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图书馆领域中淘汰条形码的新技术------RFID
作者：安 结
来源：RFID世界网
日期：2009-11-10 11:11:39
摘要：文章介绍非接触式自动识别技术在图书馆领域的应用。
RFID 技术与条形码技术相比较，条形码是一种应用非常广泛的自动识别技术，虽然在提高图书流通效率方面立下了汗马功劳，但自身有着一些不可克服的缺陷。使它在图书馆领域中的应用必将成为历史，取而代之的将是 RFID 技术给图书管理所带来的全新理念。
1 条形码识别技术
条形码由一组按一定编码规则排列的条、空符号组成，表示一定的字符、数字及符号信息，所以存储的信息很少。条形码系统是由条形码符号设计、条形码制作以及扫描阅读组成的自动识别系统，使用时将扫描器对准条形码来获取相关信息。
条形码识别技术是迄今为止使用最为广泛的一种自动识别技术。到目前为止，常见的条形码的码制大概有二十多种，其中广泛使用的码制包括EAN码(欧洲商品条码)、Code39码、交叉25码、UPC码、128码、Code93码，以及CODABAR码等。不同的码制具有不同的特点，有几种广泛应用在图书馆领域中，下面介绍一些典型的码制：
(1)UPC 码。UPC码在1973年由美国超市工会推行，是世界上第一套商用的条形码系统，主要应用在美国和加拿大。UPC码包括UPC—A和UPC—E两种系统，UPC只提供数字编码，限制位数(12位和7位)，需要检查码，允许双向扫描，主要应用在超市与百货业。
(2)EAN 码。1977年，欧洲12个工业国家在比利时签署草约，成立了国际商品条码协会，参考UPC码制定了与之兼容的EAN码。EAN码仅有数字号码，通常为13位，允许双向扫描，缩短码为8位码，也主要应用在超市和百货业。
(3)ITF25 码(交叉25码)。ITF25码码的条形码长度没有限定，但是其数字资料必须为偶数位，允许双向扫描。ITF25码在物流管理中应用较多，主要用于包装、运输、国际航空系统的机票顺序编号、汽车业及零售业。
(4)Code39 码。在Code39码的9个码素中，一定有3个码素是粗线，所以Code39码又被称为“三九码”。除数字0—9以外，Code39码还提供英文字母A—Z以及特殊的符号，它允许双向扫描，支持44组条码，主要应用在图书馆、工业产品、商业资料等场所。
(5)CODABAR 码(库德巴码)。这种码制可以支持数字、特殊符号及4个英文字母，由于条码自身有检测的功能，因此无需检查码。主要应用在工厂库存管理、血库管理、图书馆借阅书籍及照片冲洗业。
(6)ISBN 码(国际标准书号)。ISBN 是因图书出版、管理的需要以及便于国际问出版物的交流与统计，而出现的一套国际统一的编码制度。每一个ISBN码由一组有“ISBN”代号的十位数字所组成，用以识别出版物所属国别地区、出版机构、书名、版本以及装订方式。这组号码也可以说是图书的代表号码，大部分应用于出版社图书管理系统。
(7)Code128 码。Code128 码是目前中国企业内部自定义的码制，可以根据需要来确定条码的长度和信息。这种编码包含的信息可以是数字，也可以包含字母，主要应用于图书管理、工业生产线领域等。
(8)Code93 码。这种码制类似于Code39码，但是其密度更高，能够替代Code39码。
2 RFID 识别技术
RFID 是一种名叫“(无线)射频识别”的非接触式自动识别技术，名于其英文“Radio Frequency Identification”的缩写。
RFID 其历史可以追溯到二战期间，美军首度将其用于识别盟军的飞机。到了上个世纪7O年代，当时的西德政府即用其标识核废料，以更加准确地跟踪它们的处理过程。而在新加坡和香港，基于该技术的电子公路收费系统也早已投入使用，系统可对不同时段行驶在不同路段的车辆实行差别计费。此外，它还在宠物身份识别、野生物与环境监测等领域得到了较多的应用，现在越来越广泛地应用在图书管理领域。基本的RFID 系统由标签(Tag)、解读(Reader)和天线(Antezm)三部分组成，全部或局部地集成为一个整体——在实际应用中还需要其他硬件和软件的支持。由于RFID 的封闭包装方式，使之可以用于潮湿、污染比较严重的环境中。
(1)Tag (标签、卡)。Tag 分为主动型和被动型两种。RFID 系统中非主动向读写装置传送 RF 信号的 RFID 单元称为被动型 Tag，而主动向读写器进行RF信号传送的 RFID 单元称为 Transponder，即主动式 Tag。被动式 Tag 而将仅进行RF信号反射或反向散射传输的 RFID 单元。主动式Tag需要专用电池支持其传输器及接收器的工作。Tag载有可用于认证识别其所附着的目标物的相关信息数据。Tag 有只读、读写或写等形式。
(2)解读(Reader)。RF Transceiver(收发器)是RF能量之源。它产生 RF 信号及 RF 能量激活并支持(供能给)“被动式 RFID Tag 的工作。当作为独立设备时，一般被列为RF模块。RF Transceiver的任务是对由天线发射和接收的电频进行制及调制解码；对自“被动式”RFID Tag上反射或反向散射来的RF信号进行过滤及放大。RFID读写器的任务是控制RF Transceiver发射RF信号：通过 RF Transceiver接收来自ag的已编码RF信号，对Tag 的认证识别信息进行解码；将认证识别信息连带 Tag 上其他相关信息传输到主机以供处理。
(3)天线。RFID 系统至少应包含一根天线，内置或外置，用以发射和接收 RF 信号。有些 RFID 系统是由一根天线来同时完成发射和接收；而另一些RFID系统则是由一根天线来完成发射而由另一根天线来承担接收。
RFID 的工作原理并不复杂，标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应流发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(有标签或主动标签)；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID 类似于条码描。对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物，并使用专用的扫描读写器利光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器；而 RFID则使用专用的 BFID 读写器及专门的可附于目标物的RFID单元，利用RF信号将信息由 BFID 单元传送至 RFID 读写器。
RFID 单元中载有关的各类相关信息，如：在图书管理中可以是图书的名称，图书借阅的起止时间、途经阅览室及图书经过馆内某一地的具体时间等指标。RFID 单元，标签、卡等可灵活附着于标识物的任何位置。粘贴有 RFID 的标识物只需在解读器电磁波覆盖范围内停留一定的时间，就可以完成识别过程。
3 RFID 和条形码的技术比较
条形码技术给人们的工作、生活带来的巨大变化是有目共睹的。然而，由于条形码的信息容量比较小，例如图书上的条码仅能容纳几位或者几十位阿拉伯数字或字母，因此一维条形码仅仅只能标识一类图书，而不包含对于有关图书的描述。只有数据库的辅助下，人们才能通过条形码得到有关图书的描述。换言之，如果离开了预先建立的数据库，一维条形码所包含的信息将会大打折扣。由于这个原因，一维条形码在没有数据库支持或者联网不方便的地方，其使用就受到了相当的限制。
在另一方面，一维条形码无法表示汉字或者图像信息。因此，在一些需要应用汉字和图像的场合，一维条形码就显得很不方便。而且，即使我们建立了相当的数据库来存储相关产品的汉字和图像信息，这些大量的信息也需要一个很长的条形码来进行标识。而这种长的条形码会占用很大的印刷面积，从而对印刷和包装带来难以解决的困难。因此，人们希望条形码中直接包含图书的各种信息，而不需要根据条形码从数据库中再次进行这些信息的查询。
与条形码识别系统相比，无线射频识别技术具有很多优势：通过射频信号自动识别目标对象，无需可见光源；具有穿透性，可以透过外部材料直接读取数据，保护外部包装，节省时间；射频产品可以在恶劣环境下工作，对环境要求低；读取距离远，无需与目标接触就可以得到数据；支持写入数据，无需重新制作新的标签；使用防冲突技术，能够同时处理多个射频标签，适用于批量识别场合；可以对 RFID 标签所附着的物体进行追踪定位，提供位置等信息。
4 图书馆领域中 RFID 将淘汰条形码
在图书馆的图书管理中使用 RFID 技术比条形码技术更具优势。
(1)使用更简便。使用条形码识别图书时，扫描仪必须“看到”图书的条形码才能读取信息，因此图书管理人员必须亲手扫描每本图书，不仅效率低，而且容易出现差错。RFID 则可以透过图书外部材料远距离读取数据，且能在恶劣环境下工作。
(2)效率更高。条形码技术一次只能对一本图书信息进行扫描，RFID 还能够同时处理多个标签，可以成批处理，瞬间完成。另外，RFID写入及存取数据比打印条形码更少，效率更高。
(3)信息量更大。条形码的信息容量有限，一维条码是5O字节，二维条码最大的容量可储存2至3 000字节，通常只能记录图书特征码，并且须与数据库相连才能进行识别和处理，存储数据量大，可以达到兆字节，轻易存储图书的文字、图片等相关信息。
(4)容错性更好。条码信息印刷之后就无法更改，不可以因各种可变因素进行变更，使用 RFID TAG 图书电子标签的图书信息则可不限次数地新增、修改、删除其 RFID TAG内储存的资料，RFID 的内容可以随时随地的动态改变。
(5)耐久性更长。如果条形码撕裂、污损或丢失，扫描仪将无法扫描进而识别图书，RFID 采用封装技术，可以放在图书的内页，更不容易损坏。条码随着图书的寿命结束而结束，而 RFID 则可以回收再使用。
(6)安合保密性更高。RFID 的数据存取有密码保护，不易被伪造和更改。图书数据安全性更高，另外可以对 RFID 标签所附着的图书进行追踪定位，防止图书丢失。
很明显的可以看出，和条形码技术相比较，图书馆领域中 RFID 具有无可辩驳的优势，所有这些都非常适应现代图书管理的要求。条形码作为历史已经完成了其历史使命，将退出图书管理的舞台。
5 在图书管理中应用 RFID 技术的优势
(1)简化借、还书作业。目前图书馆的纸质资料都以光学条码作为每本书的辨识码，借还书都要求对准图书逐一扫描，如果采用 RFID 技术的图书馆则，可以对批量借阅或还回的图书进行处理，可以实现瞬间、非接触完成，现有技术最大距离已经可以大于10M。
(2)加速盘点作业。由于条码阅读器必须在近距离而且没有物体阻挡下，才可以辨读条码，因此，盘点时需从书架上将每一本书取出。而RFID TAG 以无线电波传送讯号，可一次读取数本 RFID TAG 的图书资料，从而大大地简化盘点工作。
(3)增强顺架功能。乱架的图书在归位的问题上，每个图书馆都要花大量的时间来解决，RFID 技术很容易查找不在架上或者乱架的图书。利用无线电波感应，和手持设备的配合，使得图书查找工作更为容易。
(4)读者自助借还书。提供自助借还书周边设备，读者可自行办理图书借还，完全可以做到出门即借，进门就还。
(5)高度自动化控制，可实现自动分类图书。和有自动化控制分捡系统等设备有机结合，RFID 可以实现图书的自动分类、分捡，减少图书管理者的劳动强度。
(6)条码和磁条技术二合一。由于 RFID 提供的大信息容量，使用密码技术进行数据交换和可读写，同时具备了条码和磁条技术要求，无须再使用磁条技术，图书流通更加快捷、安全。
此外，还可以实现馆外借书、馆际借书、盲人及儿童读者借书等特殊服务，为图书馆的图书提高使用面和使用率有很大的促进作用。
6 结束语
RFID 之所以被重视，关键在于它可以让图书实现真正的自动化管理，RFID 其所具备的独特优势是其它识别技术无法比拟的。它最终取代和淘汰目前广泛使用的条形码识别技术。目前，国外的少数图书馆，如新加坡国家图书馆，韩国、新西兰等地的图书馆都已采用丁 RFID 系统进行图书管理，也有越来越多的图书馆准备采用该技术。应该看到，现在 RFID 技术已经到了实际应用普及阶段，RFID 技术将被广泛的使用在图书馆领域中，成为图书馆领域中发展的趋势。让我们对RFID技术给予更多的关注，尽快在我国普及推广，建设国内的现代化图书馆。
1 条形码识别技术
条形码由一组按一定编码规则排列的条、空符号组成，表示一定的字符、数字及符号信息，所以存储的信息很少。条形码系统是由条形码符号设计、条形码制作以及扫描阅读组成的自动识别系统，使用时将扫描器对准条形码来获取相关信息。
条形码识别技术是迄今为止使用最为广泛的一种自动识别技术。到目前为止，常见的条形码的码制大概有二十多种，其中广泛使用的码制包括EAN码(欧洲商品条码)、Code39码、交叉25码、UPC码、128码、Code93码，以及CODABAR码等。不同的码制具有不同的特点，有几种广泛应用在图书馆领域中，下面介绍一些典型的码制：
(1)UPC 码。UPC码在1973年由美国超市工会推行，是世界上第一套商用的条形码系统，主要应用在美国和加拿大。UPC码包括UPC—A和UPC—E两种系统，UPC只提供数字编码，限制位数(12位和7位)，需要检查码，允许双向扫描，主要应用在超市与百货业。
(2)EAN 码。1977年，欧洲12个工业国家在比利时签署草约，成立了国际商品条码协会，参考UPC码制定了与之兼容的EAN码。EAN码仅有数字号码，通常为13位，允许双向扫描，缩短码为8位码，也主要应用在超市和百货业。
(3)ITF25 码(交叉25码)。ITF25码码的条形码长度没有限定，但是其数字资料必须为偶数位，允许双向扫描。ITF25码在物流管理中应用较多，主要用于包装、运输、国际航空系统的机票顺序编号、汽车业及零售业。
(4)Code39 码。在Code39码的9个码素中，一定有3个码素是粗线，所以Code39码又被称为“三九码”。除数字0—9以外，Code39码还提供英文字母A—Z以及特殊的符号，它允许双向扫描，支持44组条码，主要应用在图书馆、工业产品、商业资料等场所。
(5)CODABAR 码(库德巴码)。这种码制可以支持数字、特殊符号及4个英文字母，由于条码自身有检测的功能，因此无需检查码。主要应用在工厂库存管理、血库管理、图书馆借阅书籍及照片冲洗业。
(6)ISBN 码(国际标准书号)。ISBN 是因图书出版、管理的需要以及便于国际问出版物的交流与统计，而出现的一套国际统一的编码制度。每一个ISBN码由一组有“ISBN”代号的十位数字所组成，用以识别出版物所属国别地区、出版机构、书名、版本以及装订方式。这组号码也可以说是图书的代表号码，大部分应用于出版社图书管理系统。
(7)Code128 码。Code128 码是目前中国企业内部自定义的码制，可以根据需要来确定条码的长度和信息。这种编码包含的信息可以是数字，也可以包含字母，主要应用于图书管理、工业生产线领域等。
(8)Code93 码。这种码制类似于Code39码，但是其密度更高，能够替代Code39码。
2 RFID 识别技术
RFID 是一种名叫“(无线)射频识别”的非接触式自动识别技术，名于其英文“Radio Frequency Identification”的缩写。
RFID 其历史可以追溯到二战期间，美军首度将其用于识别盟军的飞机。到了上个世纪7O年代，当时的西德政府即用其标识核废料，以更加准确地跟踪它们的处理过程。而在新加坡和香港，基于该技术的电子公路收费系统也早已投入使用，系统可对不同时段行驶在不同路段的车辆实行差别计费。此外，它还在宠物身份识别、野生物与环境监测等领域得到了较多的应用，现在越来越广泛地应用在图书管理领域。基本的RFID 系统由标签(Tag)、解读(Reader)和天线(Antezm)三部分组成，全部或局部地集成为一个整体——在实际应用中还需要其他硬件和软件的支持。由于RFID 的封闭包装方式，使之可以用于潮湿、污染比较严重的环境中。
(1)Tag (标签、卡)。Tag 分为主动型和被动型两种。RFID 系统中非主动向读写装置传送 RF 信号的 RFID 单元称为被动型 Tag，而主动向读写器进行RF信号传送的 RFID 单元称为 Transponder，即主动式 Tag。被动式 Tag 而将仅进行RF信号反射或反向散射传输的 RFID 单元。主动式Tag需要专用电池支持其传输器及接收器的工作。Tag载有可用于认证识别其所附着的目标物的相关信息数据。Tag 有只读、读写或写等形式。
(2)解读(Reader)。RF Transceiver(收发器)是RF能量之源。它产生 RF 信号及 RF 能量激活并支持(供能给)“被动式 RFID Tag 的工作。当作为独立设备时，一般被列为RF模块。RF Transceiver的任务是对由天线发射和接收的电频进行制及调制解码；对自“被动式”RFID Tag上反射或反向散射来的RF信号进行过滤及放大。RFID读写器的任务是控制RF Transceiver发射RF信号：通过 RF Transceiver接收来自ag的已编码RF信号，对Tag 的认证识别信息进行解码；将认证识别信息连带 Tag 上其他相关信息传输到主机以供处理。
(3)天线。RFID 系统至少应包含一根天线，内置或外置，用以发射和接收 RF 信号。有些 RFID 系统是由一根天线来同时完成发射和接收；而另一些RFID系统则是由一根天线来完成发射而由另一根天线来承担接收。
RFID 的工作原理并不复杂，标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应流发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(有标签或主动标签)；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID 类似于条码描。对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物，并使用专用的扫描读写器利光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器；而 RFID则使用专用的 BFID 读写器及专门的可附于目标物的RFID单元，利用RF信号将信息由 BFID 单元传送至 RFID 读写器。
RFID 单元中载有关的各类相关信息，如：在图书管理中可以是图书的名称，图书借阅的起止时间、途经阅览室及图书经过馆内某一地的具体时间等指标。RFID 单元，标签、卡等可灵活附着于标识物的任何位置。粘贴有 RFID 的标识物只需在解读器电磁波覆盖范围内停留一定的时间，就可以完成识别过程。
3 RFID 和条形码的技术比较
条形码技术给人们的工作、生活带来的巨大变化是有目共睹的。然而，由于条形码的信息容量比较小，例如图书上的条码仅能容纳几位或者几十位阿拉伯数字或字母，因此一维条形码仅仅只能标识一类图书，而不包含对于有关图书的描述。只有数据库的辅助下，人们才能通过条形码得到有关图书的描述。换言之，如果离开了预先建立的数据库，一维条形码所包含的信息将会大打折扣。由于这个原因，一维条形码在没有数据库支持或者联网不方便的地方，其使用就受到了相当的限制。
在另一方面，一维条形码无法表示汉字或者图像信息。因此，在一些需要应用汉字和图像的场合，一维条形码就显得很不方便。而且，即使我们建立了相当的数据库来存储相关产品的汉字和图像信息，这些大量的信息也需要一个很长的条形码来进行标识。而这种长的条形码会占用很大的印刷面积，从而对印刷和包装带来难以解决的困难。因此，人们希望条形码中直接包含图书的各种信息，而不需要根据条形码从数据库中再次进行这些信息的查询。
与条形码识别系统相比，无线射频识别技术具有很多优势：通过射频信号自动识别目标对象，无需可见光源；具有穿透性，可以透过外部材料直接读取数据，保护外部包装，节省时间；射频产品可以在恶劣环境下工作，对环境要求低；读取距离远，无需与目标接触就可以得到数据；支持写入数据，无需重新制作新的标签；使用防冲突技术，能够同时处理多个射频标签，适用于批量识别场合；可以对 RFID 标签所附着的物体进行追踪定位，提供位置等信息。
4 图书馆领域中 RFID 将淘汰条形码
在图书馆的图书管理中使用 RFID 技术比条形码技术更具优势。
(1)使用更简便。使用条形码识别图书时，扫描仪必须“看到”图书的条形码才能读取信息，因此图书管理人员必须亲手扫描每本图书，不仅效率低，而且容易出现差错。RFID 则可以透过图书外部材料远距离读取数据，且能在恶劣环境下工作。
(2)效率更高。条形码技术一次只能对一本图书信息进行扫描，RFID 还能够同时处理多个标签，可以成批处理，瞬间完成。另外，RFID写入及存取数据比打印条形码更少，效率更高。
(3)信息量更大。条形码的信息容量有限，一维条码是5O字节，二维条码最大的容量可储存2至3 000字节，通常只能记录图书特征码，并且须与数据库相连才能进行识别和处理，存储数据量大，可以达到兆字节，轻易存储图书的文字、图片等相关信息。
(4)容错性更好。条码信息印刷之后就无法更改，不可以因各种可变因素进行变更，使用 RFID TAG 图书电子标签的图书信息则可不限次数地新增、修改、删除其 RFID TAG内储存的资料，RFID 的内容可以随时随地的动态改变。
(5)耐久性更长。如果条形码撕裂、污损或丢失，扫描仪将无法扫描进而识别图书，RFID 采用封装技术，可以放在图书的内页，更不容易损坏。条码随着图书的寿命结束而结束，而 RFID 则可以回收再使用。
(6)安合保密性更高。RFID 的数据存取有密码保护，不易被伪造和更改。图书数据安全性更高，另外可以对 RFID 标签所附着的图书进行追踪定位，防止图书丢失。
很明显的可以看出，和条形码技术相比较，图书馆领域中 RFID 具有无可辩驳的优势，所有这些都非常适应现代图书管理的要求。条形码作为历史已经完成了其历史使命，将退出图书管理的舞台。
5 在图书管理中应用 RFID 技术的优势
(1)简化借、还书作业。目前图书馆的纸质资料都以光学条码作为每本书的辨识码，借还书都要求对准图书逐一扫描，如果采用 RFID 技术的图书馆则，可以对批量借阅或还回的图书进行处理，可以实现瞬间、非接触完成，现有技术最大距离已经可以大于10M。
(2)加速盘点作业。由于条码阅读器必须在近距离而且没有物体阻挡下，才可以辨读条码，因此，盘点时需从书架上将每一本书取出。而RFID TAG 以无线电波传送讯号，可一次读取数本 RFID TAG 的图书资料，从而大大地简化盘点工作。
(3)增强顺架功能。乱架的图书在归位的问题上，每个图书馆都要花大量的时间来解决，RFID 技术很容易查找不在架上或者乱架的图书。利用无线电波感应，和手持设备的配合，使得图书查找工作更为容易。
(4)读者自助借还书。提供自助借还书周边设备，读者可自行办理图书借还，完全可以做到出门即借，进门就还。
(5)高度自动化控制，可实现自动分类图书。和有自动化控制分捡系统等设备有机结合，RFID 可以实现图书的自动分类、分捡，减少图书管理者的劳动强度。
(6)条码和磁条技术二合一。由于 RFID 提供的大信息容量，使用密码技术进行数据交换和可读写，同时具备了条码和磁条技术要求，无须再使用磁条技术，图书流通更加快捷、安全。
此外，还可以实现馆外借书、馆际借书、盲人及儿童读者借书等特殊服务，为图书馆的图书提高使用面和使用率有很大的促进作用。
6 结束语
RFID 之所以被重视，关键在于它可以让图书实现真正的自动化管理，RFID 其所具备的独特优势是其它识别技术无法比拟的。它最终取代和淘汰目前广泛使用的条形码识别技术。目前，国外的少数图书馆，如新加坡国家图书馆，韩国、新西兰等地的图书馆都已采用丁 RFID 系统进行图书管理，也有越来越多的图书馆准备采用该技术。应该看到，现在 RFID 技术已经到了实际应用普及阶段，RFID 技术将被广泛的使用在图书馆领域中，成为图书馆领域中发展的趋势。让我们对RFID技术给予更多的关注，尽快在我国普及推广，建设国内的现代化图书馆。
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