黃若珊

廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 廣州

物聯(lián)網(wǎng)是把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理，它是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，是一個全新的技術(shù)領(lǐng)域。早在1999年，在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議提出，“傳感網(wǎng)是下一個世紀(jì)人類面臨的又一個發(fā)展機遇”。2009年8月溫家寶總理提出“感知中國”以來,物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，并將其寫入“政府工作報告”，物聯(lián)網(wǎng)在中國受到了全社會極大的關(guān)注。

于20世紀(jì)90年代末部分圖書館開始引進(jìn)RFID (Radio Frequency Identification)即無線射頻識別。步入21世紀(jì)后引進(jìn)RFID的圖書館不斷增多。圖書館利用RFID技術(shù)代替舊的識別館藏的方式，從而極大地提高了服務(wù)質(zhì)量和工作效率。利用RFID技術(shù)可以對圖書館的圖書資源、排架，樓宇管理以及服務(wù)模式進(jìn)行優(yōu)化與整合等，實現(xiàn)圖書館的智能化管理。這將進(jìn)一步推進(jìn)數(shù)字化圖書館向智能化圖書館發(fā)展，也將大大提升圖書館的競爭力，實現(xiàn)更為人性化的服務(wù)。本文論述了RFID的工作原理以及RFID技術(shù)在圖書館領(lǐng)域中的應(yīng)用，同時也對RFID的標(biāo)準(zhǔn)、資金、安全等方面的問題進(jìn)行了探討。

1.RFID的概念、結(jié)構(gòu)與工作原理

RFID是非接觸式的自動射頻識別技術(shù)。RFID系統(tǒng)包括三個部分：RFID標(biāo)簽、天線與閱讀器。RFID標(biāo)簽通常貼于物件上作為物件的標(biāo)識，而RFID閱讀器用于讀取RFID標(biāo)簽。兩者都有天線，用于發(fā)送并接收信息。RFID標(biāo)簽包括天線、調(diào)制器、芯片、編碼發(fā)生器、時鐘等部件。RFID標(biāo)簽貼于需識別的物件上，比如圖書館的書本，將物件的識別數(shù)據(jù)存儲于芯片中，調(diào)制器、編碼發(fā)生器、時鐘等部件負(fù)責(zé)信號調(diào)制與同步，通過天線發(fā)送或接收處理數(shù)據(jù)。RFID標(biāo)簽主要有以下特征來區(qū)別：能量來源（被動或主動）、頻率、讀寫特性（只讀或可讀寫）、存儲容量等。圖書館所使用的是被動式的標(biāo)簽。閱讀器是指所有可以讀取或者寫入RFID標(biāo)簽的設(shè)備，閱讀器由耦合器和天線組成。閱讀器通過天線發(fā)射無線射頻信號形成一個讀取區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)的RFID標(biāo)簽會響應(yīng)讀取信號而與閱讀器進(jìn)行作息交流。

為了使RFID閱讀器讀取的標(biāo)簽信息能夠被其他程序使用，還需要一些中間軟件，RFID中間軟件是負(fù)責(zé)計算機程序與RFID閱讀器之間的接口處理程序，RFID中間軟件的主要功能是負(fù)責(zé)將閱讀器所讀取的RFID標(biāo)簽的信息進(jìn)行搜集、過濾及整理、排除重復(fù)訊號、轉(zhuǎn)換，傳遞給后端的計算機程序進(jìn)行處理。RFID中間軟件能夠增加系統(tǒng)開發(fā)的透明性與層次性，無論計算機系統(tǒng)增加或改由其他系統(tǒng)取代。都可以通過中間軟件進(jìn)行程序開發(fā)，而不需要針對特定的RFID閱讀器進(jìn)行開發(fā)，省去多對多聯(lián)結(jié)與整合的問題。RFID中間軟件一般會提供DLL動態(tài)鏈接庫程序，或者提供中間的程序界面操作等，整合圖書館系統(tǒng)（ILS）可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行RFID系統(tǒng)功能開發(fā)。

圖書館所使用的被動式RFID標(biāo)簽與閱讀器之間的工作過程如下：RFID閱讀器的天線向其讀取區(qū)域發(fā)射電磁波，該區(qū)域內(nèi)的RFID標(biāo)簽收到閱讀器發(fā)射的信號后，獲取能量而被激活。RFID標(biāo)簽按照閱讀器的指令，產(chǎn)生信號，并將標(biāo)簽里的信息通過RFID標(biāo)簽的天線傳輸?shù)介喿x器的天線，閱讀器將從其天線收到的信息通過中間的軟件發(fā)送至計算機程序進(jìn)行處理。

2.RFID技術(shù)在圖書館中的應(yīng)用

圖書館作為信息服務(wù)部門，其全部工作價值都要通過服務(wù)這個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)，而作為重要的文化信息中心，圖書館自動化系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)對提高服務(wù)的質(zhì)量與效果起著極為重要的作用。RFID技術(shù)可以極大地提高圖書館服務(wù)的質(zhì)量和工作效率，對圖書館自動化系統(tǒng)產(chǎn)生較大的變革。

2.1 圖書館自助站與自助借還

使用RFID建構(gòu)圖書館的自助借還站，進(jìn)行圖書館的自助借還服務(wù)，這是每個圖書館引進(jìn)RFID最基本的目的，是圖書館基于RFID系統(tǒng)改造的基本內(nèi)容。

RFID自動借書子系統(tǒng)由自動借書機實現(xiàn)，主要由RFID圖書自動化提取和RFID圖書自動傳輸機兩個模塊組成。自動借書機處理讀者的借閱信息，將信息連接到RFID圖書自動提取子系統(tǒng)，智能化管理書架子系統(tǒng)處理RFID信息，并釋放圖書資源。當(dāng)自動借書機收到指令信息，讀者就能得到所要借閱的圖書。RFID自動還書系統(tǒng)主要由自動還書機、RFID圖書電子標(biāo)簽、還書箱和服務(wù)器組成。當(dāng)讀者還書時，通過閱讀器讀取書籍的RFID，連接服務(wù)器查詢相關(guān)讀者信息，修改其借閱信息，并自動控制還書箱中的圖書，對已歸還的圖書實現(xiàn)自動存儲到智能書架。RFID圖書館智能化管理系統(tǒng)可利用最短的時間，實現(xiàn)對大量RFID圖書的有效管理和借還，同時更快速且有效地處理大量RFID圖書的數(shù)據(jù)信息。

2.2 還書箱與自動歸還

傳統(tǒng)的還書箱服務(wù)實際工作上并非實時服務(wù)，無法為讀者立刻提供還書記錄等。而自動歸還具有實時歸還的這個功能。以下介紹RFID技術(shù)這一模式的還書箱，將RFID閱讀器與天線裝入傳統(tǒng)還書箱中處理有RFID標(biāo)簽的書本，它將會實時處理滑進(jìn)還書箱中的書本。對于讀者而言，與傳統(tǒng)的還書箱沒有太大的區(qū)別，他們所需要做的僅僅是將書本扔進(jìn)還書箱中。而有時圖書館為了提高還書箱讀取RFID標(biāo)簽的機會，會要求讀者一次只能放進(jìn)一本書。KIOSK模式（自助服務(wù)機）的還書箱就是基于RFID技術(shù)的設(shè)備，并且會有計算機人機交互的界面，讓讀者進(jìn)行一些功能選擇，提供打印收據(jù)、借還、返還錯誤書本等功能。

2.3 自動分類系統(tǒng)與圖書自動分類

RFID圖書自動分類系統(tǒng)的一個潛在的巨大優(yōu)勢是可以更方便地進(jìn)行自動書本處理，但它確實可以顯著改進(jìn)圖書館對還回圖書分類過程，減少圖書館工作人員的時間與花費（節(jié)省人力資源）。一般圖書館為了提高分類系統(tǒng)的準(zhǔn)確率，會要求讀者每次只能還回一本書，待該書處理完成后才可以放入第二本，這是為了保證書本被擺放于傳送帶的正確位置。自動分類系統(tǒng)對書本所作的分類是基于書本對應(yīng)的分類號。圖書館的RFID系統(tǒng)會根據(jù)自身實際情況設(shè)定分類依據(jù)：

（1）異常圖書如無法通過RFID的識別進(jìn)入還書箱，圖書館工作人員可以查明該書本無法識別的原因并進(jìn)行相應(yīng)處理。這些異常的圖書可能會包括RFID標(biāo)簽損壞的圖書或沒有RFID標(biāo)簽的圖書。

（2）被預(yù)約圖書。該類別也是一種特殊的圖書。將被預(yù)約的圖書別處撿出，可以省去由工作人員撿出被預(yù)約書本的工作量，提高工作效率。

（3）按照分館進(jìn)行分類。

（4）按照分類號進(jìn)行分類。

RFID提供的自助還回、自動分類的功能，可以極大降低工作人員的工作時間與勞動強度，尤其是自動分類功能，被認(rèn)為是圖書館RFID投資最明顯的回報。RFID提供的圖書館書庫管理的功能，可使圖書館圖書館方便開展圖書盤點、書本查找、順架等操作。使用RFID書庫管理的功能還將進(jìn)一步減少丟失圖書、尋找圖書的時間，用戶可以自由借還書，借還速度加快，排隊時間減少，從而較大的提高了用戶的滿意度和圖書館服務(wù)質(zhì)量。

2.4 RFID點檢儀與書庫管理

手持可移動式RFID閱讀器統(tǒng)稱為點檢儀，點檢儀在圖書館中有特殊的功能：盤點，使用RFID點檢儀讀取書本RFID，比使用條形碼更方便快捷：

（1）條碼識別每次只能掃描一個條形碼，書本掃描時需逐件進(jìn)行，而RFID閱讀器能一次性讀取多個標(biāo)簽，速度明顯提高。

（2）條形碼讀取需要在有光源的條件下進(jìn)行，將條形碼對準(zhǔn)掃描儀，因而在書架上讀取書本時，需將書本從書架抽出后再讀取，這加重了工作人員的負(fù)擔(dān)；而RFID讀取無方向之分，在書架上讀取書本時不需將書本從書架上抽出，明顯減低了工作人員的工作強度，從而極大地提高掃描書本的速度，以前需要幾個月完成的工作，現(xiàn)在幾天就可以完成。

2.5 RFID智能書架

基于RFID的智能書架是進(jìn)行圖書館書本利用率統(tǒng)計的一種有效方式，這在傳統(tǒng)的基于條形碼的系統(tǒng)中不可能實現(xiàn)的。通過書本利用率統(tǒng)計，可為圖書館的決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。然而目前的智能書架更多只是應(yīng)用于先導(dǎo)試驗之中，要在全館內(nèi)進(jìn)行智能書架改造，所需要的設(shè)備、花費、人力投入很巨大，其中僅RFID閱讀器數(shù)量就相當(dāng)龐大，因此盡管智能書架確有很強的應(yīng)用前途，但是在全館推廣并不現(xiàn)實，各圖書館可以考慮在期刊部、教師指定參考書庫等小規(guī)模的書庫中使用基于RFID的智能書架。

2.6 RFID光盤系統(tǒng)

隨著計算機技術(shù)以及媒體技術(shù)的日益成熟，信息，資料，文獻(xiàn)的存儲載體已不再局限于紙張，媒體資源（以光盤為主要的存儲方式）以其容量大、易保存、易查找、易管理的特點，成為圖書館藏的重要資源。圖書館專門購買的音像資料，由于管理和技術(shù)等的諸多方面原因，其管理與利用一直成為困擾著圖書館服務(wù)工作的難點。圖書館的光盤資源的管理主要有以下特點：

（1）流通速度快。

（2）管理困難，各圖書館對光盤的利用都采取了相對保守的管理方式，讀者自由使用光盤受到較大的限制。

（3）處理加工流程繁瑣。

而RFID的應(yīng)用為圖書館媒體資源管理提供了新的途徑?；赗FID的圖書館光盤管理系統(tǒng)可以簡化圖書館的光盤加工與流通流程，從而為讀者提供更有質(zhì)量的服務(wù)。

3.圖書館RFID安全與隱私問題

RFID技術(shù)帶給圖書館的不僅僅是效率，也有安全與隱私問題的擔(dān)憂。RFID信號能夠穿透木頭、紙和塑料等物質(zhì)，同時不可避免的存在以下問題：

（1）容易受到金屬材料的干涉，導(dǎo)致RFID信號屏蔽，從而使RFID失效。此外使用超高頻（UHF）的RFID標(biāo)簽，還較容易受到水的屏蔽，人體在普通狀態(tài)之下用或用腋窩夾住書本就可以逃避安全門的檢測。而采用高頻（HF）的RFID標(biāo)可以穿透水，可以避免上面的問題。

（2）物理破壞。圖書館減少標(biāo)簽物理破壞的方法依然是隱蔽書本中的RFID標(biāo)簽的存在，然而讀者一旦識破圖書館的隱蔽意圖后，各種隱蔽方式也是徒勞無功。

（3）標(biāo)簽重疊。在標(biāo)簽重疊時可能會影響RFID的讀取效果，尤其在兩個RFID標(biāo)簽位置重疊且距離很近，讀取效果更是不佳。

（4）RFID數(shù)據(jù)非法讀取。由于現(xiàn)在有的RFID閱讀器與標(biāo)簽均遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)，非授權(quán)方只需要有符合相應(yīng)標(biāo)簽的閱讀器便可以讀取圖書館的RFID的標(biāo)簽的數(shù)據(jù)。然后進(jìn)行一些數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等，侵犯讀者的隱私。為了防止RFID數(shù)據(jù)非法的讀取，圖書館可以對RFID標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，那么即使通過符合標(biāo)準(zhǔn)的閱讀器讀取到標(biāo)簽中的內(nèi)容，也會由于數(shù)據(jù)加密而無法知曉這些內(nèi)容的意義。

（5）RFID數(shù)據(jù)非法寫入。RFID數(shù)據(jù)非法寫入可能造成對圖書館書本安全較大的威脅，與非法讀取相似，非授權(quán)方只需要有符合相應(yīng)標(biāo)簽的閱讀器便可以向圖書館RFID標(biāo)簽寫入數(shù)據(jù)。盜書者只需要在圖書館內(nèi)向RFID標(biāo)簽隨便寫入數(shù)據(jù)，將標(biāo)簽原有數(shù)據(jù)擦除，就可以很順利地將書本盜出。圖書館解決數(shù)據(jù)非法寫入的方法是：增加RFID標(biāo)簽的“寫入”鎖，當(dāng)向標(biāo)簽寫入信息時，需要打開寫入鎖入才能進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入。

4.結(jié)語

目前RFID技術(shù)已較成熟，其帶給圖書館的潛在的巨大利益是激勵圖書館、設(shè)備供應(yīng)商、研究人員不斷關(guān)注、研究、實踐的重要原因。利用RFID系統(tǒng)可以很好的實現(xiàn)圖書管理的自動化和智能化，從而提升圖書館的核心競爭力，提高為讀者服務(wù)的效率，具有廣闊的發(fā)展空間。RFID技術(shù)圖書館的影響更是深層次的，它不但改變了傳統(tǒng)管理模式下圖書館的人才結(jié)構(gòu)、館員的知識結(jié)構(gòu)，也給傳統(tǒng)的圖書管理帶來了一系列來自文化信息產(chǎn)業(yè)方面的競爭與挑戰(zhàn)，同時也要認(rèn)識到它帶來的信息安全等方面的問題。

[1]郭秀梅.基于物聯(lián)網(wǎng)的圖書館圖書動態(tài)指示系統(tǒng)構(gòu)建探討.圖書館論壇,2012（9）:21-25

[2]張敏.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的圖書管理系統(tǒng)構(gòu)建.河南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2012（6）：326-329

[3]郭立新.面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的高校高書館個性化服務(wù)初探.蘭臺世界,2011（10）：73-74