“RFID手机”在图书馆应用的构想与分析

陈海钦（温州市少年儿童图书馆　浙江温州　325000）

“RFID手机”在图书馆应用的构想与分析

陈海钦
（温州市少年儿童图书馆浙江温州325000）

文章简要介绍了RFID基本原理和RFID手机的基本概念，通过对国内外RFID手机技术现状与发展趋势的分析，提出未来RFID手机应用于图书馆的构想与展望，研究分析了RFID手机在图书馆实现身份认证、不同RFID频率之间的馆际通借、读者随时随地自助借书、手机支付、图书定位、图书状态处理、读者状态分析等功能，最后总结了RFID手机发展目前存在的主要问题。

RFID； RFID手机； 图书馆； 自助借书

1　引言

当前，手机应用于图书馆智能化管理的方案大概有以下3种：①二维条形码识别（2D Barcode）。②近场通讯技术（Near Field Communication， NFC）。③RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别）手机。前两种方案已有图书馆开始实践应用，而RFID手机应用于图书馆的研究文献与实践案例仍不多见。试想一下，如果将手机做成RFID读写器，那么它的用途将会有多大？

RFID技术作为新一代智能化管理手段，通过近几年在图书馆的广泛应用，大大改善了图书馆基于条形码管理模式下传统业务的工作流程，利用多目标识别和可重复读写的技术优势，实现了读者自助借阅、图书定位和图书采访、典藏、流通批处理等功能，降低了人工操作失误率，提高了图书馆的工作效率和服务水平，深得广大读者和图书管理人员的好评。但是读者仍需排队依次使用厂家提供的自助借阅机完成借还书等功能的操作，仍然具有局限性。与此同时，手机的功能也发生了重大的转变，不仅仅是打电话、发短信，目前的智能手机可以无线上网、全球定位，甚至包括RFID等功能。根据目前手机的高普及率来看，手机无疑是RFID最佳载体，通过RFID与手机的整合应用于图书馆管理，将是可行且有现实意义的发展方向。

2　RFID与RFID手机的基本概念

2.1RFID技术

RFID是一种非接触式无线射频的自动识别技术，即通过微波射频信号进行自动识别目标对象并获取相关数据的技术。它是一种快速、远距离的自动识别技术，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境［1］。运用RFID技术，使图书的自助借还、防盗、定位、盘点、检索、自动分拣均通过电子标签完成，图书管理更加智能化、高效化。

2.1.1RFID的工作原理

RFID系统由射频电子标签（Tag）、读写器或阅读器（Reader）以及应用系统（包括连接线路）3部分构成。其基本工作原理是读写器向电子标签发送射频信号，电子标签进入射频信号的识别区域后将产生感应电流从而获得能量，并将电子标签信息通过嵌入式天线发送出去，读写器将电子标签信息利用解码板进行解码，再通过网络或RS232等接口将标签信息传送到计算机［2］。

2.1.2RFID 的工作频率

RFID标签的工作频率可分为低频（LF）、高频（HF）、超高频（UHF）和微波（MW）等。低频（频率范围为30～300kHz），最常用的是125kHz，主要用于门禁管理和动物追踪等；高频（频率范围为3～30MHz），最常用的是13.56MHz±7kHz，主要用于智能卡、物品追踪和图书管理等；超高频（频率范围为300MHz～2GHz），常用的是433MHz和866～960MHz，主要用于物品追踪和集装箱运输等，现在也用于图书管理；微波（频率大于2GHz），最常用的是2.45GHz和5.8GHz，主要用于停车收费、人员定位管理和行李处理等。

2.2RFID手机的概念

RFID手机，顾名思义是整合RFID读写功能的手机，RFID手机直接作为RFID电子标签和RFID读写器使用，其结构如图1所示。目前，RFID模块和手机的结合有两种方案：一种是增加外接设备来实现，一种是直接融入手机硬件和系统。利用外接设备的方法仅是物联网发展初级阶段的过渡，此种方法具有明显的劣势，而将RFID读写和智能手机合二为一是未来的大趋势。也许不远的将来，手机、平板电脑等随身携带的电子产品都将具备读写RFID电子标签的功能。手机直接作为RFID系统读写设备之一应用于图书馆，能够满足读者和图书管理人员随时随地完成图书馆身份认证、借还书等业务，使得各项业务变得更加便利和快捷［3］。

图1　RFID手机结构图

3　　RFID手机的应用领域

3.1移动通信运营商领域

随着电子技术的高速发展，越来越多的功能集成到了手机，如何拓展手机的功能，使得手机能够服务于移动电子商务、物联网、媒体广告等信息化应用，是近年来移动通信领域研究的重点。在国内，从2010年以来，经过几年的研究、试点，RFID手机技术已经取得突破性的成果并开始商用，目前手机RFID智能卡主要应用于移动支付、校企一卡通、电子票据三大应用领域。为了满足综合信息应用发展的需要，主要朝着RFID和SIM融合，大容量、多应用、高安全、高机卡通信速率等方向发展［4］。

3.2信息技术制造商领域

2012年，NEC通过大幅缩小读写器模块的体积，使得与主机的接口支持SDIO规格，并与KDDI合作开发出了利用一部终端便可读写识别主要RFID标签的“RFID手机”。公司还将提供通过RFID手机读取RFID标签，经由手机网络发送并管理数据的“移动云服务”。服务主要适用于营业销售等外勤、维修、资产管理等用途［5］。在日本，目前大部分手机已经集成了RFID功能。

3.3手机工业制造商领域

2009年，苹果公司申请的其中一项专利是在手机的面板上集成RFID阅读器，也就是iPhone手机集成了RFID［6］。2011年，苹果公司申请RFID专利成功获批，这一专利的申请成功预示着此后的iPhone等其他移动设备将开始支持RFID通信［7］。

据了解，目前国内首部物联网手机已经由青岛金弘测控技术发展有限公司推出，已完成在工信部的备案，并通过了国家各相关部门的检测，得到了相关认证。该手机采用了适用性更广的Android系统，内置RFID读写模块，支持ISO14443和ISO15693双标准，在读写信息的同时还可以作为卡来使用［8］。深圳市易路之源电子公司推出了一款集成UHF RFID功能的双卡双待手机，能支持读写符合ISO18000-6C（EPC G2）协议的电子标签，操作系统采用Android 4.1。

4　RFID手机在图书馆的应用

RFID手机要基于RFID智能化管理系统，协同图书业务管理系统和手机图书馆等综合应用系统，才能真正实现在图书馆的应用。读者在图书馆提供的手机图书馆，如图书馆手机APP、微信公众平台、WAP手机网站等移动终端系统平台或者通过图书馆指定窗口的人工操作，读取手机内置RFID电子标签和读写模块不可改写的唯一序列号，并绑定读者证号，让RFID手机真正成为读者身份凭证和图书终端读写器，主要能实现的功能包括： 身份认证、馆际通借、自助借书、手机支付、图书定位、图书状态处理、读者状态处理等。

4.1身份认证

电子标签最大的存储量可以达到兆字节，因而可轻易存储个人的身份标识信息和图书的详细信息，通过RFID读写器可以读取读者绑定的RFID手机标签信息进行身份识别认证业务，而电子标签的序列号是唯一的，可以保证读者身份的可认证性和完整性，达到手机替代卡片读者证的目的。图书馆可以选择符合ISO14443等通讯协议作为绑定RFID手机的前置条件，提高数据安防要求。

4.2馆际通借

首先由图书馆业务决定，图书馆针对RFID手机只开通借书权限，防止读者将图书带离图书馆时自己完成还书操作，导致图书的流失，还书操作只能在图书馆所提供固定场所的RFID设备或者服务窗口完成。目前，不同频率的RFID智能化图书馆之间还无法实现通借通还，如温州市图书馆和温州市少年儿童图书馆虽然采用同一家公司的图书业务管理系统，但是RFID分别采用了高频和超高频，读者无法在两家图书馆交叉使用自助借阅实现通借通还。将来RFID手机或者RFID读写设备可以读写各种频率的RFID电子标签，那么就能解决不同频率RFID智能化图书馆之间无法通借通还的问题。

4.3自助借书

读者携带RFID手机可实现随时随地自助借书，无需排队使用固定位置的自助借阅机完成借书操作，这也是RFID手机在图书馆应用的最主要亮点和便利。因为RFID手机不仅作为电子标签被RFID读写器读取信息，其本身也同时具备读写RFID电子标签的功能。可以读取图书电子标签的馆代码、馆藏代码、流通标识、馆藏流水号（条码号）、图书描述和EAS防盗位等存储内容，但是唯一可改写的只有EAS防盗位信息。EAS防盗位表示图书借还状态，如00代表在馆，01代表借出。RFID手机只能通过借书功能，实现EAS防盗位的自动改写。RFID手机自助借书时，只能将图书借到自己绑定的读者证上，而无法将图书借到其他未绑定的读者证上，自助借书步骤如下：①在RFID手机上，登录手机图书馆绑定读者证（绑定一次即可）；②读者查找图书；③打开手机图书馆借书功能；④使用RFID手机感应触发图书电子标签；⑤完成借阅手续。⑥完成借阅登记的同时改写EAS防盗位，标识图书当前状态为借出。RFID手机自助借书流程如图2所示。

图2　RFID手机自助借书流程图

4.4手机支付

当RFID手机作为身份标识时，必定采取实名制。RFID手机具有安全性、个人性和可控性，又是身份标识的天然载体，势必受到银行的亲睐，从而集成银行卡的功能。而多数图书馆为了保证图书的有效流通性，针对图书过期未还的读者，仍然可采取象征性“交纳逾期费”的管理手段，读者可以使用RFID手机内置的离线电子钱包完成逾期费的支付。

4.5图书定位

读者可以采取优先局部搜索定位方法，即通过OPAC检索系统查找图书的书架号，打开RFID手机的图书定位扫描功能，设定目标图书的条码号，通过RFID无线射频技术，在目标书架范围内，检测目标条码号所关联的电子标签。当接收到目标图书电子标签信号时，定位系统查找到图书的空间信息后，将空间信息转换为简单的图形信息，反馈到手机屏幕，以方便读者快速找到所需图书［9］。

4.6图书状态处理

当前RFID智能化图书馆的工作人员，对图书的典藏、排架、盘点、定位、剔除等状态的处理都是通过配套的RFID读写器或便携式读写器进行操作。而RFID手机就相当于目前的便携式读写器，工作人员在书库中，随时随地根据图书的实际情况完成各种状态的处理，不需要另外购置价格昂贵的便携式读写器。

4.7读者状态分析

通过RFID手机可以实现对读者的定位、考勤和人数等状态数据的分析和统计。①定位：在RFID智能图书馆建筑内安装RFID接收器，只要读者一进到图书馆RFID接收器范围内，就可以通过RFID后台精确查看和分析读者当前的位置。如果图书馆设有特殊读者服务职能（比如残疾人读者服务），只要该读者一进入图书馆大门，立刻提醒职能部门为该读者提供人性化服务。②考勤：对报名参加阅读活动的读者，不需要再通过人工点名的方式进行考勤，只需读者持RFID手机到达活动场地，通过预先安装好的RFID接收器，收集在场的RFID手机信息，核对报名记录，能自动快速地做好考勤登记工作，如发现未到读者，再通过短信平台或手机图书馆终端服务平台通知读者。③人数统计：通过RFID接收器接收RFID手机信息，能快速统计在图书馆各个活动区域的读者人数。

5　RFID手机存在的主要问题

尽管移动通讯运营商、信息技术制造商和手机工业制造等领域借助移动电子商务的热潮，在RFID手机的研发上取得了一定的成果，并不断涌现实际应用案例，但是RFID手机的研究刚刚启动，仍然存在不少问题。

5.1标准不统一，兼容各种工作频率难度大

标准不统一首先表现在RFID工作频率不统一，目前主要应用于图书馆的是高频和超高频，但作为RFID手机来说，兼容各种RFID频率更具有应用推广价值，由于工作模式的不同，RFID业务模式、商务模式和产业链合作关系比较复杂，兼容各种工作频率难度比较大。虽然说NEC公司已经研发出读取世界上主要RFID频率的RFID手机，但短期难以规模化商用，只有成为主流移动网络供应商和手机制造商的标准配置，才能实现RFID手机的大众化应用［10］。目前国家已经着手制定移动支付的国家标准，综合考虑技术成熟度、安全性、专利保护、产业链状况等多种因素后，国家标准一旦制定，现有各手机 RFID技术解决方案将逐步统一和融合［11］。

5.2容量需求大，承载多种行业应用困难多

RFID手机大众化应用的前提，需要同时提供通信、金融、公共服务、商业和个人信息等多方应用。承载多应用的前提条件，就要求RFID手机内置的电子芯片容量比较大，目前的芯片容量可能还难以满足承载各种应用的需求。对多类应用进行科学规划和管理，保障应用之间的灵活加载和转换，保证互不影响也有困难。

5.3体积需求小，压缩各类应用模块技术难

当前用户对于手机体积的要求越来越挑剔，对手机厚度的要求越来越薄，而目前RFID的读写模块都普遍偏大。将RFID读写模块和其他应用模块同时集成到手机里，实现功能互不干扰，RFID读写模块微小化技术要求高，难度大。

5.4安全系统高，融合多家安全标准问题多

RFID手机应用于个人身份认证、金融等领域时，安全是关键要素。各行业，包括图书馆在内，都有一套安全密钥体系，这就需要在多应用之间建立安全机制，同时要求RFID手机具备安全域管理的功能，但是标准制定和管理程序开发比较困难。

6　结语

日趋低廉与方便的RFID产品在图书馆的大量应用，已经大大改变了图书馆的传统业务模式。虽然目前RFID与手机的整合技术尚有一些潜在问题，但科技的发展日新月异，相信克服RFID手机的各种问题指日可待。未来RFID手机技术更加成熟后，价格肯定降到大众所能接受的范围之内。RFID手机将走进日常生活当中，并应用于图书馆，为广大读者带来更便利的阅读生活，让读者与图书之间更具实时性与互动性。

［1］刘岩.RFID通信测试技术及应用［M］.北京：人民邮电出版社，2010：1-3.

［2］陈海钦.RFID无线射频技术在图书馆的应用分析［J］.农业图书情报学刊，2011（11）：163-166.

［3］［8］RFID手机［EB/OL］.［2016-03-01］.http：//baike.baidu.com/.

［4］［11］张文安，谢云.手机RFID智能卡现状分析及发展趋势探讨［J］.广东通信技术，2010（10）：9-14.

［5］［10］NEC谈支持三频读写的“RFID手机”［EB/OL］.［2015-08-07］.http：//www.50cnnet.com/content-100-15186-1.html.

［6］苹果正在申请三项技术专利或将用于4G iPhone［EB/OL］.［2015-07-08］.http：//www.rfidinfo.com.cn/Info/html/n13752_1.htm. ［7］申请RFID专利成功，未来iPhone或内置［EB/OL］.［2015-04-21］.http：//digi.tech.qq.com/a/20110421/000199.htm.

［9］许萍华.手机图书馆利用射频识别技术实现图书定位功能［J］.图书馆建设，2011（1）：108-110.

Conception and Analysis of the Application of RFID Mobile Phone in Library

This paper provides a brief introduction of RFID basic principles and concept of RFID mobile phone，analyzes RFID mobile phone technology and its development trend at home and aboard，conceives the application of RFID mobile phone in library in the future，discusses RFID phone functions of identity authentication，interlibrary borrowing for different frequencies，self-check borrowing at anytime anywhere，mobile payment，book positioning，book state handling and reader state analysis，and finally，summarizes main problems of RFID mobile phone development at present.

RFID；RFID mobile phone；library；self-check book borrowing

G250.7

A

陈海钦（1983-），男，温州市少年儿童图书馆副研究馆员。

2016-03-02