFID防盜等。圖書識別系統與防盜系統密切關聯。

圖書館的自助借還系統按終端主要分為兩種，即基于公共自助借還書機的自助借還系統及基于移動終端的自助借還系統。無論哪種系統，圖書借還效率都依賴于介質識別的準確率和響應速度，圖書安全因素也必須考慮。本研究將在分析圖書識別介質的基礎上，結合防盜方式討論圖書館自助借還系統特點。

1" 三種識別介質分析

1.1" 條形碼標簽

條形碼系統包括標簽、生成設備、識讀器。條形碼標簽（以下簡稱“條形碼”），相當于單冊（件）圖書的身份證號，采用光學字符識別技術進行識別。圖書條形碼的印制內容主要包含文字信息和圖形信息兩部分，文字信息是指圖書所屬圖書館名稱和圖書編號，而圖形信息是圖書編號的圖形標識符，是按編碼規則排列的平行且寬度不等的黑白條。條形碼的生成和制作方法都很成熟，可以定制，易被復制，易受潮濕、溫度、化學品、褶皺等影響，壽命短。條形碼可粘附在圖書的任意位置，如題名頁、書脊、封面、封底等處，掃描器、攝像頭需對準條形碼才能讀取信息，且一次只能讀取一條。條形碼的粘附位置會影響讀者自助借還效率和體驗，若條形碼粘附于圖書封面、封底或書脊處都能較易被自助借還系統讀取，而貼于題名頁則不易被讀取，從而降低借還效率。

1.2" RFID標簽

基于射頻識別（RFID）技術的RFID系統由電子標簽、閱讀器、天線和應用系統軟件組成。RFID標簽又稱電子標簽，是RFID系統儲存數據的電子芯片。圖書館常用的貼紙式無電源RFID標簽一般由面層、芯片、天線電路層等組成，面層可以印制文字、圖形。圖書館常用的貼紙式無電源RFID標簽主要有兩種，即HF（高頻）-RFID和UHF（超高頻）-RFID，HF-RFID標簽的最大有效距離為1米，UHF-RFID標簽的最大有效距離為10米。

RFID標簽需要通過轉換系統將其識別號與圖書館集成系統中的圖書編號鏈接，使RFID標簽數據與圖書館集成系統掛接，從而實現對圖書的識別或訪問。一些圖書館將RFID標簽的識別號與條形碼鏈接，HF-RFID標簽一般粘貼在圖書封面或封底內側，UHF-RFID標簽則粘貼于靠近書脊的隱蔽處。RFID標簽可通過館內自助借還終端的閱讀器和館員工作站讀取，讀取時無須直接接觸或光學可視，將標簽（圖書）置于感應區域即可，可多標簽讀取識別。HF-RFID標簽還可通過移動端的近場通信（Near Field Communication，NFC）天線讀取；UHF-RFID系統供應商已研制出帶有讀寫天線的智能手機，但由于成本等因素，尚未應用到讀者的移動終端（手機或平板電腦）以實現圖書借還［1］。圖書疊合、包含金屬材質或RFID標簽被包覆都會影響標簽讀取。此外，UHF-RFID標簽的有效距離為10米，自助借還系統可能會讀取鄰近的其他標簽（圖書），從而造成誤操作。

1.3" ColorBit標簽

ColorBit標簽系統由彩色比特碼標簽、數碼相機及應用系統軟件組成。ColorBit標簽是一種由紅、綠、藍三種色塊按照不交叉、連續無分枝規則排列的圖形標識符，可粘附于書脊處，自助借還系統通過讀取ColorBit標簽中相鄰色塊顏色的變化值識別標簽，色塊的大小、形狀不影響自助借還系統讀取。置于手機、平板電腦、照相機、掃描器等視域范圍內的ColorBit標簽都可被讀取，一般的相機可同時讀取十幾張ColorBit標簽。ColorBit標簽即便彎折、褪色、殘缺也不影響讀取［2］。目前，使用ColorBit標簽的圖書館不多。

2" 三種識別介質的防盜方式及其缺點

2.1" 條形碼

條形碼作為圖書識別介質本身不具有防盜功能，需外加媒介實現防盜。圖書館通常會在書脊隱蔽處粘貼細條狀磁條（視圖書厚薄一般不超過兩根），同時設置與磁條對應的電磁門禁設備，自助借還系統進行借還時需對圖書（磁條）進行消磁、充磁，經過消磁的圖書（磁條）可通過門禁，未經消磁的圖書（磁條）則會發出警報。磁條可以反復充消磁，便于隱藏，成本低，且具有較高的報警準確率。但圖書若被金屬物覆蓋，如錫箔紙，或圖書本身含金屬物，門禁可能會漏報。

2.2" RFID標簽

RFID標簽的防盜方式有網絡無關、網絡關聯兩種［3］。網絡無關防盜需設置標簽的安全位，自助借還系統操作圖書借還時依據館藏狀態改寫標簽安全位，圖書通過門禁、標簽觸發門禁或門禁甄別標簽與館藏狀態不相符時，門禁報警。網絡關聯防盜方式也有兩種：一種是名單核對，自助借還系統對經過門禁的圖書（標簽）與借出圖書（標簽）逐一核對，若圖書（標簽）不在借出數據庫名單內，則觸發警報；另一種是名單排除，自助借還系統在借出圖書時將其標簽信息發送給門禁終端數據庫，門禁終端數據庫會將讀取到的圖書信息與門禁數據庫信息比對，若發現圖書（標簽）不在門禁數據庫內則報警。此外，以下情況也會造成門禁漏報：RFID標簽受水、電子產品干擾可能會漏報；圖書含金屬物質或被金屬材料覆蓋會漏報；HF-RFID標簽折斷使標簽失效會漏報；智能手機的NFC模塊可以對HF-RFID標簽的安全位改寫，從而造成漏報。

2.3" ColorBit標簽

ColorBit標簽既可通過附加磁條方式防盜，也可通過數據庫狀態核對方式防盜。在磁條防盜模式下，ColorBit標簽與條形碼的情況類似。數據庫狀態核對防盜模式是將ColorBit標簽置于門禁系統的相機或攝像頭視域范圍內，把讀取到的信息與數據庫中相應信息狀態進行核對，由核對結果確定是否觸發警報，此種防盜模式對網絡帶寬及門禁拍攝系統有較高要求。

3" 基于三種介質的自助借還系統比較

3.1" 識別介質對自助借還系統識別圖書的影響

在圖書自助借還過程中，圖書識別是一個重要環節。圖書的識別依賴于識別介質，筆者從讀取距離、讀取效率、包裹影響、折損、褪色等方面對幾種識別介質進行了比較，詳見表1。

3.2" 識別介質對門禁及借還終端的要求

門禁是自助借還系統不可或缺的部分。圖書館的自助借還系統終端分公共終端（自助借還書設備）和移動終端（智能手機、平板電腦等）。兩類終端都需通過識別介質讀取圖書，不同識別介質下自助借還系統的處理方式不同，對門禁的要求也不同。

3.2.1" 條形碼。以條形碼為識別介質時，門禁安全需要依靠復合磁條的充消磁實現，自助借還系統需配置充消磁設備。因此，以條形碼為識別介質的自助借還終端一般采用公共終端，較少使用移動終端。例如，西安電子科技大學圖書館的書蝸App可以通過條形碼將書借到讀者賬戶上，但需使用掌圖自助校驗消磁設備對磁條消磁，讀者方可將實體書帶出圖書館［4］。

3.2.2" RFID標簽。以RFID標簽為識別介質時，圖書館可使用RFID門禁防盜。RFID門禁通過讀取安全位信息或核對數據庫名單方式實現防盜。采用標簽安全位方式防盜，HF-RFID標簽既可通過閱讀器進行，也可通過帶NFC模塊的移動終端進行；UHF-RFID標簽的安全位改寫多通過閱讀器進行。若采用數據庫名單核對方式防盜，HF-RFID標簽可通過移動端或公共終端保障安全，而UHF-RFID標簽則通過公共終端保障安全。

3.2.3" Colorbit標簽。以Colorbit標簽為識別介質時，圖書館可通過外加復合磁條或門禁讀取數據等方式實現門禁安全，使用復合磁條要與有充消磁器的公共終端聯用。ColorBit標簽一次可以讀取幾十條信息，能夠通過門禁讀取數據保障安全，Colorbit標簽既可經由公共終端借還，也可通過移動終端借還。

3.2.4" 安保方式分析。在圖書自助借還過程中，只要圖書館集成系統有保障，通過上述三種識別介質都能識別和借出圖書，但為保障圖書安全，必須區分圖書借出和非借出狀態。一種方式是將圖書館藏狀態寫入圖書的粘附介質，門禁通過讀取粘附介質信息確認圖書的館藏狀態。該方式下讀者借還圖書，借還終端須修改粘附介質（磁條或RFID標簽）的安全標志，這要求借還終端有充消磁或改寫RFID標簽安全位功能，推高了借還終端的成本，限制了借還終端的選擇。另一種方式是利用門禁核對圖書的數據信息，確認圖書館藏狀態。該方式下門禁讀取標簽將其與圖書館集成系統中的信息進行比較，確認圖書的館藏狀態，要求門禁快速讀取識別介質，RFID標簽與ColorBit標簽或許可以實現，條形碼則比較困難。可見兩種安保方式對借還終端、識別介質具有不同的要求。

4" 結語

4.1" 借還效率

圖書館自助借還系統的借還效率取決于其對識別介質的讀取效率。除條形碼外，RFID標簽與ColorBit標簽都可以一次進行多冊圖書借還。ColorBit標簽一次借還的圖書冊數受攝像區域限制，并與圖書的厚薄有關；HF-RFID標簽讀取則受圖書疊合影響，一次借還的圖書數量最多為6冊，而UHF-RFID標簽一次借還的圖書可達十幾甚至幾十冊，從識別效率看，UHF-RFID標簽最優。

4.2" 服務類型與自助終端

三種識別介質作為圖書識別標識都能夠實現圖書的正常自助借還。條形碼、ColorBit標簽、HF-RFID標簽都能通過移動端提供讀者之間的圖書轉借服務，UHF-RFID標簽較少通過移動端提供服務，可見條形碼在提供轉借服務方面最為便捷。在自助終端服務方面，條形碼、ColorBit標簽要求圖書粘貼磁條，并配備相應的充消磁設備以區別圖書的館藏狀態，而HF-RFID標簽無須增加外部設備就可實現圖書的館藏狀態變更，因此就自助終端要求而言，HF-RFID標簽最為便捷。

4.3" 門禁

三種識別介質對門禁系統的要求依賴于粘附介質或自身。條形碼、ColorBit標簽作為識別介質須粘貼磁條通過磁條門禁實現安保，而RFID標簽既是識別介質，也是防盜介質，其做防盜介質時可以使用網絡關聯門禁，也可使用無網絡關聯門禁，如HF-RFID標簽可用附加磁條做防盜介質使用電磁門禁系統。總體而言，HF-RFID標簽的門禁要求較低。

參考文獻：

［1］" 許毅，伍睿.基于RFID技術的移動終端自助借閱方案及關鍵問題探析［J］.圖書情報工作，2017（S2）：52-55.

［2］" 有鸝.Colorbit code自動識別技術在圖書館中的應用［J］.蘭臺世界，2021（2）：109-111.

［3］" 錢海鋼.圖書防盜技術發展歷史及其反思［J］.圖書館論壇，2018（7）：16-23.

［4］" 呂璐，王祥偉，關芳.圖書館O2O服務新平臺：書蝸App應用探析［J］.圖書館學研究，2017（20）：32-35.

（編校：徐黎娟）