隨著生產力的發展，無論是商品流通數量還是對物流管理時效性的需求都有了極大的增長和提高，為提高物流管理中物品身份的鑒別和統計速度，經過科技工作者的努力，RFID射頻識別技術逐步從實驗室走向市場，它的應用改變了依賴條形碼快速讀取商品信息方式，成為目前物流管理中最具生命力又頗受爭議的信息鑒別技術，在圖書館領域，RFID技術也開始成為應用的熱門話題并得到了一些應用。本文擬對RFID技術在圖書館的應用及前景作些探討。 

1 無源RFID系統原理和特性 

1．1 RFID簡介 
RFID的中文名稱為無線射頻識別，是英文“Radio Frequency Identification”的縮寫，它是一種非接觸式自動識別技術，源于二戰期間英國皇家空軍區分敵我飛機的IFF(Identity：Friend or Foe)技術，其原理是通過雷達發射信號到飛機上的收發裝置，收發裝置會發出約定的回應訊號，由此判斷飛機的敵我。1999年，美國麻省理工學院(MIT)開始深化這項技術，目標是由電子標簽代替條形碼，通過RFID閱讀器對每一貼有電子標簽的商品加以識別，瞬間完成全部掃描和統計結算工作，自動刷新庫存，實時了解產品銷售狀況和供需詳情。RFID這項陳舊技術之所以能迅速走紅，得益于集成電路制造技術和現代信息技術的飛速發展，使得RFID電子標簽銷售達到部分市場可以接受的價格，而互聯網技術的發展使得RFID實時信息交換變為現實。 

1．2 無源RFID系統構成 
RFID標簽分為有源和無源兩種。有源RFID標簽自身帶有電池供電，讀／寫距離遠、體積大、價格貴；無源RFID標簽本身不帶電池，其能量從閱讀器發射的電磁波中獲得，特點是體積小、價格低、壽命長，讀／寫范圍在1O毫米至5米距離。 
無源RFID工作頻率有135KHz和13．56MHz兩種，其中13．56MHz是目前應用最廣的電子標簽，也有統一的國際標準，圖書館領域也普遍使用這個頻率。它的特點是工作時間短，距離長，通過防沖撞技術，系統可以同時處理大約五十張標簽。無源RFID識別系統由無源電子標簽、閱讀器、天線三部分組成。其中無源電子標簽(Tag)由集成電路IC、諧振電容C和天線L構成。集成電路IC內部備有一個存儲器，用以存儲標簽數據。天線L與電容C構成諧振回路，調諧在讀卡器的載波頻率，以獲得最佳電性能(如圖所示)。每個標簽具有唯一的編碼和保存約定格式的商品信息并附著在待識物體的表面。 

閱讀器(Reader)的功能是通過系統軟件，控制與RFID的通信過程及信號的編碼與解碼，驗證電子標簽的身份等功能。閱讀器有手持式和固定式兩種。天線(Antenna)的功能是RFID電子標簽與外界信息交流的電磁轉換裝置。 

1．3 無源RFID系統基本工作原理 

當RFID卡進入閱讀器發射電磁波工作區域時，使標簽天線產生的感生電壓達到規定值時，電子標簽被激活工作并以曼徹斯特格式通過內置耦合線圈將數據發送出去；系統接收天線收到從電子標簽發送來的調制信號，經閱讀器對接收的信號進行解調和解碼后送到后臺主系統進行相關處理；主系統根據邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發出指令信號控制執行機構動作。 

1．4 影響RFID系統工作的因素 
射頻識別系統的讀寫距離是一個很關鍵的參數，影響射頻卡讀寫距離的因素包括天線工作頻率、閱讀器的射頻輸出功率、閱讀器的接收靈敏度、射頻卡的功耗、天線及諧振電路的Q值、天線方向、閱讀器和射頻卡的耦合度，以及射頻卡本身獲得的能量及發送信息的能量等。大多數系統的讀取距離和寫入距離是不同的，寫入距離大約是讀取距離的4O ～8O 。 

1．5 無源RFID技術與條形碼技術 
RFID和條碼技術從概念講，兩者很相似，其目的都具有快速、準確地確認目標物體的特性，它們的主要區別在于有無更新標簽信息的能力。與條碼技術相比，RFID標簽識別技術信息貯存量大，它可以存貯商品的特性、溫度、轉運日期等數據，解決了某些條件下條碼等其他識別技術無法使用的問題，因此應用廣泛。但是從技術角度看，RFID的準確度還不夠高。美國聯邦快遞公司發現讀取RFID卷標資料的準確度約為75 ，而讀取條形碼資料的準確度則高達99 。造成準確度不高的原因主要是金屬、液體等物體對無線電信號的衰減干擾較大；另外閱讀器發射天線與電子標簽的距離、角度對正常通信也影響很大；安全方面，無源RFID系統還沒有非常可靠的安全機制，表現在RFID標簽一旦接近閱讀器，就會無條件地自動發出信號，無法辨別閱讀器是否合法；芯片在讀或寫數據的過程中都很容易被黑客所利用，雖然目前制造商在芯片上作了改進，但仍然沒有徹底的解決。 

2 RFlD技術在圖書館的應用 

從RFID適用環境看，圖書館的業務工作較少涉及金屬、水等影響電信號環境，是采用無源RFID技術的理想場所，也是RFID芯片商推廣的重點。將無源RFID技術應用到圖書館的業務管理，可以有效地提高圖書管理的效率、簡化了圖書管理的流程、降低圖書管理人員的勞動強度并在為讀者提供更加便利快捷的圖書借還、查詢等服務。 

2．1 無源RFID技術與條碼技術在圖書館中應用之比較 
目前圖書館的圖書信息以光學條碼形式粘貼在書本上，作為每本圖書的識別碼，同時還需在每本圖書內加貼磁條，通過磁性電子安全檢測器檢測，防止圖書未經許可被帶出館外。讀者借／還書的過程是管理員須先用光掃描器讀取借書卡信息，然后讀取圖書上的條碼信息，最后將書消磁或上磁；管理員整架時，全憑的肉眼來辯別圖書是否錯架、亂架，整架速度慢效率低。在RFID技術管理下的圖書館，讀者借書時，只須將自己的借閱證、圖書或音像制品放在借閱設備下方，RFID借閱系統就會自動掃描讀取讀者卡個人信息和圖書標簽信息，計算機自動完成借書過程并打印出借書憑證；還書時，讀者將圖書送到回收設備，安裝了RFID讀寫器的設備自動對書籍標簽進行掃描記錄、處理和分撿；管理員整架時，只須持手持式閱讀器，在書架中問走過，閱讀器可以將錯架、亂架的圖書從成排的書架中挑選出來；現有圖書借／閱與圖書防盜是兩個互不統一的獨立系統，在RFID環境下可以實現EAS(電子防盜)與記錄借閱信息流程的統一，綜觀RFID并對比條形碼識別技術，它的主要優勢如下表所述。 

2．2 RFID給圖書館帶來的益處 
RFID技術與現有圖書館管理系統不同之處是，RFID不需要對每本圖書依次掃描，它能實現對電子標簽的群讀功能。當帶有電子標簽的數本圖書進入閱讀器掃描區域，電子標簽發出的射頻信號就被自動檢測到，接下來就是根據信號的約定完成借／還書功能，這一過程完全自動化，不需要人為干預。采用RFID電子標簽免除了傳統圖書館中起防盜功能的磁條以及借／送書過程中消磁與上磁的工作步驟，帶來的好處是既節省了磁性防盜系統磁條與磁性檢測裝置的投入，叉極大地縮短了讀者借／還圖書的花費時間、提高了工作效率，將管理員從簡單勞動中解放出來，使他們有更多的時間為讀者提供圖書借閱服務，提高了工作的價值。 

RFID技術為讀者提供不需要管理員幫助，自助和自動的完成圖書的借書過程，提高了書籍的流通量和借閱效率，減少讀者的等候時間；RFID實現了圖書自動還書和分撿功能，讀者在任何時間即使在圖書館關閉后亦可實現還書要求，分撿機按圖書分婁要求分門別類地將圖書自動分離出來并傳送到指定的箱體中供管理員上架使用；日常管理中通過手持式閱讀器，圖書管理員可輕易尋找或分辨錯架、亂架書籍，在不影響館舍正常運作情況下完成順架工作，減少人為失誤和提高歸架效率；同樣，讀者搜尋資料只要用手持式閱讀器從書架前走過，就可以從浩如煙海的圖書和文件中，方便地找到所需要的資料，極大地提高讀者的有效閱讀時問；館藏盤點時，管理員只要持手持式閱讀器書架邊走一遍即可讀取所有圖書的信息，盤點時問很短，或許利用晚上時問即可完成盤點，而對條形碼閱讀機而言，必須近距離而且沒有物體阻擋下才可讀條形碼信息，因此，盤點時需從書架上將每一本書取下依次讀取，費工費時且速度慢。RFID圖書管理系統實現了館藏圖書信息識別與安全防盜(EAS)相結合，使圖書管理與電子防盜系統高度統一，打破和簡化了傳統防盜系統的概念和布局。 

以國內第一家也是唯一采用RFID技術的深圳圖書館為例，其自助借還系統，在開館不到一個月的時間內，借數量已經達到了13．8萬冊，其中52 是通過自助借還系統完成的。這極大地減輕了工作人員的工作量，讀者感覺也很方便，通過讀者自助、自主的方式，實現了一種交互式的更為人性化的服務；利用RFID標簽在館內構造了一個精確的定位導航系統，讀者從圖書檢索系統中查到一本書后，館內的資源設備可以順利地將讀者引到存書的地方去直接拿到要找的書本文獻；圖書上架時，管理員只需將待上架的圖書放入專用書車的書槽中沿書架前進，當書車上的小燈點亮時表示對應的圖書到達目的地，這極大的提高圖書上架的效率。 

2．3 RFID在圖書館應用中存在的問題 

雖然RFID對比條形碼識別技術有很大的優勢，但從目前國內圖書館發展現狀看，RFID要被圖書館界所接受還有很長的路要走。首先從經濟上看，相對于條碼和磁條，RFID電子標簽的使用成本太高，每本書的耗材成本成倍增加(條形碼約1元；磁條約0．3元；RFID約5～7元)，對于動輒百萬館藏的圖書館是一筆不小的數目，加上RFID系統外圍相關應甩軟件及讀寫器、自動借還書、自動分撿設備等更是一筆龐大的費用開支。

以深圳圖書館為例，該館在RFID圖書自動化技術的投入約六千萬元。因此要將目前條碼管理模式改造成RFID圖書管理系統，需要投入很大的技術改造費用，沒有強大的財政支持是難以實現的，在目前多數圖書館連館舍這一基本要素還沒有很好解決的今天，RFID圖書管理系統必然是大多數圖書館望而卻步的高貴技術產品，所以國內圖書館的現實與RFID技術的推廣使用還是有很大的距離；另一方面，RFID圖書管理系統并不兼容目前圖書館的條碼管理系統，只有該地區所有圖書館都采用了RFID，充分利用RFID自動分撿的功能，達到館際間的通借通還，圖書館才可以從RFID技術中充分受益，否則會阻礙館際間通借通還工作的開展。如深圳圖書館采用RFID圖書自動化管理系統后，原有各個社區圖書館服務體系采用條碼管理與現在中心館RFID并不兼容，造成中心館的圖書只能局限在館內體系流通，目前還不能與社區圖書館聯網達到通借通還。從使用環境看，在目前國內圖書大量平裝書和國民素質相對滯后的條件下，將圖書隨意扭曲或卷折，很容易折斷RFID標簽的內置天線使電子標簽失效，造成圖書借還失敗。如深圳圖書館在新系統投入運行中就碰到這一頭疼的問題，一些讀者，或許是出于好奇，將貼在書上的RFID標簽撕掉，也有一些書籍在歸還的時候，RFID標簽的數據存在無法讀取的現象，目前深圳圖書館正試圖尋找好的解決方法。 

從技術上看，除了金屬、潮濕水氣、掃描距離等因素影響RFID讀取率外，若RFID閱讀器發射的電波與圖書上電子標簽內置天線平行，會無法讀取數據，也就是當圖書與閱讀器成特定的角度時，圖書內的電子標簽不能被激活；也有可能閱讀器會同時讀取不應讀取的數據。如讀者在辦理自助借閱圖書時，可能會將排在身后等候辦理借閱的其他讀者的書一起掃描進去造成誤判。也就是閱讀器感應范圍內同時感應到多筆館藏數據的RFID卷標時，會無法判斷哪一個才是真正要處理的數據。對于服務讀者為主要任務的圖書館，正確讀取RFID卷標信息是一個重要的技術要求；在隱私方面，讀者閱覽證采用RFID容易造成個人隱私的泄漏。當讀者持卡進入圖書館，RFID閱讀器立刻將感應到的數據提供給數據中心處理，數據中心立刻給出該讀者是否有借閱逾期、預約借書、借閱歷史以及通過圖書、期刊架上的感應器配合館藏與讀者的RFID標簽，感應讀者是否有取下某本期刊或圖書，本來是用以判斷期刊與圖書的閱覽率的記錄，結果在所有讀寫器感應范圍這種個人隱私暴露無疑。安全方面，無源RFID系統還沒有非常可靠的安全機制，表現在標簽無法對閱讀器進行身份驗證。無源RFID標簽一旦接近射頻掃描器，就會無條件自動發出信號，無法辨別其掃描器是否合法。這意味著如果有人攜帶一個射頻掃描器上街，那么路上行人購物袋里的東西將會“一覽無遺”，芯片在讀或者寫數據的過程中都很容易被黑客所利用，雖然目前有些制造商在芯片上做了改進，但仍然沒有很好的解決。 

3 應用前景 

RFID圖書自動化管理系統的應用，可以有效地提高了圖書管理的工作效率、減少人為失誤、簡化圖書管理的操作流程、為讀者提供更加便利快捷的圖書借還和查詢等服務，將我們的工作人員從煩瑣的日常工作中解脫出來，使我們的工作人員有更多的時間為讀者提供更加專業的服務。盡管以目前及可預見未來圖書館讀者流量、可支配資金、勞動力成本和后臺技術支持能力看，改進后的條形碼識別技術系統在圖書管理自動化上還會延續相當長的時間和市場需求，但從發展的眼光看，RFID技術的確是一項高產能的和高效率的信息識別技術，隨著技術的不斷進步，RFID電性能的不斷改進及芯片制造技術的日趨完善，電子標簽和外圍信息處理設備會下降到市場所接受的合理價格，最終會取代條形碼成為主流信息識別技術，但在當前該項技術還未完全成熟的今天，還是要科學合理地使用。 

[參考文獻] 

[1]游戰清，李蘇劍．無線射頻識別技術(RFID)理論與應用[M]．北京：電子工業出版社，2004.10． 
[2](德)Klaus Finkenzeller，陳大才．射頻識別(RFID)技術——無線電感應的應答器和非接觸IC卡的原理與應用[M]．北京：電子工業出版社，2001．6． 

[作者簡介]劉英華(1962．1～)，男，館員，已發文數篇。