移动图书馆架构下RFID的应用创新——西南政法大学图书馆RFID项目实践 *

江 波

0 导言

自2006年深圳图书馆第一个全面使用RFID(Radio Frequency Identification)系统以来，越来越多的图书馆使用RFID系统。经过8年多发展，图书馆RFID应用形成两大特点：一是绝大多数公共馆选用HF(High Frequency)高频系统，绝大多数高校馆选择UHF(Ultra-High Frequency)超高频系统[1]；二是国产RFID系统快速发展，占据绝大部分用户市场[2]。图书馆RFID应用也存在两大不足：一是相关标准规范的制定严重滞后于实践[3]；二是RFID管理和服务基本照搬国外模式[4]，应用创新乏善可陈[5]。

从条形码到RFID，不仅是识别技术的变革，更是读者感知和使用习惯的转变，即图书馆服务内涵与文化的变革[6]。西南政法大学图书馆(以下简称为“西政馆”)2013年底规划RFID项目时，决定将RFID系统与该馆移动图书馆系统进行深度整合，大胆对现有RFID应用模式进行创新，以挖掘RFID价值，提高项目满意度及投资回报[7]。该RFID项目于2014年7月实施，9月投入运行。建成的RFID系统除防盗、自助借还、书架管理等传统RFID功能外，还提供App借阅、微信借阅、手机定位、手机借还书等创新服务。馆员和读者对系统使用效果反映良好。本文拟进行分析，供后来建设的图书馆参考。

1 总体架构

西政馆在传统RFID系统架构中，增加了一套RTM(RFID to Mobile)服务平台。RTM 通过Socket协议与RFID通用管理系统交互，同时通过SIP2协议与LIS系统交互。RTM 提供Http形式的标准接口和服务。原有移动图书馆服务系统，包括App、微信[8]等通过与RTM 对接实现RFID相关功能，见图1。

图1 总体架构

2 防盗模式

2.1 传统防盗模式

图书馆RFID系统传统的防盗模式有两种：

(1)磁条防盗(双标签)模式，即在图书中安装RFID标签和可充消磁条，通过原有的磁条防盗系统进行防盗。优点是技术较成熟，防盗效率较高；缺点是不能充分发挥RFID大批量快速读写的优势，借还书时可同时操作的图书册数受到较大限制，后期耗材和加工成本较高。该模式在图书馆RFID发展前期使用较多，发展后期使用的图书馆逐渐减少[9]。

(2)安全位防盗模式，即在RFID的EPC(Electronic Product Code)数据区中指定特定的数据位bit来标识借还状态。高校图书馆RFID技术应用联盟工作小组在《高校图书馆UHF-RFID技术第二部分：应用指南》中规定：EPC的第1字节第7bit(最高bit)为安全位，有0和1两个取值，0代表未出借状态(馆内存放)，1代表出借状态。监测门通过对安全位的检测来实现防盗。该模式优点是读写检测较为稳定，技术实现便捷。缺点是受RFID物理特性影响，防盗存在弱点[10]。同时由于安全位的差异性和数据区的访问口令(Access Password)限制，各厂商设备及系统无法通用。该模式是当前图书馆防盗使用的主流模式[11]。

2.2 UID 黑名单防盗模式

传统的防盗模式以物理的RFID标签为核心。在成熟的高宽带光纤网络、全面覆盖的无线网络基础上，如何构建以后台大数据为核心的全面融合网络是图书馆RFID应用拓展和智慧图书馆系统设计中的难点[12]。西政馆经过反复研讨，最终选择以后台数据为中心的后台数据校验防盗模式，一是可为后期的应用创新和服务拓展奠定基础；二是在相关标准模型缺失的情况下，可最大程度摆脱系统对特定厂商的依赖[13]。

后台数据校验防盗的常规模式是：当图书通过安全监测门时，系统读取图书内RFID标签的UID，并实时连接服务器数据库进行校验。此模式对于网络的要求极高。一旦发生网络延时或拥堵，便会造成校验失败。西政馆对常规模式进行优化，提出UID黑名单防盗模式。在此模式下，安全监测门以固定的频率与后台服务器保持心跳连接(Heartbeat connection)，不断同步UID黑名单数据到本地。当图书通过安全监测门时，监测系统读取RFID标签的UID，并通过本地的黑名单数据进行校验。较好地解决了网络延时或拥堵的问题，也排除了AFI(Application Family Identifier)应用族标识符不规范造成的系统误报。

3 新书定位

3.1 传统定位方法

图书基于RFID的定位有两种：一是动态模式，如Meco公共图书馆基于Zigbee的定位系统[14]；二是静态模式，我国图书馆基本采用静态模式。回溯加工时，馆藏图书在安装RFID标签并注册后，需要通过全书定位(标准定位)或首书定位的方式，对书库现有的所有图书进行一次书架层架标签与图书标签的关联，将某一本具体的图书定位到某一书架的某一层。

新书到馆后，一般采用两种方式进行新书定位：一是人工定位法，即馆员使用智能书车等设备逐一对新书进行手工定位，优点是准确度高，缺点是耗费较多的人力物力；二是首书智能定位法，即系统使用回溯时的首书数据，对新书进行自动定位，优点是效率高，节省人力物力，缺点是回溯时使用全书定位的图书馆需要重新手工采集全库的首书数据，新书才能使用该方法定位；首书数据需要持续维护，如果遇到倒架等情况，需要重新手工采集首书数据[15]。

3.2 邻居定位法

西政馆在回溯加工时为最大程度保证图书定位数据的准确性，选用全书定位的方法。在后期新书定位时，设计全新的新书定位方法——邻居定位法，首先对馆藏图书的索书号进行翻译和索引，建立伪索书号序列，然后根据特定的排架规则建立约束。新书定位时，根据新书的索书号和相应的约束，查找紧邻的前一本图书，并将该书的层架号赋予当前图书。这一新书定位方式计算效率高，不需要后期维护首书数据，节省了人力物力。

4 手机定位及手机借还书

RFID技术的引进使读者可自助借还图书，推动了图书馆业务流程的重组[16]。不过，书库管理员须进行更精细的管理，才能充分发挥RFID系统的智能定位功能，让读者通过定位平面图快捷地找到所需图书[17]。目前图书馆在图书上架时一般使用智能书车上架，但具体操作时存在差异。部分图书馆要求每一本图书都须先通过智能书车确定层架号，再上架，但是同一格的图书可以进行混排[18]。该方式排架最精确，但效率低，大部分馆员不乐于采用此种方式。另一部分图书馆要求总体上采用索书号顺序上架，遇到某一格的首书和末书时，再使用智能书车确定层架号。实际使用中，由于智能书车较为笨重，装载图书量小，一些馆员觉得使用不便，遇到首书和末书时放弃使用智能书车定位，随意放置。这些图书由于标签干扰、信号反射等，不一定能在后期的盘点和顺架中全部精确检出[19]。

根据这一现状，西政馆设计基于手机的图书定位系统。馆员可在自己的手机上安装APP客户端，或者使用馆里配备的HF-UHF双模物联网手机。遇到某一格的首书和末书时，直接用手机APP读取条码号或者RFID标签，就能查询该书的准确层架位置。为提高查询效率，APP还提供数据离线功能。书库管理员可将自己负责的书架上的图书层架数据离线缓存在手机上，实现离线使用。上架时如果发现某册图书定位错误，可使用手机APP直接将该书重新定位。同时，由于HF-UHF双模物联网手机支持校园一卡通的读取，馆员在书库中巡视和上架时，可以随时为需要帮助的读者进行借书、还书和续借操作，如图2所示。

图2 APP客户端

5 移动借阅

5.1 APP 借阅

为方便读者借阅图书，西政馆设计专用APP借阅客户端。读者在手机中安装后，可在书库中任何位置，用手机通过读取某册图书的RFID标签或者条形码借阅图书，而不用借助图书馆大厅的自助借还书机。西政馆还对超星移动图书馆的APP进行定制开发，读者可在超星移动图书馆中选择“掌上借书”，完成借书操作，如图3所示。

5.2 微信借阅

图3 掌上借书

西政馆采用轻量级、松耦合架构构建了微信APPServer，利用微信公众平台和自定义接口I/O通道，通过API和开放数据库互连(Open Database Connectivity，ODBC)与各个业务系统、数据库进行通讯[20]。为方便读者，将借书功能集成到了微信图书馆中。微信通过http协议调用RTM 平台接口。读者在绑定借书证后，就可以通过微信图书馆完成借阅、续借等操作。

5.3 馆外流通

同寝室、同班或者相识的读者之间，如果张三想借李四当前所借的某一本图书，两人需要一起到图书馆，等李四归还图书后，张三再将该书借出。为加快图书流通速度，减少读者不必要的出行和时间成本，西政馆设计了全新的馆外流通功能。读者只需要通过移动图书馆APP读取某册借出状态图书的RFID标签或者条码号，就可以发出转借请求。该书的当前借阅者确认后，该书便完成归还，并借出到请求读者的名下。

6 结语

西政馆在RFID项目建设中，从移动服务视角开展了一些创新和尝试，也许还存在许多的不足，但希望能以此给后来的建设者和研究者带来启发，提供参考。图书馆RFID可拓展和延伸应用的角度还有很多，如智能信息推送、读者行为定量研究[21]。只要充分运用移动服务、大数据、云计算等最新理念和技术，不断对图书馆RFID管理和服务进行创新，便一定能进一步挖掘图书馆RFID应用的价值，不断向智慧图书馆迈进。

[1] 刘绍荣. UHF RFID 在图书馆中应用的功能分析与拓展[J]. 图书馆学研究，2012 （3）：20-25.

[2] 陈嘉懿，孙翌，金毅，等. RFID 产品在国内图书馆的应用调研与分析[J].图书情报工作，2012（1）：107-111.

[3] 孙一钢，董曦京. 图书馆RFID 技术应用标准化问题分析[J].中国图书馆学报，2007（4）：50-53.

[4] Ayre Lori-Bowen. Library RFID Systems for Identification，Security，and Materials Handling[J]. EN，2012，48（5）：9-16.

[5] 程雪颖，孙魁明.基于Google Maps API 和RFID 技术的图书馆书架导航系统[J]. 国家图书馆学刊，2012（1）：33-37.

[6] 景祥祜，戴淑儿，蔡孟欣，等. 香港城市大学图书馆服务转型蓝图———从图书馆RFID项目开始[J].中国图书馆学报，2008（6）：70-78.

[7] 蔡孟欣. 图书馆RFID 的投资回报研究[J]. 图书情报工作，2007（9）：105-108.

[8] 江波，覃燕梅. 掌上图书馆、手机图书馆与移动图书馆比较分析[J]. 图书馆论坛，2012 （1）：69-71，88.

[9] Ching Steve-H.， Tai Alice. HF RFID versus UHF RFID—Technology for Library Service Transformation at City University of Hong Kong [J]. The Journal of Academic Librarianship，2009，35（4）：347-359.

[10] 王永东. RFID 在图书馆应用中应注意的几个问题[J].图书馆论坛，2006（4）：108-109.

[11] 杨传明. 图书馆RFID 应用安全问题研究[J]. 图书情报工作，2009（1）：113-116.

[12] 秦格辉. Zigbee与RFID整合应用研究———智慧图书馆感知网组网设计[J]. 图书馆论坛，2014 （5）：89-91，144.

[13] 杨明华. 图书馆RFID 应用数据模型标准的进程[J]. 图书馆论坛，2011（2）：71-73，154.

[14] R-moreno María-D.， Castaño Bonifacio， Barrero David-F. Efficient Services Management in Libraries using AI and Wireless techniques[J]. Expert Systems With Applications，2014，41（17）：7904-7913.

[15] 林晓玲，杨明华. RFID 图书管理系统中图书定位排架方式探析[J]. 图书馆论坛，2012 （3）：102-104，131.

[16] 刘传玺，周秀会，董真. 基于RFID 技术的图书馆业务流程重组[J]. 图书馆论坛，2008 （5）：68-70.

[17] Curran Kevin， Porter Martin. A primer on radio frequency identification for libraries[J]. Library Hi Tech，2007，25（4）：595-611.

[18] 杨雄标. RFID 在文献流通与管理中的应用与思考[J].图书馆论坛，2012（1）：57-60.

[19] 黄天助. 少儿图书馆运用RFID 进行业务管理的实践与理论差距[J]. 图书馆论坛，2009 （3）：84-86，67.

[20] 江波，覃燕梅. 基于微信的移动图书馆APP 服务系统设计与实现[J]. 现代情报，2013 （6）：41-44.

[21] Sugie Noriko. Application of radio frequency identification technology to study library users' information-seeking behavior [J]. Library and Information Science Research，2013 （1）：69-77.