王 婷

(許昌學(xué)院圖書館，河南 許昌461000)

0 引言

無線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)是通過無線射頻方式使用專用的RFID讀寫器及專門的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽，利用頻率信號(hào)將信息在RFID標(biāo)簽和RFID讀寫器之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換目的的新技術(shù)，具有非接觸、工作距離長(zhǎng)、可識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于物流和供應(yīng)管理、生產(chǎn)制造和裝配、商業(yè)自動(dòng)化、運(yùn)輸管理［1］等眾多領(lǐng)域。在圖書館應(yīng)用方面，RFID技術(shù)可以簡(jiǎn)化借還書作業(yè)，加速圖書盤點(diǎn)作業(yè)，為讀者提供簡(jiǎn)捷迅速的自助式服務(wù)等。

根據(jù)工作頻率的不同，RFID產(chǎn)品可分為高頻和超高頻兩類，其中高頻產(chǎn)品系統(tǒng)的典型工作頻率為13.56MHz，超高頻產(chǎn)品系統(tǒng)的典型工作頻率主要集中在902MHz～928MHz，二者均能實(shí)現(xiàn)自助借還、標(biāo)簽數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、典藏和安全檢測(cè)等功能。

1 RFID電子標(biāo)簽比較

電子標(biāo)簽是RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，包含了電子存儲(chǔ)的信息，由天線和專用芯片組成。系統(tǒng)工作時(shí)，由RFID閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送特定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)RFID電子標(biāo)簽進(jìn)入有效工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而產(chǎn)生能量，電子標(biāo)簽被激活，使得電子標(biāo)簽將自身編碼信息通過內(nèi)置射頻天線發(fā)送出去，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和芯片內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌?/p>

RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，可支持快速讀寫、非可視識(shí)別、移動(dòng)識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、定位及長(zhǎng)期跟蹤管理［2］。在圖書館RFID管理系統(tǒng)的應(yīng)用中，高頻和超高頻的電子標(biāo)簽性能比較如表1所示:

從表1可以看出，①超高頻電子標(biāo)簽的外形尺寸更小，標(biāo)簽可像磁條一樣安裝在圖書內(nèi)頁夾縫或書脊中，實(shí)現(xiàn)隱蔽性安裝;而高頻電子標(biāo)簽面積較大，只能粘貼在頁面上，容易被人為破壞而失去防盜檢測(cè)功能。②超高頻電子標(biāo)簽的用料僅僅相當(dāng)于高頻電子標(biāo)簽的三分之一，因此從用料上體現(xiàn)出極大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，對(duì)于圖書館來說，電子標(biāo)簽屬于低值易耗品，因此超高頻電子標(biāo)簽?zāi)軌驕p少圖書館的投資，降低系統(tǒng)應(yīng)用及維護(hù)成本。③由于超高頻的工作頻率高，讀取的速度更快，單位時(shí)間能夠讀取更多的RFID標(biāo)簽，因此對(duì)于圖書館的安全防盜應(yīng)用、圖書清點(diǎn)、書架整理等功能，效率會(huì)大幅度提高。④從使用壽命上看，雖然高頻和超高頻電子標(biāo)簽在沒有人為損壞的情況下都可以正常使用10年以上，但是“流通量大的書中的高頻的標(biāo)簽實(shí)際使用壽命在2－3年，因?yàn)榉旁跁撵轫摶蛘咦詈笠豁摚瑫?huì)受到彎折和磨損，壽命不會(huì)久”(國家圖書館董曦京);而超高頻電子標(biāo)簽由于體型較小，安裝隱蔽性好，被讀者人為破壞的幾率小，日常借還書造成的自然磨損致使標(biāo)簽損壞率不到1%，若長(zhǎng)期無人借閱的圖書其RFID標(biāo)簽一般不會(huì)損壞，所以相比較來說，超高頻電子標(biāo)簽的使用壽命更長(zhǎng)。

表1 高頻和超高頻標(biāo)簽特點(diǎn)測(cè)試比較結(jié)果

2 RFID閱讀器比較

在RFID系統(tǒng)中，閱讀器必須通過天線來發(fā)射能量，形成電磁場(chǎng)，通過電磁場(chǎng)對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別。因此，閱讀器天線所形成的電磁場(chǎng)范圍即為閱讀器的可讀區(qū)域，只有位于該區(qū)域內(nèi)的電子標(biāo)簽才會(huì)被閱讀器讀到其內(nèi)容。

高頻系統(tǒng)采用電感耦合方式工作，依據(jù)電磁感應(yīng)定律，電子標(biāo)簽所需的工作能量通過電感耦合方式由閱讀器的耦合線圈輻射近場(chǎng)獲得，一般為無源系統(tǒng)，閱讀器的功率決定了識(shí)別的有效工作距離，通常在1米范圍以內(nèi)，典型作用距離為0～20厘米。

超高頻系統(tǒng)采用的是基于雷達(dá)模型的電磁反向散射耦合方式工作，發(fā)射出去的電磁波碰到目標(biāo)后發(fā)射，同時(shí)攜帶目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律。電子標(biāo)簽工作時(shí)一般位于閱讀器天線的遠(yuǎn)場(chǎng)，工作距離較遠(yuǎn)，最大可達(dá)10米以上，典型情況為4～6米。通過對(duì)天線設(shè)計(jì)的改進(jìn)、對(duì)讀寫器發(fā)射功率等的有效控制，可以實(shí)現(xiàn)0～3米距離內(nèi)的圖書多目標(biāo)快速識(shí)別。

3 RFID防盜儀比較

現(xiàn)代圖書館的防盜儀主要用在開架管理書庫的出入口處，用于保障館藏資源的安全，又稱為圖書檢測(cè)儀。傳統(tǒng)的EAS電磁系統(tǒng)防盜儀因其配套磁條價(jià)格便宜(每條0.2元左右)、體積小、隱蔽性強(qiáng)、可循環(huán)利用、靈敏度高等原因得到了圖書館的廣泛使用，圖書管理人員對(duì)其的依賴度也很高。

RFID防盜儀是通過修改RFID標(biāo)簽中的EPC編碼標(biāo)簽類型位的值達(dá)到圖書防盜檢測(cè)的目的。初始狀態(tài)下，該值為0，表示對(duì)應(yīng)圖書狀態(tài)為“在館”;當(dāng)辦理了正常外借手續(xù)后，該值被修改為1，表示對(duì)應(yīng)圖書狀態(tài)為“借出”;外借圖書被還回時(shí)，EPC編碼標(biāo)簽類型位的值被恢復(fù)為0。當(dāng)RFID防盜儀檢測(cè)到EPC編碼標(biāo)簽類型位的值為0的圖書標(biāo)簽經(jīng)過通道時(shí)，就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒工作人員和讀者注意辦理正常的借還手續(xù)。在脫機(jī)狀態(tài)下，防盜儀通過檢測(cè)圖書標(biāo)簽中EPC編碼類型位的值可以實(shí)現(xiàn)離線報(bào)警;在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，防盜儀對(duì)通過門禁的圖書進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)未辦理正常借閱手續(xù)的圖書時(shí)，后臺(tái)系統(tǒng)的監(jiān)控列表會(huì)顯示該圖書的條碼號(hào)與書名等信息，進(jìn)行聲光報(bào)警，提供完整的監(jiān)控日志。

從物理特征來看，高頻信號(hào)波的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，傳播時(shí)容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，即繞過障礙物，表現(xiàn)出對(duì)非金屬物體的穿透能力較強(qiáng)的特征，適合用于如人體等含水分較高的物體;超高頻信號(hào)波的波長(zhǎng)相對(duì)較短，不容易發(fā)生衍射，碰到物體時(shí)大部分發(fā)生反射現(xiàn)象，表現(xiàn)出穿透力較弱，易受干擾的特征。二者抗金屬干擾的能力都較弱。在實(shí)際應(yīng)用過程中，有些超高頻標(biāo)簽經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)后，在防止金屬、液體的干擾方面具備了良好的性能。經(jīng)過筆者實(shí)地檢驗(yàn)，兩類防盜設(shè)備都存在檢測(cè)死角，都沒有辦法100%檢測(cè)出通過防盜儀的未辦理正常借閱手續(xù)的圖書，例如當(dāng)把圖書抱于胸前，或把圖書夾于腋下通過防盜設(shè)備時(shí)，兩種防盜儀的識(shí)別率都會(huì)大大降低，造成漏讀。因此，在RFID防盜功能沒有得到進(jìn)一步發(fā)展和完善的情況下，可以將傳統(tǒng)的EAS電磁防盜系統(tǒng)與RFID系統(tǒng)相結(jié)合用于圖書防盜，以彌補(bǔ)RFID設(shè)備防盜性能的不足，更加確保館藏資源的安全性。

4 RFID盤點(diǎn)設(shè)備比較

盤點(diǎn)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)圖書的盤點(diǎn)、順架、上架、倒架等功能，簡(jiǎn)化圖書館日常館藏統(tǒng)計(jì)和流通工作，提高館藏書目的準(zhǔn)確性。目前主流的RFID盤點(diǎn)設(shè)備主要是推車式和手持式盤點(diǎn)機(jī)，具體操作流程如圖1所示［4］。由圖1可知，在RFID盤點(diǎn)設(shè)備的工作過程中，需要工作人員手持閱讀器分別讀取層標(biāo)信息和圖書中的RFID電子標(biāo)簽信息，通過將系統(tǒng)預(yù)存的某一層標(biāo)對(duì)應(yīng)圖書信息與實(shí)際在架圖書進(jìn)行比對(duì)并區(qū)別標(biāo)記，使工作人員可以一目了然地看到當(dāng)前書架的圖書狀況，找出其中在架、錯(cuò)架、外借等圖書。盤點(diǎn)設(shè)備的工作流程并不復(fù)雜，但是在實(shí)際操作過程中仍然發(fā)現(xiàn)了一些問題，主要體現(xiàn)在:①批量讀取圖書RFID標(biāo)簽的速度較慢。超高頻盤點(diǎn)設(shè)備為了限制讀取距離，調(diào)低了天線功率，也相應(yīng)降低了讀取速度;高頻盤點(diǎn)設(shè)備由于其本身的功率特性導(dǎo)致讀取速度較低。②存在漏讀、誤讀標(biāo)簽的現(xiàn)象。超高頻盤點(diǎn)設(shè)備一次讀取標(biāo)簽的準(zhǔn)確率約為90%，高頻盤點(diǎn)設(shè)備一次讀取標(biāo)簽的準(zhǔn)備率也無法達(dá)到100%，對(duì)于一些特別薄的書，離書架比較近的書等都存在漏讀的情況。為了解決這些問題，提高盤點(diǎn)準(zhǔn)確率，需要工作人員手持天線在同一書架上來回多次移動(dòng)掃描，嚴(yán)重影響了工作效率。這也直接造成很多配備了RFID設(shè)備的圖書館仍然很難進(jìn)行圖書盤點(diǎn)工作。

針對(duì)圖書管理領(lǐng)域館藏清點(diǎn)難、查找錯(cuò)架圖書困難等問題，為了獲取準(zhǔn)確的館藏信息，開發(fā)了RFID智能書架產(chǎn)品。這種書架擁有多個(gè)RFID讀寫天線，可以自動(dòng)定時(shí)掃描書架上的RFID標(biāo)簽信息，從而實(shí)時(shí)獲取該書架上的圖書信息，通過網(wǎng)絡(luò)通訊將識(shí)別出的數(shù)據(jù)信息上報(bào)圖書管理系統(tǒng)，以供管理人員做后續(xù)處理。智能書架的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了文獻(xiàn)實(shí)時(shí)清點(diǎn)、快速定位，提高了讀者的借閱效率，降低了圖書管理人員的工作量，是RFID技術(shù)在數(shù)字圖書館領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。但是目前這種智能書架由于成本較高、價(jià)格昂貴，短時(shí)間內(nèi)不可能完全取代傳統(tǒng)書架，只能作為傳統(tǒng)書架的一個(gè)補(bǔ)充。

5 結(jié)論

綜上所述，高頻與超高頻的RFID產(chǎn)品雖然工作原理不同，但是二者在圖書館的管理和應(yīng)用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)類似的功能。從發(fā)展?fàn)顩r來看，高頻RFID產(chǎn)品率先進(jìn)入圖書館的應(yīng)用領(lǐng)域，其最大的優(yōu)勢(shì)在于技術(shù)成熟穩(wěn)定，有眾多設(shè)備供應(yīng)商，但是，其產(chǎn)品的價(jià)格壁壘和標(biāo)簽的隱蔽性差等問題在一定程度上阻礙了該類產(chǎn)品在國內(nèi)的廣泛應(yīng)用，特別是對(duì)于一些經(jīng)費(fèi)比較緊張的圖書館來說，超高頻RFID產(chǎn)品是一個(gè)性價(jià)比更高的選擇。在未來的發(fā)展中，超高頻產(chǎn)品以其讀寫速度快、距離遠(yuǎn)、與圖書行業(yè)整體供應(yīng)鏈的強(qiáng)互操作性等特點(diǎn)而具有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?。Alan Butters指出，將來圖書出版發(fā)行、書店的倉儲(chǔ)物流和零售管理等整個(gè)圖書物流鏈將采用超高頻RFID，如果圖書館現(xiàn)在采用超高頻RFID就能應(yīng)付未來的圖書RFID應(yīng)用鏈的實(shí)施，解決相關(guān)多行業(yè)的設(shè)備互操作等問題［5］。因此，如果能夠解決RFID產(chǎn)品在圖書館館藏盤點(diǎn)、圖書防盜等方面的缺陷，融合高頻和超高頻RFID產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，適當(dāng)規(guī)避二者的不足，提高產(chǎn)品的兼容性，勢(shì)必能更進(jìn)一步促進(jìn)RFID產(chǎn)品在圖書館的應(yīng)用和發(fā)展，改善圖書館的服務(wù)模式、提高智能化管理水平。

圖1 RFD盤點(diǎn)設(shè)備功能流程圖

［1］王 淼，王 嬿．國內(nèi)圖書館 RFID應(yīng)用文獻(xiàn)研究［J］．圖書館建設(shè)，2012(11):82－87．

［2］中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部等十五部委．中國射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)政策白皮書［R］．2006．

［3］F．Mohd－Yasin，M．K．Khaw，F(xiàn)．Choong，M．B．I．Reaz．The Battle Between HF and UHF RFID［J］．Microwave Journal，2008，51(5)，ABI/INFORM Trade ＆ Industry:152．

［4］遠(yuǎn)望谷信息技術(shù)有限公司．推車式盤點(diǎn)設(shè)備用戶手冊(cè)［R］．2009．

［5］Alan Butters．RFID Systems，Standards and Privacy within Libraries［J］．The Electronic Library，2007，25(4):430－439．