引言

    無線射頻識別技術即RFID(Ridio Frequency Identification)技術，是采用無線射頻方式進行非接觸通信，以達到識別并交互數據的一種快速識別技術。其基本硬件組成包括電子標簽、天線和閱讀器。RFID系統的工作原理是：當電子標簽進入由天線激活的RF區域時，天線的射頻信號將激活標簽，讀寫器發出一種調制信號，標簽對調制信號解調并把解調信號發回讀寫器，讀寫器再把讀取的數據發送給PC機。PC機根據邏輯運算判斷數據的合法性，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。

    與目前應用廣泛的基于光學技術的自動識別技術如條形碼技術相比，RFID技術具有強大的優勢：一次處理多個標簽、可將處理的狀態寫入標簽、標簽具有持久性、信息接收傳播穿透性強、存儲信息容量大、種類多、可重復利用等。因此，RFID技術受到了圖書館界的重視，目前世界上已有數百家圖書館應用了這一技術。但是RFID設備與圖書管理系統之間的整合耗費大且技術復雜，使多數圖書館對應用RFID技術采取了謹慎的態度。近年來，一些大型的軟件公司，如IBM、Sun、Microsoft等，都推出了支持RFID技術的中間件，解決了技術和成本兩方面的問題，為RFID技術在圖書管理系統中的應用開辟了一片新的天地。本文利用IBM RFID中間件給構建了一種利用RFID技術的圖書管理系統。

1 RFlD中間件

    中間件是位于平臺(硬件和操作系統)與后端應用程序的通用服務，這些服務具有標準的程序接口和協議。針對不同的操作系統和硬件平臺，它們可以有符合接口和協議規范的多種實現。中間件提供的程序接口定義了一個相對穩定的高層應用環境，不管底層的計算機硬件和系統軟件怎樣更新換代，只要將中問件升級更新，并保持中間件對外的接口定義不變，應用軟件幾乎不需要任何修改。RFID中間件的引入大大減少了圖書管理系統在應用軟件開發和維護中的重大投資，加速了RFID技術在圖書管理系統中的應用進程。

    RFID中間件是一種面向消息的中間件。RFID的相關數據是以消息的形式，從一個程序以異步的方式傳送到另一個或多個程序，傳送者不必等待回應。它具有以下特征：

    獨立于架構——RFID中間件獨立并介于RFID讀寫器與后端應用程序之間，并且能夠與多個RFID讀寫器以及多個后端應用程序鏈接，可減輕架構與維護的復雜性。

    數據流——RFID中間件的主要目的在于將實體對象轉換為信息環境下的虛擬對象，因此數據處理是RFID中間件最重要的功能。RFID中間件具有資料收集、過濾、整合與傳遞等特性，以便將正確的對象信息傳到后端應用系統。

    處理流——RFID中間件采用程序邏輯及存儲再傳送的功能來提供順序的消息流，具有數據流設計與管理的能力。

    基于標準——RFID中間件必須基于標準。目前，EPCglobal為不同目標的全球唯一識別號碼提出了通用標準，即EPC(電子編碼)。EPC存放在RFID標簽中，被RFID讀寫器讀出后，即可提供追蹤EPC所代表的目標及相關信息，并立即識別目標數據，有效地提高了信息透明度。

2 IBM RFID中間件

2．1 IBM RFID中間件架構

    IBM RFID中間件的架構體系如圖2所示，主要包括邊緣控制器和前端服務器兩部分。邊緣控制器主要負責與RFID硬件設備之間的通信，對RFID讀寫器所提供的數據進行過濾、整合，將其提供給前端服務器，前端服務器充當了所有RFID設備信息采集的匯合中心，存儲數據并與后臺管理系統整合。邊緣控制器主要由控制器、過濾器、讀寫器代理等組成。前端服務器基于J2EE標準環境，主要由WebSphere服務器(WebSphere Application Server即WAS)、MQ中間件、數據庫、網絡代理等部分組成。邊緣控制器與前端服務器之間采用發布主題／訂閱主題的方式通信。

2．2 IBM RFID中間件數據流向

2．2．1 數據流上傳過程

    RFID閱讀器獲得標簽數據之后，通過代理服務器將其發布到Microbroker總線；控制器和過濾器訂閱了標簽數據這一主題，就從Microbroker總線上得到數據，過濾器對數據進行過濾，忽略重復的標簽信息，將正確的標簽信息的頭信息去掉，然后將處理后的標簽數據發布到Microbroker總線上，由MB Bridge模塊將數據發送到前端服務器。前端服務器訂閱了處理后的標簽數據，然后將其提供給WebSphere應用服務器。WebSphere應用服務器中的消息驅動Bean對數據進行進一步過濾、整理，發送給網絡服務器模塊，最后數據通過MQ以XML的格式流入后端應用系統為用戶所用。

2．2．2 數據流上傳過程，即控制信息的傳送，是數據流上傳的逆過程。

3 IBM RFID中間件在圖書管理系統中的應用

    利用IBM RFID中間件來構建RFID圖書管理系統簡單而快速。IBM RFID中間件在圖書管理系統中的應用結構如圖2所示。
    在RFID硬件系統中，由于讀寫器可對粘貼于書中的標簽信息隨時讀寫，所以在圖書館中不同的管理位置，利用圖2中的信息傳輸關系，就可以實現后端圖書管理系統對前端RFID硬件設備的智能控制。

3．1 信息采集操作

    信息采集操作負責圖書信息采集工作。由于RFID讀寫器對于被讀取的標簽沒有位置、方向的嚴格要求，所以通過RFID讀寫器，激活圖書中標簽的安全位，就可根據標簽中的有關信息自動定位掉架的圖書或判斷圖書正確的排架位置、可以自動把不同地點的書分發到相應的位置、還可以通過RFID反饋的圖書信息了解圖書的借閱頻率、圖書的復本情況等，經過管理信息系統的信息匯總，為圖書館管理人員和訪問人員提供有效的決策信息。

3．2 信息加工操作

    信息加工操作進行圖書編目工作，圖書管理人員使用計算機系統提供的著錄格式對圖書進行規范化著錄，通過閱讀器對RFID標簽進行信息存儲，由于RFID標簽的最大存儲量可達Megabytes，可以對數據容量進行擴充，存儲更多的與圖書相關的信息。

3．3 流通服務操作

    流通是圖書館業務的主要環節之一，包括借書、還書、續借、讀者管理、罰款等環節。由于該系統可使客戶自行檢測圖書中的條目，因此在流通服務的各個環節，客戶不需要管理人員的幫助都就能自主完成。當圖書出庫時，RFID讀寫器自動讀取存儲在圖書標簽中EPC(電子編碼)，并將借閱的圖書信息、出庫信息、讀者的基本信息一同寫入數據庫。圖書在自動還書箱處被還上時，圖書的借出身份又被被重新設置上，存入數據庫，以供其他用戶借出。

3．4 安全保障操作

    當客戶攜帶圖書通過安檢門時，安裝于安檢門處的RFID讀寫器讀取圖書中EPC碼，以確定圖書是否被允許帶出。當未辦理完借出手續或禁止借出的圖書在出門時，安檢裝置會報警，提醒管理人員及時阻止，而且能夠顯示被盜圖書的詳細資料，有效防止圖書盜竊。

3. 5 聯機服務操作

    聯機服務操作通過數據服務平臺向讀者提示閱覽區圖書的當前架位信息，圖書的借閱信息等，滿足圖書館工作人員和一般讀者的查詢要求。
    另外，通過Internet網，在世界上任何一個角落，只要擁有一個終端電腦，一個Modem或Fax／Modem卡相應的通信連接軟件即可上網查詢該系統，滿足所有用戶的訪問需求。

4 結語

    基于IBM RFID中間件的圖書管理系統以IBM RFID中間件為紐帶，將先進的RFID技術同圖書管理系統有機地結合起來。它對下屏蔽RFID設備的硬件差異，對上屏蔽操作系統、數據庫的差異，提供安全性、高性能、高擴展性、可管理性等方面的可靠保障；有效地驅動了后端圖書管理應用系統，形成了統一、協調的運作過程；并且在RFID硬件系統與現有的圖書管理系統得以完好融合的同時，還能夠保證兩者的獨立性和健全性。整個系統構建簡單而快速，開發、運行、維護成本低，具有較好的應用價值。