RFID智能数字图书馆系统的构建概述

  从2004年开始,国内数字图书馆界掀起了利用RFID技术进行服务模式改进的创新潮,使自助服务得到了革命性的提升。同时,一些数字图书馆在利用RFID智能设备推进数字图书馆延伸服务的创新模式方面也取得了很大的成功。数字图书馆开始越来越多地关注RFID系统的使用情况和相关应用模式的运行效果,很多数字图书馆希望参与到RFID技术的研究探索中,为数字图书馆界利用新技术提高服务水平贡献力量。

  将 RFID 技术引入数字图书馆管理中,使数字图书馆自动化管理提升了一个台阶。相比传统“条码+磁条”的管理系统节省了大量的人工操作,提供了更多的读者自助服务,改变了传统数字图书馆藏书优先的观念,树立一种服务至上的管理理念,满足了信息化时代人们对数字图书馆提出的快速、便捷的服务要求。

  RFID 系统原理

  基本的 RFID 系统由电子标签、读写器和应用软件三部分组成(如图 1)。应用程序与读写器之间的通信为有线通信,可以是串口或者 USB 口,读写器和电子标签之间的通信是无线通信,通信基本流程为应用程序→读写器→电子标签→读写器→应用程序。

  图1 RFID系统结构图

  其中,射频模块包括电源装置、射频振荡器、射频处理器、射频接收器、前置放大器。射频振荡器产生信号,通过射频处理器调制发射信号,送往天线发送给电子标签。从电子标签发回的信号,由射频接收器接收并经过放大送往控制模块处理。控制模块负责与应用系统软件进行通信,并且控制读写器和电子标签的通信,是读写器的头脑部分。它接收应用系统软件发送来的指令,经过信号的编码加密送到射频模块调制经天线发送给标签。对电子标签发来的信号解调、解码、解密传送给应用系统软件(如图2)。

  图2 读写器结构图

  电子标签(Tag),是射频识别系统真正的数据载体。每个电子标签都有唯一的电子编码,一般附在所要监测的物体上通过电磁波与读写器进行无线数据交换,具有智能读写和加密通信的功能(如图 3)。电子标签接收读写器发来的信号,并将其一部分整流为直流电源供电子标签内的电路工作,另一部分能量信号经过解调器解调后送往逻辑控制单元解码。根据读写器的要求送回数据经过调制后由天线发给读写器。

  图3 电子标签结构图

  所有的电磁通信都是要占用一定的频率和带宽的,RFID 通信也不例外,系统应用占据的频段或频点位于 ISM( Industrial Scientific Medical)频段,此频段主要是开放给工业、科学和医学三个主要机构使用,无需授权许可,只需要遵守一定的发射功率(一般低于 1W),并且不要对其它频段造成干扰即可。目前,RFID 系统在国际上广泛采用的典型工作频段有低频、高频、超高频和微波四个频段。分别为低频125kHz和133kHz,高频13.56MHz和27.12MHz、超高频433MHz和860MHz—960MHz,微波 2.45GHz 和 5.8GHz。工作频率的不同,工作原理也不相同,识别距离也有差别,低频识别距离较近,微波识别距离就比较远。这就决定了不同的频率应用于不同的领域。因此选择正确的频率是使用 RFID 通信的首先考虑的问题。

  应用进程介绍

  RFID系统在数字图书馆的应用已有 10 年的历史。据 Checkpoint 统计,截止2006年全球有超过 440 家数字图书馆采用了 RFID 技术,这一数字在 2007 年上升到 2000家,世界大型数字图书馆应用 RFID 技术的速度正以每年 30%的速率增长,RFID 在数字图书馆领域的应用中,美国居于世界领先地位,英国与日本并列第二。

  RFID 技术于 2004 年开始进入国内数字图书馆市场。厦门集美大学诚毅学院数字图书馆作为国内第一家使用 RFID 馆藏管理系统的数字图书馆,于 2006 年 2 月 20 日正式对外开放;深圳市数字图书馆于 2006 年 7 月在馆内全面使用 RFID 技术替代传统的条码技术,建成完整的全自动 RFID 图书管理系统;中国国家数字图书馆二期工程规划的RFID 应用系统,于 2008 年 9 月对外开放,该系统及时向读者展示国家数字图书馆二期新馆的当前架位信息,实现读者自助借还图书。此外杭州市数字图书馆、厦门市少年儿童数字图书馆、上海市长宁区数字图书馆、北京石油大学、汕头大学新馆等也已经率先实施或使用 RFID 系统。