射頻識別技術(shù)在圖書館領(lǐng)域應(yīng)用

射頻識別技術(shù)在圖書館領(lǐng)域應(yīng)用

摘要：射頻技術(shù)是近幾年發(fā)展較快的自動識別技術(shù)，本文對射頻技術(shù)進行簡單介紹，并對其在圖書館工作中的應(yīng)用進行探討。條碼技術(shù)作為一種自動識別技術(shù)，具有成本低、操作簡單的特點，在圖書館及其它行業(yè)中工作得到廣泛的應(yīng)用，但其也存在局限性，如必須人工借助讀寫設(shè)備進行數(shù)據(jù)的采集，常因條碼、閱讀器質(zhì)量發(fā)生誤讀和拒讀。近年迅速發(fā)展的射頻識別(RFID)技術(shù)，不僅具備條碼技術(shù)的功能，還克服了其局限性，用于圖書資料的識別更加簡單高效。本文對射頻技術(shù)進行簡單介紹，并對其在圖書館工作中的應(yīng)用進行探討。一RFID概述1射頻識別原理射頻技術(shù)(radioFrequencyIdentification)是一種非接觸自動識別技術(shù)，它可實現(xiàn)對靜止的或移動中的物體的自動識別并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，并可工作于惡劣環(huán)境。圖1射頻識別系統(tǒng)構(gòu)成圖射頻識別系統(tǒng)一般由電子標(biāo)簽(tag)、讀寫器(read2er)、天線(Antenna)三部分組成，如圖1所示。其中電子標(biāo)簽又稱為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器，由標(biāo)簽芯片和耦合組成。每個標(biāo)簽具有惟一的電子編碼，是數(shù)據(jù)載體。電子標(biāo)簽附著或嵌在待識別物體上，用于標(biāo)識目標(biāo)對象。天線是標(biāo)簽與閱讀器之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)射、接收裝置。天線與讀寫器可集成為一個整體，也分立存在，不同制造商有各自的集成方法。任何一個RFID系統(tǒng)至少應(yīng)包含一根天線，可為內(nèi)置天線也可為外置天線，用以發(fā)射和接收射頻信號。閱讀器又稱為讀出裝置、掃描器，當(dāng)電子標(biāo)簽可以無線改寫數(shù)據(jù)時雙稱為讀寫器，典型的閱讀器由高頻模塊(發(fā)送器和接收器)、控制單元以及天線組成。此外許多讀寫器還有附加的接口(RS232、RS485、以太網(wǎng)接口等)，以便將所獲得的數(shù)據(jù)傳向應(yīng)用系統(tǒng)或從應(yīng)用系統(tǒng)接收命令。閱讀器與應(yīng)用系統(tǒng)之間的接口API(ApplicationProgrammInterface)通常用一組可由開發(fā)工具(如VC++，VB，PB等)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)接口函數(shù)來表示。標(biāo)準(zhǔn)接口函數(shù)的功能大致包括以下四個方面:1)應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)需要可能向閱讀器發(fā)出閱讀器配置命令。2）閱讀器向應(yīng)用系統(tǒng)可能返回的所有可能的閱讀器當(dāng)前的配置狀態(tài)。3）應(yīng)用系統(tǒng)向閱讀器可能發(fā)送的各種命令。4）閱讀器向應(yīng)用系統(tǒng)可能返回的所有可能命令的執(zhí)行結(jié)果。射頻系統(tǒng)工作時，閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，標(biāo)簽進入磁場時，通過空間耦合獲得能量，發(fā)送出自身編碼信息。閱讀器獲取數(shù)據(jù)并解碼后送至電腦主機進行相關(guān)的處理，這樣在耦合通道內(nèi)根據(jù)時序關(guān)系實現(xiàn)能量傳遞和數(shù)據(jù)交換，并可通過計算機及計算機網(wǎng)絡(luò)對識別信息采集處理及遠程傳送，從而實現(xiàn)物品的自動識別或物品信息的自動收集。2射頻系統(tǒng)的分類通常讀寫器發(fā)送信號時使用的電磁頻率稱為RFID系統(tǒng)的工作頻率，射頻系統(tǒng)依工作頻率分為低頻(30kHz2300kHz)、高頻(3MHz230MHz)和超高頻(300MHz23GHz)三種類型。常見的工作頻率有低頻125kHz、13412kHz及高頻13156MHz等。低頻電子標(biāo)簽成本較低，但標(biāo)簽保存的數(shù)據(jù)量較少，閱讀距離較短，外形多樣，閱讀天線方向性不強。高頻系統(tǒng)標(biāo)簽保存的數(shù)據(jù)量較大，閱讀距離可達幾米至十幾米，能適應(yīng)物體高速運動，外形一般為卡狀，閱讀天線及電子標(biāo)簽天線有極強的方向性，成本較高。按電子標(biāo)簽的供電方式，射頻系統(tǒng)可分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)。有源系統(tǒng)的電子標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，標(biāo)簽電池供應(yīng)的能量部分地轉(zhuǎn)換為電子標(biāo)簽與閱讀器通訊所需的射頻能量，閱讀距離較遠，但電池壽命有限，一般為3～5年。無源系統(tǒng)的電子標(biāo)簽沒有內(nèi)裝電池，在閱讀器的讀出范圍之外時，電子標(biāo)簽處于無源狀態(tài)，在閱讀器的讀出范圍之內(nèi)，電子標(biāo)簽從空間耦合獲得的射頻能中提取其工作所需的電能。無源電子標(biāo)簽一般采用反射調(diào)制方式實現(xiàn)電子標(biāo)簽信息向閱讀器的傳送。3射頻技術(shù)的特點由于射頻識別的信息傳播媒介是電磁波，可以透過外部材料讀寫數(shù)據(jù)，而且信息讀寫過程中，對于讀寫器與被識別的電子標(biāo)簽之間的距離方位沒有精確的要求。電子標(biāo)簽?zāi)茉趷毫迎h(huán)境下工作，使用壽命長，能夠輕易嵌入或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上。電子標(biāo)簽可以寫入及讀取數(shù)據(jù)，標(biāo)簽的內(nèi)容可以動態(tài)改變，信息存儲量大。由于使用防沖撞突技術(shù)，能防止標(biāo)簽之間數(shù)據(jù)干擾，因此RFID系統(tǒng)可以同時處理多個標(biāo)簽，例如TI公司推出的13156MHz系統(tǒng)，每秒鐘能處理大約50張標(biāo)簽。電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存取有密碼保護且需要專門的設(shè)備進行讀寫，因此不容易偽造及更改，安全性更高。二RFID在圖書館工作中的應(yīng)用RFID以其技術(shù)優(yōu)勢在交通、物流等許多行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。在圖書館領(lǐng)域，目前已有美國、新加坡等多個國家的圖書館采用了這項技術(shù)。在我國圖書館領(lǐng)域中，射頻技術(shù)還未廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用僅限于射頻卡的使用。圖書館使用射頻卡標(biāo)識讀者身份，并與管理軟件相配合，實現(xiàn)電子閱覽室的“無人管理”和自動計費，但對圖書資料的標(biāo)識依然使用條形碼。如果使用射頻技術(shù)，采用電子標(biāo)簽標(biāo)識圖書，則可以解決由于條碼技術(shù)自身局限性在圖書館工作中出現(xiàn)的問題。1RFID技術(shù)對圖書館工作的作用1)簡化工作程序，降低圖書丟失率目前圖書館工作中，用條形碼標(biāo)識圖書資料，同時為防止圖書的丟失，需在圖書上粘貼磁條，如果使用電子標(biāo)簽，則可不必粘貼磁條，省去一道圖書加工工序，在流通工作中也可省去充磁、消磁工作。電子標(biāo)簽不僅存儲圖書資料的標(biāo)識信息，也可包含安全信息，經(jīng)過正常借閱圖書的標(biāo)簽安全信息可自動寫為正常狀態(tài)，否則為另一種狀態(tài)，當(dāng)閱讀器在特定的出口處檢測到非借閱狀態(tài)的圖書時，RFID系統(tǒng)就自動報警。2)提高工作效率由于條碼必須在一定距離且沒有遮擋的情況下，通過條碼閱讀器讀入數(shù)據(jù)，清點圖書時，需要逐冊一一掃描。電子標(biāo)簽則是通過無線電波傳遞信號，并可一次讀取數(shù)個記錄，能極大提高清點效率。因RFID系統(tǒng)可同時處理多個標(biāo)簽，可減少或避免在借閱高峰時讀者的等候時間，提高工作效率和服務(wù)水平。條碼技術(shù)會由于條碼、條碼讀寫器的質(zhì)量問題產(chǎn)生誤讀或拒讀，使用電子標(biāo)簽，識別準(zhǔn)確率會大大提高。對于亂架的圖書只要附有電子標(biāo)簽，在RFID閱讀器覆蓋的區(qū)域能夠非常容易地找到，并由館員將其歸位。3)使用射頻識別技術(shù)，圖書館的一些場館可以實現(xiàn)真正意義上的“開架”在特定的區(qū)域，使用專用設(shè)備，讀者可以自行借書還書;讀者還可以使用一卡通系統(tǒng)，選擇RFID結(jié)帳，即由系統(tǒng)自動扣除超期、丟失圖書罰款等。此外，裝有RFID讀寫器的智能書架，隨著圖書流通，會自動顯示圖書的流通情況，幫助館員進一步了解圖書的使用情況。2圖書館使用RFID所面臨的問題1)成本問題射頻識別系統(tǒng)的成本是制約其推廣應(yīng)用的首要因素。當(dāng)前電子標(biāo)簽的價格還較高，無源和有源電子標(biāo)簽的價格分別在30美分和1美元左右，這對于擁有數(shù)十萬乃至上百萬冊圖書的圖書館來說就顯得過于昂貴了。另外射頻閱讀器的價格大都在1000美元以上，而一個一般規(guī)模的圖書館就需要安裝多臺，使用射頻識別系統(tǒng)的費用偏高。2）標(biāo)準(zhǔn)化問題到目前為止，包括ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)組織)和CEN(歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會)在內(nèi)的10多個國家或國際機構(gòu)頒發(fā)了有關(guān)RFID的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，彼此并不完全兼容。在物流領(lǐng)域，RFID技術(shù)存在兩種編碼體系———日本UID標(biāo)準(zhǔn)和歐美的EPC標(biāo)準(zhǔn)，這兩個標(biāo)準(zhǔn)使用的無線頻段、信息位數(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域等存在著不同程度的差異。由于RFID在國際上還沒有一個成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)使用規(guī)范，各個廠家推出的RFID產(chǎn)品互不兼容，這對RFID產(chǎn)品互通和發(fā)展以及在圖書館的應(yīng)用造成了極大阻礙。3）電子標(biāo)簽的編碼與現(xiàn)有圖書資料的條碼編碼的兼容問題由于對圖書資料的編碼沒有一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使用條碼標(biāo)識圖書資料時，各圖書館根據(jù)各自的情況制定不同的編號方法。使用電子標(biāo)簽標(biāo)識圖書資料，電子標(biāo)簽的編碼是否兼