图书馆RFID系统架构浅谈

李郎达

〔摘 要〕RFID技术日益受到图书馆行业的重视,目前国内已陆续有多家图书馆开始着手引进RFID系统,开展了自助借还书等服务。本文在介绍RFID技术的基础上讨论了图书馆RFID系统架构问题。

〔关键词〕RFID;无线射频识别;电子标签;系统架构;自助借还

〔中图分类号〕TP391 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008-0821(2009)11-0120-02

The RFID System Configuration in LibraryLi Langda

(Library,Jilin University,Changchun 130022,China)

〔Abstract〕RFID technology has been regarded as one of the contributory technologies to library.The typical application of RFID technology in library services and how to establish an RFID system in library were discussed in the paper.Besides,some related issues were mentioned.

〔Keywords〕RFID;radio frequency identification;system configuration;self-charging

1 什么是RFID技术?

RFID是Radio Frequency Identification的缩写,即无线射频识别,俗称电子标签。RFID无线射频识别是一种非接触式、双向数据通信的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,具有快速、准确、可靠的特点。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,早期应用于军事,近期才开始慢慢向民用方向发展,主要用于物流管理、图书馆管理、门禁控制、电子门票等领域。RFID技术正日益受到各行业的重视,大有取代条形码的趋势。根据目前销售量的统计和预测,全球RFID行业于2007年的产值已有50亿美元,并将逐步增长到2017年的250亿美元[1]。

2 RFID的基本组成部分和工作原理

RFID是一种简单的无线系统,因应用不同其组成有所不同,但基本都由阅读器(或询问器)、标签(或应答器)和后端数据库三部分组成。在实际应用中需要与应用行业的系统数据库结合起来,以实现信息管理的功能。

系统的基本工作流程是:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量被激活;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理;主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作。

3 RFID在图书馆行业中的应用

在图书馆行业中,由于RFID可实现多目标识别、可重复读写等功能,在图书馆流通管理、典藏管理及图书安全方面将起到变革性的作用,从而提高工作效率。范国基[1]在他的分析案例中指出,单就馆藏盘点工作而言,采用RFID技术效率最少可以提高5倍。如果将RFID与现有的图书馆信息管理系统整合在一起,就可以组建成智能化的图书馆,实现简化图书管理的流程,降低图书管理人员的劳动强度的目的,并能为读者提供更加便利快捷的自助式图书借还、图书查询等服务,实现电子防盗系统和记录借阅信息流程的统一。在无线射频识别技术的各项应用中,以建立自助借还书功能最为成熟,并且所遇到的瓶颈大都已经可以克服。

鉴于RFID技术在图书馆行业中的发展潜力,美国图书馆学会图书信息科技委员会(American Library Association)已于2004年1月11日在圣地亚哥举办的研讨会中将RFID技术列入当前图书馆的九大科技与议题。目前,已经有新加坡、澳大利亚等10余个国家的近100家机构在图书馆自动管理系统中采用了无线射频识别技术。新加坡国立图书馆在世界上第一个搭建了“射频识别”(RFID)系统,图书馆内的每本书上都有RFID标签。实现了自助借书和自助还书。

在国内,2006年7月正式对外开放的深圳图书馆新馆是中国最大的RFID项目和国内第一家全面使用RFID设备的图书馆,从文献的采访、分编、加工到流通、典藏和读者证卡,RFID标签和阅读器已经完全取代了原有的条码、磁条等传统设备。

4 图书馆行业中RFID系统架构设计

图书馆行业中,完整的RFID系统层次包括RFID设备层、控制器层、中间件层和管理应用层。其中,RFID设备层是RFID信息采集实现的层次,图书电子标签的读写操作在这一层完成;控制器层是RFID电子标签数据初步解析、条件判断和监控触发的层次;中间件层是RFID系统和其他管理系统联系的纽带,中间件层屏蔽了应用层软件接口、数据等差异;管理应用层则与具体的操作流程和业务相关。

基于上述RFID系统层次,针对图书馆RFID项目的具体要求,可实现图1所示的RFID图书馆的功能架构。图1涵盖借书、还书、盘点、顺架、标签转换及生成、查找和防盗检测7大基本操作功能模块。这些功能模块以中间件为桥梁与图书管理系统和“一卡通”管理系统进行网络或设备层次上的数据交互。

图书馆系统管理软件采用原有的图书馆管理系统,系统中标签数据的读写、相关设备的控制以及与原有图书管理软件的数据接口通过RFID中间件实现。

这种架构与常规的RFID系统架构比较的优点在于,RFID系统与已有的图书管理系统之间通过RFID中间件这一媒介实现数据的交互,保证了两个不同系统之间的数据良好融合。保证了现有图书馆管理系统和RFID系统各自的独立性和健壮性。采用这种架构,如果某个系统发生变动,相应的只需要对RFID中间件部分进行修改就可以了,而不需要修改另一个系统,这样便保证了不同系统之间相对的独立性。

5 引进RFID系统需要考虑的问题

图书馆采用RFID系统优点虽然非常突出,但是因为RFID技术并非为图书馆行业的特殊需要而制作,所以在将RFID技术引入到图书馆领域时不能简单套用。当前RFID技术的应用和发展还存在诸多局限和空白,几个主要问题是标准、成本、安全以及与图书馆系统的整合等。

目前,行业标准以及相关产品标准还不统一,迄今为止电子标签在全球也还没有正式形成一个统一的(包括各个频段)国际标准,标准的不统一也使当前各个厂家推出的RFID产品互不兼容,这势必阻碍未来RFID产品的互通和发展。目前,我国电子标签技术还正处在研发阶段。可喜的是,在信息产业部标准化部门和中国RFID产业联盟的支持下,国家图书馆已加入了中国RFID产业联盟。2006年6月国家图书馆成立了RFID标准化问题研究课题组,并于2007年9月完成课题报告,提出了若干方案设想,主要包括RFID标签通信、硬件技术标准问题;前端RFID系统与主数据库系统数据交换协议;图书馆RFID标签数据模型;图书馆RFID专用编目、点检、借还、分拣、安防设备技术等[2]。

电子标签的成本是现在图书馆考虑的主要因素。深圳图书馆的电子标签采购价在4元多人民币,而条码和磁条系统的单本书的成本则要少得多,二者差距非常大。所以,RFID应用系统与图书馆自动化系统整合的问题可采用RFID技术与条码技术混合使用,分别用于同一系统中各自最适合的环节,让整个图书馆的所有现场工作流程与各种业务管理信息系统之间实现无缝连接,使图书馆业务链、服务链、管理链上每一步操作都处在计算机信息系统的管理、监督和控制之下。

当前广泛使用的无源RFID系统还没有非常可靠的安全机制,无法对数据进行很好的保密,RFID数据还容易受到攻击,主要是因为RFID芯片本身,以及芯片在读或者写数据的过程中都很容易被黑客所利用。另外还存在标签容易被遮蔽而失效和图书馆出口安全检测的间

距如果过大而无法达到100%的正确率等问题。从电子标签数据安全的角度考虑,建议标签数据尽可能采用一次写入后可反复读取模式设计(不一定采用一次写入后无法擦除和改写的标签),不使用日常每次操作反复擦写字段或将其减至最低限度,数据写入权允许用户加锁(私锁),但读取权开放的安全模式。

参考文献

[1]高鹏,杜宜凌,邓钰.图书馆应用RFID技术之研究[J].大学图书馆,2008,(2):133,136.

[2]董曦京,孙一钢,孙卫,等.中国图书馆RFID应用标准化方案研究[J].现代图书情 报技术,2008,(9):21-30.

[3]王丽华.RFID在图书馆自动管理系统应用中的关键问题[J].图书馆学刊,2008,(4):48-52.

[4]张厚云,王启云.图书馆服务的无线技术——RFID的应用[J].大学图书馆学报,2004,(1):56-59.

[5]吴烯,马瑞,李星光.RFID系统及其在图书馆中的应用[J].图书馆论坛,2005,(2):4-8.