摘要：以集美大學(xué)誠(chéng)毅學(xué)院RFID智能館藏管理系統(tǒng)為例，介紹了該系統(tǒng)的架構(gòu)、技術(shù)成份以及系統(tǒng)的應(yīng)用范圍及情況。該系統(tǒng)包含智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、館員工作站讀取系統(tǒng)、讀者自助借閱系統(tǒng)、讀者自助還書(shū)系統(tǒng)、便攜點(diǎn)檢系統(tǒng)、標(biāo)簽轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、借閱信息提示等子系統(tǒng)，它的建成給師生們帶來(lái)了耳目一新的圖書(shū)借閱模式，也簡(jiǎn)化了圖書(shū)借閱流程，大大提升了圖書(shū)館管理及服務(wù)的水平，讓館員和讀者都能從中親身體驗(yàn)科技帶來(lái)的變化。

關(guān)鍵詞：RFID 條形碼 拓樸結(jié)構(gòu)圖 安全性

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1673-8454（2007）10-0075-03

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的背景

集美大學(xué)誠(chéng)毅學(xué)院圖書(shū)館是一個(gè)全新的、剛建立的圖書(shū)館，采用的圖書(shū)管理系統(tǒng)是匯文圖書(shū)系統(tǒng)。為了提高圖書(shū)館的工作效率、服務(wù)水平，學(xué)院采用了RFID標(biāo)簽代替?zhèn)鹘y(tǒng)條形碼標(biāo)簽，建成了圖書(shū)館RFID智能館藏系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與匯文圖書(shū)館系統(tǒng)以及校園一卡通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)集成。通過(guò)應(yīng)用軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖書(shū)流通管理及館藏管理，為讀者提供了自助借書(shū)/自助還書(shū)的功能，減少了讀者在日常借書(shū)/還書(shū)過(guò)程中的等候時(shí)間，給讀者帶來(lái)方便。

二、RFID技術(shù)的特點(diǎn)

RFID是指采用無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸通信，以達(dá)到識(shí)別并交互數(shù)據(jù)的一種快速識(shí)別技術(shù)。射頻識(shí)別技術(shù)的物理組成一般分為三個(gè)部分：應(yīng)答器（電子標(biāo)簽）、閱讀器、計(jì)算機(jī)處理和控制部分。應(yīng)答器中一般保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)答器附著在待識(shí)別物體上。閱讀器又稱為讀裝置，可無(wú)接觸地讀取并識(shí)別應(yīng)答器中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別物體的目的。閱讀器的射頻模塊主要用于通過(guò)無(wú)線射頻可在一定的距離內(nèi)自動(dòng)捕獲應(yīng)答器中的數(shù)據(jù)。

RFID其重要特征之一是系統(tǒng)的工作頻率。按照工作頻率可以分為低頻、高頻和超高頻系統(tǒng)。低頻系統(tǒng)一般指其工作頻率小于30MHz。典型的工作頻率有：1.25kHz、13.56MHz等，其基本特點(diǎn)是應(yīng)答器的成本較低、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短（10cm—50cm）、高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400 MHz，典型的工作頻段有：433MHz、915MHz等，其基本特點(diǎn)是應(yīng)答器及閱讀器成本均較高、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較大、閱讀距離較遠(yuǎn)(可達(dá)幾米至十幾米)、適應(yīng)物體高速運(yùn)動(dòng)性能好。閱讀天線及應(yīng)答器天線均有較強(qiáng)的方向性。超高頻系統(tǒng)一般用于智能交通、不停車收費(fèi)系統(tǒng)。技術(shù)描述在此省略。

RFID的第二個(gè)重要特征是應(yīng)答器的供電。有源應(yīng)答器內(nèi)裝有電池，為微型芯片的工作提供全部能量。有源應(yīng)答器距離閱讀器較遠(yuǎn)時(shí)，閱讀器也能讀出其無(wú)線數(shù)據(jù)，不足之處是電池的壽命有限（3年—10年，與讀寫(xiě)次數(shù)和耗電有關(guān)），需更換電池，且易形成電磁波污染。無(wú)源應(yīng)答器自己沒(méi)有電源，它工作的所有能量必須從閱讀器的電磁場(chǎng)中感應(yīng)獲得，服務(wù)距離勢(shì)必受影響。

學(xué)院采用的是符合ISO/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)的疏耦合RFID標(biāo)簽芯片，通信頻率為13.56 MHz ±7 kHz，基本功能包含：具有不可改寫(xiě)的64Bit、唯一序列號(hào)（UID）、電子商品防盜功能（EAS）、防沖突功能支持特有的快速讀寫(xiě)模式、支持應(yīng)用類型識(shí)別（AFI）、指令控制自毀功能、16位CRC校驗(yàn)。該芯片和以往條形碼的差異比較見(jiàn)表1。

三、系統(tǒng)的整體架構(gòu)

本管理系統(tǒng)以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，以RFID中間件為媒介實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的RFID技術(shù)和圖書(shū)管理方法的有機(jī)結(jié)合，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。與其他RFID系統(tǒng)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于RFID設(shè)備和RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)以RFID中間件模塊為接入和導(dǎo)入媒介。通過(guò)中間件這一媒介，RFID系統(tǒng)在與現(xiàn)有的圖書(shū)管理系統(tǒng)得以完好融合的同時(shí)，能夠保證現(xiàn)有圖書(shū)管理系統(tǒng)和RFID系統(tǒng)的獨(dú)立性和健壯性。

圖1 RFID圖書(shū)管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

圖2 圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

其中，一樓圖書(shū)館出口和二樓閱覽室使用遠(yuǎn)距離RFID讀寫(xiě)器和配套的天線構(gòu)成EAS通道，遠(yuǎn)距離RFID讀寫(xiě)器通過(guò)中間件模塊接入現(xiàn)有圖書(shū)管理系統(tǒng)的集線器端口，中間件模塊還負(fù)責(zé)EAS報(bào)警器的觸發(fā)和關(guān)閉工作。

一樓設(shè)有兩個(gè)自動(dòng)借還書(shū)終端，自動(dòng)借還書(shū)的功能由RFID桌面讀寫(xiě)器（或中距離讀寫(xiě)器）和校園一卡通識(shí)讀器配合完成，RFID桌面讀寫(xiě)器使用終端PC的RS232接口，而一卡通識(shí)讀器使用終端PC的USB接口，兩者在RFID中間件后臺(tái)軟件的管理下協(xié)同工作以完成圖書(shū)自動(dòng)借還的操作。

還書(shū)箱是對(duì)現(xiàn)有的還書(shū)箱改造完成的（在還書(shū)箱入口加裝桌面型RFID讀寫(xiě)器），為了保證還書(shū)信息得到讀者的確認(rèn)，還書(shū)箱端配備一臺(tái)PC終端以顯示還書(shū)的信息。

為了真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的借還書(shū)流程，減少圖書(shū)管理員的工作量，以上借還書(shū)終端均采用觸摸顯示屏以便讀者可以很好地和管理系統(tǒng)進(jìn)行信息的交互。

四、系統(tǒng)的功能模塊分析

圖書(shū)館RFID圖書(shū)管理系統(tǒng)以RFID中間件為紐帶，將先進(jìn)的RFID技術(shù)同圖書(shū)管理系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，有效地提高了圖書(shū)管理的效率、簡(jiǎn)化了圖書(shū)管理的流程、降低了圖書(shū)管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度并在為讀者提供更加便利快捷的圖書(shū)借還書(shū)、查詢等服務(wù)的同時(shí)做到對(duì)讀者信息和借閱圖書(shū)的雙重（數(shù)據(jù)庫(kù)和圖書(shū)標(biāo)簽芯片）記錄以及EAS和記錄借閱信息流程的同一。包括以下幾個(gè)功能：

（1）芯片上號(hào)處理，提供館員進(jìn)行芯片粘貼時(shí)，將館藏?cái)?shù)據(jù)輸入芯片內(nèi)存的功能。存入內(nèi)存的項(xiàng)目可以包含：圖書(shū)館別、分館號(hào)、登錄號(hào)、館藏地、特藏號(hào)、分類號(hào)、作者號(hào)、部次號(hào)、年代號(hào)等其他館藏資料。

（2）柜臺(tái)借還書(shū)功能，在流通作業(yè)上，取代原先使用條形碼閱讀器讀取館藏登號(hào)的功能。讓館員在執(zhí)行流通作業(yè)時(shí)，不需要查尋條形碼所在，再讀取它，使用RFID時(shí)只要將館藏放置在天線范圍內(nèi)即可讀取。在借書(shū)與還書(shū)時(shí)，同時(shí)處理RFID芯片上的EAS功能，借閱時(shí)關(guān)閉，還書(shū)時(shí)開(kāi)啟，軟件自動(dòng)處理，達(dá)到防呆功能。

（3）自助借還書(shū)功能，讓讀者可以自行處理借書(shū)及還書(shū)程序，同時(shí)在借書(shū)及還書(shū)時(shí)運(yùn)行館藏RFID的安全機(jī)制；讓讀者在執(zhí)行借還書(shū)作業(yè)時(shí)，不需要尋找條形碼所在，只要將館藏書(shū)放置在天線范圍內(nèi)即可讀取。

（4）安全偵測(cè)功能，偵測(cè)館藏上RFID芯片的安全機(jī)制的狀況，來(lái)決定是否啟動(dòng)警報(bào)。實(shí)時(shí)偵測(cè)，館員可以實(shí)時(shí)處理異常狀況，采用數(shù)字式處理方法，避免因誤報(bào)而誤會(huì)讀者。

（5）館藏盤點(diǎn)功能，將手持式讀寫(xiě)器在書(shū)架上移動(dòng)，即可讀取藏館的登錄號(hào)；讀取速度是原先使用條形碼閱讀的好幾倍，可以節(jié)省館員盤點(diǎn)時(shí)間。

五、系統(tǒng)安全性及可能存在的安全隱患

1．結(jié)合一卡通指紋識(shí)別提高借閱安全

在以往的圖書(shū)流通環(huán)節(jié)中存在圖書(shū)被惡意借閱的情況，如讀者借書(shū)證在丟失后因沒(méi)有及時(shí)掛失而被他人冒用進(jìn)行惡意借閱。學(xué)院為了解決該問(wèn)題，利用校園一卡通系統(tǒng)發(fā)放校園卡（里面存有持卡人的指紋）當(dāng)借書(shū)證，可以很好地解決以上問(wèn)題。

讀者進(jìn)行自助借書(shū)操作時(shí)按指紋進(jìn)行身份校驗(yàn)，只有本卡的合法持有人才能進(jìn)行借書(shū)的操作；如果不是本卡的合法持卡人，系統(tǒng)將發(fā)出警報(bào)，提醒圖書(shū)館管理人員有非法卡進(jìn)行借閱，防止了惡意借閱。

2．利用RFID EAS功能實(shí)現(xiàn)防盜

用RFID EAS功能代替以檢測(cè)現(xiàn)有的18.2MHz或58kHz的磁條檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，克服了磁條報(bào)警系統(tǒng)誤報(bào)、漏報(bào)率較高的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的電子物品防盜功能。防盜工作在借還書(shū)流程中完成，通過(guò)在借書(shū)流程中加入對(duì)EAS功能位的置位的操作以使借出圖書(shū)的EAS功能失效，通過(guò)在還書(shū)流程加入對(duì)EAS功能位的復(fù)位操作以使EAS功能啟動(dòng)。

3．RFID存在的安全隱患

由于RFID本身依賴無(wú)線電波和芯片記錄能力的特性，導(dǎo)致了它也同時(shí)存在著幾個(gè)非常不能忽視的弱點(diǎn)：第一，這種標(biāo)簽在圖書(shū)資料上使用時(shí)，無(wú)法隱蔽；因?yàn)槿魏螄?yán)密的遮擋措施，都會(huì)影響無(wú)線電波的頻率，導(dǎo)致無(wú)法讀?。粺o(wú)論是撕掉標(biāo)簽或者緊握住圖書(shū)，就可以使圖書(shū)無(wú)法被跟蹤；第二，無(wú)線電波最怕金屬干擾，一張夾在書(shū)里的廉價(jià)的包裹口香糖用的錫箔紙，就可以使標(biāo)簽失效；第三，無(wú)線射頻的發(fā)射，需要天線線圈，只要用小刀輕輕一劃，就可以使其因短路而失效。因此如何保護(hù)標(biāo)簽不被人為的破壞是該系統(tǒng)能否正常使用的一個(gè)重要問(wèn)題，關(guān)鍵還是要提高大家保護(hù)、愛(ài)護(hù)書(shū)籍的意識(shí)，才能體會(huì)到RFID先進(jìn)技術(shù)給人們帶來(lái)的方便。

六、總結(jié)

集美大學(xué)誠(chéng)毅學(xué)院RFID智能館藏管理系統(tǒng)在圖書(shū)館的應(yīng)用，是國(guó)內(nèi)第一家RFID館藏管理系統(tǒng)。據(jù)悉，目前除深圳市圖書(shū)館正在進(jìn)行項(xiàng)目招標(biāo)外，國(guó)內(nèi)尚無(wú)建成并進(jìn)入實(shí)用的RFID館藏管理系統(tǒng)?！凹夹g(shù)一流，管理先進(jìn)，以人為本，服務(wù)至上”是現(xiàn)代圖書(shū)館提倡的辦館理念，誠(chéng)毅學(xué)院圖書(shū)館RFID智能館藏管理系統(tǒng)的建成，為實(shí)踐這個(gè)辦館理念提供了可靠的保證。

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