浅谈RFID在湖南省图书馆的应用

- 0 -湖南现代物流职业技术学院毕 业 论 文题 目 浅谈 RFID 在湖南省图书馆的应用 系 部 物流信息系 专 业 物流管理（信息管理方向） 班 级 物信 1112 班 姓 名 何 倩 指导教师 杨 曙 2013年12月1日- 1 -摘要当今社会是一个信息化时代，图书馆作为重要的基础文化设施设备，目前面临着图书管理难度大，信息量大，人工操作出现众多问题等等。然而我们应该如何促进图书管理系统的发展，提高工作效率和运营水平来满足图书流通要求，是我们当前智能图书馆系统的主要任务。RFID(无线射频识别 Radio Frequency Identification)是一种自动识别技术。本文在介绍了 RFID 技术的基础上,对 RFID 技术在湖南省图书馆中的应用做了深入的分析研究,总结了 RFID 技术应用中出现的问题，并介绍了国外主要应用 RFID 图书馆现状之后，论述了国内应用的技术水平和发展前景，同时还对湖南省图书馆的借还书系统做了一定的流程设计。关键词：图书馆 射频识别 图书智能管理- 2 -目录第一章 绪论 .41.1 研究背景 .41.2 研究目的与研究意义 .5第二章 RFID 无线射频识别技术概述 .62.1 RFID 无线射频识别技术的基本原理和工作流程 .62.2 RFID 无线射频识别技术的发展历史 .72.3 RFID 无线射频识别技术系统的特点 .82.4 RFID 无线射频识别技术与条形码的优缺点 .9第三章 无线射频识别技术子在湖南省图书馆中的研究应用 .103.1 RFID 无线射频识别技术在国外图书馆的研究应用 .103.2 RFID 无线射频识别技术在国内图书馆的研究应用 .113.3 RFID 在国内湖南省图书馆中的研究应用 .11第四章 基于湖南省图书馆 RFID 在其馆的个性问题及解决方案 .134.1、图书馆内阅读群体较大，读者借阅数据失真 .134.2、RFID 标签和图书的损毁问题及解决方案 .134.3、系统的稳定及设备寿命问题 .134.4、成本方面太高 .144.5 流通方面 .144.6 信号干扰方面 .14第五章 RFID 在湖南省图书馆图书借还的应用 .165.1、借还书本的流程设计 .165.2、二十四小时还书机硬件架构设计 .17第六章 总结与展望 .18致 谢 .19参考文献 .20- 3 -第一章 绪论1.1 研究背景21世纪是一个信息发展的社会。RFID 无线射频识别技术对现代社会产生着巨大的影响，就受到了各行各业的极大关注，尤其是近几年随着计算机技术的普及应用使得电子商务和电子政务得到了突飞猛进的发展与变革。各个国家和地区的生产商、制造商之间为了更好的适应经济领域中的这一变化，在商海中处于不败之地也是在不断的研究与探索怎样才能更加快捷有效的监控，从而达到降低企业生产经营陈本、管理化繁为简的目的。RFID 技术最早出现在图书馆的应用是在1998年，在国外，新加坡图书馆领先于美国，德国，日本等多个国家图书馆首次在全球业界采用了 RFID 技术，在国内，2006年，深圳市图书馆作为我国第一家大规模采用 RFID 技术的公共图书馆，成功的为我国图书馆 RFID 的应用提供了极大的实践参考价值。基于 RFID 技术和设备的应用可以实现的功能：自动分拣、自动借还、自动盘点、安防管理、阅览室等等，这些都是图书馆 RFID 的在图书管图书流通领域的一般基本应用，而没有充分挖掘出该技术从流通转向管理层的潜能应用，最近几年公共图书馆在 RFID 技术应用方面发展势头较快，仔仔了高效图书馆的前面，因此，公共图书馆 RFID 技术的应用更加值得去进行探入得探讨，存在较大的应用空间和应用潜能。- 4 -1.2 研究目的与研究意义1.2.1 研究目的本文的研究范围是图书馆 RFID 应用，将力求对湖南省图书馆 RFID 的应用进行全面论述，反应内外公共图书馆应用 RFID 的最新进展，最终，将达到如下的：1、从应用的视觉角度总结公共图书馆应用 RFID 的状况。当今知识经济时代的图书馆，RFID 技术在图书馆的应用只是存在于一般应用，实现的是一些基本功能，RFID 在图书馆最为一般的应用是图书馆借还管理，包括自主借还、自动归家、阅览室管理等。RFID 的技术性能优势及极大的应用潜能空间并没有得到深入研究，本文主要是基于前人在基本应用的研究的基础上，将分析智能借还书本、工作流程，从技术角度最大限度的论述 RFID 在湖南省图书馆应用的潜力。2、根据国外先进图书馆的成功应用案例，总结其在应用过程中的先进经验和启示，对比分析湖南省图书馆 RFID 的发展及应用，提供经验与借鉴。1.2.2 研究意义通过借鉴 RFID 技术在国外图书馆的应用成效及创新经验，总结出其各自存在的问题，为了满足图书馆理过程中智能化的需要，本人提出了 RFID 图书管理定位技术在图书馆应用的实施方案，让国内各馆普及应用到 RFID 技术，为 RFID 项目实施方案提供参考。同时把成功的经验与各馆的实际情况相结合，提出创新我国各图书馆 RFID 技术的高级应用的潜能优势的可行性建议，以期待解决目前国内研究中对实践指导的不足，这一研究将对国内各图书馆有重要的理论及实践价值。从湖南省图书馆图书管理层面的视觉出发，充分发挥 RFID 技术潜能应用，使其发挥把国内各图书馆转换成一个全新概念的、多功能的现代信息中心。同时为整个图书馆今后的发展提供一定的决策参考和可行性建议，实现图书管理在新起点上的跨越。- 5 -第二章 RFID 无线射频识别技术概述2.1 RFID 无线射频识别技术的基本原理和工作流程无线射频识别技术（Radio Frequency Identification）是一种非接触的自动识别技术，其基本工作原理是利用射频识别信号和空间耦合（电感活电磁耦合）传输特性，实现对被识别物体的自动识别。RFID 工作流程具体如下：对于规模较大的湖南省图书馆来说，首先应该在图书馆建设时根据本馆的需求在书库内合理布线来连接远程计算机与书架天线,然后带有 RFID 标签的图书放入某一书架的单元格时,将产生感应电流从而获得能量,电子标签信息与该图书此时所在书架层架标号相对应,并将此对应信息通过书架天线发送到远程计算机处理系统上形成书目和书架对应表,当读者需要该图书时,只要通过计算机检索书目和书架对应表便可找到与该书此时相对应的层架标号,从而实现对图书馆书库的每本图书进行定位监控。对于自助借还书本，读者从书库中找到所需图书后,只需要将借书卡在自助借还书机上进行扫描,并且把所借图书放在借、还书机的指定扫描区域上进行扫描,最后对所需借、还图书信息进行确认,随后系统录入借、还书信息,并打印票据,从而完成图书借、还过程。- 6 -2.2 RFID 无线射频识别技术的发展历史任何新技术的产生和发展都源于实际应用的需要，RFID 技术也不例外，RFID 技术是无线电广播技术和雷达技术的集合，雷达采用无线电波的反射和反向散射理论，而无线电广播技术则是个关于如何使用无线电波发射、传播和接受语音、图像、数字、符号技术。从信息传递的基本原理来说，技术在低频段基于变压器耦合模型(初级与次级之间的能量传递及信号传递)，在高频射频识别段基于雷达探测目标的空间耦合模型(雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机)。1948年哈里斯托克曼发表的利用反射功率的通信奠定了 射频识别射频识别技术的理论基础。1940-1950年：雷达的改进和应用催生了射频识别技术，1948年奠定了射频识别技术的理论基础。1950-1960年：早期射频识别技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。 1960-1970年：射频识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。1970-1980年：射频技术与产品研发处于一个大发展时期，各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早射频的射频识别应用。 1980-1990年：识别技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。1990-2000年：射频识别技术标准化问题日趋得到重视，射频识别产品得到广泛采用，射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。2000年后：标准化问题日趋为人们所重视，射频识别产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。至今，射频识别技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。- 7 -2.3 RFID 无线射频识别技术系统的特点随着图书馆开放式的发展，图书馆书籍的整理、上架、倒架对图书馆工作人员特别是对于一些国内知名大学图书馆来说面临着巨大的挑战。而 RFID 系统在图书馆的应用进一步满足了图书智能化管理的需求。1、电子标签具有更多的优越性：运算的速度很能高、记忆力很强、有逻辑判断能力、能够自动控制、有较好的通用性。2、节约时间，能有效提高借还书的效率，提高图书借阅率。图书馆工作无需对每本书一一扫描办理扫描手续，只需使自助借书机自动识别本人借书证，让其自动扫描所需要借阅的图书即可，最后，借书机自动打印此次所借图书的各项信息，如图书书目、借书、还书时间等。为实现图书馆24小时的自助借还书，RFID 系统图书馆普遍建设24小时还书籍和24小时自助图书馆，为读者提供随时随地、高效便捷的借还书服务。3、便于图书馆资源整架和快速清点。减少工作人员的工作强度，提高工作效率及质量。RFID 系统采用无线电波的方式读写传递数据，工作人员只需要利用阅读器对图书顺向扫描，就可以找出错嫁图书并提示该图书所在的正确位置，与此同时，图书馆工作人员高效优质的完成图书的前点工作。4、采用自动分类，有效提高流通速度。由于 RFID 标签的信息渗透性很强。存储信息量较大，因此图书放在自动分类设备的传送带通过 RFID 阅读器，依据所读去 RFID 标签的相关数据来分发图书到各自制定的位置，提高了图书馆流通部门的服务质量和效率。- 8 -2.4 RFID 无线射频识别技术与条形码的优缺点RFID 射频技术与条形码，从概念上来说，两者很相似，目的都是快速准确地确认追踪目标物体；从技术上来说，他们是两种不同的技术，有不同的适用范围（有时会有重叠）。两者之间最大的区别是条形码是“可视技术”，扫描仪在人的指导下工作，只能接收它视野范围内的条形码；相比之下，射频识别不要求看见目标，射频标签只要在接受器的作用范围内就可以被读取。条形码本身还具有其他缺点，如果标签被划破，污染或是脱落，扫描仪就无法辨认目标。条形码只能识别生产者和产品，并不能辨认具体的商品，贴在所有同一种产品包装上的条形码都一样，无法辨认哪些产品先过期；更重要的是目前全世界每年生产超过五亿种商品，而全球通用的商品条形码，由十二位排列出来的条形码号码已经快要用光了。除此之外，他们还有如下主要区别：有无写入信息或更新内存的能力。条形码的内存不能更改。射频标签不像条形码，它特有的辨识器不能被复制。标签的作用不仅仅局限于视野之内，因为信息是由无线电波传输，而条形码必须在视野之内。由于条形码成本较低，有完善的标准体系，已在全球散播，所以已经被普遍接受，从总体来看，射频技术只被局限在有限的市场份额之内。目前，多种条形码控制模版已经在使用之中，在获取信息渠道方面，射频也有不同的标准。由于组成部分不同，智能标签要比条形码贵得多，条形码的成本就是条形码纸张和油墨成本，而有内存芯片的主动射频标签价格在2美元以上，被动射频标签的成本也在1美元以上。但是没有内置芯片的标签价格只有几美分，它可以用于对数据信息要求不那么高的情况，同时又具有条形码不具备的防伪功能。- 9 -第三章 无线射频识别技术在湖南省图书馆中的研究应用3.1 RFID 无线射频识别技术在国外图书馆的研究应用1、美国美国始终在 RFID 技术的应用方面位居全球第一。RFID 技术已经被美国的很多城市图书馆所采用 RFID 技术，极其有效的帮助这些图书馆改善服务和进行管理。在图书馆 RFID 化的进程中,美国图书馆协会，功不可没把 RFID 技术作为一个新技术领域加以重视,加紧研究和制定 FRID 技术在图书馆应用的指导性文件。2005年，通过“关于RFID 技术和隐私权原则的决定，在此基础上又制定了第二个文件,即“在图书馆实施 RFID技术指南 隐私和知识自由的问题”对 RFID 技术在美国乃至全球图书馆的发展起到关键的促进作用。2、新加坡国家图书馆最早使用1995年新加坡政府专门设立国家图书馆管理局。1998年，新加坡国家图书馆管理局开始测试 RFID 在图书馆流通、分拣与物流系统。2000年获专利版权认证。2002年新加坡国家图书馆在世界上第一个采用 RFID 技术的图书管理系统。到2007年