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射頻識別技術在圖書館中的應用及系統(tǒng)國產化趨勢

2008-01-25 08:57 RFID技術與應用

導讀:本文介紹了射頻識別技術在圖書館中的應用,并對圖書館RFID系統(tǒng)的國產化趨勢進行了深入分析。通過對圖書館RFID系統(tǒng)應用的論述,充分證實了射頻識別技術為圖書館帶來了管理和服務上的飛躍。

1前言 

    近十多年來,以計算機為代表的現代化技術在圖書館的廣泛應用,改變了傳統(tǒng)圖書館的管理模式和服務方式。而隨著RFID技術在圖書館的廣泛應用,促進著現代圖書館從服務內容到服務方式的全面變革。近年來,國家對RFID圖書館的建設予以了高度的重視,也獲得了較好的成效。目前,集美大學誠毅學院圖書館、深圳圖書館、廈門市少年兒童圖書館、上海市長寧區(qū)圖書館已經率先實施或使用RFID系統(tǒng)。但是,成本問題和RFID應用所帶來的新的挑戰(zhàn)影響了國內RFID圖書館建設的發(fā)展速度。如何有效地解決這些問題,成為圖書館需要關注的一個焦點問題。 
  
2 RFID圖書館給我們帶來了什么 

2.1簡化借還書流程,提高流通效率 
    現有的借還書流程仍然需要人工打開圖書扉頁并找到條碼位置然后才能掃描條碼。這樣的操作流程仍然較為繁瑣,借還書效率比較低。同時,條碼容易破損,這樣不僅會影響借還書的效率,同時也會影響讀者對圖書館的滿意程度。 
    因此,需要引入先進的讀寫技術以實現自動化的圖書借還流程,提高信息存儲的安全,提高信息讀寫的可靠對,也提高借還書的速度。 
    RFID系統(tǒng)的自助借還書,支持一次借還10本以上(可靈活設定限制)的圖書,效率大為提高。 
  
2.2 大幅降低圖書盤點和查找工作量 
    依靠人工的圖書盤點工作,特別是書架圖書的盤點工作量太大而且效率很低。圖書管理員盤點書架圖書要憑自身的記憶對圖書進行分類放置和記錄,費時勞神卻又很難達到目的。引入先進的RFID圖書盤點工具和方法,可實現圖書盤點的自動化或半自動化。 
    RFID非接觸、遠距離、快速讀取多個標簽的特點,使盤點工作簡單有效,RFID使從不能盤點到可以盤點、輕松盤點;同樣,可以輕松實現順架等功能;上架時可以根據書庫圖形化路線(相當于電子地圖)指示館員按正確位置拜訪館藏。 

2.3 改變借閱管理和安全防遺漏流程脫節(jié)的情況 
    圖書館防盜系統(tǒng)現在還是孤立的防盜系統(tǒng),圖書歸還和上架之前要經過上磁處理,圖書借出時則要進行消磁處理,工作量較大,直接影響了圖書流通以及圖書管理的工作效率。在發(fā)現丟書的同時無法記錄丟失圖書的信息,對圖書的日常盤點、補缺工作影響極大。 
    RFID系統(tǒng)對現有的管理系統(tǒng)進行改進,將防遺漏系統(tǒng)與圖書流通管理系統(tǒng)聯(lián)系起來,記錄每本圖書的進出庫歷史記錄,從而可以與借還書的歷史記錄進行匹配。 

2.4 提高圖書館工作人員的工作滿意度 
    圖書館工作人員由于積年累月的重復性勞動,加上圖書館工作本身就很繁重,很容易讓圖書館工作人員對圖書館工作產生一定的消極思想;由于管理上存在缺陷,圖書館管理者對圖書館的管理也大傷腦筋,加上讀者也對圖書館表示不滿,導致圖書館人員對圖書館工作滿意度有所下降。通過對圖書館RFID系統(tǒng)的應用,可以彌補管理上的缺陷,同時把工作人員從圖書館日常繁重的重復勞動中解放出來,其主要體現在以下幾個方面: 
a)RFID技術大大減少了流通工作量,剩余的流通工作也是配合RFID技術的自動化工作,這樣大大提高了流通館員的工作積極性和精神面貌。 
b) RFID技術也解放了大批流通館員,使他們可以從事其他的高級的咨詢工作,如流動服務,舉辦講座、展覽、培訓等。 
c) 圖書館人員主要工作從流通轉向咨詢,有助于圖書館提升人員素質,會有更多的專業(yè)人才加入,有助于圖書館其他服務工作的提高。 
  
2.5 提高讀者滿意度 
讀者經常會對圖書館產生不滿,產生的原因主要是以下幾點: 
Ø 由于圖書館沒有有效手段對圖書進行盤點,但是因為管理系統(tǒng)沒有準確的記錄,結果導致了讀者系統(tǒng)里能夠查到圖書,但是實際上卻找不到; 
Ø 由于借還書的效率較低,借還書排隊等候時間太長,讀者無謂的浪費時間,導致不滿意; 
Ø 借還書中出現信息讀取錯誤、條碼無法讀出,增加讀者等待時間,導致讀者不滿意。 
Ø 隨著全社會對服務意識的不斷增強,讀者對圖書館的服務要求也越來越高,圖書館需要迫切提升服務水平,提高讀者滿意度。 
圖書館采用RFID系統(tǒng)可以給讀者帶來的影響有: 
Ø 避免排隊等候,更方便更快捷; 
Ø 更長的圖書館開放時間; 
Ø  隱私性、選擇性和獨立性; 
Ø  高科技帶來的全新感受。 
  
2.6 改變了圖書館的服務模式 
a) 可以實現無人圖書館: RFID技術的應用,使無人圖書館成為可能,圖書館就可以實現真正意義上的24小時的全開放。 
b)圖書館業(yè)務流程的重組:RFID解放了流通部門占有的大量人員,使圖書館的業(yè)務流程重組變得必要和可行;圖書館將從以館藏為中心轉向以讀者為中心,提供給讀者的服務將邁向多元化、高級化和人性化。 
c)參考咨詢性工作的重要性越發(fā)突出:圖書館的參考咨詢工作是讀者與信息資料之間的中介,從而使圖書館區(qū)別與一般的信息工具或者網絡。圖書館流通工作淡化后,參考咨詢工作會成為圖書館的主要工作。 
d)不滿足于開展陣地服務、傳統(tǒng)服務,充分利用各種設施和技術條件,為社會公眾提供多樣化、個性化服務,使圖書館的服務廣度與深度都得到延伸,提高公共文化服務能力。 
  
2.7 圖書館通過RFID技術,全面數字化管理 
    除了圖書、光盤、館藏珍品外,圖書館對其他方面的管理也需要數字化。例如:對讀者的管理、行政管理、小額消費等,傳統(tǒng)的管理費時費力,缺乏效率,對讀者、館員都很不方便。通過RFID技術,能夠有效將這些環(huán)節(jié)都數字化起來。 
  
3 RFID圖書館是如何實現的 

    整個圖書館RFID智能館藏系統(tǒng)包括:智能流通標簽初始化轉換系統(tǒng)、館員工作站應用功能集成系統(tǒng)、讀者自助借閱系統(tǒng)、讀者自助還書系統(tǒng)、查詢、順架及盤點系統(tǒng)、智能檢測系統(tǒng)。 
  
A.智能檢測系統(tǒng) 
     當入出圖書館經過該系統(tǒng),圖書被遺漏處理自動提醒 
B.館員工作站 
     在線設備的實時監(jiān)控管理;為讀者提供更多更好的增值服務;輔助業(yè)務處理 
C.自助借書系統(tǒng) 
     可供讀者自主借書操作 
D.自助還書系統(tǒng) 
    可供讀者自主還書操作 
E.RFID館藏標簽 
    可記錄書名、作者、出版社、索書號、ISBN/ISSN、等信息 
F.館藏資料 
    書、磁帶、光盤等 
G.館藏點檢系統(tǒng) 
    館藏資料盤點、查找、順架 
H.標簽轉換系統(tǒng) 
    對館藏標簽初始化,編寫數據或分流 
I.圖書館應用系統(tǒng) 
     與各類圖書館應用系統(tǒng)無縫集成 

     完整的RFID系統(tǒng)層次包括RFID設備層、控制器層、中間件層和管理應用層。其中,RFID設備層是RFID信息采集實現的層次,圖書電子標簽的讀寫操作在這一層完成;控制器層是RFID電子標簽數據初步解析和條件判斷和監(jiān)控觸發(fā)的層次;中間件層是RFID系統(tǒng)和其他管理系統(tǒng)聯(lián)系的紐帶,中間件層屏蔽了應用層軟件接口、數據等差異;管理應用層則與具體的操作流程和業(yè)務相關。 

    基于上述RFID系統(tǒng)層次,針對圖書館RFID項目的具體要求,設計了圖(三)所示的RFID圖書館的功能架構。圖中涵蓋借書、還書、盤點、順架、標簽轉換及生成、查找和防盜檢測7大基本操作功能模塊。這些功能模塊以中間件為橋梁與圖書管理系統(tǒng)和一卡通管理系統(tǒng)進行網絡或設備層次上的數據交互。 

    圖書館系統(tǒng)管理軟件采用原有的圖書館管理系統(tǒng),系統(tǒng)中標簽數據的讀寫、相關設備的控制以及與原有圖書管理軟件的數據接口通過RFID中間件實現。 

    這種架構與常規(guī)的RFID系統(tǒng)架構比較的優(yōu)點在于: 

    RFID系統(tǒng)與已有的圖書管理系統(tǒng)之間通過RFID中間件這一媒介實現數據的交互,保證了兩個不同系統(tǒng)之間的數據良好融合。 

    保證了現有圖書館管理系統(tǒng)和RFID系統(tǒng)各自得獨立性和健壯性。采用這種架構,如果某個系統(tǒng)發(fā)生變動,相應的只需要對RFID中間件部分進行修改就可以了,而不需要修改另一個系統(tǒng),這樣便保證了不同系統(tǒng)之間相對的對立性。 
  
4 RFID圖書館發(fā)展的國產化趨勢 

    盡管RFID技術能帶給圖書館服務的根本性飛躍,但由于圖書館藏書量巨大,而每本書上都需要粘貼RFID標簽,通常一個圖書館至少都需要幾十萬張RFID標簽,結合RFID智能館藏系統(tǒng)、讀者自助借閱設備、讀者自助還書設備、館藏點檢設備、智能檢測系統(tǒng)等,對圖書館而言將是一筆不菲的支出。因此,具有自主知識產權的RFID圖書館產業(yè)鏈的形成和發(fā)展,對促進國內圖書館RFID的應用至關重要。 

4.1 圖書館RFID標簽的國產化 
目前國內所采用的RFID標簽有如下三種形式: 
(1)國外芯片,國外封裝; 
(2)國外芯片,國內封裝; 
(3)國內芯片,國內封裝。 
    雖然中國乃至全球目前還沒有專門的圖書館用RFID標準,但從國內已使用RFID的幾家圖書館情況來看,均采用HF(13.56MHz)、ISO15693通訊協(xié)議、存儲容量一般在1K-2Kbit 的標簽芯片。經過了幾年的發(fā)展,國內HF頻段RFID標簽產業(yè)鏈已基本形成: 
(4)芯片:上海貝嶺、上海華虹等 
(5)天線 :上海英內等 
(6)倒裝焊:上海集速、上海中卡、廈門信達、杭州合隆、北京亞仕同方 
(7)標簽封裝:上海申博、上海集速、上海中卡等  
    以芯片為例,2007年,上海貝嶺公司開發(fā)的“BL75R02 ISO15693 系列智能電子標簽芯片”獲得了CEC第三屆科技進步獎(民品)二等獎(一等獎空缺);2007年3月,貝嶺公司的“符合ISO15693標準的電子標簽系列產品”入選第一批“中國半導體創(chuàng)新產品和技術”項目,此次評審中,全國只有30個項目入選第一批“中國半導體創(chuàng)新產品和技術”項目。評審中對貝嶺“符合ISO15693標準的電子標簽系列產品”評價為:“此項目的系列芯片產品以國際標準為設計規(guī)范,在中頻遠距離系列產品方面填補了我國空白。該系列產品從2005年起,已累計銷售近1000萬顆,銷售收入近2000萬元?!?nbsp;

貝嶺獲得的RFID芯片技術專利有: 
Ø 《一種反饋調制電路》(發(fā)明專利) 
Ø《適用于射頻接收裝置的100%幅度調制信號解調電路》(發(fā)明專利) 
Ø 《低工作電壓驅動的電荷泵電路》(發(fā)明專利) 
Ø《一種電可擦寫存儲器編程電路》(發(fā)明專利) 
Ø《用于存儲器單元中的自舉式高壓開關電路》(實用新型) 
Ø《一種幅度調制信號解調方法及其電路》(發(fā)明專利) 
Ø《一種高壓/低壓電源切換電路》(發(fā)明專利) 
Ø《一種存儲器讀放電路》(發(fā)明專利) 
Ø 《一種射頻識別芯片電容的諧振頻率調整電路及方法的調諧方法》(發(fā)明專利) 
Ø 《射頻識別技術中的防沖撞算法》(發(fā)明專利) 
Ø 《超低功耗集成電路中的緩沖器》(發(fā)明專利) 
Ø《一種簡化的譯碼電路結構》(發(fā)明專利) 
Ø 《一種電荷泵電路》(發(fā)明專利) 
Ø《倍壓電路》(發(fā)明專利) 
Ø《具有分級結構的譯碼電路》 

    國產高頻(13.56MHz)標簽產業(yè)鏈(芯片,封裝)已基本形成,因此產品已和國外產品完全兼容。主要優(yōu)勢有: 
(1)在保證與國外同類產品相同的工作距離的基礎上,采用了犧牲部分工作距離指標降低Q值的方法,使其對天線及周圍環(huán)境的敏感程度降低,適合批量生產,工作穩(wěn)定。部分產品工作距離高于國外同類產品。 
(2)芯片內集成內置諧振電容,便于批量制作標簽。 
(3)芯片功耗低(50uW),最小工作電壓低(1.2V),特別是寫電壓低,保證了寫距離等于讀距離。 
(4)對不同材質和形狀的天線適應能力強。  
    雖然目前國內圖書館用標簽還是以國外產品為主,但隨著國內標簽產業(yè)鏈的形成與不斷完善,國產標簽的優(yōu)勢將逐漸顯示。 
  
4.2 圖書館RFID系統(tǒng)的國產化 
    近年來,RFID技術發(fā)展很快,HF(13.56MHz)頻段的技術已非常成熟,并在圖書館管理、危險品管理、人員管理、電子門票等領域得到了廣泛應用。 
     2006年2月,國內首家應用RFID技術的圖書館——集美大學誠毅學院圖書館正式投入運行,2007年9月該學院圖書館新館落成,RFID系統(tǒng)全面升級擴容,該套系統(tǒng)由上海阿法迪智能標簽系統(tǒng)技術有限公司承建,由此標志著RFID在國內圖書館的應用邁出了鼓舞人心的一步。系統(tǒng)運行至今,各項RFID應用一切正常,系統(tǒng)的可靠性和建設質量得到了充分驗證,這也意味著國產RFID系統(tǒng)完全能夠滿足圖書館的業(yè)務運作要求。 
相較國外的RFID系統(tǒng),國產RFID系統(tǒng)有如下優(yōu)勢: 
(1)成本優(yōu)勢:在設備生產、軟件開發(fā)和系統(tǒng)集成方面,國內的成本優(yōu)勢是毋庸置疑的。 
(2)技術優(yōu)勢:國內RFID企業(yè)在技術上已取得了巨大的突破。以國內首家RFID圖書館實施者——上海阿法迪智能標簽系統(tǒng)技術公司為例,該公司在圖書館RFID產品的研發(fā)中已授權、申請的專利及著作權有: 
Ø 《無線射頻自動識別智能館藏管理系統(tǒng)》(專利號-ZL:200620041036.5) 
Ø 《RFID館員操作臺》(專利號-ZL:200620041035.0) 
Ø 《RFID標簽轉換臺》(專利號-ZL:200620041037.X) 
Ø《RFID自助借閱臺》(專利號-ZL:200620041038.4) 
Ø 《RFID自助還書箱》(專利號-ZL:200620041039.9) 
Ø《微型無線射頻識別多協(xié)議讀寫器》(專利號-ZL:200520045743.7) 
Ø 《RFID智能圖書館藏系統(tǒng)V1.0》(登記號:2006SR03363)  
(3)服務優(yōu)勢: 
    通過與國內圖書館業(yè)界保持緊密合作,緊緊把握業(yè)界需求,不斷對產品進行創(chuàng)新,針對用戶的特定要求可以定制化設計、定制化生產;通過軟件模塊化設計,可與圖書館內部管理系統(tǒng)可無縫鏈接。 
  
5 結語 

    圖書館RFID系統(tǒng)給館員和讀者帶來了耳目一新的圖書借閱模式,也簡化了圖書借閱流程,大大提升了圖書館管理及服務的水平,讓館員和讀者都能從中親身體驗人文的關懷?!凹夹g一流,管理先進,以人為本,服務至上”是現代圖書館提倡的辦館理念,圖書館RFID智能館藏管理系統(tǒng)正是該辦館理念的有力貫徹。 

截止至2007年9月,國內先后已有集美大學誠毅學院圖書館、深圳圖書館、廈門市少年兒童圖書館、上海市長寧區(qū)圖書館紛紛采用了RFID技術,國家圖書館、上海圖書館、南京圖書館等也在規(guī)劃實施中,越來越多的圖書館已認識到RFID技術所帶來的偉大變革,不久的將來,會有更多的圖書館開始應用RFID技術。 

同時,從國內信息化進程來看,國產化程度已越來越高,圖書館RFID系統(tǒng)國產化將是大勢所趨。