引 言 上世纪 20 年代在 Westinghouse 实验室, 发明家 John Kermode“异想天开”地想对邮政单据实现自动分检,最后, 一个当时令所有人感到新奇的条形码识别技术诞生了,并在之后的半个世纪在全球掀起了一场技术革命。时至今日,条码技术无处不在,几乎所有商品都有条形码的烙印。进入 21 世纪, 工业化、自动化快速发展,条形码已经不再满足诸多情况中的实际需求,于是人们开始思考一项更加自动化、智能化的新型技术——RFID 非接触射频识别技术。这又是一场新的技术革命,并用其惊人的速度席卷全球。目前RFID 技术以其震撼功能,在物流、安保、资产追踪、电子支付、环境检测、交通运输、设备管理等多个领域被广泛应用。 1 RFID技术在图书馆的应用现状 2002 年新加坡国家图书馆率先将RFID 技术应用于图书馆后,美国、日本、澳大利亚等多国图书馆也开始尝试,使得RFID 技术在图书馆的应用迅速走向成熟。2006 年我国厦门集美大学诚毅学院图书馆率先应用RFID 技术,拉开了国内智能图书馆建设的序幕 ;2008 年国家图书馆二期正式引入RFID 技术,此举成为智能图书馆在国内迅速蔓延的拐点。天津理工大学陈志辉等人在研究报告中提到,截止 2014 年,我国应用RFID 技术的图书馆至少有 367 家,其中公共图书馆占60%,高校图书馆占 40%[1]。 RFID 技术使得图书馆的工作效率得到成倍增长,馆员的工作强度大幅减少,读者满意度也得到了极大的提高。但具体实施 RFID 项目是个复杂的工程,制约因素颇多,其中最重要的一项便是项目经费问题。2012 年深圳图书馆在RFID 建设项目上的经费高达 1 124.8 万元,这对一般图书馆来说是难以接受的。2006 年时,美国市场最低的电子标签价格是 20 美分/ 个,标签和设备昂贵的价格使许多图书馆望而却步。但随着物联网技术的快速发展和普及,国内出现了一批 RFID 图书馆设备供应商如深圳远望谷、上海阿法迪、宁波博一格、常州科晶、沈阳慧博升等。电子标签和设备的大规模生产使得国内市场的价格不断下降。目前市场上UHF 标签的市场价格已经降到1元 / 个,HF 的价格为 1.4 元 / 个,这样的价格让更多的图书馆对引入RFID 技术跃跃欲试。 2 高频和超高频 RFID技术比较 2.1 HF和UHF工作原理比较 目前国内图书馆应用RFID 技术有HF 和UHF 两大类别。高频(HF)范围为 3 ~30 MHz, 典型的工作频率为 13.56MHz,该频率的波长约为 22 m。ISO/IEC 15693 规定了疏耦合IC 卡,最大的读取距离为 1 m,采用电感耦合的方式从阅读器辐射场获取能量,该频率的波长可以穿过大多数材料, 能够产生相对均匀的读写区域。它具有防碰撞特性,可以同时读取多个电子标签,并将数据信息写入标签中。 超高频(UHF)范围为 300 MHz ~3 GHz,3 GHz 以上为微波范围。图书馆采用的典型工作频率为 860 MHz ~ 960MHz,频率波长约为 30 cm。通过电磁耦合方式同阅读器通信,识别速度可以达到 1 ~100 m/s。通信距离一般大于 1 m,典型情况为 4 ~ 6 m,最大可超过 10 m。超高频频段的电波不能通过许多材料,特别是水、灰尘、雾等悬浮颗粒物质。超高频阅读器有很高的数据传输速率,在很短的时间内可以读取大量的电子标签。 2.2 HF和UHF电子标签的特点 标签(Tag)是由耦合元件、IC芯片及微型天线组成的超微型小标签。每个标签内部存有唯一的电子编码,用来表示目标对象。标签可根据是否有内置电源分为有源及无源标签, 图书馆应用的RFID标签以无源为主。RFID标签具有很多突出的优点,如不需要人工干预,不需要直接接触、不需要光学可视即可完成信息输入和处理,可在各种恶劣环境中工作,同时识别多个电子标签,具有免接触操作、应用便捷、使用寿命长等特点[2]。因此高频和超高频段的无源 RFID 标签在国内图书馆领域得到了越来越广泛的应用。 在图书馆实际应用中RFID 标签附着在待识别的图书或书架表面,标签中保存有约定格式的电子数据,存储在芯片中的数据可以由阅读器以无线电波的形式非接触读取,并通过阅读器处理器进行信息解读和管理。由于高频和超高频工作原理不同,故标签的存在形状不同。HF 图书标签主要是正方形、圆形,一般面积较大,其外观如图 1 所示。UHF 图书标签形状可以做成类似于图书磁条样的细长条状,其外观如图 2 所示。 3 HF和 UHF技术在图书馆中的应用比较…