RFID技术概述及在图书馆的应用

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什么是RFID？ RFID技术概述 RFID = Radio Frequency Identification, 即无线射频识别技术，是一种非接触式的自动识别射频技术，常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。 RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签，操作快捷方便。 RFID标签根据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签。 在图书馆领域，比较常用的2种电子标签是：高频13.56MHz和超高频(800-900MHz)的无源标签。

RFID技术构成 RFID技术概述 标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，具有一定的存储空间，可存储有关物体的数据信息。每个标签具有唯一的电子编码，一般由芯片制造商产生。 读写器(Reader)：是读写标签信息的设备，可设计为手持式或固定式。 天线(Antenna)：在RFID标签和读写器间传递射频信号 。

RFID工作原理 RFID技术概述 当电子标签进入读写器天线所发射的电磁场时，会和阅读器天线形成耦合电路，标签凭借感应电流将所接收到的查询信号及标签中的数据信息合成一体，反射回RFID阅读器。 RFID阅读器接收到电子标签反射回的合成信号后，经其内部微处理器处理后即可获得电子标签的唯一标识码及存储在芯片中的相关信息。 电子标签与阅读器之间的通讯时序分为 RTF(Reader TalkFirst) 和 TTF (Tag TalkFirst) ，其中TTF比RTF的效率更高。

RFID标签分类 RFID技术概述 RFID标签分为被动标签(Passive tags)和主动标签(Active tags)两种。 主动标签自身带有电池供电，读/写距离较远同时体积较大，与被动标签相比成本更高，也称为有源标签。 被动标签由阅读器产生的磁场中获得工作所需的能量，成本很低并具有很长的使用寿命，比主动标签更小也更轻，读写距离则较近，也称为无源标签。 目前图书馆用到的标签均为无源标签。

RFID频率划分 RFID技术概述 目前有四种频率的标签在使用中比较常见。按照无线电频率划分为： 低频标签（125或134.2千赫） 高频标签（13.56兆赫） 超高频标签（868到956兆赫） 微波标签（2.45GHz）。

低频LF RFID技术特点 RFID技术概述 低频 (Low Frequency) RFID常见频段有125KHz、135KHz等。是被动式电子标签，耦合方式为电感耦合。 低频的最大的优点在于其标签受金属或液体的影响较小，读写设备价格低廉。但缺点是读取距离短、无法同时进行多标签读取，信息量较低（一般存储容量在 128 位到 512位）。 主要应用于门禁系统、动物芯片、汽车防盗器和玩具等。由于低频谐振频率低，标签制作成本比其他频段高。

微波RFID技术特点 RFID技术概述 微波(Microwave)频段范围为 1GHz 以上，常见的规格有 2.45GHz、5.8GHz 微波频段的特性与应用和超高频段相似，读取距离约为 2公尺，但是对于环境的敏感性较高。 微波标签的尺寸比较小，但液体对该频段信号的衰减更高，工作距离比超高频更小。 一般应用于行李追踪、物品管理、供应链管理等。

高频HF RFID技术特点 RFID技术概述 高频(High Frequency)常见频段为 13.56MHz。是被动式电子标签，耦合方式为电感耦合,依赖的是电磁场中的近场磁场。 高频传输速度较快，通常在100kbps以上，且可进行多标签辨识。 该频段的系统比较成熟，读写设备的价格较低。 高频标签的存储容量从 128 位到8K以上字节都有，而且可以支持很高的安全特性，从最简单的写锁定，到流加密，甚至是加密处理器都有集成。 一般应用于身份识别、图书馆管理、产品管理等安全性要求较高的RFID 应用，目前该频段是唯一选择。这个频段中最大的应用就是我们所熟知的非接触式智能卡。 HF RFID技术在近距离的单品识别应用和技术成熟度方面比超高频更有优势，但用于远距离箱包级自动识别性能则较差。 电磁场在金属物理中会很快衰减，所以在金属的环境中，HF的工作性能会大大降低。

超高频UHF RFID技术特点 RFID技术概述 超高频(Ultra High Frequency) 常见的频段有433MHz、868~950MHz。耦合方式为电磁波,依赖电磁场的远场辐射，既包含磁场又包含电场。 超高频标签有主动式和被动式，被动式标签读取距离约3~ 1 0 m， 传输速率较快，一般也可以达到100kbps左右，天线可采用蚀刻或印刷的方式制造，成本相对较低。 超高频标签读取距离较远、信息传输速率较快，而且可以同时进行大数量标签的读取与辨识，特别适用于物流和供应链管理等领域，是目前箱包级自动识别应用的优先选择。 超高频的缺点是在金属与液体的物品上的应用较不理想，电磁波能够被水等液体吸收，也会被金属完全反射。 目前世界几个主要国家UHF RFID频段划分： 中国 840～845MHz 920～925MHz 北美 902～928MHz 欧洲 865～868MHz 香港 865～868MHz 920～925MHz 台湾 922～928MHz

超高频UHF技术发展:UHF Gen2 RFID技术概述 UHF RFID 860-960 MHz依赖的是电磁场远场辐射，既包含磁场又包含电场。在UHF标签中响应的究竟是那种波则取决于标签天线和与阅读器之间的距离 从理论上来说： UHF Gen 2可以比HF更容易和更高效地用于近场。 UHF系统就能够阅读HF能够阅读的各种东西，包括液体和金属含量高的物品。 UHF Gen 2在单品级应用使得其可以为供应链多带来更多的利益。 实际上，UHF近距离的单品级应用的关键是如何控制UHF的近场，目前该项技术还在不断发展及完善过程中。

各频段RFID技术比较 RFID技术概述 低频LF 高频 HF 超高频UHF 微波 工作频率 125-135KHz 13.56MHz 2.4-5.8GHz 耦合方式 电感耦合 电磁波 读取距离 1.2m 4m 15m 抗冲突 不能 能 -- 速度 慢 快 很快 潮湿环境 无影响 影响较大 方向性 无 部分 有 应用领域 门禁系统、动物芯片、汽车防盗器和玩具 身份识别、图书馆管理、产品管理 物流和供应链管理、箱包级自动识别 行李追踪、物品管理、供应链管理

RFID空中接口（通讯标准） RFID技术标准 低频LF RFID 标准 ISO 11784/85,ISO14223 微波RFID标准 高频HF 13.56MHz RFID标准： ISO/IEC 18000-3 、ISO15693、 ISO14443 超高频UHF 860-960Mhz RFID标准 ISO/IEC 18000-6A/6B ISO/IEC 18000-6C (相当于 EPC UHF Class1 Gen2标准） EPC (Electronic Product Code)标准 (EPC C1、C2等等)

RFID数据协议 RFID技术标准 ISO/IEC 15961-1，RFID-- 数据协议 --应用接口 ISO/IEC 15961-2，RFID-- 数据协议 -- RFID数据组件注册 ISO/IEC 15962， RFID-- 数据协议：数据编码规则和逻辑存储

图书馆应用RFID标准 ISO28560 RFID技术标准 RFID在图书馆的应用标准ISO28560 (RFID in libraries) 于2011年3月30日正式颁布实施（参见 http://biblstandard.dk/rfid/）,本标准分三部分： ISO 28560-1： 一般需求和数据元素 本部分定义了图书馆RFID数据模型中可选择存储的31个数据元素，并对每个元素的表现形式、字符集及存储约束进行了说明，同时规定“主馆藏标识”为数据模型的必备数据元素 规范了图书馆RFID标签的AFI取值： C2Hex 外借 on loan 07Hex 在馆 in stock ISO 28560-2：基于ISO/IEC 15962的编码 本部分提出了基于ISO/IEC15962的编码规则，可对第一部分所定义的数据元素进行选择性使用。编码规则允许RFID标签中的数据元素以任意顺序进行组织，并且为变长及变格式的数据提供灵活的编码方案（自解析编码方案）,也称为TLV编码方案。

图书馆应用RFID标准 ISO28560 RFID技术标准 ISO 28560-3：定长编码 本部分将RFID存储块分为基本块和扩展块，并规定了哪些数据元素分属于哪个存储块，其中内容参数元素存放标准的版本号。在本标准部分中，并未“加锁策略”作特别说明。可参考的数据模型有丹麦模型：DS/INF 163 (The Danish Data Model) 标准约束 因超高频标签和高频标签在存储结构和加锁机制等方面有比较大的区别，且当前高频技术在图书馆应用更为普遍，因此ISO28560-2和 ISO28560-3 仅只针对高频(13.56MHZ)频率的标签。 --- http://biblstandard.dk/rfid/docs/summary.htm --- http://biblstandard.dk/rfid/docs/RFID-in-libraries-q-and-a/index.htm

其他RFID应用标准 RFID技术标准 由国家图书馆组织的文化部项目： 《图书馆应用无线射频技术数据模型标准》正在制定中,该标准基于基于ISO28560-1和ISO28560-2来制定。 针对UHF在图书馆应用的标准，深圳市标准技术研究院组织立项的广东省地方标准：《射频识别 图书管理 》正在制定过程中。 美国国家标准化组织 NISO正在制定的: RFID in U.S. Libraries (NISO RP-6-201x 也在征求意见过程中，即将推出。

RFID应用重点 RFID技术应用理念 看待RFID不能仅从技术的角度进行关注，而更应从行业管理、解决迫切问题及能否有新的应用空间的角度来思考。 RFID所创造的价值不仅仅在于提高图书馆的服务效率，更重要的是其所带来的巨大的社会效益。 采用RFID技术更广阔的意义，并不只是完成那些用条码不能完成或难以完成的工作，还要承担那些用条码来完成经济上不合算的工作。 对于RFID技术取舍的判断的标准，不应该是“是否达到预想的技术效果”，而应当是“能否解决某个行业面临的迫切需要解决的问题”，并能在其管理模式上有新的突破。

正确理解RFID技术 RFID技术应用理念 RFID适合与各种自动化的处理设备配合使用。 RFID的高效且准确让整个管理、服务过程实时透明。

安全与防盗 RFID技术应用理念 绝对与相对 解决方法 任何技术、设备及措施对文献安全的保障都是相对的，技术决定论是不可取的。 选择了开架，防盗已无绝对可言 绝对与相对 解决方法 追求文献利用与文献安全的平衡点，重视技术应用中的人文特征。

RFID在图书馆的应用领域 RFID在图书馆的应用 识别系统 图书标签、光盘标签、读者证、层架标等等 图书初始化加工：标签转换 自助办证：利用二代身份证(HF RFID ISO14443)自动识别读者的身份信息 24小时还书机

RFID在图书馆的应用领域 RFID在图书馆的应用

RFID在图书馆的应用领域 RFID在图书馆的应用 自助图书借阅室 集文献借还、安全防盗、门禁管理于一体 安全防盗：利用RFID标签的AFI或EAS进行高效的安全防盗。 其他认证服务：基于RFID读者证，通过读者认证系统和其他相关接口使图书馆的“一卡通”得到延伸，如自助复印、自助存包等。

怎样选择适合自己的RFID技术 RFID技术选择 要根据自己应用的实际情况来选择适合的RFID技术。 RFID技术有很多种，频率从125KHz到5.8GHz，标签分有源和无源，还有双频芯片及有源无源组合系统等，每一种技术都有不同的特点，所以要根据应用的需求选择不同的技术，同时由于它是一种无线通讯技术，容易受到空中的各种无线信号的干扰和空间环境的影响，所以它的应用效果是和现场空间环境有关的，很难有一个统一不变的效果指标，因此，针对不同应用环境的应用技术研究是必不可少。 各个频段的RFID技术各有自身的特点。即使是在同一个频段内的射频识别系统，其通信距离也是差异很大的。我们不能够简单地认为某一个频段的射频识别系统的工作距离大于另一个频段的射频识别系统。而在实际选择射频系统时，需要考虑一个RFID 系统的整体成本，以及存储器容量、安全特性等因素，根据这些来综合选择合适的 RFID 频段。

RFID技术选择要点 RFID技术选择 技术成熟，可持续发展 应用广泛 现代的图书馆并不是独立的个体，图书馆之间的交互越来越密切，因此在选择一项新技术的时候，要考察它在业界的应用情况及应用规模等因素。 遵循国际获国内标准 具有开放性和互操作性 选择有经验的硬件设备商和集成商

实施RFID应注意的几点 RFID应用实施 确定RFID数据模型 确定标签中的数据元素 根据本馆的具体需要，从国际标准所指定的31个数据元素中选择写入标签中的数据元素。虽然标签中的存储可能足够大得可以存储所有的数据元素，但不是写入标签的内容越多越好，要考虑到实际应用效率以及读者隐私。对于经常变化的数据，不宜写入标签，通过系统存取数据比从标签中读取数据，效率要高很多。 确定本馆的唯一馆标识 确定需要锁定的数据元素 确定采用何种防盗策略：EAS 或 AFI 或 UID

实施RFID应注意的几点 RFID应用实施 确定标签印刷方案 图书馆LOGO 规范标签粘贴位置 图书标签及层架标 与图书馆系统功能融合 确定与流通系统的通讯协议 SIP2 / NCIP

实施步骤 RFID应用实施 详细了解应用需求，包括标签贴附的介质、位置，多标签之间的相对位置和中间的介质，同时读取的标签数量要求，读取区域的大小及周围的环境，读写标签数据量的大小，等等； 进行总体方案的初步设计，重点是读写点的位置和相应业务流程的配合； 选择读写器、天线、标签，有时需要设计标签，制作样品，编写测试软件； 由于射频信号是看不见摸不着的，很多情况并不能预先知道，所以有时需要搭建模拟测试环境，尽量和实际环境一模一样，对应用需求进行模拟试验，发现问题，找出解决方案； 现场试验，经过模拟试验后，还需要到实际现场进行读写试验，有时还需要根据现场实际情况进行方案修改，直到满足要求为止； 进行实施方案的设计； 具体实施、试运行，必要时再改进。

谢谢大家！