基于RFID的图书馆管理

浅析RFID在图书管理中的应用
摘要：随着时代的进步，知识文化的发达，图书馆已成为咨询服务的要地。但中大型的图书馆由于进出人数众多，以及大量的藏书，经常图书盘点难、借还图书时间长，还会发生图书失窃等问题。为了解决这些问题，基于RFID核心技术的新一代图书管理系统开始在全世界范围内数字化管理水平较高的图书馆得到率先应用，网络通信技术的进步及对图书管理效率得到显著的提高，大大的节约了人力物力。

关键词：RFID技术；图书管理系统

目录
第1章 RFID系统 1
1.1 RFID系统的概述 1
1.2 RFID系统的组成 1
1.3 RFID系统的工作原理 1
1.4 RFID系统的优势 2
第2章 RFID系统在图书管理中的应用 3
2.1 图书馆现状 3
2.2 相关子系统及特点 4
2.3 RFID在图书管理中优点 5
2.4 RFID系统实施结果 8
第3章 RFID在图书管理应用中出现的问题 9
结论 10

第1章 RFID系统
1.1 RFID系统的概述
RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标，可以快速的对物品进行追踪和数据交换，能过识别高速运动物体并可同时识别多个标签的技术。RFID技术诞生于第二次世界大战期间，又称为“电子标签”或“射频标签”。
RFID在属于新型的物流信息技术，具有高效、快速完成任务的特点，作为一个具有优势的信息技术在各方面的应用却不广泛。
1.2 RFID系统的组成
在实际应用中，电子标签附着在被识别的物体上，当带有电子标签的被识别物体通过其可适度范围时，阅读器自动以无接触的方式将电子标签中的信息读取出来，从而实现自动识别物体或自动收集物品标识信息的功能。
1、电子标签
又称射频标签、射频卡等，通常由线圈及标签芯片组成，标签中一般保存相关的电子信息。用以识别物体，将物品电子信息化。电子标签具有各种各样的形状，主要分为无源标签、半无源标签和有源标签三类。
2、读写器
又称阅读器、通信器等，主要是用来控制射频模块向标签发射读取信号，并接受标签的应答，对标签的对象表示信息进行解码，将对象标识信息连带标签上其他相关信息传输到主机进行处理。
3、天线
标签与阅读器之间传输数据的发射、接受装置。
4、应用系统
又称上位机，用于控制读写器进行标签的读写操作，并将获得的标签信息进行加工，按照业务需要，呈现给用户。
1.3 RFID系统的工作原理
读写器通过发射天线将一定频率的射频信号向外发射；当电子标签进入到发射天线的工作区域时产生感应电流，电子标签被激活，将自身编码等信息通过天线发送出去；系统的接收天线接收电子标签发送来的射频信号，经天线的调节器传送给读写器，读写器对接收到的信号进行解调解码，再送到后台的计算机控制器进行相关处理；计算机控制器根据逻辑运算判断该电子标签的和合法性，针对不同的设定做出相应的处理，发出指令信号控制执行机构动作。
通过计算机通信网络技术将各个监控点连接起来，构成总控制平台，可以根据不同的项目设计不同的软件来完成要实现的功能。
1.4 RFID系统的优势
RFID是一种易于操控，简单实用特别适用于自动化控制的技术。识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣的环境，RFID系统主要有以下几个优势：
读取方便快捷：有效识别距离大，读取数据不需要光源，甚至可以透过外包装来进行；
安全性更高：可以为标签数据的读写设置密码保护，同时可以附着在不同形状、类型的商品上，提高了其安全性；
使用寿命长，应用范围广：采用无线通信的方式，使得它可以应用在一些恶劣环境中，同时封闭式包装大大增加的使用寿命；
识别速度快：电子标签一旦进入到天线范围内，读写器就可以即时读取里面的信息，而且能够同时处理多个电子标签，实现批量识别；
数据容量大：RFID电子标签可以根据用户的需要扩充到数10K。

第2章 RFID系统在图书管理中的应用
2.1 图书馆现状
目前，对于绝大数图书馆而言，图书管理技术已经用条形码技术和数字图书馆技术取代了以前纯手工技术，虽然采用了许多现代化技术，但还有许多问题困扰着图书馆的管理工作，图书馆工作人员始终不能从大量的图书借还操作、图书的快速清点、查找、新书上架排架、乱架图书整理等繁冗的工作中解放出来，这些因素阻碍了图书馆管理及服务水平的进一步提高，具体表现在以下几个方面：
1、读者证
读者证一般为接触式磁卡或者纸质磁条封塑的形式，这些磁卡在使用频繁或保管不当弯折时会失效或者降低磁卡的灵敏度和磁卡的使用寿命。
2、条形码标签
条形码的载体是纸张，因此很容易受到污染，而且其信息容量小，只能记录图书特征码，无法记录图书的文字和图像信息，并且不能改写。识别时需要用条形码逐个扫描识别，而且条形码帖在图书的书名、版权页，易被发现，容易撕毁，容易磨损，容易老化。
3、图书馆门禁
由于受电磁干扰常常产生误报，容易造成误解与不必要的纠纷。
4、图书编目加工
自图书贴标签到数据加工都需要由专业编目人员进行手动操作，工作程序复杂，加工时间长，耗用人力资源多。
5、图书馆藏管理工作
随着图书馆藏书越来越多，管理的难度就会越来越大，图书馆藏管理工作工作包括：图书的排架、整架、剔旧、查找、馆藏清点和财产统计。这些工作的共同点都是要获得读取包含在条形码中的馆藏图书信息。这些工作往往需要大量重复的手工劳动。
6、工作人员借还操作
条形码阅读器要扫描光源照射在条码上才能辩读，图书管理员需要逐一翻到贴有条形码的书页，扫描后才能完成借还工作，而且因为角度等各种问题要经常反复扫描，增加了工作量。
2.2 相关子系统及特点
1、标签转换子系统
标签转换子系统用以完成图书条码、图书电子标签、书架标签以及借书证电子标签的转换和绑定工作，并把图书、货架、借阅等信息统一存储在图书的电子标签中，从而将RFID技术集成到现有的图书馆管理系统中。电子标签不易破碎，这样就不会影响还书的效率。此外，根据电子标签的存储容量，太可以在电子标签中存储其他信息，例如历次借阅者信息、图书读后感、其他类似图书信息等，从而有助于读者对图书的评估，也可以是读者们有更好的交流。
2、自助借/还子系统
自助借/还子系统结合了RFID、计算机、网络以及触摸屏控制操作等技术，实现对安装有电子标签的图书进行自助借还功，不再需要打开图书扉页逐本扫描条码，就可同时借还多本图书，简化了借还书流程，大大提高了借还图书的效率。并且，RFID自助借/还子系统可以实现24小时无人图书馆，大幅度提高了图书的流通效率。
3、智能分拣子系统
智能分拣子系统充分地利用RFID技术优势是图书根据预先设定好的图书类别进行自动化的图书分拣，简化图书分类整理流程。
4、安全检测子系统
安全检测子系统主要针对安装有电子标签的图书，通过安装在计算机上的自动检测软件，实现对图书的检测防盗。
5、借书卡管理子系统
借书卡管理子系统完成借书卡的分发、激活和管理工作，采用RFID技术的二代身份证，甚至是老式的条形码读者证都可以作为借书卡，特别是激活二代身份证作为借书卡，就可以随时使用图书馆各项服务，而不必顾虑读者证是否携带，方便借还。在管理性、方便性、安全性、可靠性等方面有很好的提高。
6、智能查找子系统
智能查找子系统完成对图书的快速查找。查找的方式有移动式和固定式两种。移动式查找是指将需要查找的图书信息录入到手持式RFID查找终端上，一次可以录入多本图书信息进行查找。固定式查找是指通过RFID阅读器、计算机和无线局域网络连接进行图书的查找。利用RFID的无线定位技术，可以迅速查找图书在馆内的具体位置。
2.3 RFID在图书管理中优点
表2-1 条形码技术与RFID技术的比较
处理方式项目 条形码+磁条 RFID+磁条 RFID（Read+Write）
读取登录号 找到条形码读取 在机器上即可读取 在机器上即可读取
借书后处理 需要消磁处理 需要消磁处理 在机器上自动写入已外借
还书后处理 需要上磁处理 需要上磁处理 在机器上自动写入已归还
自助借书功能 使用自助借还书机，读取条形码借书，完成后机器处理消磁 使用自助借还书机，读取RFID借书，完成后机器处理消磁 使用自动借还书机，读取RFID借书
自助还书功能 使用自助借还书机，读取条形码借书，完成后机器处理消磁 使用自助借还书机，读取RFID还书，完成后机器处理消磁 已自动处理
自动还书功能 不能自动处理 不能自动处理 使用自动还书箱，读者直接将书放入箱内即完成还书并且注释已归还
馆外还书 不可行 不可行 可行且方便
盘点功能 必须一本一本读取条形码 只需在书架上横移读取即可，，节省了至少9成时间 只需在书架上横移读取即可，，节省了至少9成时间
顺架功能 无 有 有
防盗功能 使用电磁波侦测门，系统较不稳定 使用电磁波侦测门，系统较不稳定 使用RF无线电波技术，系统较稳定
电磁波的剂量 侦测门约50-500mg，上磁时约2000mg以上 侦测门约50-500mg，上磁时约2000mg以上 无电磁波
盲人及儿童读者自助借还书 不可行 不可行 可行
通过条形码技术与RFID技术的比较，RFID技术在图书管理应用中有以下几个优点：
1、简化工作程序，降低图书丢失率
使用电子标签，可以不必再粘贴磁条，省去了一道图书加工工序，在流通工作中也可省去充磁、消磁工作，电子标签不仅存储图书治疗的标识信息，也可包含安全信息，经过正常借阅图书的标签安全信息可自动写为正常状态，否则为另一种状态，当读写器在特定的的出口检测到非借阅状态的图书时，RFID系统就会自动报警。
2、读取方便快捷
电子标签可以粘贴在图书的封面或书内其他部位，读取数据时无需打开图书，也不采用现在一定要用条形码扫描仪对准每本书上的条形码，一一扫描办理出借手续，办理借书和还书甚至可以透过书包进行，信息简洁方便。识别距离近的可以有20cm-30cm，远的可以有1.2m-1.6m，采用不同的类型和设备，有效识别距离还可以增加。
3、数据容量大
条形码所代表的信息有限，当时只能依靠图书馆的计算机搜索了解每本书的采购状态、清点状态、借阅状态、库存状态等信息，但现在通过读取图书上的电子标签就可以了解所有的信息。
4、识别速度快
电子标签一旦进入到天线范围内，读写器就可以即时读取里面的信息，而且能够同时处理多个标签，多本图书，读者只要手捧十几本图书经过检测范围，一次性就可以办理了借书手续，读者归还图书可以利用配置有射频阅读器的还书箱，只需将图书从还书口放入，就可以显示图书书名、借阅者、归还日期等信息，供还书者当场确认。
5、加速盘点作业
RFID系统通过非接触方式读取信息，并且一次可读取多个信息，极大的提高清点效率。用RFID技术可以很容易查找到不在不在书架或者放错书架的图书，工作人员可以很容易进行图书的盘点，大大节省了人力物力，使得原来需要几个人数天的工作量，一个人一天甚至数个小时即可完成。
6、改进上架业务流程
工作人员在进行图书上架时，可以经由存储在电子标签之中或后台数据库中的位置信息，通过后台的软件支持，很方便地找到流通介质的需要归架的位置。
7、标签数据可动态更改
利用阅读器可以改写电子标签内的数据，条形码代表的标识一次成型后无法更改，而电子标签内的数据，可以根据需要进行某些字段内信息的更改，从而使得修改图书标签成为可能。
8、更有效的安全防盗措施
图书馆引进和应用RFID技术，采用电子标签，将摒弃图书馆界目前普遍使用的条形码识别技术，改进图书馆现在的门禁身份识别系统。贴在图书上的电子标签可以代替现在的条形码，无线识别系统可以通过图书上的电子标签，办理图书借还手续，通过门禁监测系统时可以辨别图书的出借状态。
电子标签将原来磁条的检测功能、条形码的识别功能和门禁系统有机的合三为一，而组成门禁系统的无线识别检测系统可以是无形的门禁，也可以是有形的门禁，无形的门禁系统使图书馆更具有人情味，更能体现图书馆的人文气息，人们将在无障碍中进出图书馆和借阅图书。
9、统计分析图书馆的利用率
RFID安全系统的识别统计功能可分析读者结构和图书馆利用率，并为读者提供更优质的服务。图书馆服务及管理工作的对象，除了图书和多媒体介质外，最重要的就是读者了。利用了RFID借书证后，可以借助于RFID安全系统，随时显示进出图书馆读者的人数、身份和时间。此外还可以进一步提供读者在图书馆与否的服务，以及读者每个月利用图书馆的累计时数、次数和每次平均停留时间，具体体现图书馆馆的管理及服务效率。图书馆经由这些统计资料和统计数字，作为人力配置的依据，图书上架、流通作业、参考咨询服务及设备维护等都能充分利用经济的人力资源。在图书馆管理作业自动化后，对图书馆形象的提高、设备的扩充都有相当的帮助，更进一步提升图书馆的利用价值。
读者还可以使用一卡通系统，选择RFID结账，即由系统自动扣除超期、丢失图书罚款等。此外，装有RFID读写器的智能书架，随着图书流通，会自动显示图书的流通情况，帮助图书馆工作人员进一步了解图书的使用情况。
10、容易查找不在架上或乱架的图书
利用无线射频通信方式，使其可以透过非金属的隔断读取信息，通过手提式阅读器，可以扫描图书书架，可以在乱架中找出所需的图书，可以找出藏匿的图书，可以进行数据采集，能够快速准确地实现图书清点工作。同时，盘点结束还可以形成报告，通过这一报告可以统计图书馆的遗失率和更为准确的图书馆收藏分布信息。
11、使用寿命长
用于图书上的电子标签既轻又薄而且是封装式的，不怕灰尘，不怕污染，不怕油渍，贴在图书封三页，减少磨损，其使用寿命大大超过印刷的条形码。
2.4 RFID系统实施结果
读者只需要来到自助借还设备前，在触摸屏上轻松查询出自己需要的图书，根据提示直接走到某一排书架拿出那本书；然后在自助借还设备前将自己的借书证和书读取一下，就可以带书离开了。不需要和任何人接触，就可以完成整个借书的过程，快捷、方便。
当需要还书时，不需要为工作繁忙没有时间前往图书馆而烦恼，24h自助还书设备可以随时还书，轻松解决一切烦恼。我们要做的或许只是在借书证上金额不足时充值而已。
管理员再也不用在盘点或整理图书时忙得晕头转向，为找一本书耽误很多时间，移动式阅读器可以帮助管理员轻松完成上架、顺架、盘点等繁琐的工作。在读者需要帮助时，可以轻而易举找到任何一本书的位置，也不用担心会有人没有登记就带着图书离开，任何没有完成借书手续的图书通过智能阅读器通知管理员。

第3章 RFID在图书管理应用中出现的问题
1、技术标准不统一
目前，RFID还未形成统一的全球化标准，各个国家出于自身安全和利益考虑，都在积极制定自己的行业标准。而不同的标准在无线频段、通信协议、数据模型等诸多方面存在明显差异，并使得各种RFID产品互不兼容。产品的不兼容将限制图书馆只能使用一种产品，而且也不利于各个图书馆资源共享，这给RFID的大范围应用带来了困难，直接影响了部分图书馆对RFID的选择和使用。
2、价格比较昂贵
RFID系统的费用主要包括标签、相关设备、系统转换和人工费用，其中最关心的就是标签的价格。由于RFID标签目前还没有实现大规模生产，成本远远高于条形码和磁条，这对于拥有几十万册甚至上百万册馆藏的图书馆来说，如果全部安装RFID标签，则需要投入巨额的费用。在目前图书馆经费普遍紧张的情况下，高昂的价格对推行和引进RFID技术还是个难以跨越的鸿沟。
3、技术尚未成熟
虽然在RFID标签的单项技术上以及趋于成熟，但总体上产品技术还不够成熟，在集成应用中也还需要攻克大量的技术难题。
4、安全性还不够高
广泛使用的无源RFID系统还没有非常可靠的安全机制，无法对数据进行很好的保密，RFID数据还容易受到攻击，主要是因为RFID芯片本身，以及芯片在读写数据过程中很容易被黑客利用。
由于以上原因，RFID在图书馆的广泛应用还有待时日，在解决这些问题之前，对于应用于数字图书馆的建设和管理，RFID技术与条形码识别技术将共存一段时间。
结论
任何一项新技术的推广都不会是一帆风顺的，RFID也一样，但RFID技术代表着未来的趋势，随着社会不断发展和完善，它将会被图书馆广泛接受。在现代信息技术的推动下，图书馆传统的管理体系和服务方式正在发生巨大的变革，正在向电子化、数字化、虚拟化方向迈进。我们必须解放思想，积极接受和利用现代信息技术，不断提高业务工作质量和工作水平。RFID技术的应用，将使图书馆工作的整体水平登上一个新台阶。