基于RFID的图书馆管理系统

基于RFID的图书馆管理系统
对于一个高校来说，图书馆的地位举足轻重，其藏书量、电子资料状况、信息服务水平及管理先进性都体现着一个学校的综合实力。

图书馆服务于全校教师的教学、科研以及学生学习生活。

作为建设校园一卡通系统的高校，图书馆是十分典型的应用场所，图书馆管理系统隶属于校园一卡通系统中的终端应用子系统，它的管理和服务工作是校园“一卡通”系统的重要组成部分。

基于RFID的图书馆管理系统也是数字化校园建设成果最直接的体现。

RFID射频识别技术应用于图书馆管理工作中，即是采用非接触式射频卡代替传统的纸质条码式借书证，是图书馆管理数字化进程的标志。

一般来说，图书馆工作面临馆藏持续增多、读者持续增多、工作持续增多以及工作强度大、扩展性差等难题。

目前我国图书馆包括众多高校图书馆都采用传统的图书流通管理办法，即采用磁条或条码系统，进行馆内独立信息管理。

传统管理方式主要缺点体现为:
(1)工作人员劳动强度高
(2)图书查找、馆藏清点繁琐耗时
(3)音像读物难以流通
(4)磁条易消磁而无法使用，防盗效果差
(5)自动化程度低，管理缺乏人性化
由于存在上述问题，在数字化校园建设全面开展的今天，传统管理方式已经无法满足现代化、信息化管理的要求，因此必须改进现有管理模式。

RFID技术的应用很好的解决了图书管理自动化信息化的问题，通过RFID标签取代原有图书、资料条形码，使读取速度加快，且可一次读取多个标签，使管理人员的工作效率得到极大提高。

基于射频识别技术的图书馆管理系统的解决方案是用射频标签、实现不同功能的阅读器、上位机、以及信息总线构建具有图书信息记录、管理分检和安全报警等功能的管理系统。

每本图书都采用一张射频只读标签作为标识，标签一般附在书籍上、期刊上或者CD, DVD等音像资料上。

图书入库或典藏清点时，利用阅读器或RFID射频标签可很快完成图书的分检、排架和清理工作。

从功能性质上分，RFID图书馆管理系统可分为RFID设备、一卡通系统中间平台两大部分组成。

其中，RFID设备一般有:RFID标签、标签编写器、自助借还书机、自助还书箱、管理员工作台、馆藏点检器、安全通道门、信息查询机、盘点工作站、自动分检器等，一卡通系统中间平台包括集线器、应用服务器、数据传输介质等。

系统工程的实施需要RFID系统设备供应商、图书馆自动化系统供应商、图书自动分拣系统供应商、经RFID系统应用培训过的图书管理人员、学院网络管理人员以及图书馆建筑承包商共同参与。

一RFID概述
RFID的全称是Radio Frequency工Dentification，即无线射频标识，这是一种可以替换现有传统条形码的技术，它通过非接触和非线性可见的方式来传送标识资料，以达到身份识别的目的。

这项技术在图书馆自动化中的应用还比较新颖，但在其他行业领域如动物跟踪、防盗系统、门禁管理、停车场管理、自动生产线、物料管理等已有20多年的应用历史。

RFID解决方案是一项自动识别和数据获取领域革命性的技术。

一般来说，自动识别技术有两种形式，即特征识别和定义识别，而RFID则属于定义识别技术，它是一种通过人为的赋予人或物一个具有唯一性代码的自动识别技术。

在图书馆自动化的应用中，RFID标签可为一本书籍或一张光盘存储一个唯一的标识符号，并且可以通过这个符号进行快速高效的流通处理和库存管理。

二RFID系统在图书馆中的应用
1.RFID与条形码技术的比较
条形码是一种应用十分广泛的自动识别技术，但RFID与之相比优势十分明显:不需要光源，甚至可以透过外部材料读取数据;使用寿命长，能在恶劣环境下工作;能够轻易嵌入或附着在不同形状、类型的产品上;读取距离更远;可以写入及存取数据，写入时间比打印条码少:标签的内容可以动态改变;能够同时处理多个标签;标签的数据存取有密码保护，安全性更高;可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位。

RFID标签较条码有更多的优越性，体现在:
①资料可更新。

条码印刷之后就无法更改，RFID标签则可不限次数的新增、修改、删除RFID标签内存储的资料。

②方便资料辨读。

条码阅读器在近距离而且没有物体阻挡下，要使扫描光源照射在条码上才能辨读，RFID标签只要在无线电波范围内，即可传送讯号。

③可同时读取数个资料。

条码阅读器一次只能读取一个条码信息，而RFID阅读器则可同时处理数个RFID标签。

④储存资料容量大。

一维条码是50字节，二维条码最大的容量可存储至2至3000字节，RFID标签最大容量可达数兆字节。

⑤可重复性使用。

条码随着商品的寿命结束而结束;RFID标签因为本身资料可更新，因此可以重复不断地使用。

⑥安全性。

RFID标签读取方面皆有密码保护，高度安全性的保护措施使其不易被伪装和更改。

2应用特点
条码识别技术是图书馆操作管理和物流管理的一项基础技术，它实现了图书馆自动化集成系统(ILAS)和图书馆物流之间的连接，在图书馆馆藏应用中比较可靠。

RFID也是一项识别技术，它同传统条码识别技术有着同样的职责，但是它的效率更高。

图书馆应用RFID主要体现在以下几个方面:
⑴加速流通处理的速度
RFID标签通过非接触方式采集信息，这样就简化了资源的处理手续，加速了工作处理，使得流通变得更加快速，简单和准确，处理过程高度自动化。

RFID阅读器可同时读取多个RFID标签。

这就加速了流通业务的过程，就意味着在进行借入或者借出处理过程中几本书籍可以同时处理，读者归还和借出图书或多媒体资料更方便、快捷。

读者智能自动借还书和柜台借还书相结合。

读者可以通过自助借阅工作站，在系统提示和帮助下自行完成书籍的借出操作，也可以来到前台，由工作人员通过流通工作站完成书籍的借出操作。

同时，通过智能还书口和自动分拣系统的配合，读者可以随时很方便地从还书口归还书籍。

⑵改进上架业务流程
由于RFID标签存储容量够大，而且存储的资料可进行修改。

因此，我们可以考虑对流通资料设置一个比较精确的位置信息，要求将流通资料的位置信息存储到标签之中，同时，为了读者也能够利用这些位置信息，RFID系统需要后台数据库中存储的位置信息适时保持同步，这样在流通资料的定位时就非常准确、快捷。

读者在查找书籍时，通过前台的OPAC查询系统检索，连接到后台系统数据库，得知书籍的具体存放位置，然后直接进入开架书库，在导引牌的指导下，会非常快速地查找到自己所需要借阅的书籍。

工作人员在进行书籍上架时，可以经由存储在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，比如上架导航系统等，很方便地找到流通介质的需要归架的位置。

当然，达到这样程度的难度还比较大，主要体现在以下几个方面:
①存放位置基本单位的设定比较困难。

要求这个存放位置的基本单位不能太大，太大就失
去了意义，当然也不能太小，太小会成倍地增加图书馆管理的难度。

可以将存放位置的基本单位设定为书架的某一层面，在这一层面的书籍则可无序存放。

②与后台数据库存储的位置信息保持同步更新的难度较大。

将存储位置信息不仅存储到标签之中，而且还需要保持后台数据库存储位置信息的同步，这就意味进行了2次数据的读写操作。

由于位置信息是变动的数据，特别是在进行倒架处理时，而且这一更新是借助于网络系统，那么就会受到网络的不稳定性、流量、吞吐率的影响。

由此可见同步更新信息的难度有多大。

⑶提高典藏业务的效率
利用RFID典藏系统的优势主要体现在:
①加速盘点作业。

由于条码阅读器必须在近距离而且没有物体阻挡下，才可以辨读条码，因此，盘点时需从书架上将每一本书取出。

RFID标签以无线电波传送讯号，并可一次读取数个RFID标签资料，简化盘点工作。

②容易查找不在架上或者乱架的图书。

利用无线电波感应，使得图书查找工作较为容易。

同时盘点结果还可以形成报告，通过这一报告可以统计图书馆图书的遗失率和更为精确的馆藏分布信息。

2. 2. 4更为有效的安全防盗措施传统的防盗系统借助的是磁条(EM)，这就要求资源在流通的过程中，标识系统和防盗系统必须确认流通资源的正确电磁状态。

如果流通资源被借出去时就要消磁，归还的时候就要加磁。

这种系统不可取。

⑷容易查找不在架上或者乱架的图书。

利用无线电波感应，使得图书查找工作较为容易。

同时盘点结果还可以形成报告，通过这一报告可以统计图书馆图书的遗失率和更为精确的馆藏分布信息。

⑸更为有效的安全防盗措施
传统的防盗系统借助的是磁条(EM)，这就要求资源在流通的过程中，标识系统和防盗系统必须确认流通资源的正确电磁状态。

如果流通资源被借出去时就要消磁，归还的时候就要加磁。

这种系统不可靠而且效率较低下，同时磁条及设备容易老化，其磁性会逐渐消减，从而影响系统的正常运行。

RFID系统则可以更有效地降低图书的防盗成本，提高图书安全管理的效率，体现在: RFID防盗系统直接对RFID标签进行识别、监视和处理，省去了以前既贴条码又加装磁条的麻烦。

RFID安全门中装有RFID标签识别器，通过识别器可以读取存储在RFID标签中的信息。

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。

采用了RFID借书证后，可以借助于RFID安全系统，随时显示进出馆读者的人数、身份和进出图书馆的时间，此外还可进一步提供读者在馆与否的服务，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，具体体现图书馆的管理及服务效率。

三应用现状
目前国内还没有一家图书馆系统性地采用过RFID标签技术。

采用RFID技术比较广泛的国家是新加坡，国家图书馆率先采用RFID技术，在其带领下新加坡国内公共图书馆都开始采用RFID技术。

美国和英国的部分学术图书馆和公共图书馆也在研究和使用RFID技术。

虽然采用RFID技术可以提高图书馆系统工作的效率，改善图书馆的服务质量，减少图书资源的丢失，但是其可能会侵犯隐私使得有人认为“这一技术只是短期的提高工作效率，而导致长期的隐私权的问题”。

美国的一个数字法规监督小组认为有必要对RFID技术进行评估，制定一项专用法规，他们要求在图书馆领域和零售业领域有限制地使用RFID技术。

四存在的问题
RFID系统虽然很大程度上提高了图书馆工作效率，但是也有以下一些问题需要慎重考虑:
⑴价格昂贵。

RFID最大的不足就是它过高的价格，目前流通的一枚RFID标签的价格接近0. 6-0. 85美元，但是随着RFID在图书馆市场的开拓其价格可能会降到0. 5美元以下。

⑵信号的不稳定性。

如果RFID标签被多层厚实的包裹物阻隔住了，其射频信号会减弱很多。

同时如果两个RFID标签相向放在一起，其中一个的射频信号可能会覆盖另一个的射频信号。

(3)信息泄密问题。

目前存储在RFID标签中的数据主要有:
①物品ID,辨识码或条形码信息;②流通状态信息;③附加的数据，如物品的存放位置，索取号，作者，题名等信息。

(4) RF工D系统和现有图书馆自动化集成系统(ILAS)的整合难度大。

图书馆自动化集成系统(ILAS)在设计时是以条码技术和磁条技术为基础的，RFID系统则是以RFID标签技术为基础，二者在通信协议、接口等方面需要整合，如果没有一定的技术力量很难完成这方面的工作。

.五RFID系统的解决方案
1.采用RFID标签取代现有条形码
每个RFID标签均采用专用的深圳图书馆LOGO进行标签的包装，同时将书籍对应的条形号码存入RFID标签之中。

条码号码将作为RFID系统和图书馆自动化集成系统(ILAS)连接的纽带，由此将RFID系统融入了现有的自动化集成系统，为全馆的RFID技术手段的管理打下雄厚的基础。

2.采用RFID借书证
借书证拟采用标准13. 56MHz频率RFID借书证。

RFID标签中存储借书证号码，并在借书证上显式打印出借书证号码。

可以通过书籍RFID读写设备对存储在借书证内部RFID标签的信息进行读取和修改。

利用RFID借书证的优势体现在以下几个方面:
(1)快速的RFID处理设备，方便了读者和工作人员，提高了书籍借阅的效率。

(2) RFID安全门可以对RFID借书证进行统计，方便业务部门进行读者业务统计工作。

(3)借书证接口单一，“一证通”可以产生积极的社会效应。

3.区域管理模式
为了满足读者阅读和图书定位的需要，同时体现工作人员架位管理的可操作性，可以对馆藏资料分成若干个对等的相对区域，进行区域管理。

考虑到数字的不敏感性，我们可以利用直观的颜色来对区域进行标识，当然要求这些用来标识的颜色必须是容易区分的。

区域划分是以中图法的分类规则和各类目书籍的数量为依据的，要求这些划分的区域之间的流通书籍的数量大致相当。

这样就可以非常明显地识别出不同区域间书籍的乱架错架，同时也方便工作人员上架和读者找书。

4.图书排架方式的改造
在原有分类法排架的基础上，重新定义排架单位，将原来每本书的排架位置扩展到书架的一层，书架一层之间的书籍的排行不分次序，在模糊和准确之间读者会根据信息系统提供的定位标志准确地找到所需要的书。

书籍的存放位置信息由以前的某一个阅览室或流通部门扩展至书架的某一层，读者就可以更方便地查找书籍。

书籍的排架信息存储在后台数据库中，利用有线或无线网络实现对后台数据库信息的读取、更新、修改、删除等操作。

排架信息也可存储在RFID标签中，占据3-4个byteso但是必须要保证存储在标签中的排架信息和数据库中的排架信息的同步更新操作。

这种改造将极大地提高工作人员的准确上架率，同时从技术上保证了自动化集成系统内部的信息流和图书物流的一一对应，克服了现有集成系统信息不能同物理信息对应的问题，保证读者在信息系统查到的书可以从书架上找到。

采编流程的改造
安装RFID读写编程器，在图书的验收处理过程中，将图书馆自动化集成系统(ILAS)中存储的条码号码写入RFID标签。

5.借阅流程的改造
将工作人员的借还图书操作与读者自助借阅结合在一起，提高了借阅效率，同时还保护了读者的隐私权。

每个工作人员工作台配备RFID读写器替代原有的条码阅读器，同时在处理的过程中实现同图书馆自动化集成系统(工LAS)的信息交互。

其操作最大的特点是对一个读者同时处理借还图书多本，极大地提高流通业务的工作效率。

6. RF工D安全系统
为了防盗和监控的需要，必须要设置和安装能识别RFID标签的安全门。

只有已办理过借阅手续的书籍才可以带出馆外。

安检系统通过对书籍借阅状态的判断来确定报警器是否鸣响，书籍的借阅状态信息可以存入后台数据库，也可以存入到RFID标签之中。

7.智能自助还书系统
保证读者一天24小时还书时间，当图书归还的时候同图书馆集成系统进行信息交互，于是这些归还的图书的馆藏信息就会立即得到更新;对所还图书提供对RFID进行读操作，由此通过自动分拣系统对这些图书进行按类分拣操作以方便工作人员将图书快速上架。

8.自动分拣系统
最理想的分拣方案是根据基本排架单位来设定分拣单位，但是由于我馆的藏书量巨大，按照排架单位来算，其数量也是巨大的。

因此只能够把分拣单位按照排架单位来扩大，比如多个排架单位，或者一排书架。

区域管理中的分色管理就是针对多个排架单位的，只是它是按照中图法的分类规则和各类目书籍的数量来设定的。

因此我们在进行自动分拣处理的时候可以按照区域划分的各个区域为分拣单位。

9.典藏管理系统
可以进行馆藏资源典藏工作，并能快速找出所丢失的图书和纠正排架错误的图书，简化了典藏处理的程序并提高了典藏的准确度。

六RFID系统的安装实施
1.实施过程及步骤
⑴实现RFID系统和图书馆自动化集成系统(ILAS)的集成我馆将实现RFID系统和图书馆自动化集成系统(ILAS)的集成，其集成是以SIP, SIP2, NCIP等一系列SIP协议为基础的，SIP协议不支持批量数据传输，只能串行传输数据，例如SIP协议不能够一步实现多本书籍一同借阅的批处理操作，RFID系统的流通工作站可能一次会识别出6本书，然后立即要进行借出操作，于是会请求工LAS系统一次对6本书进行操作，但是由于SIP协议不支持批数据处理，于是RFID系统必须提供缓冲接口来实现这一操作。

⑵安装RFID标签
在安装RFID标签的过程中必须注意到以下几点:
①标签必须符合标准，由此为将来的各厂家制造的标签兼容性做好基础准备，同时也为图书馆最低成本实现RFID管理打下基础。

②必须要求标签制造商或供应商能够对标签提供完全的质量控制。

RFID标签是整个系统的核心，仅当标签和天线距离比较近时才能够被识别，如果距离超出了这一范围，RFID标签则不能被识别。

③标签安装过后，必须要经过质量核查确认其能够正常工作。

这比在后期的流通过程中再加以更换和维修所花的成本要小得多。

(3)安装RFID硬件设施
我馆采用让RFID系统供应商来安装硬件设施，在安装过程中要考虑设施的环境因素，如
天线的射频可以穿透金属和铝质门，天线的系统功率、形状和相对位置也会影响数据的发射和接收，需要专业人员对系统的天线进行设计、安装，安全门必须根据RFID标签的可识别范围来设置距离以保证RFID芯片都能够被安全地识别等
(4)安装自动分拣系统
我们在安装自动分拣系统之前，对这一项目进行了可行性分析，考虑到图书馆书籍的流通量和书籍加工量。

实施之前，还考虑到图书馆设施的布置和空间的布局，设备工作的噪音环境。

安装时需要从整体的角度来设计和实施自动分拣系统，使得自动分拣系统能够从真正意义上提高图书流通效率。

2.安装实施着重点
在实施的过程中我们慎重思考了以下几点:
(1) RFID提供商必须能够提供日常RFID标签采购渠道，同时RFID标签必须符合国际标准。

(2) RFID设备要求具有嵌入性，能够与图书馆家具设施配套，可与其它相关设备组装。

其与系统应用接口符合国标标准，必须要能够保证现有应用系统的运行。

(3) RFID提供商要具备多年的RF工D系统工作经验。

(4)安装RFID系统标签之前需要进行一整套测试。

只有经过严格质量控制测试的RFID标签才可以被使用。

(5)安装调试时需要在一天中的不同时段和不同的网络情况下进行多次测试，以保证系统可以在各种情况下能安全正常运作。

RFID系统调试非常困难，这是因为RFID驱动程序及接口的标准化比较低。

(6)在整个安装过程中，安装环境的空间设计和环境设计必须先要考虑完善。

七，总结
应该看到，RF工D能更好地提高图书流通管理和典藏管理的工作效率，使得图书馆管理员可以有更多的时间来为读者提供服务，为图书馆行业的发展带来了新的机遇。

同时，也应该看到，目前在图书馆中应用RFID，还仅停留在识别领域，即利用RFID标签的高速识别能力，达到提高工作效率的目的。

在今后的应用中，如何更好地提高RFID的识别速度，增加RFID标签的存储容量，以及利用其跟踪处理的能力都将成为RFID系统的研究发展方向。