基于RFID的圖書管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　1 RFID技術(shù)的特點(diǎn)

　　RFID是指采用無線射頻方式進(jìn)行非接觸通信，以達(dá)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(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)答器附著在待識別物體上。閱讀器又稱為讀裝置。可無接觸地讀取并識別應(yīng)答器中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)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(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一50cm)、高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz。

　　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(guān))，需更換電池，且易形成電磁波污染j無源應(yīng)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(yīng)獲得，服務(wù)距離勢必受影響。

　　本文采用的是符合ISO/IECl5693標(biāo)準(zhǔn)的疏耦合RFID標(biāo)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(yīng)用類型識別(An)、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(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中問件模塊為接人和導(dǎo)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(shí)，能夠保證現(xiàn)有圖書管理系統(tǒng)和RFID系統(tǒng)的獨(dú)立性和健壯性。

　　整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)距離RFID讀寫器和配套的天線構(gòu)成EAS通道。遠(yuǎn)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(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(rèn)。還書箱端配備一臺PC終端以顯示還書的信息。

　　為了真正實(shí)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(jìn)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(jìn)的RFID技術(shù)同圖書管理系統(tǒng)有機(jī)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(qiáng)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(wù)的同時(shí)做到對讀者信息和借閱圖書的雙重(數(shù)據(jù)庫和圖書標(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：

　　3.1 芯片上號處理

　　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。

　　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(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。在借書與還書時(shí)，同時(shí)處理RFID芯片上的EAS功能，借閱時(shí)關(guān)閉，還書時(shí)開啟，軟件自動處理，達(dá)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(shí)在借書及還書時(shí)運(yùn)行館藏RFID的安全機(jī)制;讓讀者在執(zhí)行借還書作業(yè)時(shí)，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(jī)制的狀況，來決定是否啟動警報(bào)。實(shí)時(shí)偵測，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)而誤會讀者。

　　3.5 館藏盤點(diǎn)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(diǎn)時(shí)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(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)借書證，可以很好地解決以上問題。

　　讀者進(jìn)行自助借書操作時(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)，提醒圖書館管理人員有非法卡進(jìn)行借閱。防止了惡意借閱。

　　4.2 利用RFID ESA功能實(shí)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(bào)警系統(tǒng)?？朔舜艞l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(fù)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(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)簽在圖書資料上使用時(shí)，無法隱蔽;因?yàn)槿魏螄?yán)密的遮擋措施，都會影響無線電波的頻率，導(dǎo)致無法讀取;無論是撕掉標(biāo)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(jià)的包裹口香糖用的錫箔紙，就可以使標(biāo)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(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)重要問題，關(guān)鍵還是要提高大家保護(hù)、愛護(hù)書籍的意識，才能體會到RFID先進(jìn)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(yīng)用，將會掀起是國內(nèi)RFID館藏管理的熱潮，市場應(yīng)用前景廣泛。

　　據(jù)悉，目前除深圳市圖書館正在進(jìn)行項(xiàng)目招標(biāo)外，國內(nèi)尚無建成并進(jìn)入實(shí)用的RFID館藏管理系統(tǒng)。“技術(shù)一流，管理先進(jìn)，以人為本，服務(wù)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(shí)踐這個(gè)辦館理念提供了可靠的保證。