條碼技術作為一種自動識別技術, 具有成本低、操作簡單的特點, 在圖書館及其它行業(yè)中工作得到廣泛的應用, 但其也存在局限性, 如必須人工借助讀寫設備進行數(shù)據(jù)的采集, 常因條碼、閱讀器質量發(fā)生誤讀和拒讀。近年迅速發(fā)展的射頻識別(RFID) 技術, 不僅具備條碼技術的功能, 還克服了其局限性, 用于圖書資料的識別更加簡單高效。本文對射頻技術進行簡單介紹, 并對其在圖書館工作中的應用進行探討。

　　一 　RFID 概述

　　1 　射頻識別原理

射頻技術 (radio Frequency Identification) 是一種非接觸自動識別技術, 它可實現(xiàn)對靜止的或移動中的物體的自動識別并獲取相關數(shù)據(jù), 識別工作無須人工干預, 并可工作于惡劣環(huán)境。

圖1 　射頻識別系統(tǒng)構成圖

射頻識別系統(tǒng)一般由電子標簽(tag) 、讀寫器( read2er) 、天線(Antenna) 三部分組成, 如圖1 所示。其中電子標簽又稱為射頻標簽、應答器, 由標簽芯片和耦合組成。每個標簽具有惟一的電子編碼, 是數(shù)據(jù)載體。電子標簽附著或嵌在待識別物體上, 用于標識目標對象。天線是標簽與閱讀器之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)射、接收裝置。天線與讀寫器可集成為一個整體, 也分立存在, 不同制造商有各自的集成方法。任何一個RFID 系統(tǒng)至少應包含一根天線, 可為內(nèi)置天線也可為外置天線, 用以發(fā)射和接收射頻信號。閱讀器又稱為讀出裝置、掃描器, 當電子標簽可以無線改寫數(shù)據(jù)時雙稱為讀寫器, 典型的閱讀器由高頻模塊(發(fā)送器和接收器) 、控制單元以及天線組成。此外許多讀寫器還有附加的接口(RS232、RS485、以太網(wǎng)接口等) , 以便將所獲得的數(shù)據(jù)傳向應用系統(tǒng)或從應用系統(tǒng)接收命令。閱讀器與應用系統(tǒng)之間的接口 API (Application Programm Interface) 通常用一組可由開發(fā)工具(如VC + + , VB , PB 等) 調用的標準接口函數(shù)來表示。標準接口函數(shù)的功能大致包括以下四個方面:

　　1）　應用系統(tǒng)根據(jù)需要可能向閱讀器發(fā)出閱讀器配置命令。
2 ）　閱讀器向應用系統(tǒng)可能返回的所有可能的閱讀器當前的配置狀態(tài)。
3 ）　應用系統(tǒng)向閱讀器可能發(fā)送的各種命令。
4 ）　閱讀器向應用系統(tǒng)可能返回的所有可能命令的執(zhí)行結果。

　　射頻系統(tǒng)工作時, 閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號, 標簽進入磁場時, 通過空間耦合獲得能量, 發(fā)送出自身編碼信息。閱讀器獲取數(shù)據(jù)并解碼后送至電腦主機進行相關的處理, 這樣在耦合通道內(nèi)根據(jù)時序關系實現(xiàn)能量傳遞和數(shù)據(jù)交換, 并可通過計算機及計算機網(wǎng)絡對識別信息采集處理及遠程傳送, 從而實現(xiàn)物品的自動識別或物品信息的自動收集。

　　2 　射頻系統(tǒng)的分類

　　通常讀寫器發(fā)送信號時使用的電磁頻率稱為RFID 系統(tǒng)的工作頻率, 射頻系統(tǒng)依工作頻率分為低頻( 30kHz2300kHz) 、高頻(3MHz230MHz) 和超高頻(300MHz23GHz)三種類型。常見的工作頻率有低頻 125kHz、13412kHz 及高頻13156MHz 等。低頻電子標簽成本較低, 但標簽保存的數(shù)據(jù)量較少, 閱讀距離較短, 外形多樣, 閱讀天線方向性不強。高頻系統(tǒng)標簽保存的數(shù)據(jù)量較大, 閱讀距離可達幾米至十幾米, 能適應物體高速運動, 外形一般為卡狀, 閱讀天線及電子標簽天線有極強的方向性, 成本較高。按電子標簽的供電方式, 射頻系統(tǒng)可分為有源系統(tǒng)和無源系統(tǒng)。

　　有源系統(tǒng)的電子標簽內(nèi)裝有電池, 標簽電池供應的能量部分地轉換為電子標簽與閱讀器通訊所需的射頻能量, 閱讀距離較遠, 但電池壽命有限, 一般為3～5 年。無源系統(tǒng)的電子標簽沒有內(nèi)裝電池, 在閱讀器的讀出范圍之外時, 電子標簽處于無源狀態(tài), 在閱讀器的讀出范圍之內(nèi), 電子標簽從空間耦合獲得的射頻能中提取其工作所需的電能。無源電子標簽一般采用反射調制方式實現(xiàn)電子標簽信息向閱讀器的傳送。

　　3 　射頻技術的特點

　　由于射頻識別的信息傳播媒介是電磁波, 可以透過外部材料讀寫數(shù)據(jù), 而且信息讀寫過程中, 對于讀寫器與被識別的電子標簽之間的距離方位沒有精確的要求。電子標簽能在惡劣環(huán)境下工作, 使用壽命長, 能夠輕易嵌入或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上。電子標簽可以寫入及讀取數(shù)據(jù), 標簽的內(nèi)容可以動態(tài)改變, 信息存儲量大。由于使用防沖撞突技術, 能防止標簽之間數(shù)據(jù)干擾, 因此RFID 系統(tǒng)可以同時處理多個標簽, 例如TI 公司推出的 13156MHz系統(tǒng), 每秒鐘能處理大約50 張標簽。電子標簽的數(shù)據(jù)存取有密碼保護且需要專門的設備進行讀寫, 因此不容易偽造
及更改, 安全性更高。

　　二　RFID 在圖書館工作中的應用

　　RFID 以其技術優(yōu)勢在交通、物流等許多行業(yè)得到廣泛的應用。在圖書館領域, 目前已有美國、新加坡等多個國家的圖書館采用了這項技術。在我國圖書館領域中, 射頻技術還未廣泛應用, 其應用僅限于射頻卡的使用。圖書館使用射頻卡標識讀者身份, 并與管理軟件相配合, 實現(xiàn)電子閱覽室的“無人管理”和自動計費, 但對圖書資料的標識依然使用條形碼。如果使用射頻技術, 采用電子標簽標識圖書, 則可以解決由于條碼技術自身局限性在圖書館工作中出現(xiàn)的問題。

　　1 　RFID 技術對圖書館工作的作用

　　1）簡化工作程序, 降低圖書丟失率目前圖書館工作中, 用條形碼標識圖書資料, 同時為防止圖書的丟失, 需在圖書上粘貼磁條, 如果使用電子標簽, 則可不必粘貼磁條, 省去一道圖書加工工序, 在流通工作中也可省去充磁、消磁工作。電子標簽不僅存儲圖書資料的標識信息, 也可包含安全信息, 經(jīng)過正常借閱圖書的標簽安全信息可自動寫為正常狀態(tài), 否則為另一種狀態(tài),當閱讀器在特定的出口處檢測到非借閱狀態(tài)的圖書時,RFID 系統(tǒng)就自動報警。

　　2）提高工作效率
由于條碼必須在一定距離且沒有遮擋的情況下, 通過條碼閱讀器讀入數(shù)據(jù), 清點圖書時, 需要逐冊一一掃描。電子標簽則是通過無線電波傳遞信號, 并可一次讀取數(shù)個記錄, 能極大提高清點效率。因RFID 系統(tǒng)可同時處理多個標簽, 可減少或避免在借閱高峰時讀者的等候時間, 提高工作效率和服務水平。條碼技術會由于條碼、條碼讀寫器的質量問題產(chǎn)生誤讀或拒讀, 使用電子標簽, 識別準確率會大大提高。對于亂架的圖書只要附有電子標簽, 在RFID閱讀器覆蓋的區(qū)域能夠非常容易地找到, 并由館員將其歸位。

　　3）使用射頻識別技術, 圖書館的一些場館可以實現(xiàn)真正意義上的“開架”
在特定的區(qū)域, 使用專用設備, 讀者可以自行借書還書; 讀者還可以使用一卡通系統(tǒng), 選擇RFID 結帳, 即由系統(tǒng)自動扣除超期、丟失圖書罰款等。此外, 裝有RFID 讀寫器的智能書架, 隨著圖書流通, 會自動顯示圖書的流通情況, 幫助館員進一步了解圖書的使用情況。

　　 2 　圖書館使用RFID 所面臨的問題

　　1） 成本問題
射頻識別系統(tǒng)的成本是制約其推廣應用的首要因素。當前電子標簽的價格還較高, 無源和有源電子標簽的價格分別在30 美分和1 美元左右, 這對于擁有數(shù)十萬乃至上百萬冊圖書的圖書館來說就顯得過于昂貴了。另外射頻閱讀器的價格大都在1 000美元以上, 而一個一般規(guī)模的圖書館就需要安裝多臺, 使用射頻識別系統(tǒng)的費用偏高。

　　2 ）標準化問題
到目前為止, 包括ISO (國際標準組織) 和CEN (歐洲標準委員會) 在內(nèi)的10 多個國家或國際機構頒發(fā)了有關RFID 的技術標準, 彼此并不完全兼容。在物流領域, RFID技術存在兩種編碼體系———日本UID 標準和歐美的EPC 標準, 這兩個標準使用的無線頻段、信息位數(shù)和應用領域等存在著不同程度的差異。由于RFID 在國際上還沒有一個成熟的技術標準及行業(yè)使用規(guī)范, 各個廠家推出的 RFID 產(chǎn)品互不兼容, 這對RFID 產(chǎn)品互通和發(fā)展以及在圖書館的應用造成了極大阻礙。

　　3 ）電子標簽的編碼與現(xiàn)有圖書資料的條碼編碼的兼容問題
由于對圖書資料的編碼沒有一個統(tǒng)一標準, 使用條碼標識圖書資料時, 各圖書館根據(jù)各自的情況制定不同的編號方法。使用電子標簽標識圖書資料, 電子標簽的編碼是否兼容原有圖書資料的編碼也是RFID 在圖書館應用的一個問題。

　　4 ）個人隱私權問題
這是RFID 技術所面臨的另一個現(xiàn)實問題。由于RFID識別的信息媒介是電磁波, 攜帶著嵌有電子標簽圖書的讀者有遭到追蹤的潛在威脅, 所以在圖書流通領域使用RFID有可能涉及個人隱私權遭受侵害問題, 圖書館應用RFID 技術也必須考慮此類問題, 避免不必要的麻煩。

　　三 　結束語

　　隨著新的制造技術的使用和巨大的市場需求, 電子標簽的成本將大大降低, 其價格有望在不遠的將來極大地降低, 無源電子標簽的價格有望下降到5～10 美分, 該價格是多數(shù)圖書館所能承受的。同樣的原因, 閱讀器及其他硬件設備的價格也會大幅下降。麻省理工學院“自動識別中心”將與眾多成員企業(yè)共同制訂一個統(tǒng)一的、類似于Inter2net 的開放技術標準, 在現(xiàn)有計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎上, 實現(xiàn)商品信息的交換與共享, 有望順利地解決標準化這一難題。盡管射頻技術在圖書館廣泛應用還存在著一些問題, 但不斷成熟的RFID 技術, 應用領域的不斷開發(fā)以及走向統(tǒng)一的技術標準, 將推動RFID 發(fā)展。RFID 技術應用于圖書館領域, 將會給圖書館的工作方式帶來變革。