基于RFID的圖書管理系統(tǒng)設計

1 RFID技術(shù)的特點

　　RFID是指采用無線射頻方式進行非接觸通信，以達到識別并交互數(shù)據(jù)的一種快速識別技術(shù)。射頻識別技術(shù)的物理組成一般分為三個部分：應答器（電子標簽）、閱讀器、計算機處理和控制部分。應答器中一般保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。在實際應用中，應答器附著在待識別物體上。閱讀器又稱為讀裝置。可無接觸地讀取并識別應答器中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達到自動識別物體的目的。閱讀器的射頻模塊主要用于通過無線射頻可在一定的距離內(nèi)自動捕獲應答器中的數(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，其基本特點是應答器的成本較低、標簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短（10cm一50cm）、高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz。

　　RFID的第二個重要特征是應答器的供電。有源應答器內(nèi)裝有電池，為微型芯片的工作提供全部能量。有源應答器距離閱讀器較遠時，閱讀器也能讀出其無線數(shù)據(jù)。不足之處是電池的壽命有限（3年一10年。與讀寫次數(shù)和耗電有關），需更換電池，且易形成電磁波污染j無源應答器自己沒有電源，它工作的所有能量必須從閱讀器的電磁場中感應獲得，服務距離勢必受影響。

　　本文采用的是符合ISO/IECl5693標準的疏耦合RFID標簽芯片，通信頻率為13.56MHz±7kHz，基本功能包含：具有不可改寫的64Bit、唯一序列號（UID）、電子商品防盜功能（EAS）、防沖突功能支持特有的快速讀寫模式、支持應用類型識別（An）、指令控制自毀功能、16位CRC校驗。該芯片和以往條形碼的差異比較見表1。

　　2 系統(tǒng)的整體架構(gòu)

　　本管理系統(tǒng)以RFID技術(shù)為基礎。以RFID中間件為媒介實現(xiàn)了先進的RFID技術(shù)和圖書管理方法的有機結(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)點在于RFID設備和RFID標簽數(shù)據(jù)以RFID中問件模塊為接人和導人媒介。通過中間件這一媒介，RFID系統(tǒng)在與現(xiàn)有的圖書管理系統(tǒng)得以完好融合的同時，能夠保證現(xiàn)有圖書管理系統(tǒng)和RFID系統(tǒng)的獨立性和健壯性。

　　整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

　　其中，一樓圖書館出口和二樓閱覽室使用遠距離RFID讀寫器和配套的天線構(gòu)成EAS通道。遠距離RFID讀寫器通過中間件模塊接入現(xiàn)有圖書管理系統(tǒng)的集線器端口，中間件模塊還負責EAS報警器的觸發(fā)和關閉工作。

　　一樓設有兩個自動借還書終端。自動借還書的功能由RFID桌面讀寫器（或中距離讀寫器）和校園一卡通識讀器配合完成。RFID桌面讀寫器使用終端PC的RS232接口。而一卡通識讀器使用終端PC的USB接口。兩者在RFID中間件后臺軟件的管理下協(xié)同工作以完成圖書自動借還的操作。

　　還書箱是對現(xiàn)有的還書箱改造完成的（在還書箱入口加裝桌面型RFID讀寫器）。為了保證還書信息得到讀者的確認。還書箱端配備一臺PC終端以顯示還書的信息。

　　為了真正實現(xiàn)自動的借還書流程，減少圖書管理員的工作量，以上借還書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)進行信息的交互。

　　3 系統(tǒng)的功能模塊分析

　　圖書館RFID圖書管理系統(tǒng)以RnD中間件為紐帶。

　　將先進的RFID技術(shù)同圖書管理系統(tǒng)有機地結(jié)合起來，有效地提高了圖書管理的效率、簡化了圖書管理的流程、降低了圖書管理人員的勞動強度并在為讀者提供更加便利快捷的圖書借還書、查詢等服務的同時做到對讀者信息和借閱圖書的雙重（數(shù)據(jù)庫和圖書標簽芯片）記錄以及EAS和記錄借閱信息流程的同一。包括以下幾個功能：

　　3.1 芯片上號處理

　　提供館員進行芯片粘貼時，將館藏數(shù)據(jù)輸入芯片內(nèi)存的功能。

　　3.2 柜臺借還書功能

　　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的功能。讓館員在執(zhí)行流通作業(yè)時，不需要查尋條形碼所在，再讀取它，使用RFID時只要將館藏放置在天線范圍內(nèi)即可讀取。在借書與還書時，同時處理RFID芯片上的EAS功能，借閱時關閉，還書時開啟，軟件自動處理，達到防呆功能。

　　3.3 自助借還書功能

　　讓讀者可以自行處理借書及還書程序，同時在借書及還書時運行館藏RFID的安全機制；讓讀者在執(zhí)行借還書作業(yè)時，不需要尋找條形碼所在，只要將館藏書放置在天線范圍內(nèi)即可讀取。

　　3.4 安全偵測功能

　　偵測館藏上RFID芯片的安全機制的狀況，來決定是否啟動警報。實時偵測，館員可以實時處理異常狀況。采用數(shù)字式處理方法，避免因誤報而誤會讀者。

　　3.5 館藏盤點功能

　　將手持式讀寫器在書架上移動，即可讀取藏館的登錄號：讀取速度是原先使用條形碼閱讀的好幾倍，可以節(jié)省館員盤點時間。

　　4 系統(tǒng)安全性及可能存在的安全隱患

　　4.1 結(jié)合一卡通指紋識別提高借閱安全

　　在以往的圖書流通環(huán)節(jié)中存在圖書被惡意借閱的情況。如讀者借書證在丟失后因沒有及時掛失而被他人冒用進行惡意借閱。學院為了解決該問題，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）當借書證，可以很好地解決以上問題。

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

　　4.2 利用RFID ESA功能實現(xiàn)防盜

　　用RFIDEAS功能代替以檢測現(xiàn)有的18.2MHz或58kHz的磁條檢測報警系統(tǒng)?？朔舜艞l報警系統(tǒng)誤報、漏報率較高的缺點。實現(xiàn)真正意義上的電子物品防盜功能。防盜工作在借還書流程中完成，通過在借書流程中加入對EAS功能位的置位的操作以使借出圖書的EAS功能失效，通過在還書流程加入對EAS功能位的復位操作以使EAS功能啟動。

　　4.3 RFD存在的安全隱患

　　由于RFID本身依賴無線電波和芯片記錄能力的特性。導致了它也同時存在著幾個非常不能忽視的弱點：第一，這種標簽在圖書資料上使用時，無法隱蔽；因為任何嚴密的遮擋措施，都會影響無線電波的頻率，導致無法讀??；無論是撕掉標簽或者緊握住圖書，就可以使圖書無法被跟蹤；第二，無線電波最怕金屬干擾，一張夾在書里的廉價的包裹口香糖用的錫箔紙，就可以使標簽失效：第三，無線射頻的發(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。因此如何保護標簽不被人為的破壞是該系統(tǒng)能否正常使用的一個重要問題，關鍵還是要提高大家保護、愛護書籍的意識，才能體會到RFID先進技術(shù)給人們帶來的方便。

　　5 結(jié)語

　　RFID智能館藏管理系統(tǒng)在圖書館的應用，將會掀起是國內(nèi)RFID館藏管理的熱潮，市場應用前景廣泛。

　　據(jù)悉，目前除深圳市圖書館正在進行項目招標外，國內(nèi)尚無建成并進入實用的RFID館藏管理系統(tǒng)。“技術(shù)一流，管理先進，以人為本，服務至上”是現(xiàn)代圖書館提倡的辦館理念。圖書館RFID智能館藏管理系統(tǒng)的建成，為實踐這個辦館理念提供了可靠的保證。