UHF RFID技術 在圖書館和出版發行行業的應用前景研究

1．RFID技術在圖書館和圖書行業的應用現狀

　　從上世紀9O年代后期以來，國外許多圖書館和圖書館系統供應商開始研究R F l D在圖書館管理中的應用，美國Checkpoint、3M ． 法國Tagsys、瑞士Bibliotheca．新加坡ST Logitrack等公司先后推出了包括基于HF RFID技術的自助借還 館藏清點．圖書順架／查找 安全檢測和自動分揀功能的各種圖書館RFID解決方案 并得到了廣泛的應用；同時國際上一些著名的書商如BlackwelI、Baker＆ Taylor． NBDIBiblion等公司也開始為圖書館開展相應的RFID標簽轉換服務并探討RFID技術在圖書物流和零售管理中的應用。據不完全統計，截至2006年上半年，全球約有1000多家圖書館已經實現了RFID系統，2006年圖書館RFID應用的年度增長率超過3O％。亞洲地區的新加坡、歐洲地區的荷蘭、瑞典等國家的大多數圖書館已經完成了RFID應用系統的部署，基本上實現了RFID在圖書館應用的普及，一些書商也開始試驗和部署RFID物流和零售管理系統。目前在IDTechEx RFID應用案例數據庫的2000多個案例中，全球圖書館和圖書相關行業的RFID應用案例有1O4個。

　　國外比較典型的案例包括新加坡國內公共圖書館系統、美國西雅圖公共圖書館、國立新加坡大學圖書館、荷蘭阿姆斯特丹市公共圖書館．德國維也納市公共圖書館等都全面采用了RFID技術。在國內，RFID技術也于2006年開始走進了圖書館。深圳市圖書館于2006年7月在館內全面實施了RFID技術、廈門集美大學誠毅學院圖書館于2006年3月實施了RFlD技術，中國國家圖書館二期工程目前也正在規劃RFID應用系統，計劃于2008年上半年實現。

　　RFID技術在圖書館和書業應用近十年的發展過程中，絕大多數系統都采用了HF RFID技術，主要是由于HF RFID技術發展的時間比UHF RFID相對較長．技術相對比較成熟 系統開發的技術難度和風險較小，因此國內外市場上大多數供應商為圖書館提供的RFID技術解決方案大都是基于HF RFID技術，但其中一些廠商最近也已經開始進行圖書館和圖書行業UHF RFID技術的應用研究或技術論證。

　　自2003年以來，在FDA等機構的積極推動下 UHF RFID技術得到了快速的發展，并在多個行業得到了廣泛的應用。2005年以來，UHF RFID技術在圖書館和書業的應用也開始活躍起來 目前UHF RFlD在書業和圖書館應用的典型案例有2003—2004年日本出版協會在出版社、書店開展的RFID應用試驗、澳大利亞著名圖書館自動化系統供應商Civica公司開發的Spydus 8圖書館自動化系統UHF RFID館藏管理子系統(2004年底推出，已有澳洲、新加坡等地多家小型圖書館采用)、荷蘭BGN連鎖書店UHF G2 RFID管理系統(2006年5月第一家連鎖店投入運行，開始主要用于進貨和庫存管理。目前已有兩家分店投入運行，并逐漸擴大到整個書店的進銷存業務流程的全面管理，2007年計劃在下屬的十幾家分店中部署)。

2．UHF RFID技術在圖書館和整個圖書行業應用的優勢分析

　　RFID技術在圖書館中主要應用于圖書借還處理、安全防盜 書架整理．典藏清點．圖書登到驗收等業務處理中的圖書自動識別，其中前四個功能屬于圖書單品識別應用，而圖書登到驗收則屬于箱包級識別應用，現有的HF RFID圖書館管理系統一般都無法實現箱包級圖書登到驗收功能。傳統上，人們總是把圖書館RFID系統看作是一個獨立的閉環應用系統，而實際上圖書館之間的館際互借業務和圖書登到業務一般需要涉及到其它圖書館．書商等機構的合作，從未來整個圖書RFID應用鏈的角度來看，圖書館RFID應用系統是與其它圖書館、書商系統相互通訊的開環應用系統。因此我們在規劃和部署圖書館RFID應用系統時必須考慮整個圖書物流供應鏈和館際互借的互操作問題。

　　對于圖書出版發行企業和圖書零售企業，RFlD技術也是書業信息化系統的重要技術手段 可用于圖書物流供應鏈管理、圖書零售管理及圖書安全防盜管理，其中也涉及到圖書單品識別和箱包級識別兩種應用場合，同時涉及到出版商．書商．零售書店 圖書館等團體用戶多種機構，同樣也是一個開環應用系統。

　　由于UHF RFID技術比HF RFID讀寫速度快、讀寫距離遠，是目前箱包級自動識別應用的優先選擇；而HF RFID技術在近距離的單品識別應用和技術成熟度方面則更有優勢，但用于箱包級自動識別性能較差。長期以來由于HF RFID供應商的誤導宣傳，人們存在著UHF RFID只能進行遠距離讀寫的認識誤區，由此得出UHF RFID只適合遠距離箱包級識別應用而不適合近距離讀寫或單品識別應用的錯誤結論。近年來UHF RFID技術的應用和標準化得到了快速發展，在一般商品和藥品等物品的單品識別實際應用中已經取得了非常滿意的表現，充分證明了UHF RFlD既可以滿足箱包級自動識別，同時也可以滿足單品識別的應用要求。因此從圖書館和圖書行業完整的RFID應用鏈來看，UHF RFID技術比HF RFID更適合。 ’

　　2006年3月，全球UHF G2 RFID閱讀器和芯片主要供應商Impinj公司通過現場試驗對UHF RFID與HF RFID系統在應用特性和技術性能方面進行了全面的分析比較，以無可辯駁的事實證明了UHFRFID系統在箱包級和單品級識別方面的技術可行性。

　　在經過充分的經濟、技術可行性論證基礎上．汕頭大學圖書館自2006年9月開始與國內一家著名的UHF RFID技術公司合作開展了UHF RFID技術在圖書館的應用試驗，我們分別采用了基于ISO1 8000-6B標準的UHF RFID系統和基于ISO 1 8000-6C(EPC UHF G2)標準的UHF RFID系統進行了兩個階段的圖書館應用試驗。

　　第一階段從2006年10月到2007年4月．主要進行了基于ISO1 8000—6B的UHFRFID自助借還和安全防盜方面的實際應用試驗，共使用UHF RFID圖書電子標簽20000多個，借書證電子標簽600多個．系統同時支持條碼借書證和RFID借書證混合使用．總計借還次數60000多冊次。通過對讀寫器天線和電子標簽天線的多次設計改進，解決了讀寫距離控制和金屬屏蔽干擾的問題，系統成功地實現了自助借還系統圖書近距離多標簽識別的功能要求同時在RFID安全防盜門應用上，成功地實現了圖書遠距離多標簽快速讀取檢測功能，單個門禁的寬度為2 5米。上述系統整體達到現有HF RFID圖書館管理系統的性能，部分性能指標超過HF RFID圖書館系統的性能。

　　第二階段的試驗從2007年5月開始，全面采用基于ISO 1 8000—6C(EPC UHF G2)標準的UHF RFID系統，同時對自助借還、安全防盜 圖書清點 書架整理和新書登到驗收功能進行全面的實際應用試驗。目前已基本上完成了該階段大部分功能的試驗工作，初步的結果顯示，基于ISO 1 8000-6C(EPC UHF G2)RFID系統在多項性能上比ISO 1 8000-6B有大幅度的提升，系統總體的性能指標超過現有HF RFID圖書館系統的性能。

　　通過試驗前的理論論證和實際的試驗結果，我們認為UHF RFID技術在圖書館和整個書業應用比t-IF RFID有以下的優勢：

　　(1)UHF電子標簽的外形尺寸更小和標簽可以實現隱蔽性安裝，可像磁條一樣安裝在圖書內頁夾縫或書脊中；而HF標簽面積較大，只能粘貼在頁面上，容易被人為破壞而失去防盜檢測功能；

　　(2)UHF RFID采用了更好的防沖突檢測協議．具有更好的多標簽讀寫性能．同時由于采用了更高的載波頻率．讀寫速度更快；

　　(3)對金屬物體、人體、液體等環境的適應性：最新的EPC UHF G2 RFID技術可以采用特別的天線和芯片設計技術．可以克服金屬物體、人體 液體等環境因素對標簽讀寫性能的影響．目前已可以達到或超過HF RFID環境兼容性；

　　(4)靈活的讀寫距離控制及對不同讀寫距離要求的更好適應性：目前我們試驗的UHF RFID系統通過特別的天線設計改進及對讀寫器發射功率和天線的方向及電磁場分布空間的有效控制，已經可以實現了O～3米距離內的圖書多目標快速識別．取得了滿意的效果：

　　(5)由于UHF的工作頻率高，讀取的速度更快，單位時間能夠讀取更多的RFID標簽。對于圖書館安全防盜應用、圖書清點 書架整理 登到驗收功能，效率會大幅度提高

　　(6)由于UHF RFID的讀寫距離遠，因此安全門監測范圍較大，我館在試驗中的安全門寬度已達到2．5米、工作穩定，既美觀實用又可降低成本；

　　(7)UHF RFID標簽本身成本較低，未來讀寫器和標簽都有較大的降價空間，比HF RFID具有更低的實現成本；

　　(8)發展趨勢：EPC UHF G2 RFID比HF RFID具有更廣闊應用空間和更好的發展前景；

　　(9)UHF RFID在整個圖書行業應用具有更好的應用集成和互操作適應性。在圖書館RFID應用中采用UHF RFID技術可以和未來圖書出版發行 書店的倉儲物流管理和零售管理采用完全相同的技術和系統，未來可以通過出版商或發行商的源標簽計劃實現完整的圖書RFID應用鏈，可以完美地解決相關多行業的標簽復用問題，大幅度降低圖書館標簽的投資成本和人力成本。

　　盡管UHF RFID技術的開發和應用比HF RFID要晚一些，EPC UHF G2協議和標準才制定一年多時間，產品大都是2006年后才推出，但是其技術和產品居于RFID產業的高端及前沿，在性能方面已經顯示出明顯優勢．尤其是在新拓展的單品識別領域有非常好的表現。2003-2004年日本出版協會在書店進行的UHF RFID流通管理試驗和荷蘭BGN連鎖書店大規模部署的EPC UHF G2 RFID圖書零售管理和藥品行業開展的EPC UHF G2應用都充分地證明了UHF RFID的優越性。

3．結論

　　從RFID系統工作的物理原理上和技術發展潛力角度來看．UHF RFID完全可應用于圖書館和整個圖書行業的圖書識別 物流管理和安全檢測，而且比HF RIFD做得更完美．在將來有可能在圖書館、圖書出版發行的物流管理、圖書零售業的RFID應用采用統一的標準和技術，構成完整的圖書RFID應用鏈．從根本上解決多行業的標簽復用問題，可大幅度降低系統的投資成本。

　　目前UHF RFID技術正處于應用的起步階段，在技術上處于快速的變化和成長期，很多技術和產品還有很大的優化提升的空間。從技術發展的規律角度看，隨著讀寫器技術和標簽技術的進步，未來的UHF RFID系統應該完全可以解決與HF RFID的兼容和互操作問題，因而現階段在圖書標簽上投入的大量人力物力方面的投資可以得到完美的保護。從5O年代到9O年代條形碼技術的發展普及、逐步成熟和完善的歷史過程，我們可以看到未來RFID技術發展演變的縮影，其中的經驗和規律可以供我們借鑒。

　　總的來說，目前UHF RFID技術在圖書館的應用已經開始，而圖書出版發行和零售行業的信息化進程也正在快速發展，UHF RFID技術在未來圖書物流管理、零售管理應用領域將有更大的優勢和發展潛力。因此希望圖書館、圖書出版發行機構、書店在采用RFID技術時要進行全面的論證和規劃，共同促進RFID技術在圖書行業應用的健康發展。