RFID智能圖書館系統(tǒng)解決方案

1、RFID智能圖書館管理系統(tǒng)解決方案威海北洋電氣集團股份有限公司W(wǎng)EIHAI BEIYANG ELECTRIC GROUP CO., LTD電話：（86）631-5698111傳真：（86）631-5231240地 址：山東省威海市高區(qū)火炬路159 號郵編：264209網(wǎng)址：電子郵件：1 引言智能化的 RFID 圖書館 1.1 一個理想的、現(xiàn)代化、智能化的圖書館1.2 射頻識別技術(shù)1.2.1 射頻識別技術(shù)的基本概念1.2.2 射頻識別技術(shù)的工作原理1.2.3 射頻識別技術(shù)與條形碼識別技術(shù)比較1.3 RFID 圖書館在全球范圍的發(fā)展和應(yīng)用2 圖書館 RFID 系統(tǒng)帶來的創(chuàng)新2.1 簡化借還書流程2

2、.2 降低盤點和查找工作量2.3 提高防盜系統(tǒng)的安全性2.4 改變借閱管理和安全防盜脫節(jié)的情況2.5 提高圖書館工作人員的滿意度2.6 提高讀者的借還書滿意度3 系統(tǒng)建設(shè)目標4 設(shè)備介紹4.1 圖書 RFID 標簽4.2 層位標簽（圖書書架層標、架標）4.3 RFID 借書證4.4 RFID 標簽轉(zhuǎn)換站4.5 智能安全門4.6 館員工作站4.7 室內(nèi)自助借還設(shè)備4.8 室外 24 小時自助還書設(shè)備4.9 移動式智能館員助理4.10 智能書架5 系統(tǒng)軟件功能描述5.1 系統(tǒng)功能模塊5.2 同現(xiàn)有圖書館自動化系統(tǒng)的集成6 系統(tǒng)報價公司介紹合作公司介紹7 附錄 公司 7.17.21 引言智能化的 R

3、FID 圖書館1.1 一個理想的、現(xiàn)代化、智能化的圖書館A. 如果您是一個讀者走進圖書館干凈整潔的大廳，您只需來到自助借還設(shè)備前，在觸摸屏上輕松地查詢出自己需要的圖書，根據(jù)提示你直接走到某一排的書架前拿出那本書，然后在自助借還設(shè)備前將你的借書證和書讀取一下，就可以帶著書離開了。您不需要和任何人接觸，就可以完成整個借書的過程，快捷、方便。讀者還書和借書就像在銀行的24小時ATMa上存錢和取錢一樣方便、快捷。圖（ 1.1 ）圖書自助借還設(shè)備而當您需要還書時，您不再需要為工作繁忙沒有時間前往圖書館而煩惱，24 小時自助還書設(shè)備可以幫您做到隨時隨地還書，輕松解決您的一切煩惱！您要做的或許只是在 借書證

4、上金額不足時為其充值而已。圖（ 1.2）室外 24 小時還書設(shè)備B. 如果您是圖書館管理員您再也不用在盤點或者整理圖書時忙得暈頭轉(zhuǎn)向，為找一本書而耽誤很多時間，移動式智能館員助理可以幫助你輕松完成上架、順架、盤點等繁瑣的工作，在讀者需要幫助時您可以輕而易舉地找到任何一本書的位置，您也不用擔心會有人沒有登記就帶著圖書離開，任何沒有完成借書手續(xù)的圖書通過智能安全門時都會告知您，您的工作只是一邊悠閑地喝著咖啡一邊在智能安全門報警的時候去查看一下有什么問題發(fā)生。圖（1.3） RFID智能安全門圖（1.4 ） RFID館員助理C. 如果您是圖書館的館長圖書館RFID系統(tǒng)可以幫助您增強圖書流通，提升圖書館

5、管理和服務(wù)水準，使圖書館從圖書的監(jiān)管者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的詮釋者成為現(xiàn)實，而您要做的只是拓展圖書館的文化業(yè)務(wù) 功能，使其更為人性化、樂趣化，從而更快地向集群化圖書館邁進。集群化圖書館RFID智能化技術(shù)條碼、永磁條、充 消磁技術(shù)初始：手工登記圖（1.5 ）圖書館智能化技術(shù)發(fā)展方向1.2 射頻識別技術(shù)1.2.1 射頻識別技術(shù)的基本概念射頻識別是無線電技術(shù)在自動識別領(lǐng)域中的應(yīng)用，其英文為Radio FrequencyIdentification ,簡稱為RFID,是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻技術(shù)自動 識別目標對象，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境中。 射頻識別是以無線方

6、式進行雙向通信，其最大的優(yōu)點在于非接觸，可實現(xiàn)批量讀取和遠 程讀取，可識別高速運動物體，操作快捷方便。短距離射頻產(chǎn)品不怕油膩、灰塵污染等 惡劣的環(huán)境，可在這樣的環(huán)境中替代條形碼。1.2.2 射頻識別技術(shù)的工作原理射頻識別系統(tǒng)主要由電子標簽（也就是射頻卡）、閱讀器、天線三部分組成。閱讀器 通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入磁場時產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量， 發(fā)出自身編碼等信息，被閱讀器讀取并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。 如下圖所示：工作時，它通過“閱讀器”不斷發(fā)射用于激活電子標簽的無線電波，被激活后的電 子標簽發(fā)射出加密的載有目標識別碼的高頻無線電波，經(jīng)微處理器中的軟件處理

7、后，提 取出真正的目標代碼，并將這種數(shù)字信息傳送到控制計算機。通過這種對遠距離移動或 靜止目標進行非接觸式信息采集處理的方式，可實現(xiàn)對各類物體、設(shè)備、車輛和人員在 不同狀態(tài)（移動、靜止）下的自動識別，從而實現(xiàn)目標的自動化管理。RFID分為低頻125KHz高頻13.56MHZ（ISO15693, ISO14443）,超高頻，有源技術(shù)等，現(xiàn)在國際和國內(nèi)圖書館無論從普及率，還是運用規(guī)模，運用時間等，ISO15693標準都是最主流的技術(shù)，因此本方案采用該技術(shù)。1.2.3 射頻識別技術(shù)與條形碼識別技術(shù)比較目前，條形碼識別技術(shù)是一種在圖書館普遍應(yīng)用的自動識別技術(shù)，但它與射頻識別 技術(shù)比較，射頻識別技術(shù)具有

8、更大的優(yōu)勢，它是以后圖書館發(fā)展的趨勢所在。射頻識別技術(shù)的優(yōu)點主要表現(xiàn)為:處理方式條形碼+磁條射頻識別技術(shù)容量條碼數(shù)據(jù)容量小數(shù)據(jù)容量大（最大約10Kb）遠距離讀取需要光線且距離短不需要光線就可以讀取或更新，距 一讀取數(shù)量一次只讀寫一個最大支持50枚/秒的群讀能力安全性容易非法復(fù)制小容易非法復(fù)制讀寫能力不能重寫或跟新可重復(fù)寫入讀取角度讀取準確率不如RFID閱讀準確率局（沒有角度問題）高速讀取移動中讀取有所限制可進行高速運動讀取讀取登錄號找到條形碼，讀取條形碼資料資料放在工作站上就能自動讀取借書后處理需要消磁處理無消磁過程，直接計算機自動操作還書后處理需要上磁處理無消磁過程，直接計算機自動操作自助借

9、書功 能使用自助借還書機，讀取條形碼借書，完 成后，機器處理消磁（不能處理磁性媒體）使用自助借書機，讀取射頻卡內(nèi)資 料借書，并且在計算機中標注已借 出（可處理所有館藏）自助還書功 能使用自助借還書機，讀取條形碼借書，完 成后機器處理上磁（不能處理磁性媒體）已自動處理，不需要讀者動手操作自動還書功 能不能自動處理，需要讀者自己動手操作使用在自動還書箱，讀者直接將書 放入箱內(nèi)即完歸成還書，并且標明 已還（可處理所有館藏）館外還書/、可行可行而且方便盤點功能必須一本本地讀取條形碼只需在書架上橫移讀取即可省至少 9成的時間順架功能無有防盜功能使用EAS貞測門，系統(tǒng)出錯率較高使用RF無線電波技術(shù)，系統(tǒng)較

10、穩(wěn)定1.3 RFID圖書館在全球范圍的發(fā)展和應(yīng)用RFID系統(tǒng)在圖書館的應(yīng)用已經(jīng)有了 10年左右的歷史。據(jù)Checkpoint統(tǒng)計，截止2005 年全球有超過440家圖書館采用了 RFID技術(shù)，這一數(shù)字在2007年上升到2000家。新加坡國家圖書館是亞洲最早使用 RFID技術(shù)的代表，可以說圖書館采用 RFID已經(jīng) 是比較成熟的產(chǎn)品，正在推動著圖書館自動化事業(yè)的發(fā)展。據(jù)介紹，新加坡國立圖書館 是世界上第一個實行該系統(tǒng)的圖書館，實施之后效果顯著，在經(jīng)費上，每年可節(jié)省2800萬美元的開銷；在管理上，每年節(jié)省2000名人力成本；借閱次數(shù)上，1年由1000萬次 提升到3100萬次；在成本支出上，不到1年時

11、間就回收了建置成本。美國德克薩斯州 Frisco公共圖書館采用了 RFID智能圖書館系統(tǒng)，首先，它允許讀者使用圖書館各處的自 助借書亭借出圖書，簡化了借書過程，使圖書管理員用于管理圖書的時間減少了75 %,提高了效率。其次，館內(nèi)所有圖書的電子保安系統(tǒng)可以防止有人未經(jīng)許可就取走圖書， 避免圖書丟失。以前的電子安全系統(tǒng)只能發(fā)現(xiàn) 33 %勺被竊圖書，而新的RFID系統(tǒng)則能發(fā) 現(xiàn)99 %的被竊圖書，防丟失能力提高兩倍。在國內(nèi)，集美大學(xué)誠毅學(xué)院圖書館是國內(nèi)首個部署RFID系統(tǒng)的圖書館，已于2006 年2月投入使用，之后國家圖書館新館，深圳圖書館，上海市長寧區(qū)圖書館，杭州圖書 館等陸續(xù)建設(shè)部署了 RFID

12、系統(tǒng)并投入使用。越來越多的圖書館已認識到 RFID給圖書館帶來的變革，國內(nèi)大部分公共圖書館和高 校圖書館均已開始規(guī)劃 RFID系統(tǒng)。2圖書館RFID系統(tǒng)帶來的創(chuàng)新2.1 簡化借還書流程現(xiàn)有的借還書流程雖然引入了條碼掃描系統(tǒng)，但仍然需要人工打開圖書扉頁并找到條碼位置然后才能掃描條碼。這樣的操作流程較為繁瑣，借還書效率低。同時，條碼容易破損，經(jīng)常會發(fā)生條碼讀不出需要更換條碼的事情，這樣不僅會影響借還書的效率，同時也會影響讀者對圖書館的滿意程度。因此，引入先進的RFID讀寫技術(shù)以實現(xiàn)智能化的圖書借還流程，提高信息存儲的安全性、信息讀寫的可靠性、借還書的高速快捷就迫在眉睫。2.2 降低盤點和查找工作量

13、依靠人工的圖書盤點工作，工作量大而且效率低。管理員要憑自身的記憶對圖書進行分類放置和記錄，費時勞神卻又很難達到目的。引入RFID先進的技術(shù)，以實現(xiàn)圖書盤點的智能化。2.3 提高防盜系統(tǒng)的安全性現(xiàn)有的圖書館磁條防盜系統(tǒng)的準確性較低，并且磁條的磁性容易被削弱，所以引起誤報和漏報的幾率較大。因此，需要改進現(xiàn)有的圖書防盜系統(tǒng)，采用更加可靠的防盜技 術(shù)。2.4 改變借閱管理和安全防盜脫節(jié)的情況圖書館防盜系統(tǒng)現(xiàn)在還是孤立系統(tǒng)，圖書歸還和上架之前要經(jīng)過上磁處理，借出時則要進行消磁處理，工作量大，直接影響了圖書流通以及管理的工作效率。在發(fā)現(xiàn)盜竊行為的同時無法記錄盜竊圖書的信息，對圖書的日常盤點、補缺工作影響極

14、大。因此需要對現(xiàn)有的管理系統(tǒng)進行改進，利用RFID技術(shù)將防盜系統(tǒng)與圖書流通管理系統(tǒng)聯(lián)系起來，記錄每本圖書的進出庫歷史記錄，從而可以與借還書的歷史記錄進行匹配。2.5 提高圖書館工作人員的滿意度圖書館工作人員由于積年累月的重復(fù)性勞動，加上圖書館工作本身就很繁重，很容易讓圖書館工作人員對圖書館工作產(chǎn)生一定的消極思想；由于管理上存在缺陷，圖書館管理者也大傷腦筋，加上讀者也對圖書館表示不滿，導(dǎo)致圖書館人員對圖書館工作滿意度有所下降。通過對圖書館管理系統(tǒng)的技術(shù)改造，可以采用RFID技術(shù)手段來彌補管理上的缺陷，同時把工作人員從圖書館日常繁重的重復(fù)勞動中解放出來。2.6 提高讀者的借還書滿意度讀者經(jīng)常會對圖

15、書館產(chǎn)生不滿，產(chǎn)生的原因主要是以下幾點：1) 借還書的效率低，排隊等候時間太長，無謂的浪費時間導(dǎo)致讀者不滿意；2) 借還書出現(xiàn)條碼無法讀出，增加讀者等待時間，導(dǎo)致讀者不滿意；3) 圖書館由于沒有有效手段對圖書進行盤點，讀者通過查詢系統(tǒng)查到館藏里有某本圖書， 但花了很長時間卻找不到，原因可能是這本書被偷竊了，但是因為管理系統(tǒng)沒有準確的記錄，結(jié)果導(dǎo)致了讀者對圖書館不滿意；通過上述分析，可以歸納出目前圖書館管理工作中的諸多問題、讀者借還書的諸多不便都是由于目前采用的條碼技術(shù)自身的缺陷引起的。而如果采用RFID,可以實現(xiàn)條碼技術(shù)無法實現(xiàn)的許多功能，從而提升圖書館的管理系統(tǒng)的功能和系統(tǒng)可靠性。3 系統(tǒng)建

16、設(shè)目標建設(shè)RFID圖書館。通過RFID系統(tǒng)來識別、追蹤和保護圖書館的所有資料，實現(xiàn)圖 書借還的無人化，順架、查找、館藏盤點智能化，目的是極大地提高圖書館資料處理的 效率。圖（ 3.1 ）系統(tǒng)概念示意圖建設(shè)單個RFID圖書館的建立，逐步形成圖書在各個圖書館中相互無障礙流通，并逐步建立社區(qū)圖書館，建立基于圖書的“物聯(lián)網(wǎng)”以及真正的開放式圖書館，使得國家的文化建設(shè)得以推向更高的高度。4 設(shè)備介紹4.1 圖書 RFID 標簽圖（4.1 ）圖書RFID標簽產(chǎn)品描述圖書館專用，標簽印刷內(nèi)容可根據(jù)客戶要求定制，標簽不干膠的表面涂層、面材及粘膠劑針對圖書需求特別選擇，選用符合ISO/IEC15693標準的疏耦

17、合RFID標簽芯片。4.2 層位標簽（圖書書架層標、架標）圖（4.2）圖書 RFID層位標簽（85mm< 25mm圖（4.3）圖書 RFID架位標簽（90mme 60mm）產(chǎn)品描述防電磁屏蔽專用標簽，用于圖書精確定位。同時采用RFID和條碼一致性數(shù)據(jù)，便于視覺管理的需要。4.3 RFID 借書證圖（ 4.4）圖書館RFID 借書證產(chǎn)品描述RFID借書證采用內(nèi)嵌RFID標簽的卡片，可在其中的RFID標簽的存儲晶片中多次寫 入及讀取讀者的基本信息，用于從事讀者的流通借還操作、讀者的身份辨識操作等。4.4 RFID 標簽轉(zhuǎn)換站圖（4.5） RFID圖書標簽轉(zhuǎn)換站產(chǎn)品描述該設(shè)備主要用于文獻加工部

18、門對圖書 RFID標簽和RFID借書證進行信息的讀寫，可 通過對條形碼進行識別轉(zhuǎn)換后寫入圖書RFID標簽。4.5 智能安全門圖（ 4.6 ）智能安全門產(chǎn)品描述RFID安全檢測門是對粘貼有RFID標簽的流通文獻進行掃描、安全識別的系統(tǒng)設(shè)備，用于流通部門對流通文獻進行安全控制，以達到防盜和監(jiān)控的目的。該設(shè)備系統(tǒng)通過對于貼身攜帶以及裝入背包內(nèi)的文獻狀態(tài)（是否辦理借閱手續(xù)）進行判別，以達到防盜和監(jiān)控的目的。4.6 館員工作站圖（ 4.7 ）館員工作站產(chǎn)品描述館員工作站是圖書館與讀者之間最為重要的接口，可進行的圖書管理操作包括：借、還、標簽生成與更改等。工作臺采用一體化和個性化的設(shè)計，工作臺設(shè)備組件連線

19、采用隱藏式安裝，工作臺外觀可根據(jù)客戶需求定制。工作臺提供完善的中間件支持，可實現(xiàn)與圖書管理系統(tǒng)和一卡通系統(tǒng)的無縫連接。工作臺設(shè)備組件包括：RFID中距離圖書標簽讀寫器及配套天線、圖書條碼閱讀器及管理員工作站。4.7 室內(nèi)自助借還設(shè)備圖（ 4.8）室內(nèi)自助借還設(shè)備產(chǎn)品描述自助還書設(shè)備是一種可對粘貼有 RFID標簽的流通文獻進行掃描、識別和歸還處理的設(shè)備系統(tǒng)，用于讀者自助式流通文獻的歸還、續(xù)借操作，方便讀者和工作人員對流通文獻進行歸還、續(xù)借處理。4.8 室外 24 小時自助還書設(shè)備4.9） 室外 24小時自助還書設(shè)備產(chǎn)品描述24小時還書設(shè)備是一種可對粘貼有 RFID標簽的流通文獻進行掃描、識別和歸

20、還處理 的設(shè)備系統(tǒng)，用于讀者自助式流通文獻的歸還、續(xù)借操作，方便讀者和工作人員對流通文獻進行歸還、續(xù)借處理。4.9 移動式智能館員助理4.10） 移動式智能館員助理產(chǎn)品描述采用專用小推車+筆記本電腦+手持天線射頻讀寫器形式，具有智能輔助上架、盤點、分揀、倒架等功能。4.10 智能書架4.11 ）智能書架產(chǎn)品描述實現(xiàn)對書架上圖書的實時監(jiān)控，具有分層、分面、分書架的讀取、定位功能，便于引導(dǎo)讀者找書，也便于館員順架、管理等需要。單個讀寫器支持4個書架，雙面，6層，每層最大不超過1米的寬度的RFID圖書標 簽讀取，讀取成功率高，誤讀率低。讀寫器支持 RS-485,以太網(wǎng)，無線以太網(wǎng)等通訊方 式，可以支

21、持近千個書架的控制。5 系統(tǒng)軟件功能描述5.1 系統(tǒng)功能模塊圖（ 5.1 ） 系統(tǒng)軟件功能模塊上圖所示，系統(tǒng)主要由標識初始化系統(tǒng)、流通管理系統(tǒng)、文獻定位系統(tǒng)、采集典藏系統(tǒng)四部分構(gòu)成。標識初始化系統(tǒng)通過 RFID的基本設(shè)施實現(xiàn)了文獻的 RFID標簽粘貼、 加工及初始化工作，讀者證的加工及初始化工作、書架地址編碼及其標簽的加工工作；流通管理服務(wù)系統(tǒng)通過自助借還模塊實現(xiàn)了讀者對流通文獻的自助借還操作，OPAC（統(tǒng)實現(xiàn)讀者對文獻的查詢定位導(dǎo)航；RFID安全檢測模塊用以保證流通文獻的安全保障等； 文獻定位系統(tǒng)通過RFID移動文獻歸架書車和書架RFID架標識，實現(xiàn)讀者（工作人員） 對文獻的查詢定位導(dǎo)航操作

22、，流通書庫架位的采集、整理及更新，工作人員對流通文獻的裝車、歸架、巡架操作；采集典藏系統(tǒng)通過館藏清點設(shè)備， 通過對書架的RFID層標識、 文獻RFID標識的數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計、對比分析，實現(xiàn)文獻的精確清點和典藏。5.2 同現(xiàn)有圖書館自動化系統(tǒng)的集成在進行數(shù)據(jù)整合的過程中，依據(jù) SIP2標準協(xié)議，進行RFID系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和原有圖書 自動化管理應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)換。RFID標識文獻管理系統(tǒng)與RFID系統(tǒng)設(shè)備及設(shè)備自帶的RFID應(yīng)用管理系統(tǒng)之間的整合有以下兩種集成方法：(1)針對點對點的RFID讀寫設(shè)備，可以通過USB®口或串口連接至裝有業(yè)務(wù)管理 程序的客戶端PC,經(jīng)過驅(qū)動程序支持建

23、立硬件接口讀取程序支持后，圖書館自動化集成 系統(tǒng)在這一接口程序的支持下，完成 RFID設(shè)備對標簽、讀者證的讀取和寫入、文獻借還 EAS的開啟與閉合，從而實現(xiàn)對 RFID文獻、RFID讀者證的流通管理和維護。(2)針對一體化的系統(tǒng)設(shè)備，如自助借還系統(tǒng)設(shè)備等，可以通過SIP2/NCIP(Z39.83) 協(xié)議實現(xiàn)RFID文獻定位管理系統(tǒng)與RFID設(shè)備應(yīng)用管理程序的數(shù)據(jù)交互與業(yè)務(wù)交互。(3)針對如安全門的RFID設(shè)備，可以通過網(wǎng)絡(luò)和TCP/IP協(xié)議，實現(xiàn)遠程對安全門 狀態(tài)的監(jiān)控及進出安全門的讀者資料的查詢。天線+閱圖岑52T"RFTb /WSRFD應(yīng)用設(shè)備女系統(tǒng)的集成:I讀器I串口，USBf

24、e端程序的產(chǎn)7：口 一一.二由于RFID標識文獻管理系統(tǒng)中部分的業(yè)務(wù)模塊是傳統(tǒng)的由修詢僧的齦系技的重 要組成部分，如流通文獻的借還操作、讀者證的辦理與維護等:案揖1超3日自動於統(tǒng)卜勺圖書館自動化集成系統(tǒng)化集成系統(tǒng)中嵌入相應(yīng)的RFID設(shè)備的硬件接口果的補RFD用處掛模塊(如圖 5.2又)用管理6 系統(tǒng)報價本次項目的具體情況如下：圖書館經(jīng)常使用的書籍大約有50 萬冊（不超過60 萬冊），光盤5000 張；圖書館共有書庫 3 個：其中1 樓存書不到20 萬冊， 2 樓不到 10 萬冊， 3 樓不到10 萬冊；開放式書庫/ 閱覽室在5 樓，藏書10 萬冊；大體情況為: 高 6 層長約 4 米的書架40

25、個左右，出口1 個，設(shè)置單口的安全門，配置2 臺電腦工作人員一人負責借換書。一間書庫的借還書量在1 天 500 本左右， 加上 1-3 樓 總共一天平均借還書量在1500到 2000冊左右。擬本次只進行簡單改造，一些功能比如24 小時自助系統(tǒng)，智能架位查詢系統(tǒng)，自動分揀系統(tǒng)暫時都不打算上。自助辦證系統(tǒng)設(shè)備也不打算上。需要圖書標簽，層架標簽，光盤標簽，便攜清點器應(yīng)該都需要?？蛻粽J為自助借還設(shè)備需要2 臺，館員工作站需要4 臺。3 間書庫及一個閱覽室都各只有一個出口，安全門只需要4 個?？蛻粝Ｍ褂渺o脈門禁，具體使用的位置，數(shù)量，詳細機能暫未能明確。根據(jù)本次項目要求，特推薦如下設(shè)備方案:序號產(chǎn)品數(shù)量單價總價說明1館員工作站每個樓層1臺，共需4臺2室內(nèi)自助借 還書機2臺放置在5婁閱覽室，對于每天 500本的量合適。其他樓層/、安 排，