UHF RFID技术 在图书馆和出版发行行业的应用前景研究

1．RFID技术在图书馆和图书行业的应用现状

　　从上世纪9O年代后期以来，国外许多图书馆和图书馆系统供应商开始研究R F l D在图书馆管理中的应用，美国Checkpoint、3M ． 法国Tagsys、瑞士Bibliotheca．新加坡ST Logitrack等公司先后推出了包括基于HF RFID技术的自助借还 馆藏清点．图书顺架／查找 安全检测和自动分拣功能的各种图书馆RFID解决方案 并得到了广泛的应用；同时国际上一些著名的书商如BlackwelI、Baker＆ Taylor． NBDIBiblion等公司也开始为图书馆开展相应的RFID标签转换服务并探讨RFID技术在图书物流和零售管理中的应用。据不完全统计，截至2006年上半年，全球约有1000多家图书馆已经实现了RFID系统，2006年图书馆RFID应用的年度增长率超过3O％。亚洲地区的新加坡、欧洲地区的荷兰、瑞典等国家的大多数图书馆已经完成了RFID应用系统的部署，基本上实现了RFID在图书馆应用的普及，一些书商也开始试验和部署RFID物流和零售管理系统。目前在IDTechEx RFID应用案例数据库的2000多个案例中，全球图书馆和图书相关行业的RFID应用案例有1O4个。

　　国外比较典型的案例包括新加坡国内公共图书馆系统、美国西雅图公共图书馆、国立新加坡大学图书馆、荷兰阿姆斯特丹市公共图书馆．德国维也纳市公共图书馆等都全面采用了RFID技术。在国内，RFID技术也于2006年开始走进了图书馆。深圳市图书馆于2006年7月在馆内全面实施了RFID技术、厦门集美大学诚毅学院图书馆于2006年3月实施了RFlD技术，中国国家图书馆二期工程目前也正在规划RFID应用系统，计划于2008年上半年实现。

　　RFID技术在图书馆和书业应用近十年的发展过程中，绝大多数系统都采用了HF RFID技术，主要是由于HF RFID技术发展的时间比UHF RFID相对较长．技术相对比较成熟 系统开发的技术难度和风险较小，因此国内外市场上大多数供应商为图书馆提供的RFID技术解决方案大都是基于HF RFID技术，但其中一些厂商最近也已经开始进行图书馆和图书行业UHF RFID技术的应用研究或技术论证。

　　自2003年以来，在FDA等机构的积极推动下 UHF RFID技术得到了快速的发展，并在多个行业得到了广泛的应用。2005年以来，UHF RFID技术在图书馆和书业的应用也开始活跃起来 目前UHF RFlD在书业和图书馆应用的典型案例有2003—2004年日本出版协会在出版社、书店开展的RFID应用试验、澳大利亚著名图书馆自动化系统供应商Civica公司开发的Spydus 8图书馆自动化系统UHF RFID馆藏管理子系统(2004年底推出，已有澳洲、新加坡等地多家小型图书馆采用)、荷兰BGN连锁书店UHF G2 RFID管理系统(2006年5月第一家连锁店投入运行，开始主要用于进货和库存管理。目前已有两家分店投入运行，并逐渐扩大到整个书店的进销存业务流程的全面管理，2007年计划在下属的十几家分店中部署)。

2．UHF RFID技术在图书馆和整个图书行业应用的优势分析

　　RFID技术在图书馆中主要应用于图书借还处理、安全防盗 书架整理．典藏清点．图书登到验收等业务处理中的图书自动识别，其中前四个功能属于图书单品识别应用，而图书登到验收则属于箱包级识别应用，现有的HF RFID图书馆管理系统一般都无法实现箱包级图书登到验收功能。传统上，人们总是把图书馆RFID系统看作是一个独立的闭环应用系统，而实际上图书馆之间的馆际互借业务和图书登到业务一般需要涉及到其它图书馆．书商等机构的合作，从未来整个图书RFID应用链的角度来看，图书馆RFID应用系统是与其它图书馆、书商系统相互通讯的开环应用系统。因此我们在规划和部署图书馆RFID应用系统时必须考虑整个图书物流供应链和馆际互借的互操作问题。

　　对于图书出版发行企业和图书零售企业，RFlD技术也是书业信息化系统的重要技术手段 可用于图书物流供应链管理、图书零售管理及图书安全防盗管理，其中也涉及到图书单品识别和箱包级识别两种应用场合，同时涉及到出版商．书商．零售书店 图书馆等团体用户多种机构，同样也是一个开环应用系统。

　　由于UHF RFID技术比HF RFID读写速度快、读写距离远，是目前箱包级自动识别应用的优先选择；而HF RFID技术在近距离的单品识别应用和技术成熟度方面则更有优势，但用于箱包级自动识别性能较差。长期以来由于HF RFID供应商的误导宣传，人们存在着UHF RFID只能进行远距离读写的认识误区，由此得出UHF RFID只适合远距离箱包级识别应用而不适合近距离读写或单品识别应用的错误结论。近年来UHF RFID技术的应用和标准化得到了快速发展，在一般商品和药品等物品的单品识别实际应用中已经取得了非常满意的表现，充分证明了UHF RFlD既可以满足箱包级自动识别，同时也可以满足单品识别的应用要求。因此从图书馆和图书行业完整的RFID应用链来看，UHF RFID技术比HF RFID更适合。 ’

　　2006年3月，全球UHF G2 RFID阅读器和芯片主要供应商Impinj公司通过现场试验对UHF RFID与HF RFID系统在应用特性和技术性能方面进行了全面的分析比较，以无可辩驳的事实证明了UHFRFID系统在箱包级和单品级识别方面的技术可行性。

　　在经过充分的经济、技术可行性论证基础上．汕头大学图书馆自2006年9月开始与国内一家著名的UHF RFID技术公司合作开展了UHF RFID技术在图书馆的应用试验，我们分别采用了基于ISO1 8000-6B标准的UHF RFID系统和基于ISO 1 8000-6C(EPC UHF G2)标准的UHF RFID系统进行了两个阶段的图书馆应用试验。

　　第一阶段从2006年10月到2007年4月．主要进行了基于ISO1 8000—6B的UHFRFID自助借还和安全防盗方面的实际应用试验，共使用UHF RFID图书电子标签20000多个，借书证电子标签600多个．系统同时支持条码借书证和RFID借书证混合使用．总计借还次数60000多册次。通过对读写器天线和电子标签天线的多次设计改进，解决了读写距离控制和金属屏蔽干扰的问题，系统成功地实现了自助借还系统图书近距离多标签识别的功能要求同时在RFID安全防盗门应用上，成功地实现了图书远距离多标签快速读取检测功能，单个门禁的宽度为2 5米。上述系统整体达到现有HF RFID图书馆管理系统的性能，部分性能指标超过HF RFID图书馆系统的性能。

　　第二阶段的试验从2007年5月开始，全面采用基于ISO 1 8000—6C(EPC UHF G2)标准的UHF RFID系统，同时对自助借还、安全防盗 图书清点 书架整理和新书登到验收功能进行全面的实际应用试验。目前已基本上完成了该阶段大部分功能的试验工作，初步的结果显示，基于ISO 1 8000-6C(EPC UHF G2)RFID系统在多项性能上比ISO 1 8000-6B有大幅度的提升，系统总体的性能指标超过现有HF RFID图书馆系统的性能。

　　通过试验前的理论论证和实际的试验结果，我们认为UHF RFID技术在图书馆和整个书业应用比t-IF RFID有以下的优势：

　　(1)UHF电子标签的外形尺寸更小和标签可以实现隐蔽性安装，可像磁条一样安装在图书内页夹缝或书脊中；而HF标签面积较大，只能粘贴在页面上，容易被人为破坏而失去防盗检测功能；

　　(2)UHF RFID采用了更好的防冲突检测协议．具有更好的多标签读写性能．同时由于采用了更高的载波频率．读写速度更快；

　　(3)对金属物体、人体、液体等环境的适应性：最新的EPC UHF G2 RFID技术可以采用特别的天线和芯片设计技术．可以克服金属物体、人体 液体等环境因素对标签读写性能的影响．目前已可以达到或超过HF RFID环境兼容性；

　　(4)灵活的读写距离控制及对不同读写距离要求的更好适应性：目前我们试验的UHF RFID系统通过特别的天线设计改进及对读写器发射功率和天线的方向及电磁场分布空间的有效控制，已经可以实现了O～3米距离内的图书多目标快速识别．取得了满意的效果：

　　(5)由于UHF的工作频率高，读取的速度更快，单位时间能够读取更多的RFID标签。对于图书馆安全防盗应用、图书清点 书架整理 登到验收功能，效率会大幅度提高

　　(6)由于UHF RFID的读写距离远，因此安全门监测范围较大，我馆在试验中的安全门宽度已达到2．5米、工作稳定，既美观实用又可降低成本；

　　(7)UHF RFID标签本身成本较低，未来读写器和标签都有较大的降价空间，比HF RFID具有更低的实现成本；

　　(8)发展趋势：EPC UHF G2 RFID比HF RFID具有更广阔应用空间和更好的发展前景；

　　(9)UHF RFID在整个图书行业应用具有更好的应用集成和互操作适应性。在图书馆RFID应用中采用UHF RFID技术可以和未来图书出版发行 书店的仓储物流管理和零售管理采用完全相同的技术和系统，未来可以通过出版商或发行商的源标签计划实现完整的图书RFID应用链，可以完美地解决相关多行业的标签复用问题，大幅度降低图书馆标签的投资成本和人力成本。

　　尽管UHF RFID技术的开发和应用比HF RFID要晚一些，EPC UHF G2协议和标准才制定一年多时间，产品大都是2006年后才推出，但是其技术和产品居于RFID产业的高端及前沿，在性能方面已经显示出明显优势．尤其是在新拓展的单品识别领域有非常好的表现。2003-2004年日本出版协会在书店进行的UHF RFID流通管理试验和荷兰BGN连锁书店大规模部署的EPC UHF G2 RFID图书零售管理和药品行业开展的EPC UHF G2应用都充分地证明了UHF RFID的优越性。

3．结论

　　从RFID系统工作的物理原理上和技术发展潜力角度来看．UHF RFID完全可应用于图书馆和整个图书行业的图书识别 物流管理和安全检测，而且比HF RIFD做得更完美．在将来有可能在图书馆、图书出版发行的物流管理、图书零售业的RFID应用采用统一的标准和技术，构成完整的图书RFID应用链．从根本上解决多行业的标签复用问题，可大幅度降低系统的投资成本。

　　目前UHF RFID技术正处于应用的起步阶段，在技术上处于快速的变化和成长期，很多技术和产品还有很大的优化提升的空间。从技术发展的规律角度看，随着读写器技术和标签技术的进步，未来的UHF RFID系统应该完全可以解决与HF RFID的兼容和互操作问题，因而现阶段在图书标签上投入的大量人力物力方面的投资可以得到完美的保护。从5O年代到9O年代条形码技术的发展普及、逐步成熟和完善的历史过程，我们可以看到未来RFID技术发展演变的缩影，其中的经验和规律可以供我们借鉴。

　　总的来说，目前UHF RFID技术在图书馆的应用已经开始，而图书出版发行和零售行业的信息化进程也正在快速发展，UHF RFID技术在未来图书物流管理、零售管理应用领域将有更大的优势和发展潜力。因此希望图书馆、图书出版发行机构、书店在采用RFID技术时要进行全面的论证和规划，共同促进RFID技术在图书行业应用的健康发展。