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摘要：以集美大学诚毅学院RFID智能馆藏管理系统为例，介绍了该系统的架构、技术成份以及系统的应用范围及情况。该系统包含智能安全监测系统、馆员工作站读取系统、读者自助借阅系统、读者自助还书系统、便携点检系统、标签转换系统、借阅信息提示等子系统，它的建成给师生们带来了耳目一新的图书借阅模式，也简化了图书借阅流程，大大提升了图书馆管理及服务的水平，让馆员和读者都能从中亲身体验科技带来的变化。
关键词：RFID 条形码 拓朴结构图 安全性
中图分类号：TP311 文献标识码：B文章编号：1673-8454（2007）10-0075-03
一、系统设计的背景
集美大学诚毅学院图书馆是一个全新的、刚建立的图书馆，采用的图书管理系统是汇文图书系统。为了提高图书馆的工作效率、服务水平，学院采用了RFID标签代替传统条形码标签，建成了图书馆RFID智能馆藏系统，实现与汇文图书馆系统以及校园一卡通系统的数据和业务集成。通过应用软件系统实现图书流通管理及馆藏管理，为读者提供了自助借书/自助还书的功能，减少了读者在日常借书/还书过程中的等候时间，给读者带来方便。
二、RFID技术的特点
RFID是指采用无线射频方式进行非接触通信，以达到识别并交互数据的一种快速识别技术。射频识别技术的物理组成一般分为三个部分：应答器（电子标签）、阅读器、计算机处理和控制部分。应答器中一般保存有约定格式的电子数据。在实际应用中，应答器附着在待识别物体上。阅读器又称为读装置，可无接触地读取并识别应答器中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。阅读器的射频模块主要用于通过无线射频可在一定的距离内自动捕获应答器中的数据。
RFID其重要特征之一是系统的工作频率。按照工作频率可以分为低频、高频和超高频系统。低频系统一般指其工作频率小于30MHz。典型的工作频率有：1.25kHz、13.56MHz等，其基本特点是应答器的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短（10cm—50cm）、高频系统一般指其工作频率大于400 MHz，典型的工作频段有：433MHz、915MHz等，其基本特点是应答器及阅读器成本均较高、标签内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几米至十几米)、适应物体高速运动性能好。阅读天线及应答器天线均有较强的方向性。超高频系统一般用于智能交通、不停车收费系统。技术描述在此省略。
RFID的第二个重要特征是应答器的供电。有源应答器内装有电池，为微型芯片的工作提供全部能量。有源应答器距离阅读器较远时，阅读器也能读出其无线数据，不足之处是电池的寿命有限（3年—10年，与读写次数和耗电有关），需更换电池，且易形成电磁波污染。无源应答器自己没有电源，它工作的所有能量必须从阅读器的电磁场中感应获得，服务距离势必受影响。
学院采用的是符合ISO/IEC15693标准的疏耦合RFID标签芯片，通信频率为13.56 MHz ±7 kHz，基本功能包含：具有不可改写的64Bit、唯一序列号（UID）、电子商品防盗功能（EAS）、防冲突功能支持特有的快速读写模式、支持应用类型识别（AFI）、指令控制自毁功能、16位CRC校验。该芯片和以往条形码的差异比较见表1。
图1 RFID图书管理系统架构图
整个系统网络结构图如图2所示：
图2 图书馆网络架构
其中，一楼图书馆出口和二楼阅览室使用远距离RFID读写器和配套的天线构成EAS通道，远距离RFID读写器通过中间件模块接入现有图书管理系统的集线器端口，中间件模块还负责EAS报警器的触发和关闭工作。
一楼设有两个自动借还书终端，自动借还书的功能由RFID桌面读写器（或中距离读写器）和校园一卡通识读器配合完成，RFID桌面读写器使用终端PC的RS232接口，而一卡通识读器使用终端PC的USB接口，两者在RFID中间件后台软件的管理下协同工作以完成图书自动借还的操作。
还书箱是对现有的还书箱改造完成的（在还书箱入口加装桌面型RFID读写器），为了保证还书信息得到读者的确认，还书箱端配备一台PC终端以显示还书的信息。
为了真正实现自动的借还书流程，减少图书管理员的工作量，以上借还书终端均采用触摸显示屏以便读者可以很好地和管理系统进行信息的交互。
四、系统的功能模块分析
图书馆RFID图书管理系统以RFID中间件为纽带，将先进的RFID技术同图书管理系统有机地结合起来，有效地提高了图书管理的效率、简化了图书管理的流程、降低了图书管理人员的劳动强度并在为读者提供更加便利快捷的图书借还书、查询等服务的同时做到对读者信息和借阅图书的双重（数据库和图书标签芯片）记录以及EAS和记录借阅信息流程的同一。包括以下几个功能：
（1）芯片上号处理，提供馆员进行芯片粘贴时，将馆藏数据输入芯片内存的功能。存入内存的项目可以包含：图书馆别、分馆号、登录号、馆藏地、特藏号、分类号、作者号、部次号、年代号等其他馆藏资料。
（2）柜台借还书功能，在流通作业上，取代原先使用条形码阅读器读取馆藏登号的功能。让馆员在执行流通作业时，不需要查寻条形码所在，再读取它，使用RFID时只要将馆藏放置在天线范围内即可读取。在借书与还书时，同时处理RFID芯片上的EAS功能，借阅时关闭，还书时开启，软件自动处理，达到防呆功能。
（3）自助借还书功能，让读者可以自行处理借书及还书程序，同时在借书及还书时运行馆藏RFID的安全机制；让读者在执行借还书作业时，不需要寻找条形码所在，只要将馆藏书放置在天线范围内即可读取。
（4）安全侦测功能，侦测馆藏上RFID芯片的安全机制的状况，来决定是否启动警报。实时侦测，馆员可以实时处理异常状况，采用数字式处理方法，避免因误报而误会读者。
（5）馆藏盘点功能，将手持式读写器在书架上移动，即可读取藏馆的登录号；读取速度是原先使用条形码阅读的好几倍，可以节省馆员盘点时间。
五、系统安全性及可能存在的安全隐患
1．结合一卡通指纹识别提高借阅安全
在以往的图书流通环节中存在图书被恶意借阅的情况，如读者借书证在丢失后因没有及时挂失而被他人冒用进行恶意借阅。学院为了解决该问题，利用校园一卡通系统发放校园卡（里面存有持卡人的指纹）当借书证，可以很好地解决以上问题。
读者进行自助借书操作时按指纹进行身份校验，只有本卡的合法持有人才能进行借书的操作；如果不是本卡的合法持卡人，系统将发出警报，提醒图书馆管理人员有非法卡进行借阅，防止了恶意借阅。
2．利用RFID EAS功能实现防盗
用RFID EAS功能代替以检测现有的18.2MHz或58kHz的磁条检测报警系统，克服了磁条报警系统误报、漏报率较高的缺点，实现真正意义上的电子物品防盗功能。防盗工作在借还书流程中完成，通过在借书流程中加入对EAS功能位的置位的操作以使借出图书的EAS功能失效，通过在还书流程加入对EAS功能位的复位操作以使EAS功能启动。
3．RFID存在的安全隐患
由于RFID本身依赖无线电波和芯片记录能力的特性，导致了它也同时存在着几个非常不能忽视的弱点：第一，这种标签在图书资料上使用时，无法隐蔽；因为任何严密的遮挡措施，都会影响无线电波的频率，导致无法读取；无论是撕掉标签或者紧握住图书，就可以使图书无法被跟踪；第二，无线电波最怕金属干扰，一张夹在书里的廉价的包裹口香糖用的锡箔纸，就可以使标签失效；第三，无线射频的发射，需要天线线圈，只要用小刀轻轻一划，就可以使其因短路而失效。因此如何保护标签不被人为的破坏是该系统能否正常使用的一个重要问题，关键还是要提高大家保护、爱护书籍的意识，才能体会到RFID先进技术给人们带来的方便。
六、总结
集美大学诚毅学院RFID智能馆藏管理系统在图书馆的应用，是国内第一家RFID馆藏管理系统。据悉，目前除深圳市图书馆正在进行项目招标外，国内尚无建成并进入实用的RFID馆藏管理系统。“技术一流，管理先进，以人为本，服务至上”是现代图书馆提倡的办馆理念，诚毅学院图书馆RFID智能馆藏管理系统的建成，为实践这个办馆理念提供了可靠的保证。
参考文献：
[1] Lichtenberg James，Rogers Michae1． ALA／BISG-sponsored RFID working group holds berkeley meeting．Library Journal，2005(4) ：27— 29
[2] David Molnar，David Wagner．Privacy and security in library RFID：issues，practices，and architectures． In ：Proceedings of the 11 the ACM conference on computer and communications security．ACM Press，2004
[3]陈新河.无线射频识别RFID技术发展综述.信息技术与标准化，２００５（７）
关键词：RFID 条形码 拓朴结构图 安全性
中图分类号：TP311 文献标识码：B文章编号：1673-8454（2007）10-0075-03
一、系统设计的背景
集美大学诚毅学院图书馆是一个全新的、刚建立的图书馆，采用的图书管理系统是汇文图书系统。为了提高图书馆的工作效率、服务水平，学院采用了RFID标签代替传统条形码标签，建成了图书馆RFID智能馆藏系统，实现与汇文图书馆系统以及校园一卡通系统的数据和业务集成。通过应用软件系统实现图书流通管理及馆藏管理，为读者提供了自助借书/自助还书的功能，减少了读者在日常借书/还书过程中的等候时间，给读者带来方便。
二、RFID技术的特点
RFID是指采用无线射频方式进行非接触通信，以达到识别并交互数据的一种快速识别技术。射频识别技术的物理组成一般分为三个部分：应答器（电子标签）、阅读器、计算机处理和控制部分。应答器中一般保存有约定格式的电子数据。在实际应用中，应答器附着在待识别物体上。阅读器又称为读装置，可无接触地读取并识别应答器中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。阅读器的射频模块主要用于通过无线射频可在一定的距离内自动捕获应答器中的数据。
RFID其重要特征之一是系统的工作频率。按照工作频率可以分为低频、高频和超高频系统。低频系统一般指其工作频率小于30MHz。典型的工作频率有：1.25kHz、13.56MHz等，其基本特点是应答器的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短（10cm—50cm）、高频系统一般指其工作频率大于400 MHz，典型的工作频段有：433MHz、915MHz等，其基本特点是应答器及阅读器成本均较高、标签内保存的数据量较大、阅读距离较远(可达几米至十几米)、适应物体高速运动性能好。阅读天线及应答器天线均有较强的方向性。超高频系统一般用于智能交通、不停车收费系统。技术描述在此省略。
RFID的第二个重要特征是应答器的供电。有源应答器内装有电池，为微型芯片的工作提供全部能量。有源应答器距离阅读器较远时，阅读器也能读出其无线数据，不足之处是电池的寿命有限（3年—10年，与读写次数和耗电有关），需更换电池，且易形成电磁波污染。无源应答器自己没有电源，它工作的所有能量必须从阅读器的电磁场中感应获得，服务距离势必受影响。
学院采用的是符合ISO/IEC15693标准的疏耦合RFID标签芯片，通信频率为13.56 MHz ±7 kHz，基本功能包含：具有不可改写的64Bit、唯一序列号（UID）、电子商品防盗功能（EAS）、防冲突功能支持特有的快速读写模式、支持应用类型识别（AFI）、指令控制自毁功能、16位CRC校验。该芯片和以往条形码的差异比较见表1。
图1 RFID图书管理系统架构图
整个系统网络结构图如图2所示：
图2 图书馆网络架构
其中，一楼图书馆出口和二楼阅览室使用远距离RFID读写器和配套的天线构成EAS通道，远距离RFID读写器通过中间件模块接入现有图书管理系统的集线器端口，中间件模块还负责EAS报警器的触发和关闭工作。
一楼设有两个自动借还书终端，自动借还书的功能由RFID桌面读写器（或中距离读写器）和校园一卡通识读器配合完成，RFID桌面读写器使用终端PC的RS232接口，而一卡通识读器使用终端PC的USB接口，两者在RFID中间件后台软件的管理下协同工作以完成图书自动借还的操作。
还书箱是对现有的还书箱改造完成的（在还书箱入口加装桌面型RFID读写器），为了保证还书信息得到读者的确认，还书箱端配备一台PC终端以显示还书的信息。
为了真正实现自动的借还书流程，减少图书管理员的工作量，以上借还书终端均采用触摸显示屏以便读者可以很好地和管理系统进行信息的交互。
四、系统的功能模块分析
图书馆RFID图书管理系统以RFID中间件为纽带，将先进的RFID技术同图书管理系统有机地结合起来，有效地提高了图书管理的效率、简化了图书管理的流程、降低了图书管理人员的劳动强度并在为读者提供更加便利快捷的图书借还书、查询等服务的同时做到对读者信息和借阅图书的双重（数据库和图书标签芯片）记录以及EAS和记录借阅信息流程的同一。包括以下几个功能：
（1）芯片上号处理，提供馆员进行芯片粘贴时，将馆藏数据输入芯片内存的功能。存入内存的项目可以包含：图书馆别、分馆号、登录号、馆藏地、特藏号、分类号、作者号、部次号、年代号等其他馆藏资料。
（2）柜台借还书功能，在流通作业上，取代原先使用条形码阅读器读取馆藏登号的功能。让馆员在执行流通作业时，不需要查寻条形码所在，再读取它，使用RFID时只要将馆藏放置在天线范围内即可读取。在借书与还书时，同时处理RFID芯片上的EAS功能，借阅时关闭，还书时开启，软件自动处理，达到防呆功能。
（3）自助借还书功能，让读者可以自行处理借书及还书程序，同时在借书及还书时运行馆藏RFID的安全机制；让读者在执行借还书作业时，不需要寻找条形码所在，只要将馆藏书放置在天线范围内即可读取。
（4）安全侦测功能，侦测馆藏上RFID芯片的安全机制的状况，来决定是否启动警报。实时侦测，馆员可以实时处理异常状况，采用数字式处理方法，避免因误报而误会读者。
（5）馆藏盘点功能，将手持式读写器在书架上移动，即可读取藏馆的登录号；读取速度是原先使用条形码阅读的好几倍，可以节省馆员盘点时间。
五、系统安全性及可能存在的安全隐患
1．结合一卡通指纹识别提高借阅安全
在以往的图书流通环节中存在图书被恶意借阅的情况，如读者借书证在丢失后因没有及时挂失而被他人冒用进行恶意借阅。学院为了解决该问题，利用校园一卡通系统发放校园卡（里面存有持卡人的指纹）当借书证，可以很好地解决以上问题。
读者进行自助借书操作时按指纹进行身份校验，只有本卡的合法持有人才能进行借书的操作；如果不是本卡的合法持卡人，系统将发出警报，提醒图书馆管理人员有非法卡进行借阅，防止了恶意借阅。
2．利用RFID EAS功能实现防盗
用RFID EAS功能代替以检测现有的18.2MHz或58kHz的磁条检测报警系统，克服了磁条报警系统误报、漏报率较高的缺点，实现真正意义上的电子物品防盗功能。防盗工作在借还书流程中完成，通过在借书流程中加入对EAS功能位的置位的操作以使借出图书的EAS功能失效，通过在还书流程加入对EAS功能位的复位操作以使EAS功能启动。
3．RFID存在的安全隐患
由于RFID本身依赖无线电波和芯片记录能力的特性，导致了它也同时存在着几个非常不能忽视的弱点：第一，这种标签在图书资料上使用时，无法隐蔽；因为任何严密的遮挡措施，都会影响无线电波的频率，导致无法读取；无论是撕掉标签或者紧握住图书，就可以使图书无法被跟踪；第二，无线电波最怕金属干扰，一张夹在书里的廉价的包裹口香糖用的锡箔纸，就可以使标签失效；第三，无线射频的发射，需要天线线圈，只要用小刀轻轻一划，就可以使其因短路而失效。因此如何保护标签不被人为的破坏是该系统能否正常使用的一个重要问题，关键还是要提高大家保护、爱护书籍的意识，才能体会到RFID先进技术给人们带来的方便。
六、总结
集美大学诚毅学院RFID智能馆藏管理系统在图书馆的应用，是国内第一家RFID馆藏管理系统。据悉，目前除深圳市图书馆正在进行项目招标外，国内尚无建成并进入实用的RFID馆藏管理系统。“技术一流，管理先进，以人为本，服务至上”是现代图书馆提倡的办馆理念，诚毅学院图书馆RFID智能馆藏管理系统的建成，为实践这个办馆理念提供了可靠的保证。
参考文献：
[1] Lichtenberg James，Rogers Michae1． ALA／BISG-sponsored RFID working group holds berkeley meeting．Library Journal，2005(4) ：27— 29
[2] David Molnar，David Wagner．Privacy and security in library RFID：issues，practices，and architectures． In ：Proceedings of the 11 the ACM conference on computer and communications security．ACM Press，2004
[3]陈新河.无线射频识别RFID技术发展综述.信息技术与标准化，２００５（７）