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RFID技术在图书馆中的应用及主要问题
RFID技术在图书馆中的应用及主要问题
摘要:
随着信息技术的发展,RRID技术在图书馆中的应用越来越多。
简要介绍了RFID技术的原理及主要特点,分析了RFID技术在国外及国内图书馆中的应用现状,探讨了制约RFID技术在图书馆推广应用的主要问题,并提出了解决问题的着力点及下一步研究的重点。
关键词:
RFID电子标签图书馆
Abstract:
TheRFIDtechnologyhasbeenusedinlibrarymoreandmorewiththedevelopmentofinformationtechnology.ThispaperintroducedtheprincipleandmaincharacteristicsofRFID.TheapplicationstatusofRFIDtechnologywasanalyzedinforeignanddomesticlibraries.ThemainproblemsofRFIDapplicationwerediscussedinlibrary,thewaysofproblemresolvingandresearchpointsinfuturewereproposed.
KeyWords:
RFIDtechnology;Electronictag;Library
RFID技术被誉为“21世纪全球十大技术之一”,应用领域越来越广泛[1]。
RFID技术融入图书馆的日常业务工作,可以显著提高图书馆管理的自动化水平和服务效率,目前越来越多的图书馆已经开始使用RFID智能管理系统,例如国内的深圳图书馆、北京理工大学图书馆、汕头大学图书馆等都引入了这项技术。
新技术的使用,加快了图书馆智能化建设的步伐,掀起了一场数字图书馆的重大变革。
1RFID技术概述
1.1RFID基本工作原理
RFID即无线射频识别技术(RadioFrequencyIdentification),是一种非接触式的自动识别技术,近十年来在各领域的应用得到了快速发展[2]。
RFID技术的基本工作原理是将电子标签粘贴在待识别物体上,阅读器(Reader)发出一定频率的射频信号,电子标签进入射频信号的识别范围后,产生感应电流从而获得能量,标签通过无线信道发送本身携带的相关信息,阅读器接收天线收到从电子标签发送的信号后,读取信息。
标签由耦合元件及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码。
1.2RFID技术特点
首先,RFID通过无线传输数据,可进行非接触读写、可穿透障碍物识别目标标签,适合作为图书馆门禁和图书夹带检查的应用技术。
第二,RFID读取标签信息时,无需注意方向和角度,并且可同时读取多个标签,提高了图书管理的效率[3]。
而传统的条形码需要的人工操作较多,且只能单条读取,费时费力,工作效率较低。
第三,RFID标签内装有存储芯片,芯片容量可达MB级,随着芯片和存储技术的提高,容量仍有较大上升空间。
RFID标签可以是只读标签,也可以是读写标签,可灵活选择,方便了图书信息的管理[4]。
RFID标签有外包装保护,内部芯片不易损坏,使用寿命长。
1.3RFID在国内外图书馆的应用情况
在国外,RFID系统最早在新加坡国家图书馆使用。
1998年,新加坡国家图书馆管理局开始测试RFID在图书馆流通、分拣与物流系统,2002年新加坡国家图书馆在世界上第一个采用RFID技术的图书管理系统。
在美国,1999年洛克菲勒大学图书馆最先安装了RFID系统,目前已有超过300家图书馆使用了RFID系统。
RFID技术在美国图书馆应用推广中,美国图书馆协会发挥了重要的作用,相继制定了一系列的指导性文件。
欧洲国家图书馆的RFID技术处于世界领先的地位。
荷兰图书馆的RFID使用从图书出版销售环节开始实施,自2004年开始,荷兰图书市场80%的图书上贴上了RFID标签,已有数十家图书馆启用了RFID系统。
从2006年开始,德国和英国的部分图书馆RFID应用已经进入了市场化运作阶段。
在亚太国家中,日本和韩国的图书馆正积极使用RFID系统技术,2010年,韩国首尔延世大学中央图书馆完成了UHFID系统的构建,是韩国第一个使用RFID系统的图书馆[5]。
在国内,2006年厦门集美大学诚毅学院图书馆和深圳图书馆新馆分别于3月和7月率先采用RFID技术取代传统条形码技术。
国家图书馆二期工程2008年完成了RFID应用系统的施实。
杭州图书馆、厦门图书馆、首都图书馆、上海图书馆、哈尔滨工业大学图书馆、陕西省图书馆、湖北省图书馆等也纷纷采用了RFID技术[6]。
其中,深圳图书馆在高频RFID技术应用方面做得最好,把高频技术在图书馆的应用发挥到现阶段的最高水平,利用RFID的原理成功实现了图书自助借还、自助分拣、自动整序排架、自助清点馆藏、智能图书车和射频防盗报警等一系列自动化管理[7]。
2RFID在图书馆业务中的应用
RFID技术可广泛应用于图书馆日常管理业务,与图书馆目前普遍应用的条形码系统相比,RFID系统更加便捷、高效、省时省力,显著提高了图书馆的服务质量和工作效率。
2.1图书自助借还系统
传统的图书借阅是操作员手持条形码阅读器,对图书逐个进行扫描。
图书自助借还系统实现了对安装有电子标签的图书进行自助借还功能。
系统主要包括控制主机、触摸显示屏或键盘、RFID阅读器、多媒体语音系统及打印机等[8]。
采用RFID技术,借阅业务在流程上可以压缩,同时可对多本书进行扫描,并且更改RFID标签中借阅状态信息内容,短时间完成借阅流通功能。
该系统还可实现24小时无人图书馆,为读者提供更加人性化的服务。
2.2图书智能清点系统
传统的条形码阅读机必须在近距离才能识别条形码,因此,清点文献时需要将每本书从书架上取下、翻开,扫入条码后再逐本放回,工作极为繁重。
利用RFID便携式点检设备,一次可以读取多个RFID标签的资料,清点设备分为推车式清点平台和手持扫描仪,只需要用清点设备在书架附近横扫1~2遍,即可读取全部图书数据,盘点时间大大缩短,这样不但极大地减轻了工作人员的劳动强度,提高了工作效率,而且可以使馆藏清点成为一项经常性的工作,从而提高管理水平[9]。
对于图书错架问题,只需在RFID阅读器中输入该书的相关信息,沿书架依次扫描,可快速发现目标,使得查找工作变得非常方便。
另外,推车式清点设备还具有持续工作时间长、操作界面友好、数据处理能力强等特点。
2.3安全管理
RFID防盗检测系统是针对安装有电子标签图书进行探测的系统,通过相关软件配合来实现图书防盗功能,具有识别距离远、识别速度快、精确度高等特点,弥补了磁条检测设备存在盲区和不稳定的缺陷。
但如果书页带标签一起被撕掉,就失去了防盗功能,因此可以将RFID系统与传统的检测设备配合使用,大大提高安全防盗检测的可靠性。
2.4标签转换系统
标签转换系统完成图书条码、电子标签、架标标签以及借书证标签的转换和绑定,把图书、货架、流通等信息存储在图书的RFID芯片中。
还可在芯片中存储借阅者信息、图书读后感等信息,有助于读者间的交流,使读者获得更多信息。
利用这些信息,可进一步发展同类图书的“书友会”,衍生出多种信息服务形式。
3RFID应用中的问题及对策
3.1技术标准仍未统一
目前的RFID市场竞争处于初级阶段,各商家处在各自为战的状态,相关行业标准尚未统一。
对于标签的频率问题,目前图书馆使用的RFID标签频率集中在高频和超高频频段,实际使用中,超过60%的图书馆RFID标签采用了高频频率。
相关标准目前有三种:
国际标准ISO18000、欧美EPCGlobal和日本的UbiquitousIDCenter,3个标准互不兼容,主要差别在通讯方式、通信协议和数据格式等方面[10]。
不同的标准给RFID的大范围应用带来了困难,对RFID系统和整合造成了极大阻碍。
RFID阅读器和电子标签不能通用,图书馆问就无法顺利进行数据交换和协同工作,给以后的区域馆际互借和系统更新换代造成困难。
对此,我国应由相关部门或机构尽快制定国家标准,统一使用频率、数据格式、通信协议等工作,借鉴国外成功经验,推广在图书生产销售环节封装好统一格式的RFID标签,方便图书在后续流通环节的信息采集和管理;其次,电子标签生产商家在产品中按照行业标准写入规定格式的程序,在此基础上,方便使用单位根据自身需求对标签功能进行扩展。
标准的统一有利于技术的普及推广,同时也有利于馆际合作、通借通还。
3.2应用成本较高
价格是影响新技术推广的重要因素。
图书馆使用RFID技术,主要成本来自于标签的费用。
读写器等硬件虽然价格较高,但需要的总数不多,其成本占总成本的比例不大。
而标签数量巨大,对于拥有百万及以上图书资源的图书馆,需要同等数量的标签进行标定,成本增加较大。
只有实行标准化,大批量生产才可能使价格降低。
相关部门可在完成标准制定后,采取一定的鼓励政策,以加快国家标准的推广,同时也可促进技术的普及和发展。
3.3软件配套问题
目前RFID系统软件供应商与硬件供应商各自为战,出现了硬件与软件的兼容问题,不利于RFID在图书馆中的应用。
中间件位于操作系统和应用软件之间,为应用软件提供运行与开发环境,帮助用户灵活、高效地开发和集成应用软件。
中间件屏蔽了RFID设备的多样性和复杂性,能够为后台业务系统提供强大的支撑,从而驱动更广泛、更丰富的RFID应用。
面向服务的架构可以突破应用程序之间的通信障碍,实现业务流程自动化,开发基于面向服务的中间件与图书馆系统集成在一起,可尽量减少对现有系统的影响,兼容原有系统数据格式,加快图书馆应用系统的建设步伐,从整体上降低系统开发、运行和维护成本。
3.4安全问题
首先是标签本身的安全,RFID系统以电子标签为应用基础,而目前的标签尺寸还不够小,当标签被撕掉后,就没法读取该图书的信息[11]。
其次是信息安全,RFID的信息读写是基于无线信道的,因此标签存在被附近其他阅读器识别的风险,面对主动攻击时抵御能力更弱,会造成图书及读者信息的泄漏。
随着技术进步,应进一步减小电子标签尺寸,以达到隐蔽效果,同时强化图书馆日常管理,以杜绝图书毁坏行为。
在后续的芯片开发过程中,在芯片容量允许的情况下,应引入授权和加密算法,只有获得授权或同一系统内的阅读器和标签才能互通,降低信息泄露的风险。
3.5误码问题
由于无线信道的特点,导致了RFID应用中的误码问题:
首先,RFID标签在使用时,阅读器与电子标签之间如果有金属物遮挡,会影响无线电波的频率,导致无法读取数据。
例如与金属书架接触紧密的RFID标签可能无法读取,或者相邻两册图书标签位置一致,也可能导致误码的产生,影响信息读取的准确性。
应对策略,首先在标准制定时,应充分测试各频段的信道状况,无线空间对不同频率的影响不同,应选择通信质量相对较好的频率,并且避开日常工业产品用频;针对干扰问题,在必要情况下,可在通信协议中加入差错控制编码,以满足无线频率相对集中的环境下使用。
3.6灵敏度问题
灵敏度问题体现在两个方面,首先是安全门的识别精度。
在部分图书馆的RFID安全门系统中,能够识别读者信息,但当多名读者同时快速进入时,只要有一名读者持有效证件,安全门就不会报警。
读者入馆高峰时,这种情况尤为突出[12]。
其次是安全门的识别范围不合适。
当未办理借书手续的图书进入安全门识别范围时,虽然没有带出但安全门仍报警,这在读者较多的时段给图书馆管理和读者都造成了一定影响。
加强图书馆管理,引导读者有序入馆是解决问题的一方面,进一步改进安全门设计提高识别精度和控制识别范围是解决问题的关键。
3.7海量数据的处理
随着RFID技术在图书馆应用的不断推广,需要传输和处理的数据快速增加,这些数据都需要实时处理,在馆际合作过程中,数据处理的时效性要求更高。
单纯靠本地的计算机系统已不能满足数据处理的时间要求。
基于分布式的云计算技术可有效解决这一问题[13],由众多计算机或计算中心通过网络构成虚拟的“云”,各计算中心相互协同共同分担数据处理的任务,RFID阅读器负责采集本地数据,本地计算系统对数据进行初步处理,将海量数据的计算任务外包给“云”,以解决对数据处理的时效性要求。
3.8人员培训
RFID技术的引入对传统图书馆的人员结构和知识结构造成较大冲击,降低了劳动强度,节省了人力资源,提高了服务效率和质量。
新技术的引入同时也对工作人员的知识结构和整体素质提出了更高的要求。
因此,图书馆一方面要加强在职员工的培训;另一方面在招聘新员工时应更多的侧重对新技术的理解和掌握,逐步适应现代图书馆的要求。
4结语
RFID技术在图书馆中的应用可以提高图书馆服务的智能化水平,降低工作人员的劳动强度,提升服务质量,对构建智能图书馆有巨大的推动作用。
虽然目前在应用中仍存在问题,但随着相关行业标准的完善和技术的发展,RFID技术将在图书馆中得到广泛应用。
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