1、 本科毕业论文 （ 20 届） RFID 在图书馆中的应用研究 所在学院 专业班级 物流管理 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 2 - 目 录 摘 要 . 3 关键词 . 3 Abstract. 3 前 言 . 4 一、条码技术和 RFID 技术 . 4 （一）条码技术 . 4 （二） RFID 技术 . 5 （三）条码技 术和 RFID 技术的对比 . 6 二、条码技术在图书馆应用中存在的问题分析 . 7 （一）海院图书馆的简介 . 7 （二）条码技术在海院图书馆应用中存在的 问题分析 . 7 三、图书馆应用 RFID 技术的优点及存在难题 . 8 （一）图书馆应用 RF
2、ID 技术的优点 . 8 （二） RFID 技术应用中存在的难题 . 10 四、总结与展望 . 11 参考文献 . 11 3 摘 要 本论文首先从 RFID 技术和条码技术在图书馆的应用入手，分别介绍了 RFID 技术和条码技术，同时对 RFID 技术和条码技术进行了对比。其次举例介绍了条码识 别技术在高校图书馆中的应用所存在的问题，如条码的磨损和条码技术的借还书时效、追踪问题。然后假设说明了应用 RFID 技术将获得的优势，并且提出了现在图书馆应用 RFID 技术存在的问题，最后概述结论以期对大学图书馆的数字化改造工作具有一定的参考价值和借鉴意义。 关键词 条码技术；图书馆； RFID 技术
3、 AbstractThis paper begins with how the RFID technology and barcode technology are applied in libraries, and also makes a detailed introduction and contrast of the RFID technology and barcode technology. Then there are some examples given to illustrate the problems exist in colleges about the applic
4、ation of the barcode recognition technology, such as the abrasion, the efficiency of borrowing and returning books and so on. Besides, both the advantages of the application of RFID recognition technology and the problems about the application of the RFID technology in libraries are explained. At la
5、st comes the conclusion hoping that it can be a reference and worth learning for the digitization of college libraries. Key wordsBar Code Technology; Library; RFID Technology 4 前 言 目前，国内大部分图书管理普遍采用条码识别技术。条码识别技术是图书馆操作管理和物流管理的一项基础技术，它实现了图书馆自动化集成系统（ Integrated Library Automation System， ILAS）和图书馆物流之间的连
6、接，在图书馆馆藏和流通中应用较多 1。本章在介绍条码识别技术的基础上，对基于条码识别技术的图书管理系统的给以详细分析，包括招标方案的设计、系统组成模块、软、硬件环境、流通管理等，找出存在的问题，提出用 RFID 识别技术代替条码识别技术。 一、条码技术和 RFID 技术 （一）条码技术 1、条码技术的概念 条形码是由美国的 N.T.Woodland 在 1949 年首先提出的 2。近年来，随着机应用的不断普及，条形码的应用得到 了很大的发展。条形码可以标明的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起点、类别、日期等信息，因而在商品流通、图书管理、邮电管理、银行等许多领域都得到了广
7、泛的应用。 条形码是由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则（码制）编制成的，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标识符。即条形码一组粗细不同，按照一定的规则安排间距的平行线条图形。常见的条是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）组成的，如图所示。 图 1：现在普遍使用的条码 2、条码技术的种类 3 条码可分为一维 条码和二维条码： （ 1）一维条码 目前使用频率最高的几种码制是 EAN、 UPC、 39 码、交叉 25 码和 EAN128 码，其中EAN 条码是国际通用符号体系，是一种定长、无含义的条码，主要用于商品标识。 EAN128条码是由国际物品编码协会（ EAN
8、International）和美国统一代码委员会（ UCC）联合开发、共同采用的一种特定的条码符号。它是一种连续型、非定长有含义的高密度代码，用以表示生产日期、批号、数量、规格、保质期、收货地等商品信息。另有一些码制主要是适应特殊需要，如库德巴码用于血库、图书馆、包裹等的跟踪 管理。 （ 2）二维条码 为了提高一定面积上的条码信息密度和信息量又发展了一种新的条码编码形式 二维条码。从结构上讲，二维条码分为两类，其中一类是由矩阵代码和点代码组成，其数据是以二维空间的形态编码的，另一类是包含重叠的或多行条码符号，其数据以成串的数据行显5 示。重叠的符号标记法有 PDF417、 CODE49 和 C
9、ODE16K.PDF 是便携式数据文件（ Portable Data File）的缩写，简称为 PDF417 条码，是由 Symbol Technologies Ine 设计和推出的。其特点为 :信息容量大、编码应用 范围广、保密防伪性能好、译码可靠性高、条码符号的形状可变，具有很强的修正错误的能力。矩阵代码的具体类型如下： Maxicode， Data Matrix， Code One， Vericode 和 DotcodeA。矩阵代码标签可以做得很小，甚至可以做成硅晶片的标签，因此适用于小物件 4。 3、条码识别系统 条形码识别系统的组成。为了阅读出条形码所代表的信息，需要一套条形码识别系
10、统，它由条形码扫描器、放大整形电路、译码接口电路和计算机系统等部分组成，如图所示。 图 2：条形码识别系统 （二） RFID 技术 1、条码技术 的概念 射频识别技术即 Radio Frequeney IDentifieation，简称 RFID，是从上世纪八十年代起走向成熟的一项自动识别技术，它利用无接触的方式从目标中读取信息。伴随着大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，射频识别技术也进入实用化的阶段。 RFID是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术，其所具备的独特优越性是其它识别技术无法企及的。它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触
11、或瞄准 :可自由工作在各种恶劣环境下；可进行高度的数据集成 ;该技术 很难被仿冒、侵入，使 RFID 具备了极高的安全防护能力 5。 2、 RFID 系统的组成 6 一个最基本的 RFID 系统一般包括三个部份： 1.标签（ Tag）：即射频标签，由祸合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；一般电子标签中保存有约定格式的电子数据，且含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。 2.读写器（ Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式，它可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。读写器通常通过 RS2
12、32 或 RS485 接口进一步与电脑相连，或使用 WLAN 技术进行数据传送，所读取的标签信息被传送到电脑进行下一步处理。 透镜 2 透镜 1 电源 光点转换器 放大整体电路 译码接口电路 计算机系统 光源 6 3.天线（ Antenna）：在标签和读写器之间传递射频信号 7。 读写器是 RFID 系统中最重要的一个组成部分，从最基本原理来说，读写器通过空间信道向射频标签发送命令，标签接收读写器的命令后做出必要的响应，由此实现射频识别。此外，在射频识别应用系统中，一般情况下，通过读写器实现的对标签数据的无接触收集或由读写器向标签中写入的标签信息均要回送到应用系统中或来自应用系统，这就形成了射
13、频标签读写 设备与应用系统程序之间的接口 API（ Application program Interfaee）。一般情况下，要求读写器能够接收来自应用系统的命令，并且根据应用系统的命令或约定的协议作出相应的响应（比如回送收集到的标签数据等） 8。 （三）条码技术和 RFID 技术的对比 目前，图书馆流通及图书安全管理的方式主要有以下三种：流通作业用条形码（ BARCODE）、图书安全用磁条（ EMSTRIPE）；流通作业用 RFID9处理、图书安全仍使用磁条处理；流通作业及图书安全都使用 RFID。图书馆流通及图书安全处理方式 比较。 表 1：条形码技术和 RFID 技术对比 10 处理方式
14、项目 条形码 +磁条 RFID+磁条 RFID（ Read/Write） 读取登入号 找到条形码读取 在机器上即可读取 在机器上即可读取 借书后处理 需要清磁处理 需要清磁处理 在机器上自动写入已 外借 还书后处理 需要上磁处理 需要上磁处理 在机器上自动写入已 归还 自助借书功能 使用自助借还书机，读取条形码借书，完成后机器处理消磁 使用自助借还书机，读取 RFID 借书，完成后机器处理消磁 使用自助借还书机，读取 RFID 借书， 自助还书功能 使用 自助借还书机，读取条形码借书，完成后机器处理消磁 使用自助借还书机，读取 RFID 借书，完成后机器处理消磁 已自动处理 自助还书功能 不能
15、自动处理 不能自动处理 使用自动还书箱，读者直接将书放入箱内即完成还书并且注记已归还 馆外还书 不可行 不可行 可行而且方便 盘点功能 必须一本本的读取条形 码 只需在书架上横移读取即可节省至少 9 成时间 只需在书架上横移读取即可节省至少 9 成时间 顺架功能 无 有 有 防盗功能 使用电磁波侦测门，系 统交不稳定 使用电磁波侦测门，系 统交不稳定 使用 RF 无线电波技术，系统 较稳定 电磁波的剂量 侦测门约 50-500mg，上 侦测门约 50-500mg， 无电磁波 7 磁时约 2000mg 以上 上磁时约 2000mg 以上 盲人及儿童读者自助借还书 不可行 不可行 可行 二、条码技
16、术在图书馆应用中存在的问题分析 （一）海院图书馆的简介 浙江海洋学院图书馆现馆舍总面积 2.6 万平方米，现有文献 169 万册（其中古籍线装书1 万册、中外文现刊 2300 余种、电子文献 45 万册），馆藏文献以海洋、水产等学科最为丰富。 近年来，图书馆在不断加强文献资源建设的同时，还着力进行数字化图书馆建设，力求形成 纸质文献与电子文献齐头并进的馆藏格局。目前我馆已拥有 CNKI 中国期刊全文数据库、中文科技期刊数据库、万方数字资源、等三十几种中外文数据库。 在使用功能上，东校区图书馆以社科类图书、期刊的收藏和借阅为主，同时兼具管理中心职能；西校区图书馆以海洋水产、船舶制造等理工类图书、
17、期刊的收藏与借阅为主；石化校区分馆主要以石油储运类图书入藏和借阅为主。 2005 年 7 月图书馆更换了汇文公司的图书管理系统，使全馆各工作环节都实现了计算机集成化管理。各借书处和各阅览室均实行开架借阅，每周开放时间达 73 小时。同时，拥有 160 个机 座的多功能电子阅览室，可向全校师生提供网络、光盘等电子信息的检索和咨询服务。 （二）条码技术在海院图书馆应用中存在的问题分析 通过分析条码技术在浙江海洋学院图书馆应用的现状，发现其中存在如下几个问题： 1、条形码的磨损 （ 1）机械损伤条形码。图书馆在流通中条形码要反复通过光笔识别，如果工作人员用力压住光笔头，就会加快损伤图书条形码，影响和
18、缩短其使用寿命。 （ 2）流通使用自然损坏。图书在流通借出，由于相互摩擦，或染上的灰尘，或阳光用自然退色等，也会影响条形码的可读性准确性。经验表明，流通率较高的图书，条形码不 加任何保护，使用寿命只有 3-5 年。 （ 3）人为因素造成的磨损。读者损坏图书条形码。图书外借后，有一些读者不爱护条形码，在条形码上任意乱涂乱画，有的甚至撕毁，以至条形码无法识别。 2、应用条码技术在图书馆流通中图书的不安全因素 （ 1）图书借出后，有的读者把图书上的条形撕下，或用剪刀裁下，然后贴在一般自己用的图书上去，趁流通高峰期还到图书馆。 （ 2）图书借出后，有的读者把自己认为有价的图书上的条形码撕下贴到图书馆另
19、一本8 书上，而到图书馆赔偿另外一本图书，而本图书一般价格比较便宜。 （ 3）图书借出后，有的读者把图书 上的条形撕下，返回开架书库贴在另一本图书上，此图书流通时，让工作人员作为漏还的图给补还。因为在借还书高峰期确有少量图没有注销而漏还的情况发生，从而达到读自己的目的。 3、条码技术在图书的时效和追踪的问题 因图书流量增大，对图书的检索速度的要求，以及时时在线盘点的任务的需要，对现在的条码技术辨识的物体流通速度提出更多要求，现在通过三不同的作业方式的对比，发现条码技术应用的图书馆，存在的以下问题： （ 1）不能时时追踪图书的流动信息 （ 2）不能做到时时系统数量的盘点 （ 3）盘点手续耗时耗力
20、 （ 4）读取距离近 4、 条码技术在图书自动化管理系统中存在的问题 无法描述图书资源，造成流通管理的混乱。由于条码技术的信息容量小，只能是图书的标识。若要了解某图书的书名。作者、价格、附件、主题等信息，必须在联网的状态下通过图书管理系统的查询功能输入图书的条码，而图书馆的一般流通过程是在流通功能模块完成的，需进入查询功能。因此，读者借阅的图书价格是否在规定范围内，借还的图书是否含有附件等，必须依靠图书管理员手工检查，容易出错、遗漏，造成流通管理的混乱。 条码使用有限的数字或字母标识图书或读者，而不是对图书或者读者描述。因此，条码的使 用有懒于先建立的以一维条码为索引字段的数据库，当查询或流通
21、时，通过在客户机的应用程序中输入读者或图书的一维条码，经过网络的传送，从服务器的数据库中调出数据，完成图书馆的查询和流通功能。这使得图书馆的日常管理包括图书、读者的数据加工、流通、检索离不开网络于数据库。当网络或数据库出现故障，图书馆只能闭馆，没有任何应对策略。在图书流通过程中。客户机需要从服务器重复检索。读取图书和读者的信息，记录流通的情况。这必然容易造成网络的繁忙，服务器负荷加重，影响图书流通的速度，甚至影响图书管理系统的正常运行、数据的保存。 三、图书馆应用 RFID 技术的优点及存在难题 （一）图书馆应用 RFID 技术的优点 1、简化工作程序 降低图书丢失率目前图书馆的纸本资料除以光
22、学条形码（ optical barocde）作为每一本书的辨识码之外，为安全理由，还需加贴磁条，以防图书未经许可被携出。如果使用电子标签，则可不必粘贴磁条，省去一道图书加工工序，在流通工作中也可省去充磁、消磁工作。电子标签不仅存储图书资料的标识信息，也可包含安全信息，经过正常借阅图书的标签安全信息可自动写为正常状态，否则为另一种状态，当阅读器在特定的出口处检测到非借阅状态的 图书时， RFID 系统就自动报等。 2、读取方便快捷 电子标签可以粘贴在图书的封面或书内其他部位，读取数据时无需打开图书，也不采用9 现在一定要用条形码扫描仪对准每本书上的条码，一一扫描办理出借手续，办理借书还书甚至可以
23、透过书包等进行，信息简洁方便。识别距离近的可以有 20cm-30cm，远的可以有 1.2-1.5米，采用不同的类型和设备，有效识别距离还可以增加。 3、识别速度快 电子标签一进入范围，阅读器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，多本图书，读者手捧十几本图书只要经过检测范围，一次性就办理了 借书手续，实现批量识别处理。读者归还图书完全可以利用还书箱，配置无线射频阅读器的还书箱，读者只要将图书从还书口丢入箱内，显示还图书的书名、借阅者、归还日期等等信息，供还书者当场确认。现在各图书馆设立的还书箱只能称为待还图书箱，还书手续还要等图书馆工作人员一一处理，其中没有少发生过误会、纠纷和差错
24、，而电子标签的采用将彻底改变这种现象。 4、数据容量大 由于条形码所能代表的含义有限，所以条形码时代我们要完全依赖检索图书馆计算机管理系统了解每本图书的采购状态、编目状态、清点状态、借阅状态等等，而现在通过读取图书上 电子标签的内容就能一目了然，每本贴有电子标签的图书自身可以带有多种自定义的信息。一个 bit 位可以表示一种属性的两种状态，一个字节可以表示一本图书的八种属性 16种状态，普通的一张电子标签拥有 384 的 bit，可以供用户自定义。 RFID 时代一本图书自身可以含有信息量，这是条形码时代所无法比拟的。另外，可以根据图书馆的需要自行定义电子标签的内容，如写入一些固定的标识如图书
25、 ID 号， ISBN 号等。还可以写入一些动态的临时数据，如借还书过程中出借状态的表示，图书清点过程中清点状态的更改，借阅次数，馆藏地点的变动等等自定义 的一些数据也可以写入其电子标签内的 EPROM 中，甚至于这本图书是否进行过登记，是否进行过编目，不用查电脑也能反映得清清楚楚。正因为它具有记忆功能，所以电子标签不仅仅是一个普通标识标签，而是一种智能标签，是一个简便的、移动的活动图书储存器。 5、读者能自助借还书 读者可以通过自助借阅工作站，在系统提示和帮助下自行完成书籍的借出操作。还书时直接使用 BOOKDROP（自动还书箱），只需将书放入还书箱即完成还书作业，马上可以再借书。柜台工作站
26、可以同时处理借还书作业，并且可以处理其它较复杂的工作，如续借、罚款等作业。 磁性媒体（录音带、录像带等）皆可使用自助借还书机或馆员工作站。不需另外处理。 6、改进上架业务流程 工作人员在进行书籍上架时，可以经由存储在标签之中或后台数据库中的位置信息，通过后台的软件支持，比喻上架导航系统等，很方便地找到流通介质的需要归架的位置。 7、加速盘点作业 由于条形码阅读机必须在近距离而且没有物体阻挡下，才可以辨读条形码读入数据，因此，盘点时需从书架上将每一本书取出逐册扫描。而 RFID 标签通过非接触方式采集信息，并可一次读取数个记录，能极大提高清点效率。馆藏盘点时，只需在书架上横移即可读取，简 化盘点
27、工作。 8、容易查找不在架上或乱架的图书 10 利用无线射频通信方式，使其可以透过非金属的隔断读取信息。通过手提式阅读器，可以扫描图书书架，可以在乱架中找出所需的图书，可以找出藏匿的图书，可以进行数据采集，能够快速准确地实现图书清点工作。同时，盘点结果还可以形成报告，通过这一报告可以统计图书馆图书的遗失率和更为精确的馆藏分布信息。 9、使用寿命长 用于图书上的电子标签既轻又薄而且是封装式的，不怕灰尘，不怕污染，不怕油渍，贴在图书封三页，减少磨损，其使用寿命大大超过印刷的条形码。 10、标签数据可动态更改 利 用读写器可以改写电子标签内的数据，条形码代表的标识一次成形后无法再更改，而电子标签内的
28、数据，可以根据需要进行某些字段内信息的更改，从而使得修改图书 ID 标签成为可能。而且比打印条形码更快、更省时、更省力。 11、更为有效的安全防盗措施 图书馆引进和应用 RFID 技术，采用电子标签，将摒弃图书馆界目前普遍使用的磁针检测技术和条形码识别技术，改进图书馆现在的门禁身份识别系统。贴在图书上的电子标签可以代替现在的磁针和条形码，无线 .识别检测系统可以通过图书上的电子标签，办理图书借还手续，通过门禁检测系统时可以辨别图书的 出借状态。电子标签将原来磁条的检测功能、条形码的识别功能和身份的门禁系统有机地合三为一。而组成门禁系统的无线识别检测系统可以是无形的门禁，也可以是有形的门禁，无形
29、的门禁系统使图书馆更具有人性味和人情味，更能体现出图书馆的人文气息，人们将在无障碍中进出图书馆和借阅图书。 12、统计分析图书馆利用率 RFID 安全系统的识别统计功能可分析读者结构和图书馆利用率，并为读者提供更优质的服务。图书馆服务及管理工作的对象，除了图书和多媒体介质外，最重要的就是读者了。采用了 RFID 借书证后，可以借助于 RFI 安全系统，随时显 示进出馆读者的人数、身份和时间。此外还可进一步提供读者在馆与否的服务，以及读者每个月利用图书馆的累计时数、次数和每次平均停留时间，具体体现图书馆的管理及服务效率。图书馆经由这些统计资料和统计数字，作为人力配置的依据，图书上架、流通作业、参
30、考咨询服务及设备维护等都能充分利用经济的人力资源。在图书馆管理作业自动化后，对于图书馆形象的提高、设备的扩充都有相当的帮助，更进一步提升图书馆的利用价值。读者还可以使用一卡通系统，选择 RFID结帐，即由系统自动扣除超期、丢失图书罚款等。此外，装有 RFID 读写器的智能书架，随着图书流通，会自动显示图书的流通情况，帮助馆员进一步了解图书的使用情况。 13、更好的安全性 可以为电子标签内某些字段或全部字段数据的改写设置密码保护，从而使电子标签内的数据具有更高的安全性。 （二） RFID 技术应用中存在的难题 目前， RFID 技术的应用和发展面临着几个关键问题 标准、成本、技术和安全： 1.标准。目前行业标准以及相关产品标准还不统一，电子标准签迄今为止全球也还没有正式形成一个统一的（包括各个频段）国际标准。标准（特别是关于数据格式定义的标准）
