浅谈RFID在湖南省图书馆

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

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RadioFrequencyIdentification)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

目录TOC\o"1-4"\h\u10940第一章绪论 4150091.1研究背景 4270641.2研究目的与研究意义 515886第二章RFID无线射频识别技术概述 6251932.1RFID无线射频识别技术的基本原理和工作流程 613962.2RFID无线射频识别技术的发展历史 7141432.3RFID无线射频识别技术系统的特点 812592.4RFID无线射频识别技术与条形码的优缺点 94912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 10248883.1RFID无线射频识别技术在国外图书馆的研究应用 10124243.2RFID无线射频识别技术在国内图书馆的研究应用 11272823.3RFID在国内湖南省图书馆中的研究应用 112038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 13171404.1、图书馆内阅读群体较大，读者借阅数据失真 13141864.2、RFID标签和图书的损毁问题及解决方案 1333064.3、系统的稳定及设备寿命问题 13189934.4、成本方面太高 1455574.5流通方面 14130684.6信号干扰方面 1432144第五章RFID在湖南省图书馆图书借还的应用 1640605.1、借还书本的流程设计 1673695.2、二十四小时还书机硬件架构设计 1717293第六章总结与展望 1826763致谢 1917668参考文献 20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。

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。

第二章RFID无线射频识别技术概述2.1RFID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（RadioFrequencyIdentification）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。

2.2RFID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。

2.3RFID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。

2.4RFID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。

第三章无线射频识别技术在湖南省图书馆中的研究应用3.1RFID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,新加坡国家图书馆管理局共拥有58座图书馆,包括一座新加坡国家图书馆,藏书总量达800多万册。新加坡国家图书馆的RFID系统主要包括几个功能模块，读者借还书系统，图书馆分拣及物流系统，图书数据及财产管理，图书盘点，书库管理模块。采用RFID技术的图书馆分拣及物流系统具有创新和实用意识，新加坡国家图书馆与国家邮政局合作，建立了一个现代化图书物流系统。将全国公共图书馆连成网络，读者可以在任何联网的图书馆借还书，而邮政局每天把归还的图书送到分拣系统处理，然后确保在24小时内将图书送回原馆。利用RFID系统，使得图书流通一馆借书，全国通还，方便快捷。

3.2RFID无线射频识别技术在国内图书馆的研究应用RFID技术在我国开始比较晚，由于成本等因素的制约发展相对缓慢，但是近几年由于标签成本相对较低，国内图书馆RFID应用也呈现出快速发展的态势，RFID在图书馆领域的应用迅速扩张大陆地区、香港、澳门等各大院校相继引进新技术，为读者提供创新服务。自2006年以来，我国大陆地区各大图书馆开始重视对于RFID技术的应用，详细梳理了各大图书馆开始采用RFID技术的时间。图书馆的名称。引用的主要技术及其功能并做出看简单的评述。2006年，深圳图书馆在全国率先采用RFID技术，引进自法国的多项技术，使得深证图书馆实现了全自动化管理。实现了图书自助借还、精确定位、自动分拣、智能盘点等基本功能。由此，我们也可以看出，在我国大陆地区，每年都有若干家公共图书馆在引进RFID技术，但是投资状况和引用程度以及要实现的功能却存在着一定程度的差别，因其各自的馆情而制宜。在国内引用RFID技术的众多图书馆中，深圳图书馆、长宁图书馆、杭州新区图书馆新区、无锡新区图书馆投资较大，所采用的RFID技术处于领先地位，而陕西省图书馆、天津图书馆，所采用的技术和设备非常有限，这说明，经济发达、观念开放的地区的大型图书馆越是重视RFID技术的应用。3.3RFID在国内湖南省图书馆中的研究应用作为本研究的一个图书馆RFID技术应用的分析，特选定了湖南省图书馆在图书馆中基于RFID的应用做了分析，现我将其最新的馆情作如下阐述：湖南省图书馆利用先进的RFID技术，该图书馆内的藏书数量高达30万册，中外报刊杂志多达几千余种，为读者提供阅览坐席规模巨大。湖南省图书馆作为一个重要的成功的信息收藏中心，给广大长沙人民提供了一个很好读书环境，丰富了人们的知识海洋。湖南省图书馆RFID系统的应用，目前看来，一般应用在一下几个方面，现就该图书馆的实际应用进行阐述，以及所取得的成效。1、读者自助借还书，简化借书还书流程这是多有图书馆应用RFID技术后都要实现的首要的且重要的功能，湖南省图书馆应用RFID技术以后，讲图书馆贴上RFID标签，以RFID标签技术取代传统的条形码及磁条，将图书贴上RFID标签，以RFID标签技术取代传统的条形码及磁条，在读者借还书的时候，免

除了图书馆工作人员的消磁和上磁的工作，因此很大程度上减轻了流通中工作人员的工作量，且提高了借阅的数量、节约借阅流程的时间2、实现加速盘点、自动分拣根据目前所阐述的RFID技术的工作原理，我知道RFID标签进入到图书馆的设有RFID设备的磁场后，RFID标签发送无线电波信号就可以一次读取多个标签数据，简化了图书馆的盘点作业流程和工作量。。同时，利用无线电波信号的感应，还可以实现的功能：已预约的图书可被快速找出，容易查找到那些规错架位或者不在架上的图书，协作图书寻找更为简单，解决了目前没有使用RFID技术的图书馆所面临的各种问题。3、馆藏人员方面基于RFID技术的图书管理系统的应用,使的图书上架、顺架、典藏、借阅等工作更加的智能化,并且对图书的编目要求降低,从而大大提高了工作人员的工作效率,减小了其工作强度,致使图书馆的大量劳动力得以解放,这样图书馆多余的劳动力将面临着很大的压力。另一方面,RFID图书定位系统所配备的相关技术人员的专业技术水平要求很高,一旦系统出现问题,图书馆的运行将会停止,他们需要实时对系统进行检测和维护。

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4.1、图书馆内阅读群体较大，读者借阅数据失真随着图书馆建筑与服务方式的改进（借阅一体、延长开放时间、舒适的阅览空间）。如今，图书馆采用开架式馆内阅览模式，读者在图书馆内阅读的比重加大，图书馆内阅览室读者利用文献的一种重要方式，而且其重要性随着图书馆服务的发展还在增加中。使得图书馆的馆内使用情况的数据在系统中无可查证，因此单纯外借数据越来越不能准确反映读者的借阅行为与偏好。如何有效获取读者馆内利用文献的数据，是图书馆管理中令人困惑的难题。解决方案：面对如此严峻的阅读群体，图书馆内工作人员应该要加强馆内监管，可以实施两次数据核对进行数据备份，这样就可以减少数据失真。虽说加强了工作量，但避免了数据的流失和错误的发生率就大大减少了，同时馆内人员可以加强对读者读阅书籍的时间控制吗，在一定的期限就应该返还书本，对于书本借出的时间不一致来减少错误的漏失。4.2、RFID标签和图书的损毁问题及解决方案在图书馆中，图书管理人员表示出现了一些个人素质与个人意识不强对图书的毁损现象很严重。图书馆使用RFID标签，是直接贴在书籍上的，露在外面，图书管理人员表示难免存在极个别的素质不良文明读者发现并撕毁，带出馆外的现象，湖南省图书馆在使用RFID标签后没有多久就发现标签被读者恶意撕毁，将图书携带出去，这无疑为工作人员增加了工作负担，他们会查找图书标签、查找图书、如果丢失，更要进行补够标签和图书，而如果有无法补够的就只有对相关的数据进行注销。解决方案：对于RFID标签的损坏，我们首先要做到把图书信息录入到图书馆数据库信息库存内，若标签遭到损坏，我们可以根据数据库反映的信息进行跟踪，对一些素质与个人意识不强毁损标签现象的人做一定处罚。4.3、系统的稳定及设备寿命问题为加强进一步提高图书馆的馆内设施设备和服务水平，湖南省图书馆有对读者进行问卷调查，调查研究后，发现在该馆内出现过自助办证故障、自助借还设备的系统连接超时导致无法正常使用等问题。另外打印借阅凭条的机器故障率较高，该系统的使用寿命较短，使用不到一年就出现故障，最初是让售后技术服务机构到馆内解决，但是会长时间的经常处于等

待状态，直接影响读者们的借阅，于是后来馆内工作人员逐渐主动学习自己决定打印问题，以免影响读者对图书馆的服务评价。解决方案：定期加强对设备的检查与维修，若故障频发出发，应更换设备，同时加强对数据库系统的维护，做到数据库备份，以减少错误的产生。数据库维护包括数据库的备份与还原，维护记录进行文本日志记录，数据库的备份有两种形式，一是使用数据库平台软件的定时备份功能，二是使用后台管理系统，对数据库定时备份。4.4、成本方面太高湖南省图书馆虽说利用了RFID技术方便了人民群众，但响度来说RFID成本方面太高，,例如,RPID智能书架的成本是很高的,书架层架标单价为5元人民币左右,书架所需阅读器单价为150元人民币左右,每个智能书架的单价为1500元人民币左右,传统书架的单价为500元人民币左右,因此其价格还是相对悬殊的。另外每个RFID标签的成本也高于一个安全磁条的成本,因此对一些资金投入不大的中小型图书馆来说,其应用RFID图书定位系统所需要的费用还是很难承受的。解决方案：据调查研究随着RFID技术的发展及普及,RFID智能书架、电子标签、以及相关硬、软件设备的成本在逐年下降,例如2006年以前,每个RFID标签的价格在1美元以上,而目前远望谷出品的型号为XCTF-8404RFID电子标签售价为0.89人民币,呈现明显降价趋势。RFID图书定位技术更加适应于一些资金投入高、藏书量大以及馆藏智能化高的大型图书馆,因此在综合权衡下,这些成本投入是可以接受的。4.5流通方面湖南省图书馆地处交通枢纽中心，地理位置很优越，来往的读书者很多，馆内几乎每天都是很多人，读者在图书借阅时,因此会发生RFID电子标签识别错误导致图书借还错误的现象,由于智能化的管理方式,使得问题发现比较迟缓。当发生图书超期的情况下,很难联系真正借阅此书的读者,图书馆就需要承担此种风险。解决方案:在图书借阅处,可以设置一定范围的屏蔽,这种方法可以有效的减少RFID电子标签识别错误,降低图书馆的承担。4.6信号干扰方面手机等电子产品的使用会对RFID图书定位系统造成一定的干扰,使RFID电子标签与书架天线之间的信息传递受到影响。

解决方案:有时会需要对书库内手机等电子产品的信号采取屏蔽措施,这需要根据本馆的实际需要,来做出权衡决策。

第五章RFID在湖南省图书馆图书借还的应用5.1、借还书本的流程设计针对以上多个问题的出现，我就湖南省图书馆借还书本做了一个简单的流程设计如下图所示：主界面主界面借书操作2.还书系统3.续借操作流程主界面主界面主界面主界面按下还书按钮按下续借按钮按下借书按钮借书结束借书成功筛选需要借阅的图书按下借书确认键按下还书按钮按下续借按钮按下借书按钮借书结束借书成功筛选需要借阅的图书按下借书确认键放置续借的图书，系统读取并显示还书信息放置归还的图书，系统读取并显示还书信息放置续借的图书，系统读取并显示还书信息放置归还的图书，系统读取并显示还书信息出示借书卡，系统结束结束借书卡，显示借阅信息出示借书卡，系统结束结束借书卡，显示借阅信息删选需要续借的图书放置借阅图书，系统读取并显示图书信息删选需要归还的图书删选需要续借的图书放置借阅图书，系统读取并显示图书信息删选需要归还的图书按下续借确认键放置归还的图书，系统读取按下续借确认键放置归还的图书，系统读取按下还书确认按键按下还书确认按键续借成功续借成功还书成功还书成功打印续借凭条打印还书凭条打印结借凭条打印续借凭条打印还书凭条打印结借凭条续借成功续借成功还书结束还书结束5.2、二十四小时还书机硬件架构设计下图是我个人设想的二十四小时还书机硬件构架设计，此系统是由自助借还机的功能可知其需要的硬件有:计算机主机、显示器、键盘、鼠标、高频读写器、超高频读写器、摄