RFID（Radio Frequency Identification 射频识别）技术是国际上最先进的自动识别技术，是近几年刚刚开始兴起并得到迅速推广应用的一门新技术；其具有识别距离远、识别准确率高、识别速度快、抗干扰能力强、使用寿命长、可穿透非金属材料等特点，运用范围极广；RFID是实现数字化、信息化对物体的属性、状态、编号等特征数据进行自动采集的一种全新管理手段，可广泛应用于人员、物品等方面的身份自动识别。

RFID的基本原理是利用射频信号和空间的耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。一个简单的RFID 有三部分组成，设计包括：电子标签（Tag）、阅读设备（Reader）和天线（Antenna）。

标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。

阅读设备（Reader）读取标签信息的设备，有时也可以写入信息到标签，可设计为手持式或固定式。

天线(Antenna)：在标签和读取器间传递无线射频信号。

RFID是一项易于操控，简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术，其所具备的独特优越性是其他识别技术无法企及的。它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或瞄准；可自由工作在各种恶劣环境下；可进行高度的数据集成。另外，由于该技术很难被模仿，使RFID具备了极高的安全防护能力。

RFID 系统根据具体应用中频率的不同划分为低频LF（125KHz）、高频HF（13.56MHz）、超高频UHF（900MHz等）和微波（2.45GHz等）几种方式。

（1）RFID频率选择

现在图书馆领域使用的RFID系统中绝大多数采用高频（13.56M）方式，而不采用超高频（900M）方式，本设计方案的全部设计就是采用基于高频RFID技术的智能图书管理系统。

（2）RFID标准的选择

在图书馆RFID 系统里现有两个相关的ISO标准：ISO 15693 和ISO18000-3。

ISO 18000-3定义了13.56MHz 频率下空中接口通信协议，空中接口通信协议规范了读写器与电子标签之间信息交互，目的是为了不同厂家生产设备之间的互联互通性。ISO 18000-3 是制定基于单品管理的射频识别13.56MHz 的空中接口协议，它规定了读写器与标签之间的物理接口、协议和命令以及防碰撞方法。关于防碰撞协议可以分为两种模式，而模式1又分为基本型与两种扩展型协议（无时隙无终止多应答器协议和时隙终止自适应轮询多应答器读取协议）。模式2 采用时频复用FTDMA 协议，共有8 个信道，适用于标签数量较多的情形。

ISO15693是近距离智能卡标准，该标准制定的读取距离可高达一米，使用的频率为13.56MHz, IS015693采用轮寻机制、分时查询的方式完成防冲突机制。防冲突机制使得同时处于读写区内的多个标签的正确操作成为可能，既方便了操作，也提高了操作的速度。

（3）文化行业标准《射频识别--图书馆--数据模型》

2009年10月由国家图书馆牵头，组织中国电子技术标准化研究所、北京大学图书馆、中科院文献情报中心、深圳图书馆、上海图书馆、汕头大学图书馆、浙江图书馆、南京图书馆、杭州图书馆共同组建了全国图书馆标准化委员会-图书馆RFID标准工作组，进行文化部图书馆行业RFID标准的制定工作。经过2009年10月第一次会议（北京）、2010年1月第二次会议（北京）、2010年4月第三次会议（汕头）后，完成了《射频识别图书馆数据模型》标准（草案）。该标准（草案）是充分考虑了中国国情及RFID技术的发展趋势，在ISO 28560基础上制定的。它与ISO 28560的同异处最显著的一点是：

该标准（草案）所兼容的RFID标签频率是HF（13. 56MHZ），但考虑到RFID技术发展，该标准（草案）特别指出：“本标准兼容的RFID标签空中接口为ISO/IEC18000-3标准，特指模式1部分。其它RFID空中接口协谇的标签可参照本标准执行”。

《射频识别--图书馆--数据模型》项目是2009年由文化部批准立项的文化行业标准。

该标准的起草借鉴并吸纳了相关国际组织与其他国家的研究成果，并结合我国图书馆应用射频识别技术的实际需要，做了相应的规定与处理。此项标准成果顺利通过验收，即将为图书馆应用无线射频技术提供有利的政策依据，将避免因技术不统一带来的资源浪费等问题。

二、系统组成

中型图书馆RFID管理系统主要由七个子系统组成：RFID智能标签系统、RFID智能安全门系统、RFID馆员工作站、RFID自助借还系统、RFID智能书架、RFID智能书柜、盘点机器人。七个子系统在RFID智能图书管理系统集成软件平台上构成一个完善的系统，全面解决图书管理中存在的问题，为读者提供优质的服务。

RFID智能标签粘贴在每本图书规定的部位，标签中存储有该本图书的相关信息，供系统设备自动识别之。

RFID自助借还系统主要用以向读者提供自助式借书和还书服务，不仅方便了读者，大大加快了借还书的操作过程，同时也将工作人员从繁琐的劳动中解放出来，读者可以像操作银行ATM机那样，直接将图书放入还书机中，以实现自助式快速借还书的目的。

RFID馆员工作站主要是提供人工进行RFID借还图书操作和其它相应的日常事务处理。同时也具有标签转换的功能，馆员通过系统设备来进行RFID标签与条码之间的转换，馆员可以向RFID图书标签芯片中写入该图书信息。

RFID智能安全门是防止图书被盗的监控设备，没有办理借阅手续的图书出门时能进行声光报警。

三、网络结构

整个系统的设计是架构在中小型图书馆的计算机网络之上的；本方案设计不需对原有的计算机网络进行改造，只需将系统中的设备接入到计算机网络系统的网络接口中即可。

中型图书馆所用的图书自动化管理软件是新一代的图书馆自动化系统,本设计方案的RFID智能图书管理系统能实现与该系统的无缝对接。无缝对接的技术措施是通过国际上流行的SIPII协议（StandardInterchange Protocol）来实现信息流交换的。因此，RFID智能图书管理系统能够准确、集中的采集、处理及管理系统中所有产品与数据，即通过 SIP II 标准协议实现与中小型图书馆系统软件完美有效的嵌入对接。

本设计方案的RFID智能图书管理系统与图书馆的自动化系统之间的关系如下：

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1、系统结构拓扑图

说明: QQ截图20130319104031.png

以上拓扑图只是描绘出RFID设备大致分配的场景，至于每个设备最终分配位置需与建设方商定后确认。

2、RFID系统与图书管理系统的无缝对接

本设计方案的RFID智能图书管理系统能实现与中型图书馆所使用的图书管理系统无缝对接。无缝对接的技术措施是本系统通过国际上流行的SIPII协议（StandardInterchange Protocol）来实现与该系统进行信息流交换。因此，RFID智能图书管理系统能够准确、集中的采集、处理及管理系统中所有产品与数据，即通过 SIP II 标准协议实现与中型图书馆的系统软件完美有效的嵌入对接。

四、系统设备性能

1、RFID图书标签

说明: LibraryTag

RFID图书标签是一种带有天线、存储器与控制系统的无源低电集成电路产品，可在其中的存储晶片中多次写入及读取图书、媒体资料的基本资料，可以粘贴在一般图书上，用于图书资料的辨识。

功能特点：

² 标签中有存储器，存储在其中的资料可重复读、写。

² 标签可以非接触式地读取和写入，加快文献流通的处理速度。

² 标签具有一定的抗冲突性，能保证多个标签同时可靠识别。

² 标签为无源标签，符合ISO15693及ISO18000-3标准，具有良好的互换性与兼容性。

² 具有不可改写的唯一序列号（UID）。

² 用户可自定义数据格式和内容，具有良好的扩展性。

² 图书用标签应兼容AFI、DSFID和EAS作为防盗的安全标志方法。

² 标签在管理系统处于离线状态下，被RFID安全门正确识别。

² 标签背面自带单面粘性，保证在标签质保期内不开胶脱落，同时采用中性粘胶对图书及其它介质黏贴表面无损害。

² 标签正面印有**中小型图书馆的LOGO图案。

技术参数：

² 工作频率：13.56 MHz；

² RFID标准：ISO15693、ISO18000-3；

² 内存容量：≥1024 bits；

² 外形尺寸：50×50（mm）；

² 有效识读距离：符合自助借还书机、馆员工作站、移动馆员助理和安全门等设备的读取要求；

² 有效使用寿命：≥10 年；

² 有效使用次数：≥10万次；

2、RFID馆员工作站（含PC）

说明: 馆员工作站

RFID馆员工作站用于流通部门对粘贴有RFID标签的流通文献进行快速的借/还操作（含续借、预约、付费等功能），提高工作人员的流通文献借还工作效率。

馆员工作站是以PC机为基础，可根据需要集成RFID读写装置、各种类型读者证卡识别装置、条形码识别装置等设备，对RFID标签进行识别和流通状态处理，辅助以其它装置用于流通部门对粘贴有RFID标签及条形码的流通资料进行快速的借还操作，提高工作人员的流通资料借还工作效率。该设备还能够通过扫描图书条码对RFID标签进行编写，进行RFID图书编目。

功能特点：

² RFID读写装置设计紧凑，美观大方，设备整合程度高，可自由移动。

² 可与图书馆采用的图书自动化业务管理系统无缝连接，协调工作。

² 可对RFID标签非接触式地进行阅读，具有读取RFID图书标签、编写图书标签、改写图书标签的能力。

² 可处理13.56M频率 ISO15693标准的RFID 标签。

² 可对读者证进行识读。

² 软件功能完备，可根据用户需求进行定制修改，支持工作人员处理各种图书借还、续借、预约、处理罚金、检测修改标签安全状态等业务。

技术参数：

² 工作频率：13.56MHz；

² RFID标准：ISO15693、ISO18000-3；

² 读写距离：150mm-300mm；

² 防冲突性：一次至少可有效识读10个RFID标签；

² 通信接口：USB或RS232、RJ45。

3、RFID标签转换机

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该设备集成了RFID读写设备和标签快速剥离装置，结合PC机标签转换系统软件，主要用于对RFID标签进行信息的读写，可通过对条形码进行识别转换后写入RFID标签，实现原用于文献借还身份的条码号与RFID标签进行关联，，同时实现图书标签的自动剥离，以便工作人员快速完成贴标工作，通过简单方便的组合设备实现图书从条码到RFID的无缝转换。

功能特点：

² 与图书管理系统无缝连接，协调工作。

² 符合ISO15693、ISO18000-3标准。

² 可以快速剥离、粘贴到流通资料上的RFID标签。

² 具有图形化的友好操作界面。

技术参数：

² 工作频率：13.56 MHz

² RFID标准：ISO15693、ISO18000-3

² 通讯接口：USB

² 图书识别：可识别贴有RFID标签的流通资料

² 标签读写：可读写

4、RFID自助借还书机

自助借还书机是一种可对粘贴有RFID标签的流通资料进行扫描、识别和借还处理的设备，方便读者自助进行流通资料的借出与归还操作，要求配备触摸显示屏，提供简单易操作的人机交流界面、图形界面，可以通过SIP2协议与黄石图书馆的图书自动化管理系统无缝连接，快速准确地完成借还书处理。

RFID自助借还书机是RFID智能图书管理系统中的重要组成部分，读者可以通过自助借还书机以自助方式完成借还书和查询操作，能极大提升图书馆管理水平和读者流通量。该设备操作简单、造型美观，可提供各种灵活安装方式。

自助借还机通过触摸屏交互式的示范和可调控音量的语音提示来引导读者完成借还书全过程，自动处理图书的借还手续并将数据上传至服务器。

RFID自助借还书机还具有读者查询功能，读者通过触摸屏可查询显示的信息有：读者基本信息（读者编号，姓名，可借总数，已借本数，超期本数，状态，罚款总金额），已借文献信息（图书编号，书名，借书日期，应还日期），超期罚款列表（图书编号，书名，借书日期，还书日期，罚款金额）等。

功能特点：

² 能非接触式地快速识读粘贴在流通资料上的RFID标签。

² 能识别RFID读者证，并可兼容识别二代证、IC卡证等。

² 简单触摸屏操作可以完成各项功能，具有图形化的友好操作界面。

² 能对图书馆内的印刷品等流通资料进行借还和查询续借操作。

² 操作完成即自动打印收据，可根据需求显示读者姓名、借阅资料题名与日期等相关信息。

² 具有读者自助续借的功能。

² 具有读者自助操作的实时记录日志功能。

² 提供准确的工作统计，如系统处理数量、类型、成功与否的统计等。

² 可通过标准串口、USB接口或网络接口连接至计算机网络。

² 通过SIP2标准接口与图书馆自动化管理系统实现无缝连接。

² 具有远程诊断、监控功能。

² 具有断线自动重连功能,在网络短暂故障恢复后,自动连接流通系统服务器，并恢复自助服务，无需馆员协助连接或重新启动服务器。

技术参数：

² 工作频率：13.56MHz

² RFID标准：ISO15693、ISO18000-3

² 读写距离：≥250mm

² 通信接口：USB或RS232、RJ45

² 防冲突：一次至少可有效识读10个标签。

5、RFID智能安全门(单通道)

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RFID安全门是RFID自助借还系统的重要组成部分之一，它在图书馆阅览室的出入口处提供图书和其它流通资料的安全保护。

RFID安全门通道机采用高档亚克力材料制成，外观晶莹剔透，视野开阔，可以和任何图书馆的室内设计风格相吻合。

该设备采用一体化结构设计，集成天线系统、RF读写设备、红外检测、声光报警和功能强大IO控制器，读写距离可达95cm，支持标签的三维方向读取，多套天线可同时连接于同一台读写设备，组成多通道产品。

功能特点：

² 系统兼容使用AFI报警模式和EAS报警模式。

² 可以非接触式的快速识别粘贴在流通资料上的RFID标签。

² 既可单通道门使用，也可双通道及多通道级联。

² 设备系统具有高侦测性能，能够进行三维监测，要求无误报，无漏报。

² 系统具有故障报警提示功能。

² 具有音频和视觉报警信号，且信号源可设置，报警音量可调控。

² 符合国际相关行业标准。

² 对心脏起搏器的佩带者或其它支持系统，孕妇和磁性媒质软盘,磁带, 录像带等无害。

技术参数：

² 工作频率：13.56MHz

² RFID标准：ISO15693、ISO18000-3

² 读取距离：典型标签读写距离95cm以上

² 安全检测：支持AFI和EAS以及服务器数据查询三种模式

² 红外功能：可统计人员进出次数

² 红外数量：2 对

² 输出阻抗：50 Ω

² 额定功率：＜ 20W

² 工作电压：220VAC 50/60Hz

² 通信接口：RS232/RS485

² 输出功率：4W以上

² 安全规格：CE/FCC

² 外壳材料：亚克力

6、RFID智能书柜

RFID智能书柜是RFID自助借还系统的重要组成部分之一，它体积小巧，安装位置灵活，能满足读者24小时的借还需求。

该设备采用钣金材料结构设计坚固耐用，集成借/还/查询一体触摸屏、天线系统、RF读写设备、杀菌消毒灯、天线、控制器等，分布式安放于校园过道、教室、会议室、礼堂，操作简便，刷卡即能秒完成借还操作，大大提升读者的阅读体验感，从而达成更好的阅读兴趣。

RFID智能书柜还具有读者查询功能，读者通过触摸屏可查询显示的信息有：读者基本信息（读者编号，姓名，可借总数，已借本数，超期本数，状态，罚款总金额），已借文献信息（图书编号，书名，借书日期，应还日期），超期罚款列表（图书编号，书名，借书日期，还书日期，罚款金额）等。

功能特点：

² 系统可实现图书的上架、盘点、借阅、归还、下架、视频监控、声光提示、卡权限管理等功能。

² 图书无缝循环：支持“可循环上下架”功能，读者直接还书上架，图书即进入可借状态，减少图书物流及工作人员二次上架的时间和成本。

² 单柜藏书量在200本左右。

² 书柜透明可视，并配有LED照明光线补充。

² 配备杀菌消毒灯，实现远程控制。

² 通过视频实时监控书柜状态。

² 设备系统具有分布安装，集中化数据信息管理。

² 系统具有故障报警提示功能。

² 支持同时多本图书借还。

² 与图书馆系统无缝对接。

技术参数：

² 工作频率：13.56MHz

² RFID标准：ISO15693、ISO18000-3

² 屏幕：21寸触摸屏

² 借还方式：刷卡/扫码，兼容校园一卡通

² 外壳材料：金属

² 输出阻抗：50 Ω

² 额定功率：＜ 20W

² 工作电压：220VAC 50/60Hz

² 通信接口：RS232/RS485

² 输出功率：4W以上

² 安全规格：CE/FCC

7、RFID智能书架

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RFID智能书架是一种可对粘贴有RFID标签的流通资料进行扫描、识别、定位和点藏盘点、顺架、错架处理的设备，方便管理员快速进行流通资料的馆藏管理操作，配备触摸显示屏，提供简单易操作的人机交流界面、图形界面，可以通过SIP2协议与图书馆的图书自动化管理系统无缝连接，快速准确地完成在架图书定位、盘点、顺架、错架处理并将数据上传至服务器。

功能特点：

² 能非接触式地快速识读粘贴在流通资料上的RFID标签。

² 简单触摸屏操作可以完成各项功能，具有图形化的友好操作界面。

² 能对图书馆内的印刷品等流通资料进行定位、查询、盘点、顺架、错架操作。

² 具有操作的实时记录日志功能。

² 提供准确的工作统计，如系统处理数量、类型、成功与否的统计等。

² 采用立体检测RFID天线，增加书架每层空间的利用率。

² 通过SIP2标准接口与图书馆自动化管理系统实现无缝连接。

² 具有远程诊断、监控功能。

技术参数：

² 工作频率：13.56MHz

² RFID标准：ISO15693、ISO18000-3

² 读写距离：≥250mm

² 通信接口：USB或RS232、RJ45

8、RFID推车式智能上架设备

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推车式盘点设备是一种针对RFID标签的扫描、统计设备，通过对书架上粘贴有RFID标签的流通资料的扫描，可以帮助排架，查找和统计特定的流通资料等，在工作人员寻找丢失资料和盘点书籍时发挥效率。

功能特点：

² 可对RFID标签非接触式的进行阅读，快速识别粘贴在文献上的RFID标签，快速识别粘贴在架位上的RFID架标及层标。

² 设备在找到目标图书，定位正确架位，发生报警提示时同时提供声音、画面提示。

² 能对图书馆内的印刷品等流通资料进行定位、查询、盘点、顺架、错架操作。

² 配套软件须能实现资料搜索、资料错架检查、顺架等功能。

² 提供准确的工作统计，如系统处理数量、类型、成功与否的统计等。

² 通过SIP2标准接口与图书馆自动化管理系统实现无缝连接。

技术参数：

² 工作频率：13.56MHz

² RFID标准：ISO15693、ISO18000-3

² 读写距离：≥250mm

² 通信接口：USB或RS232、RJ45

² 防冲突性：允许工作区间内多个标签的可靠识读。

² 单次充电连续工作时间不少于4小时

9、RFID移动盘点机器人

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移动盘点机器人设备按照用户设定，在规定时间，按照规定的路线，盘点必要的书架，盘点过程中，盘点信息会即时发送动服务器中；馆员可以通过电脑或者移动终端，了解当前盘点的进展情况，有多种展示模式，表格模式，折线图模式，饼图模式

功能特点：

² 通过SIP2标准接口与图书馆自动化管理系统实现无缝连接。

² 系统可自动完成图书的盘点定位工作，盘点准确率≥94%。

² 自动盘点规划功能：图形化路径规划路径，操作简便

² 自动盘点功能：设备按照用户设定，在规定时间，按照规定的路线，盘点必要的书架，盘点过程中，盘点信息会即时发送动服务器中

² 盘点进展动态实时显示功能：馆员可以通过电脑或者移动终端，了解当前盘点的进展情况，有多种展示模式，表格模式，折线图模式，饼图模式

² OPAC查询，图书定位嵌入功能：可以用地图方式，展示图书所在的详细位置，可以提供网页链接，嵌入到现有的图书馆的OPAC系统中

² 电力管理功能：电力不足时，设备自动返回充电

² 盘点速度自动调整：对于儿童薄书区域，盘点速度会减慢，对于厚书，盘点速度会加快

² 操作简便：一键启动，一键关闭，平时无须干预

² 路径规划：有完整的路径模拟功能，让图书馆用户可以了解设备的行走路线，确保没有书架遗漏

² 数据搜集：数据搜集时，要显示图书所在的书架编号信息，可以图片显示架位，层位的信息，便于馆员核对信息的正确性

² 状态信息搜集：显示设备的当前状态信息，提供每次读取到书架的详细信息，便于馆员核对数据的准确性

² 设备路径还原：扫描图书完毕后，可以还原图书经过的路径

² 图书查找：从图书馆的图书查询系统进入，可以进入图书查询的导航界面；从书架中随意查找10本图书，至少9本图书的定位信息在图书查询系统中可以找到。

² 一键回退功能：通过简单按钮点击，不管在什么位置，机器人可以自行返回充电位置

² 问题消除后，自动继续扫描功能：遇到无法通过的障碍物时，设备会自动停下，并給馆员发送信号；馆员解除故障后，可以通过图形操作，让设备继续运行

² 辅助功能：严重错架的图书查找功能：对于图书分类号错误的图书，提供查询的列表，并提供下载功能，至少显示图书的当前索书号信息，图书的书名信息，当前的错架位置信息；标签转换遗漏图书查找功能：提供标签一楼初始化的图书列表信息；已扫描书架，未扫描书架的分布显示功能：在一个图片中，显示已经扫描的书架坐标信息，也显示未扫描的书架坐标信息，便于馆员了解设备的工作状态；

技术参数：

² 工作频率：13.56MHz；

² RFID标准：ISO15693、ISO18000-3；

² 读写距离：≥250mm；

² 供电要求：24V；

² 整体高度适应图书馆的常用书架高度，180cm－220cm；

² 全电动，最大噪声：65分贝；

² 盘点效率：每小时14000本图书；

² 自动回退功能:有；

² 紧急制动功能：有；

² 爬坡能力：<5度，内部无台阶，如果有台阶，分段扫描；

² 一次充电至少可以工作8个小时；