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RFID技術(shù)在圖書館的應(yīng)用
摘要：基于上述行業(yè)背景及需求進行深入研究分析，依托遠望谷強大的RFID技術(shù)研發(fā)實力，將RFID技術(shù)應(yīng)用到圖書館管理當(dāng)中，解決困擾圖書館圖書管理的上述問題。經(jīng)過多年研發(fā)努力，形成了系列圖書館配套設(shè)備，為圖書館應(yīng)用領(lǐng)域提供了完整的解決方案。2006年11月遠望谷公司與汕頭大學(xué)圖書館合作實施了RFID圖書管理系統(tǒng)。
一、行業(yè)背景與應(yīng)用需求
圖書管理是RFID技術(shù)應(yīng)用的一個重要方面，圖書館是圖書管理需求最為集中的應(yīng)用場所。據(jù)調(diào)研分析，目前全國共有1萬多家圖書館，且大多數(shù)圖書館已經(jīng)從純手工管理方式過渡到了采用條形碼識別、計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機軟件技術(shù)的數(shù)字化管理模式。雖然采用了許多現(xiàn)代化技術(shù)，但還是有許多問題困擾著圖書館的管理及工作人員。例如，圖書的自助借還、圖書的快速盤點、查找、亂架圖書的整理等問題還是沒有很好地得到解決，阻礙了圖書館進一步提高管理和服務(wù)水平。圖書館界也在不斷地努力尋找一種更為先進的技術(shù)實現(xiàn)他們的迫切愿望。
基于上述行業(yè)背景及需求進行深入研究分析，依托遠望谷強大的RFID技術(shù)研發(fā)實力，將RFID技術(shù)應(yīng)用到圖書館管理當(dāng)中，解決困擾圖書館圖書管理的上述問題。經(jīng)過多年研發(fā)努力，形成了系列圖書館配套設(shè)備，為圖書館應(yīng)用領(lǐng)域提供了完整的解決方案。2006年11月遠望谷公司與汕頭大學(xué)圖書館合作實施了RFID圖書管理系統(tǒng)。
與世界上現(xiàn)行的RFID技術(shù)應(yīng)用于圖書館的情況有所不同，當(dāng)今的RFID技術(shù)在圖書館的應(yīng)用主要集中的HF頻段的RFID技術(shù)，而基于遠望谷公司開發(fā)的圖書管理RFID技術(shù)則是基于UHF頻段的RFID技術(shù)。從技術(shù)分析的角度來說，在圖書管理應(yīng)用中，UHF頻段的RFID技術(shù)較HF頻段的RFID技術(shù)更具優(yōu)勢，也是未來圖書館圖書RFID技術(shù)管理發(fā)展的一個方向。
二、系統(tǒng)實施目標(biāo)
通過系統(tǒng)的需求調(diào)研，RFID技術(shù)應(yīng)用于圖書館圖書管理過程中需要解決的主要問題包括以下幾個方面：
1、 實現(xiàn)電子標(biāo)簽轉(zhuǎn)換
2、 實現(xiàn)圖書自助借還
3、 實現(xiàn)圖書快速盤點
4、 實現(xiàn)圖書快速查找
5、 實現(xiàn)錯架圖書快速整理
6、 實現(xiàn)RFID安全門禁
7、 實現(xiàn)與現(xiàn)有系統(tǒng)無縫鏈接
遠望谷公司開發(fā)的基于UHF頻段RFID技術(shù)的圖書館圖書管理解決方案及相關(guān)的RFID設(shè)備較好地解決了以上基于應(yīng)用需求提出的7個問題，在初步的應(yīng)用中取得了良好的效果，為后續(xù)的推廣應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。
三、系統(tǒng)組成
RFID圖書管理系統(tǒng)包括：標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、自助借書系統(tǒng)、自助還書系統(tǒng)、智能查找系統(tǒng)、推車式盤點系統(tǒng)、安全門檢測系統(tǒng)。如圖1所示。
標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是無線射頻識別技術(shù)（RFID）與現(xiàn)有圖書館管理系統(tǒng)之間的一座橋梁，通過標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將RFID唯一識別號與圖書唯一編碼實施綁定，將RFID技術(shù)與現(xiàn)有圖書館管理系統(tǒng)的掛接，實現(xiàn)對圖書、讀者詳細信息的訪問，從而將RFID技術(shù)集成到現(xiàn)有圖書館館系統(tǒng)當(dāng)中。
標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)完成圖書電子標(biāo)簽、架標(biāo)標(biāo)簽以及借書證電子標(biāo)簽的轉(zhuǎn)換工作。標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由硬件和軟件系統(tǒng)2部分。
?。?）硬件組成
標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)硬件包括：控制主機和標(biāo)簽轉(zhuǎn)換裝置?？刂浦鳈C用于安裝標(biāo)簽轉(zhuǎn)換軟件系統(tǒng)控制對圖書標(biāo)簽、借書證標(biāo)簽進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)標(biāo)簽信息與條形碼等其他信息的綁定。通過綁定能夠?qū)崿F(xiàn)對圖書及讀者詳細信息的訪問。
（2）標(biāo)簽轉(zhuǎn)換軟件系統(tǒng)
標(biāo)簽轉(zhuǎn)換軟件系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對標(biāo)簽的轉(zhuǎn)換。采用B/S結(jié)構(gòu)的目的是盡量降低圖書館管理人員的后期維護工作，任何一臺計算機連接上標(biāo)簽轉(zhuǎn)換裝置，通過IE瀏覽器即可實現(xiàn)對標(biāo)簽的轉(zhuǎn)換工作。標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主界面如圖2所示。
在沒有采用RFID技術(shù)以前，有個別圖書館采用條形碼和磁條技術(shù)實現(xiàn)了圖書的自助借還，但由于條形碼和磁條技術(shù)的限制，不但一次只能借還一本圖書，而且還存在一定的漏洞（這里不詳細說明），使得自助借還書的效率大打折扣，并沒有給圖書館的工作帶來實質(zhì)性的提升。無線射頻識別技術(shù)的出現(xiàn)，很圓滿地解決了上述問題。RFID自助借還系統(tǒng)一次可實現(xiàn)多本圖書的自助借還，并且不會出現(xiàn)基于條形碼和磁條技術(shù)的漏洞，大幅度提升了圖書館人性化服務(wù)水平和工作效率。
自助借還系統(tǒng)（如圖3）結(jié)合射頻識別、計算機、網(wǎng)絡(luò)、軟件以及觸摸屏控制操作技術(shù)，實現(xiàn)對安裝有電子標(biāo)簽的圖書進行自助借還功能。該系統(tǒng)組成包括：控制主機、液晶觸摸顯示器、RFID射頻模塊、嵌入式打印機、多媒體語音系統(tǒng)，通過安裝在控制計算機上的自助借還書軟件實現(xiàn)圖書自助借還（如圖3）。自助借還書機具有外形美觀，系統(tǒng)操作簡便，借還書一體（可實現(xiàn)多本圖書同時借還）、識別速度快、借還效率高、設(shè)備安裝維護方便等特點（如圖4）。
在汕頭大學(xué)圖書館實施期間，由于很多讀者使用的是條形碼借書證，根據(jù)這一需求，對自助借還系統(tǒng)進行了改造，安裝條形碼掃描槍，實現(xiàn)了RFID和條形碼借書證的兼容讀取，使得所有讀者均能夠使用自助借還書系統(tǒng)進行圖書的自助式借還。
3. 安全檢測系統(tǒng)
安全檢測系統(tǒng)是針對安裝有電子標(biāo)簽圖書進行偵測的系統(tǒng)。安全檢測系統(tǒng)硬件組成包括：RFID射頻模塊、聲光報警模塊、安全門外殼。通過安裝在控制計算機上的自動偵測軟件實現(xiàn)圖書偵測防盜（如圖5）。安全檢測系統(tǒng)具有識別距離遠，識別速度快，聲光報警，零誤報等特點。目前安全門的識別距離可以達到2.5米（如圖6）。
目前圖書館對圖書進行盤點主要采用條形碼技術(shù)，在盤點時必須將每本圖書從書架上取下再使用條形碼掃描槍對條形碼進行掃描，這樣盤點的效率是非常低的，對于少量的圖書實現(xiàn)起來還能應(yīng)付，但對于大量圖書的盤點已經(jīng)顯得捉襟見肘了。由于盤點效率低，盤點時還需要閉館，使得大多數(shù)圖書館實現(xiàn)對圖書的全面盤點幾乎是不可能的。有了RFID技術(shù)，盤點問題迎刃而解。在盤點環(huán)節(jié)當(dāng)中，充分顯示出了RFID技術(shù)的強大優(yōu)勢：不接觸、快速、多本圖書信息圖書同時讀取。
自動盤點系統(tǒng)為用戶提供2種解決方案，推車式移動盤點平臺和便攜式盤點平臺。
推車式盤點平臺具有連續(xù)工作時間長，操作界面友好，數(shù)據(jù)處理能力強等特點。推車式移動盤點平臺支持中文Windows XP 操作系統(tǒng)。
便攜式盤點平臺重量輕，攜帶方便。便攜式閱讀器采用人體工程學(xué)設(shè)計，使用手感好，重量輕。采用中文Windows Mobile操作系統(tǒng)，不但可實現(xiàn)對圖書查找，而且可實現(xiàn)圖形用戶界面的管理功能。便攜式閱讀器內(nèi)存容量大，可將現(xiàn)場讀取到的信息保存，并提供數(shù)據(jù)下載功能，方便數(shù)據(jù)交換。便攜式閱讀器可預(yù)置查找圖書信息，當(dāng)讀取到新的信息時自動與預(yù)置圖書信息進行對比，并可進行報警提示。
盤點系統(tǒng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)對圖書的快速盤點，同時還實現(xiàn)了錯架圖書的整理，使得盤點和錯架圖書的整理工作在一個環(huán)節(jié)得到圓滿處理。
目前圖書館有許多圖書資料在賬面上反映是存在的，讀者通過檢索系統(tǒng)找到了圖書信息，并根據(jù)此書的類別到書架上取書時，卻往往找不到圖書，這種情況的發(fā)生是由于圖書沒有按類別擺放造成的。采用RFID技術(shù)對圖書進行管理后，上述問題能很好得到解決。使用便攜式查找終端對這部分圖書進行查找，很好地解決上述問題。
智能查找系統(tǒng)完成對圖書的快速查找。查找圖書信息錄入采用2種方式：手工方式和數(shù)據(jù)下載方式。
手工方式錄入指直接將需要查找的圖書信息錄入到便攜式查找終端上，一次可錄入多本圖書信息。
數(shù)據(jù)下載方式是指通過無線局域網(wǎng)（802.11b/g）與業(yè)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)接，將管理員提前錄入的需查找的圖書信息下載到手持終端上，進行圖書的查找。
四、系統(tǒng)應(yīng)用效果
RFID圖書管理系統(tǒng)沒有對原有圖書管理系統(tǒng)做任何改動，成功與原有系統(tǒng)對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。自助借還系統(tǒng)的實施簡化了讀者借還書手續(xù)，縮短了圖書流通周期，提高了圖書借閱率，提升了圖書館人性化服務(wù)水平，充分發(fā)揮了圖書館公共服務(wù)職能，得到了廣大讀者的歡迎。推車式和便攜式盤點系統(tǒng)的實施為圖書館提供了全新盤點模式，降低了管理人員的勞動強度，大幅提高圖書盤點及錯架圖書整理效率。智能查找系統(tǒng)，使得錯架圖書的查找變得更為快捷便利，進一步挖掘出潛在圖書資源，提高圖書資料利用率。遠距離RFID安全門的投入使用，安全門擺放距離更加寬闊，讀者進出更加自如，由于RFID安全門不會產(chǎn)生誤報，避免了讀者與管理人員之間發(fā)生不必要爭執(zhí)，融洽了讀者與管理人員之間的關(guān)系。
圖書管理是RFID技術(shù)應(yīng)用的一個重要方面，圖書館是圖書管理需求最為集中的應(yīng)用場所。據(jù)調(diào)研分析，目前全國共有1萬多家圖書館，且大多數(shù)圖書館已經(jīng)從純手工管理方式過渡到了采用條形碼識別、計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機軟件技術(shù)的數(shù)字化管理模式。雖然采用了許多現(xiàn)代化技術(shù)，但還是有許多問題困擾著圖書館的管理及工作人員。例如，圖書的自助借還、圖書的快速盤點、查找、亂架圖書的整理等問題還是沒有很好地得到解決，阻礙了圖書館進一步提高管理和服務(wù)水平。圖書館界也在不斷地努力尋找一種更為先進的技術(shù)實現(xiàn)他們的迫切愿望。
基于上述行業(yè)背景及需求進行深入研究分析，依托遠望谷強大的RFID技術(shù)研發(fā)實力，將RFID技術(shù)應(yīng)用到圖書館管理當(dāng)中，解決困擾圖書館圖書管理的上述問題。經(jīng)過多年研發(fā)努力，形成了系列圖書館配套設(shè)備，為圖書館應(yīng)用領(lǐng)域提供了完整的解決方案。2006年11月遠望谷公司與汕頭大學(xué)圖書館合作實施了RFID圖書管理系統(tǒng)。
與世界上現(xiàn)行的RFID技術(shù)應(yīng)用于圖書館的情況有所不同，當(dāng)今的RFID技術(shù)在圖書館的應(yīng)用主要集中的HF頻段的RFID技術(shù)，而基于遠望谷公司開發(fā)的圖書管理RFID技術(shù)則是基于UHF頻段的RFID技術(shù)。從技術(shù)分析的角度來說，在圖書管理應(yīng)用中，UHF頻段的RFID技術(shù)較HF頻段的RFID技術(shù)更具優(yōu)勢，也是未來圖書館圖書RFID技術(shù)管理發(fā)展的一個方向。
二、系統(tǒng)實施目標(biāo)
通過系統(tǒng)的需求調(diào)研，RFID技術(shù)應(yīng)用于圖書館圖書管理過程中需要解決的主要問題包括以下幾個方面：
1、 實現(xiàn)電子標(biāo)簽轉(zhuǎn)換
2、 實現(xiàn)圖書自助借還
3、 實現(xiàn)圖書快速盤點
4、 實現(xiàn)圖書快速查找
5、 實現(xiàn)錯架圖書快速整理
6、 實現(xiàn)RFID安全門禁
7、 實現(xiàn)與現(xiàn)有系統(tǒng)無縫鏈接
遠望谷公司開發(fā)的基于UHF頻段RFID技術(shù)的圖書館圖書管理解決方案及相關(guān)的RFID設(shè)備較好地解決了以上基于應(yīng)用需求提出的7個問題，在初步的應(yīng)用中取得了良好的效果，為后續(xù)的推廣應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。
三、系統(tǒng)組成
RFID圖書管理系統(tǒng)包括：標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、自助借書系統(tǒng)、自助還書系統(tǒng)、智能查找系統(tǒng)、推車式盤點系統(tǒng)、安全門檢測系統(tǒng)。如圖1所示。
圖1 RFID圖書管理系統(tǒng)組成圖
標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是無線射頻識別技術(shù)（RFID）與現(xiàn)有圖書館管理系統(tǒng)之間的一座橋梁，通過標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將RFID唯一識別號與圖書唯一編碼實施綁定，將RFID技術(shù)與現(xiàn)有圖書館管理系統(tǒng)的掛接，實現(xiàn)對圖書、讀者詳細信息的訪問，從而將RFID技術(shù)集成到現(xiàn)有圖書館館系統(tǒng)當(dāng)中。
標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)完成圖書電子標(biāo)簽、架標(biāo)標(biāo)簽以及借書證電子標(biāo)簽的轉(zhuǎn)換工作。標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由硬件和軟件系統(tǒng)2部分。
?。?）硬件組成
標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)硬件包括：控制主機和標(biāo)簽轉(zhuǎn)換裝置?？刂浦鳈C用于安裝標(biāo)簽轉(zhuǎn)換軟件系統(tǒng)控制對圖書標(biāo)簽、借書證標(biāo)簽進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)標(biāo)簽信息與條形碼等其他信息的綁定。通過綁定能夠?qū)崿F(xiàn)對圖書及讀者詳細信息的訪問。
（2）標(biāo)簽轉(zhuǎn)換軟件系統(tǒng)
標(biāo)簽轉(zhuǎn)換軟件系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對標(biāo)簽的轉(zhuǎn)換。采用B/S結(jié)構(gòu)的目的是盡量降低圖書館管理人員的后期維護工作，任何一臺計算機連接上標(biāo)簽轉(zhuǎn)換裝置，通過IE瀏覽器即可實現(xiàn)對標(biāo)簽的轉(zhuǎn)換工作。標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主界面如圖2所示。
圖2:標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主界面
在沒有采用RFID技術(shù)以前，有個別圖書館采用條形碼和磁條技術(shù)實現(xiàn)了圖書的自助借還，但由于條形碼和磁條技術(shù)的限制，不但一次只能借還一本圖書，而且還存在一定的漏洞（這里不詳細說明），使得自助借還書的效率大打折扣，并沒有給圖書館的工作帶來實質(zhì)性的提升。無線射頻識別技術(shù)的出現(xiàn)，很圓滿地解決了上述問題。RFID自助借還系統(tǒng)一次可實現(xiàn)多本圖書的自助借還，并且不會出現(xiàn)基于條形碼和磁條技術(shù)的漏洞，大幅度提升了圖書館人性化服務(wù)水平和工作效率。
自助借還系統(tǒng)（如圖3）結(jié)合射頻識別、計算機、網(wǎng)絡(luò)、軟件以及觸摸屏控制操作技術(shù)，實現(xiàn)對安裝有電子標(biāo)簽的圖書進行自助借還功能。該系統(tǒng)組成包括：控制主機、液晶觸摸顯示器、RFID射頻模塊、嵌入式打印機、多媒體語音系統(tǒng)，通過安裝在控制計算機上的自助借還書軟件實現(xiàn)圖書自助借還（如圖3）。自助借還書機具有外形美觀，系統(tǒng)操作簡便，借還書一體（可實現(xiàn)多本圖書同時借還）、識別速度快、借還效率高、設(shè)備安裝維護方便等特點（如圖4）。
圖3自助借還系統(tǒng)主界面
圖4自助借還書機
在汕頭大學(xué)圖書館實施期間，由于很多讀者使用的是條形碼借書證，根據(jù)這一需求，對自助借還系統(tǒng)進行了改造，安裝條形碼掃描槍，實現(xiàn)了RFID和條形碼借書證的兼容讀取，使得所有讀者均能夠使用自助借還書系統(tǒng)進行圖書的自助式借還。
3. 安全檢測系統(tǒng)
安全檢測系統(tǒng)是針對安裝有電子標(biāo)簽圖書進行偵測的系統(tǒng)。安全檢測系統(tǒng)硬件組成包括：RFID射頻模塊、聲光報警模塊、安全門外殼。通過安裝在控制計算機上的自動偵測軟件實現(xiàn)圖書偵測防盜（如圖5）。安全檢測系統(tǒng)具有識別距離遠，識別速度快，聲光報警，零誤報等特點。目前安全門的識別距離可以達到2.5米（如圖6）。
圖5:監(jiān)控軟件界面
圖6安全門
目前圖書館對圖書進行盤點主要采用條形碼技術(shù)，在盤點時必須將每本圖書從書架上取下再使用條形碼掃描槍對條形碼進行掃描，這樣盤點的效率是非常低的，對于少量的圖書實現(xiàn)起來還能應(yīng)付，但對于大量圖書的盤點已經(jīng)顯得捉襟見肘了。由于盤點效率低，盤點時還需要閉館，使得大多數(shù)圖書館實現(xiàn)對圖書的全面盤點幾乎是不可能的。有了RFID技術(shù)，盤點問題迎刃而解。在盤點環(huán)節(jié)當(dāng)中，充分顯示出了RFID技術(shù)的強大優(yōu)勢：不接觸、快速、多本圖書信息圖書同時讀取。
自動盤點系統(tǒng)為用戶提供2種解決方案，推車式移動盤點平臺和便攜式盤點平臺。
推車式盤點平臺具有連續(xù)工作時間長，操作界面友好，數(shù)據(jù)處理能力強等特點。推車式移動盤點平臺支持中文Windows XP 操作系統(tǒng)。
便攜式盤點平臺重量輕，攜帶方便。便攜式閱讀器采用人體工程學(xué)設(shè)計，使用手感好，重量輕。采用中文Windows Mobile操作系統(tǒng)，不但可實現(xiàn)對圖書查找，而且可實現(xiàn)圖形用戶界面的管理功能。便攜式閱讀器內(nèi)存容量大，可將現(xiàn)場讀取到的信息保存，并提供數(shù)據(jù)下載功能，方便數(shù)據(jù)交換。便攜式閱讀器可預(yù)置查找圖書信息，當(dāng)讀取到新的信息時自動與預(yù)置圖書信息進行對比，并可進行報警提示。
盤點系統(tǒng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)對圖書的快速盤點，同時還實現(xiàn)了錯架圖書的整理，使得盤點和錯架圖書的整理工作在一個環(huán)節(jié)得到圓滿處理。
目前圖書館有許多圖書資料在賬面上反映是存在的，讀者通過檢索系統(tǒng)找到了圖書信息，并根據(jù)此書的類別到書架上取書時，卻往往找不到圖書，這種情況的發(fā)生是由于圖書沒有按類別擺放造成的。采用RFID技術(shù)對圖書進行管理后，上述問題能很好得到解決。使用便攜式查找終端對這部分圖書進行查找，很好地解決上述問題。
智能查找系統(tǒng)完成對圖書的快速查找。查找圖書信息錄入采用2種方式：手工方式和數(shù)據(jù)下載方式。
手工方式錄入指直接將需要查找的圖書信息錄入到便攜式查找終端上，一次可錄入多本圖書信息。
數(shù)據(jù)下載方式是指通過無線局域網(wǎng)（802.11b/g）與業(yè)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)接，將管理員提前錄入的需查找的圖書信息下載到手持終端上，進行圖書的查找。
四、系統(tǒng)應(yīng)用效果
RFID圖書管理系統(tǒng)沒有對原有圖書管理系統(tǒng)做任何改動，成功與原有系統(tǒng)對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。自助借還系統(tǒng)的實施簡化了讀者借還書手續(xù)，縮短了圖書流通周期，提高了圖書借閱率，提升了圖書館人性化服務(wù)水平，充分發(fā)揮了圖書館公共服務(wù)職能，得到了廣大讀者的歡迎。推車式和便攜式盤點系統(tǒng)的實施為圖書館提供了全新盤點模式，降低了管理人員的勞動強度，大幅提高圖書盤點及錯架圖書整理效率。智能查找系統(tǒng)，使得錯架圖書的查找變得更為快捷便利，進一步挖掘出潛在圖書資源，提高圖書資料利用率。遠距離RFID安全門的投入使用，安全門擺放距離更加寬闊，讀者進出更加自如，由于RFID安全門不會產(chǎn)生誤報，避免了讀者與管理人員之間發(fā)生不必要爭執(zhí)，融洽了讀者與管理人員之間的關(guān)系。
