RFID在图书管理中的应用研究
摘要
高校图书管理工作是学校资源管理的重要内容，而随着高校招生规模的扩大，图书馆图书馆藏量随着增加，如何高效地管理图书资源，实现图书图书智能化、信息化，已经成为各高校图书管理迫切需要解决的问题。而物联网技术的发展和应用，可以解决这一难题。通过应用 rfid智能识别技术，可以实现图书管理智能化、自动化，它改变了传统图书管理复杂、困难的局面，提高了图书管理的智能化、自动化水平。
1.引言
传统的图书管理工作主要采取条码识别技术，它结合了条码技术和pc管理客户端，但是这种条码识别技术容易出错或者经常出现数据异常等情况，难以适应人流量大的应用场合。而随着图书馆馆藏图书资源的不断增加，图书上架、下架、借阅、归还等管理问题日益突出，图书馆管理工作人员不堪重负；一旦图书馆人流量过大时，由于条码技术的缺陷等问题，增加了工作人员的工作难度，同时也不利于读者借阅和归还，加剧了读者和工作人员之间的矛盾。而rfid技术的出现恰恰可以解决这一难题，将rfid技术应用到图书管理工作，可以提高图书管理的智能化、人性化、自动化，也是下一代管理信息化的主流发展方向。
2.rfid系统
2.1 rfid系统简介
rfid是一种基于非接触式智能化、自动化识别技术，它主要通过发射、接收、处理射频信号来识别目标对象从而获取并处理数据，实现智能化、自动化处理。由于rfid系统具有非接触式、精确度高、效率高、识别距离远等优势，因此它具有环境适应性好等一序列有点。这种rfid系统可以取代传统手工管理的方式，可以大大提高管理的效率；而且rfid系统能够实现人工管理难以完成的任务，从而增加企业管理的效率和智能化水平，从而提高企业的核心竞争力。
r f i d系统主要包括下述三个部分，即：电子标签、读写器、pc系统。
最基本的r f i d系统由以下三部分组成，原理如图1-1所示：
（1）电子标签（tag）：电子标签主要由芯片、耦合器件构成，而每一个电子标签都具有唯一的编码信息，用于跟踪并识别目标物体。
（2）读写器（reader）：读写器主要用于读/写目标设备的电子标签信息，包括固定式、手持式、移动式等类型。
（3）pc系统：pc系统主要用于对rfid系统的数据信息进行分析、处理、管理，它包括中间件软件、应用系统等部分。
由此可知rfid应用系统的工作原理如下图1所示：
2.2 rfid系统工作原理
电子标签的数据存储有着约定的格式，而在实际应用过程中，一般将电子标签粘贴在目标物体的表面；再由读写器对目标物体表面的电子标签进行识别，从而读写电子标签包含的数据信息，从而实现识别目标物体的目的。接着，读写器再和pc机系统进行连接、通信，从而将电子标签数据发送到pc机系统进行后续处理工作。pc机系统的核心是rfid信息管理系统，即后天支撑管理系统，主要用于整合、处理读写器采集得到的数据信息。
2.3 rfid系统的优势
（1）快速识别
传统的条形码技术一次只能识别一个条形码，而rfid读写器可以同时识别多个目标rfid电子标签。
（2）体积较小
rfid标签的读写过程不受尺寸、外形的影响，也不需要固定的尺寸，因此rfid电子标签支持多样化形态，方便适应不同外观和样式的目标物体。
（3）环境适应性强
rfid标签的环境适应性较强，可以抗污染、腐蚀、耐用。传统的条形码是基于纸张来设计的，因此易受污染、破损；但是rfid标签是基于电子芯片介质的，抗腐蚀、耐用，这是条形码无法取代的。
（4）循环使用
rfid标签可以循环使用，因为rfid标签的数据信息可以修改、删除、格式化，方便更新和重复利用，而条形码的信息是无法更改的。
（5）穿透性强
rfid射频信号的穿透力很强，可以实现远距离通信，这也是条形码无法替代的优势。
（6）数据存储容量大
条形码的数据存储容量较小，而rfid标签的存储容量是以字节为单位，未来的rfid标签数据量将继续增长。
（7）安全性
rfid系统的数据信息是经过加密/解密处理的，可以避免数据信息泄露等问题，而且不易伪造，因此安全性较高。
3.rfid在图书管理中的应用
3.1 图书馆信息化管理现状分析
图书馆使用rfid系统技术是当前的主要发展趋势，也是图书管理实现智能化、自动化、高效化的主要手段。根据目前的调研数据显示，全国大部分的图书馆实现了从传统的人工管理方式转变到基于条形码识别的计算机管理系统，即使用计算机网络技术、管理软件、条形码识别等多种技术于一身的数字化管理。虽然这种管理模式可以提高图书管理的效率，但是还是存在诸多问题，比如图书借阅、归还混乱，并没有改善图书管理工作人员的工作环境，管理和服务水平滞后。
3.2 rfid在图书馆中的应用
rfid电子标签具有两个方面的作用，既可以进行身份识别，用于跟踪和清点图书；还可以保障图书的安全。rfid用于图书管理，可以跟踪和管理图书资源，还可以保护图书的安全。在管理图书资源时，只需要通过单一的操作就可以快速、高效管理图书借阅/归还等工作，实现图书资源、数据信息的快速流通。
（1）简化图书借阅/归还管理流程，提高管理效率
传统的图书借阅/归还流程需要人工找到条形码然后进行条形码扫面识别，这样的操作方式无疑效率较低，而且增加了工作人员的工作难度，图书管理效率普遍较低，而且影响了读者对图书馆工作的满意程度。而引入rfid系统，可以实现自动化图书借阅/归还，保障图书信息安全，而且能提高图书借阅/归还的流转效率。
rfid系统可以支持同时借阅/归还多本图书，大大提高了图书管理的效率，也方便了工作人员的工作。
（2）提高图书资源盘点的工作效率
传统的图书管理方式是基于人工盘点、查找实现的，不仅图书盘点工作量巨大，而且整体管理效率极低；而且图书管理人员需要凭借自身的记忆能力对图书资源进行分类管理，不仅费时、费力，而且效率极低。而引入rfid系统，可以实现图书盘点自动化，大幅度提高图书盘点和整理得工作效率。由于rfid系统的标签具有远距离识别、非接触式、读取速度快等优势，因此图书盘点工作简单、高效，而且支持图书上架地图引导功能。
（3）优化图书管理流程
传统的图书管理系统不论是图书管理还是图书防盗管理，都是采取条形码技术；图书上架和归还时需要上磁，而当图书借出时需要消磁，不仅工作量巨大，而且也影响到图书管理和流通的工作效率。
一旦图书丢失，很难查找和管理丢失图书的信息，也直接影响到图书流通的效率，而且图书补缺工作量较大。而引入rfid系统，可以有效将图书流通管理和图书丢失管理结合起来，方便记录和管理图书的进出库信息，方便后勤图书资源的盘点和管理。
（4）优化工作人员的工作模式，提高工作效率
传统的图书管理方式不仅效率地下，而且对工作人员的文化素养和身体素质要求较高；由于图书馆工作人员工作量大、管理困难等问题，容易导致工作人员工作消极，产生厌恶的心理；图书馆管理人员对图书馆工作的满意度降低，严重影响了读者和图书馆工作人员之间的关系，极易产生矛盾，这些问题让管理者也感到头疼。而引入rfid系统，可以减轻工作人员的工作量，优化图书管理人员的工作模式，帮助他们从繁重的管理任务中解放出来，提高管理效率。可以从下述几个方面来优化工作模式，提高效率。
1）采用rfid技术可以减轻工作人员的工作压力，同时可以结合rfid系统实现自动化图书流通管理，从而激发图书馆工作人员的积极性。
2）采用rfid系统可以将大批的工作人员从繁重的工作任务中解放出来，促使他们完成其他的管理事务，比如图书馆展览、咨询服务等，扩大图书馆的知名度。
3）图书馆工作人员将转向咨询服务，有利于提高工作人员的素质和文化水平，从而提高图书馆在高校教育的贡献率。
（5）提高读者满意度
传统的图书管理方式不仅加重了工作人员的工作任务，而且也不方便读者借阅/归还，而且容易加剧读者和工作人员之间的矛盾，读者往往读图书馆产生不满的情绪，主要的影响因素如下：
①图书馆没有先进的图书盘点、管理手段，管理系统无法准确、及时记录盘存的记录信息，经常出现读者能检索到图书，但是书架根本没有书的情况。
②由于现有的图书管理系统工作效率较低，导致读者借阅/归还的效率较低，等待的时间较长，造成读者时间的浪费，从而降低了读者的满意度。
③由于传统的图书管理系统使用条形码技术，因此经常出现错误，增加了读者等待的时间，也降低了图书管理的工作效率，从而降低了读者的满意度。
（6）提升服务水平和质量
随着市场经济格局的变化，全社会的服务意识普遍增强，而读者对图书馆的服务质量要求日益提高，这就要求图书馆能够提升服务水平和质量，从而提高读者的满意度。使用rfid图书管理系统可以带来下述几个方面的影响。
①缩短读者借阅/归还时间，优化图书管理模式。
②支持更长时间的图书馆服务时间和开放时间。
③图书信息、个人信息、服务信息更加私密、安全、可靠。
④高新科技技术可以带来全新的体念和服务。
4.rfid图书管理系统设计
4.1 系统架构设计
r f i d图书管理系统主要包括应用软件系统、硬件系统、计算机集成系统。通过网络通信、数据交换等形式实现数据分析、处理和应用。终端管理软件和图书服务系统的业务交换是基于网络协议、馆内相关业务协议来实现的。对应的系统架构图如图2所示：
4.2 软件系统功能设计
r f i d图书管理系统的软件系统主要包括两个部分：系统应用软件、应用软件。其中，系统应用软件主要包括中间件软件、ocr软件等。通过制作并转化标签来制作适合图书管理的rfid电子标签，结合图书借阅/归还管理模式，从而实现读者或图书管理人员进行图书借阅/归还查询和管理。该系统还可以提供图书分类导航功能、智能图书定位功能、馆藏图书盘点、图书资源快速搜索和定位、定架。在传统的图书管理模式基础上扩充了系统的功能。因此，rfid图书管理系统主要功能包括：标签转化管理子系统、自助借书管理子系统、自助归还管理子系统、图书资源智能搜索系统、安全监测系统、自动盘点子系统等。
4.3 系统硬件设计
（1）网络硬件设备
由于r f i d图书管理系统包括数据库软件、应用软件等软件系统，因此需要部署在系统服务器，而本系统依赖于服务器运行，这样就需要使用相关的网络硬件设备；同时，图书的rfid电子标签需要通过无线网络结合有线网络的形式来通信。应该在每个书库的楼层加速无线ap网络，主要用于手持阅读器设备和移动书车的信号通信，而且无线ap网络需要通过专用网络接入到核心交换设备，比如可以通过天花板来铺设。
（2）出入安全监控设备
为了保障图书馆资源以及人身安全，需要配置安全监控设备。系统对出入图书馆的人员进行视频图像监控，采用半球摄像机，可以将网络视频摄像机安装在天花板，并通过有线网络接入到系统控制中心。
（3）rfid硬件设备
rfid图书管理系统中的rfid相关硬件设备包括图书专用rfid电子标签、电子标签打印设备。建议图书rfid电子标签存储图书的编号id、图书名称等信息，不建议存储图书目录信息，主要使用无源电子标签，可以存储书架的关联信息，标签可以存储区域信息等。此外，还需要智能书车、手持式阅读器。通过rfid读写器来读写粘贴在图书、书架、文献上的标签来交换数据信息。而其中的借书证电子标签采用只读式标签，从而实现后台rfid管理系统与图书管理系统的集成，最终实现图书检索、定位、借阅、归还、查询、归架等流程的一体化管理。
5.结语
传统的图书管理方式不仅效率低下，而且容易出错，导致读者的满意度较低；而将rfid技术引入到图书管理中，可以实现智能化、自动化图书管理，不仅可以提升服务质量，还能提高读者对图书馆的满意度。智能化、自动化、个性化图书馆也是未来主流的发展趋势。
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1.引言
传统的图书管理工作主要采取条码识别技术，它结合了条码技术和pc管理客户端，但是这种条码识别技术容易出错或者经常出现数据异常等情况，难以适应人流量大的应用场合。而随着图书馆馆藏图书资源的不断增加，图书上架、下架、借阅、归还等管理问题日益突出，图书馆管理工作人员不堪重负；一旦图书馆人流量过大时，由于条码技术的缺陷等问题，增加了工作人员的工作难度，同时也不利于读者借阅和归还，加剧了读者和工作人员之间的矛盾。而rfid技术的出现恰恰可以解决这一难题，将rfid技术应用到图书管理工作，可以提高图书管理的智能化、人性化、自动化，也是下一代管理信息化的主流发展方向。
2.rfid系统
2.1 rfid系统简介
rfid是一种基于非接触式智能化、自动化识别技术，它主要通过发射、接收、处理射频信号来识别目标对象从而获取并处理数据，实现智能化、自动化处理。由于rfid系统具有非接触式、精确度高、效率高、识别距离远等优势，因此它具有环境适应性好等一序列有点。这种rfid系统可以取代传统手工管理的方式，可以大大提高管理的效率；而且rfid系统能够实现人工管理难以完成的任务，从而增加企业管理的效率和智能化水平，从而提高企业的核心竞争力。
r f i d系统主要包括下述三个部分，即：电子标签、读写器、pc系统。
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（1）电子标签（tag）：电子标签主要由芯片、耦合器件构成，而每一个电子标签都具有唯一的编码信息，用于跟踪并识别目标物体。
（2）读写器（reader）：读写器主要用于读/写目标设备的电子标签信息，包括固定式、手持式、移动式等类型。
（3）pc系统：pc系统主要用于对rfid系统的数据信息进行分析、处理、管理，它包括中间件软件、应用系统等部分。
由此可知rfid应用系统的工作原理如下图1所示：
2.2 rfid系统工作原理
电子标签的数据存储有着约定的格式，而在实际应用过程中，一般将电子标签粘贴在目标物体的表面；再由读写器对目标物体表面的电子标签进行识别，从而读写电子标签包含的数据信息，从而实现识别目标物体的目的。接着，读写器再和pc机系统进行连接、通信，从而将电子标签数据发送到pc机系统进行后续处理工作。pc机系统的核心是rfid信息管理系统，即后天支撑管理系统，主要用于整合、处理读写器采集得到的数据信息。
2.3 rfid系统的优势
（1）快速识别
传统的条形码技术一次只能识别一个条形码，而rfid读写器可以同时识别多个目标rfid电子标签。
（2）体积较小
rfid标签的读写过程不受尺寸、外形的影响，也不需要固定的尺寸，因此rfid电子标签支持多样化形态，方便适应不同外观和样式的目标物体。
（3）环境适应性强
rfid标签的环境适应性较强，可以抗污染、腐蚀、耐用。传统的条形码是基于纸张来设计的，因此易受污染、破损；但是rfid标签是基于电子芯片介质的，抗腐蚀、耐用，这是条形码无法取代的。
（4）循环使用
rfid标签可以循环使用，因为rfid标签的数据信息可以修改、删除、格式化，方便更新和重复利用，而条形码的信息是无法更改的。
（5）穿透性强
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3.1 图书馆信息化管理现状分析
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（1）简化图书借阅/归还管理流程，提高管理效率
传统的图书借阅/归还流程需要人工找到条形码然后进行条形码扫面识别，这样的操作方式无疑效率较低，而且增加了工作人员的工作难度，图书管理效率普遍较低，而且影响了读者对图书馆工作的满意程度。而引入rfid系统，可以实现自动化图书借阅/归还，保障图书信息安全，而且能提高图书借阅/归还的流转效率。
rfid系统可以支持同时借阅/归还多本图书，大大提高了图书管理的效率，也方便了工作人员的工作。
（2）提高图书资源盘点的工作效率
传统的图书管理方式是基于人工盘点、查找实现的，不仅图书盘点工作量巨大，而且整体管理效率极低；而且图书管理人员需要凭借自身的记忆能力对图书资源进行分类管理，不仅费时、费力，而且效率极低。而引入rfid系统，可以实现图书盘点自动化，大幅度提高图书盘点和整理得工作效率。由于rfid系统的标签具有远距离识别、非接触式、读取速度快等优势，因此图书盘点工作简单、高效，而且支持图书上架地图引导功能。
（3）优化图书管理流程
传统的图书管理系统不论是图书管理还是图书防盗管理，都是采取条形码技术；图书上架和归还时需要上磁，而当图书借出时需要消磁，不仅工作量巨大，而且也影响到图书管理和流通的工作效率。
一旦图书丢失，很难查找和管理丢失图书的信息，也直接影响到图书流通的效率，而且图书补缺工作量较大。而引入rfid系统，可以有效将图书流通管理和图书丢失管理结合起来，方便记录和管理图书的进出库信息，方便后勤图书资源的盘点和管理。
（4）优化工作人员的工作模式，提高工作效率
传统的图书管理方式不仅效率地下，而且对工作人员的文化素养和身体素质要求较高；由于图书馆工作人员工作量大、管理困难等问题，容易导致工作人员工作消极，产生厌恶的心理；图书馆管理人员对图书馆工作的满意度降低，严重影响了读者和图书馆工作人员之间的关系，极易产生矛盾，这些问题让管理者也感到头疼。而引入rfid系统，可以减轻工作人员的工作量，优化图书管理人员的工作模式，帮助他们从繁重的管理任务中解放出来，提高管理效率。可以从下述几个方面来优化工作模式，提高效率。
1）采用rfid技术可以减轻工作人员的工作压力，同时可以结合rfid系统实现自动化图书流通管理，从而激发图书馆工作人员的积极性。
2）采用rfid系统可以将大批的工作人员从繁重的工作任务中解放出来，促使他们完成其他的管理事务，比如图书馆展览、咨询服务等，扩大图书馆的知名度。
3）图书馆工作人员将转向咨询服务，有利于提高工作人员的素质和文化水平，从而提高图书馆在高校教育的贡献率。
（5）提高读者满意度
传统的图书管理方式不仅加重了工作人员的工作任务，而且也不方便读者借阅/归还，而且容易加剧读者和工作人员之间的矛盾，读者往往读图书馆产生不满的情绪，主要的影响因素如下：
①图书馆没有先进的图书盘点、管理手段，管理系统无法准确、及时记录盘存的记录信息，经常出现读者能检索到图书，但是书架根本没有书的情况。
②由于现有的图书管理系统工作效率较低，导致读者借阅/归还的效率较低，等待的时间较长，造成读者时间的浪费，从而降低了读者的满意度。
③由于传统的图书管理系统使用条形码技术，因此经常出现错误，增加了读者等待的时间，也降低了图书管理的工作效率，从而降低了读者的满意度。
（6）提升服务水平和质量
随着市场经济格局的变化，全社会的服务意识普遍增强，而读者对图书馆的服务质量要求日益提高，这就要求图书馆能够提升服务水平和质量，从而提高读者的满意度。使用rfid图书管理系统可以带来下述几个方面的影响。
①缩短读者借阅/归还时间，优化图书管理模式。
②支持更长时间的图书馆服务时间和开放时间。
③图书信息、个人信息、服务信息更加私密、安全、可靠。
④高新科技技术可以带来全新的体念和服务。
4.rfid图书管理系统设计
4.1 系统架构设计
r f i d图书管理系统主要包括应用软件系统、硬件系统、计算机集成系统。通过网络通信、数据交换等形式实现数据分析、处理和应用。终端管理软件和图书服务系统的业务交换是基于网络协议、馆内相关业务协议来实现的。对应的系统架构图如图2所示：
4.2 软件系统功能设计
r f i d图书管理系统的软件系统主要包括两个部分：系统应用软件、应用软件。其中，系统应用软件主要包括中间件软件、ocr软件等。通过制作并转化标签来制作适合图书管理的rfid电子标签，结合图书借阅/归还管理模式，从而实现读者或图书管理人员进行图书借阅/归还查询和管理。该系统还可以提供图书分类导航功能、智能图书定位功能、馆藏图书盘点、图书资源快速搜索和定位、定架。在传统的图书管理模式基础上扩充了系统的功能。因此，rfid图书管理系统主要功能包括：标签转化管理子系统、自助借书管理子系统、自助归还管理子系统、图书资源智能搜索系统、安全监测系统、自动盘点子系统等。
4.3 系统硬件设计
（1）网络硬件设备
由于r f i d图书管理系统包括数据库软件、应用软件等软件系统，因此需要部署在系统服务器，而本系统依赖于服务器运行，这样就需要使用相关的网络硬件设备；同时，图书的rfid电子标签需要通过无线网络结合有线网络的形式来通信。应该在每个书库的楼层加速无线ap网络，主要用于手持阅读器设备和移动书车的信号通信，而且无线ap网络需要通过专用网络接入到核心交换设备，比如可以通过天花板来铺设。
（2）出入安全监控设备
为了保障图书馆资源以及人身安全，需要配置安全监控设备。系统对出入图书馆的人员进行视频图像监控，采用半球摄像机，可以将网络视频摄像机安装在天花板，并通过有线网络接入到系统控制中心。
（3）rfid硬件设备
rfid图书管理系统中的rfid相关硬件设备包括图书专用rfid电子标签、电子标签打印设备。建议图书rfid电子标签存储图书的编号id、图书名称等信息，不建议存储图书目录信息，主要使用无源电子标签，可以存储书架的关联信息，标签可以存储区域信息等。此外，还需要智能书车、手持式阅读器。通过rfid读写器来读写粘贴在图书、书架、文献上的标签来交换数据信息。而其中的借书证电子标签采用只读式标签，从而实现后台rfid管理系统与图书管理系统的集成，最终实现图书检索、定位、借阅、归还、查询、归架等流程的一体化管理。
5.结语
传统的图书管理方式不仅效率低下，而且容易出错，导致读者的满意度较低；而将rfid技术引入到图书管理中，可以实现智能化、自动化图书管理，不仅可以提升服务质量，还能提高读者对图书馆的满意度。智能化、自动化、个性化图书馆也是未来主流的发展趋势。
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