Nghiên cứu công nghệ RFID và hệ thống RFID trong dịch vụ thư viện

　　Theo nghiên cứu và phân tích, hiện có hơn 10.000 thư viện trên toàn quốc và hầu hết các thư viện đã chuyển từ quản lý thủ công thuần túy sang mô hình quản lý số sử dụng nhận dạng mã vạch, mạng máy tính và công nghệ phần mềm máy tính. Mặc dù nhiều công nghệ hiện đại đã được áp dụng, nhưng nhiều vấn đề vẫn gây khó khăn cho ban quản lý thư viện và nhân viên. Ví dụ, các vấn đề như mượn và trả sách tự phục vụ, kiểm kê và tìm kiếm nhanh chóng, kệ vô trật tự chưa được giải quyết tốt, cản trở thư viện cải thiện hơn nữa mức độ quản lý và dịch vụ. Cộng đồng thư viện cũng không ngừng nỗ lực để tìm ra một công nghệ tiên tiến hơn để thực hiện nguyện vọng cấp bách của họ.

　　1 Tổng quan về công nghệ RFID

　　1.1 Khái niệm công nghệ RFID

　　RFID (Nhận dạng tần số vô tuyến) được dịch sang tiếng Trung là nhận dạng tần số vô tuyến. Nó tự động xác định các đối tượng mục tiêu và thu thập dữ liệu liên quan không tiếp xúc thông qua tín hiệu tần số vô tuyến, không cần can thiệp thủ công. Nó có thể xác định các mục tiêu cụ thể và đọc và ghi dữ liệu liên quan thông qua tín hiệu vô tuyến mà không cần tiếp xúc cơ học hoặc quang học giữa hệ thống nhận dạng và mục tiêu cụ thể. Các ứng dụng sớm nhất của RFID có từ Thế chiến II, chủ yếu để xác định máy bay thân thiện. Thẻ điện tử RFID chủ yếu có ba loại: loại cuộn dây, loại gắn trên bề mặt microstrip và loại lưỡng cực. Ăng-ten RFID cho các hệ thống ứng dụng tầm ngắn có khoảng cách hoạt động dưới 1 m thường sử dụng ăng-ten cuộn dây đơn giản và chi phí thấp, hoạt động ở dải tần số trung bình và thấp. Các hệ thống ứng dụng hoạt động trên khoảng cách trên 1 mét yêu cầu ăng-ten RFID lưỡng cực hoặc gắn trên bề mặt vi cực, hoạt động ở các dải tần số cao và vi sóng. Thẻ RFID mang lại những ưu điểm mà mã vạch không có, chẳng hạn như chống thấm, chống từ, chịu nhiệt độ cao, tuổi thọ cao, khoảng cách đọc dài, mã hóa dữ liệu trên thẻ, dung lượng lưu trữ dữ liệu lớn và khả năng sửa đổi thông tin được lưu trữ. Đầu đọc và ghi RFID cũng được chia thành các loại di động và cố định. Hiện nay, công nghệ RFID được sử dụng rộng rãi, chẳng hạn như trong thư viện, hệ thống kiểm soát truy cập và truy xuất nguồn gốc an toàn thực phẩm.

　　1.2 Ưu điểm của công nghệ RFID

　　Công nghệ RFID có thể nhận dạng các vật thể chuyển động tốc độ cao và đồng thời nhận dạng nhiều thẻ, giúp thao tác nhanh chóng và thuận tiện. Các sản phẩm RF tầm ngắn không sợ môi trường khắc nghiệt như vết dầu và ô nhiễm bụi, đồng thời có thể thay thế mã vạch trong môi trường như vậy, ví dụ như để theo dõi các đối tượng trên dây chuyền lắp ráp của nhà máy. Các sản phẩm RF tầm xa chủ yếu được sử dụng trong giao thông vận tải, với khoảng cách nhận dạng lên tới hàng chục mét, chẳng hạn như thu phí tự động hoặc xác minh danh tính xe. Những lợi ích mà RFID mang lại cho thư viện bao gồm tự mượn người đọc, trả sách tự phục vụ 24 giờ, đếm hàng tồn kho nhanh chóng, kiểm tra và cập nhật cơ sở dữ liệu nhanh chóng và chính xác, phân loại tự động, giá đỡ và kệ tự động, lưu trữ dữ liệu được mã hóa, bảo mật cao, tăng cường phòng chống trộm, lưu thông trơn tru các sản phẩm nghe nhìn, cải thiện quản lý thư viện hiện đại và tích hợp liền mạch với cơ sở hạ tầng thư viện và hệ thống thư viện (ILS). Một hệ thống RFID hoàn chỉnh bao gồm ba phần: đầu đọc, thẻ điện tử (TAG), còn được gọi là bộ phát đáp và hệ thống phần mềm ứng dụng. Nguyên lý hoạt động của nó là đầu đọc phát ra năng lượng sóng vô tuyến ở một tần số cụ thể đến bộ phát đáp, điều khiển mạch bộ phát đáp gửi dữ liệu bên trong. Tại thời điểm này, đầu đọc tiếp nhận và giải thích dữ liệu một cách tuần tự. Gửi đến ứng dụng để xử lý phù hợp. Phần mềm trung gian RFID cần cung cấp khả năng đọc và ghi thẻ minh bạch. Các vấn đề chính là: (1) Tương thích với giao diện của các đầu đọc khác nhau; (2) Xác định cấu trúc của các bộ nhớ thẻ khác nhau để thực hiện các hoạt động đọc / ghi hiệu quả. Từ góc độ phương pháp giao tiếp và cảm biến năng lượng giữa đầu đọc thẻ RFID và thẻ điện tử, chúng có thể được chia thành hai loại: khớp nối cảm ứng và khớp nối tán xạ ngược. Nói chung, RFID tần số thấp sử dụng phương pháp đầu tiên, trong khi RFID tần số cao sử dụng phương pháp thứ hai. Tùy thuộc vào cấu trúc và công nghệ được sử dụng, đầu đọc có thể là thiết bị đọc/ghi, đóng vai trò là trung tâm điều khiển và xử lý thông tin của hệ thống RFID. Đầu đọc thường bao gồm mô-đun khớp nối, mô-đun thu phát, mô-đun điều khiển và bộ giao diện. Nói chung, giao tiếp bán song công được sử dụng giữa đầu đọc và bộ phát đáp để trao đổi thông tin, trong khi đầu đọc cung cấp năng lượng và thời gian cho bộ phát đáp thụ động thông qua khớp nối. Trong các ứng dụng thực tế, các chức năng quản lý khác như thu thập thông tin nhận dạng đối tượng, xử lý và truyền từ xa có thể đạt được thông qua Ethernet hoặc WLAN. Bộ phát đáp là vật mang thông tin của hệ thống RFID. Hiện nay, hầu hết các bộ phát đáp bao gồm các thành phần khớp nối (cuộn dây, ăng-ten microstrip, v.v.) và vi mạch dưới dạng đơn vị thụ động.

　　1.3 Xu hướng phát triển của công nghệ RFID

　　Thẻ điện tử (RFID) phục vụ mục đích kép: một mặt, chúng đóng vai trò nhận dạng danh tính, được sử dụng để theo dõi và đếm các mặt hàng; Mặt khác, nó được sử dụng để bảo vệ an toàn cho các vật dụng. Nói cách khác, RFID kết hợp nhận dạng danh tính và chức năng chống trộm. Tính năng này của RFID nâng cao đáng kể khả năng xử lý dữ liệu, cho phép quá trình lưu thông dữ liệu được hoàn thành nhanh chóng và chính xác chỉ với một thao tác đơn giản. Trong lịch sử, sự phát triển của công nghệ RFID về cơ bản có thể được chia thành nhiều giai đoạn theo chu kỳ mười năm. Do đó, RFID không phải là một công nghệ hoàn toàn mới. Hiện nay, ngành công nghiệp tập trung nhiều nhất vào công nghệ RFID ở dải tần từ trung đến cao, đặc biệt là công nghệ RFID đường dài ở băng tần 860 ~ 960 MHz (UHF), đang phát triển nhanh nhất; Các băng tần 2,45 GHz và 5,8 GHz, do tắc nghẽn sản phẩm và dễ bị nhiễu, về mặt kỹ thuật tương đối phức tạp, và các nghiên cứu và ứng dụng liên quan của chúng vẫn đang trong giai đoạn thăm dò. Hệ thống RFID bao gồm chip Tag, ăng-ten và đầu đọc thẻ, nhận thông tin và truyền đến hệ thống máy tính để xử lý. RFID là một lĩnh vực độc lập tích hợp các công nghệ chuyên nghiệp liên ngành khác nhau, chẳng hạn như công nghệ tần số cao, công nghệ vi sóng và ăng-ten, công nghệ tương thích điện từ, công nghệ bán dẫn, dữ liệu và mật mã, công nghệ sản xuất và công nghệ ứng dụng. Đây là một trong những công nghệ thông tin hứa hẹn nhất của thế kỷ này, được đánh giá cao và phát triển và ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Một công nghệ nhận dạng mới sử dụng thẻ điện tử thông minh để xác định các mặt hàng khác nhau. Các thẻ này được sản xuất dựa trên nguyên tắc RFID (Hệ thống nhận dạng tần số vô tuyến), nhúng vi mạch vào sản phẩm. Thẻ và đầu đọc trao đổi thông tin thông qua tín hiệu tần số vô tuyến không dây. So với công nghệ mã vạch, RFID có thể tiết kiệm nhiều thời gian, nhân lực và tài nguyên hơn, giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả công việc. Nó ngày càng được coi là sự thay thế của công nghệ mã vạch và thẻ điện tử là sản phẩm tối ưu cho thị trường thẻ trong tương lai. 　　

      1.4 Xu hướng phát triển của công nghệ RFID trong quản lý thư viện

　　Ban đầu, trong lĩnh vực kỹ thuật, bộ phát đáp đề cập đến một mô-đun điện tử có khả năng truyền và trả lời thông tin. Trong những năm gần đây, do sự phát triển nhanh chóng của công nghệ RF, bộ phát đáp đã có những thuật ngữ và ý nghĩa mới, còn được gọi là thẻ thông minh hoặc thẻ. Thẻ thông minh, chính xác hơn, là một sự đổi mới trong thẻ RF, bao gồm thẻ dính và thẻ RF siêu mỏng. Nhãn thông minh kết hợp công nghệ RF với sự tiện lợi và linh hoạt của việc in nhãn. Nhãn thông minh với chức năng đọc/ghi có thể được lập trình nhiều lần và tuân theo các mẫu mã hóa được thiết lập khi nhãn được tạo ban đầu. Thẻ điện tử có thể được phân loại theo tần số thành thẻ tần số thấp, thẻ tần số cao, thẻ tần số cực cao và thẻ vi sóng. Theo các hình thức đóng gói khác nhau, chúng có thể được chia thành nhãn thẻ tín dụng, nhãn tuyến tính, nhãn giấy, nhãn ống thủy tinh, nhãn tròn và nhãn không đều có mục đích đặc biệt. Đầu đọc RFID (đầu đọc/ghi) giao tiếp không dây với thẻ điện tử RFID thông qua ăng-ten, cho phép các thao tác đọc hoặc ghi trên mã nhận dạng thẻ và dữ liệu bộ nhớ. Một đầu đọc điển hình bao gồm một mô-đun tần số cao (máy phát và máy thu), một bộ điều khiển và một ăng-ten đầu đọc. RFID cung cấp các tính năng mà mã vạch không thể cung cấp, chẳng hạn như đọc hàng loạt, dữ liệu có thể xóa và phản hồi thời gian thực. Các công nghệ áp dụng tính năng này có thể cung cấp các phương pháp quản lý không tiếp xúc khác nhau trong thư viện, bao gồm dữ liệu về người đọc và bộ sưu tập. Trong những năm gần đây, các thư viện đã sử dụng RFID để thay thế nhận dạng mã vạch. Kết hợp với phản ứng nhanh và các tính năng không tiếp xúc của RFID, hiệu quả hoạt động và độ chính xác được cải thiện, nhưng bản chất của mô hình dịch vụ vẫn không thay đổi.

　　1.4.1 Hệ thống vay và trả tự phục vụ để nâng cao hiệu quả lưu thông

　　Các thư viện hiện đại đã trải qua những thay đổi sâu sắc trong nội dung dịch vụ và phương thức dịch vụ, chuyển từ thư viện truyền thống sang thư viện kỹ thuật số hướng dịch vụ. Thư viện hiện đại đã dần chuyển từ tài nguyên giấy sang tài nguyên số, từ mượn trong thư viện sang truy cập từ xa, từ dịch vụ tại chỗ sang dịch vụ trực tuyến, từ dịch vụ đơn lẻ sang dịch vụ đa dạng, từ cung cấp tài liệu sang cung cấp các hoạt động đa phương tiện, đạt được sự chuyển dịch lớn từ lấy sách làm trung tâm sang lấy con người làm trung tâm. Quy trình mượn thư viện truyền thống tương đối phức tạp, với khối lượng công việc lớn, giám sát chống trộm lớn và chi phí lao động cao. Khi người đọc vào thư viện mượn sách, họ cần kiểm tra thủ công tại quầy dịch vụ, sau đó đến giá sách tương ứng để tìm sách, mang đến bàn mượn để đăng ký và khử từ sách theo cách thủ công. Chỉ sau khi mượn, sách mới có thể đi qua ăng-ten an ninh của thư viện và hoàn tất toàn bộ quá trình mượn. Dựa trên công nghệ RFID, hệ thống mượn và trả sách tự phục vụ cho phép độc giả mượn sách trực tiếp thông qua hệ thống mà không cần khử từ sách hoặc mang sách qua ăng-ten an ninh của thư viện. Hệ thống mượn và trả sách tự phục vụ dựa trên công nghệ RFID có thể cung cấp các dịch vụ như mượn sách tự phục vụ, trả hàng tự phục vụ, xử lý tài liệu tự phục vụ, cuộc hẹn nhận sách, phân loại trước và kiểm tra trả sách, chuyển đổi giao diện duyệt trực quan / duyệt sách PDP, tương tác dữ liệu thời gian thực với thư viện trung tâm và thông báo danh sách sách tự động. Hệ thống mượn và trả sách tự phục vụ cung cấp nhiều giao diện ngôn ngữ, cho phép nhiều dịch vụ mượn và trả sách cùng một lúc. Nó sử dụng giao diện người-máy dựa trên cảm ứng với khả năng xử lý ngoại tuyến, cung cấp các tùy chọn màu sắc hài hòa với môi trường tại chỗ của thư viện và cải thiện hiệu quả lưu thông mượn sách.

　　1.4.2 Hệ thống kệ thông minh cải thiện đáng kể hiệu quả công việc của thư viện

　　Dựa vào công việc kiểm kê sách thủ công, đặc biệt là đối với sách trên kệ sách, là quá nặng nề và không hiệu quả. Thủ thư phải dựa vào trí nhớ của chính mình để phân loại, sắp xếp và ghi chép sổ sách, điều này tốn thời gian và mệt mỏi, nhưng khó đạt được. Hệ thống kệ thông minh dựa trên công nghệ RFID chủ yếu bao gồm hệ thống lưu thông và cho mượn và trả lại, hệ thống định vị tài liệu và hệ thống lưu trữ tài liệu. Bằng cách thiết lập các điểm đánh dấu vị trí kệ và xây dựng môi trường ứng dụng thông minh, nó cho phép định vị và điều hướng tài liệu. Kệ sách linh hoạt và đa dạng, hỗ trợ triển khai tự phục vụ đầy đủ và giải quyết các vấn đề như kệ sách bị lệch hoặc mất trật tự, sắp xếp và sắp xếp tài liệu và địa chỉ tự động. Điều này làm giảm đáng kể khối lượng công việc thủ công của nhân viên thư viện, giảm đáng kể tỷ lệ lỗi và cải thiện đáng kể hiệu quả công việc.

　　1.4.3 Thay đổi quản lý cho vay để tăng cường phát triển và sử dụng văn bản

　　Nhân viên thư viện truyền thống có nhiệt huyết làm việc thấp, hiệu quả thấp hơn và số lượng lớn khiếu nại của độc giả. Một số nhân viên, ngay cả những người đã làm việc trong thư viện nhiều năm, thiếu ý thức phục vụ và thường tin rằng công việc thư viện là công việc dịch vụ bình thường, đơn giản; Nhân viên thư viện lớn tuổi hơn một chút thiếu kỹ năng phục vụ, không quen với các kỹ năng phục vụ chuyên môn như máy tính, xử lý tài liệu, tư vấn tham khảo, đồng thời cũng không muốn tăng cường học tập; Mặc dù hầu hết các thư viện đều có bộ sưu tập phong phú, nhưng hầu hết nhân viên đều thiếu kỹ năng trong việc phát triển và sử dụng chúng. Mặc dù các bộ sưu tập phong phú, nhưng tỷ lệ sử dụng của chúng cần được cải thiện. Sử dụng công nghệ RFID, tài liệu có thể được xử lý kỹ thuật số và xử lý sâu từ các tài nguyên kỹ thuật số. Số hóa các tài liệu như xử lý tài liệu giấy thông thường, sách cổ hiếm, xử lý tài liệu vi mô, xử lý âm thanh-video và xử lý các tài nguyên đặc biệt (như bản đồ và xương oracle) đảm bảo các tài liệu hiệu quả được xử lý và quảng bá đúng cách. Để xử lý chuyên sâu các tài nguyên kỹ thuật số, việc trích xuất có thể được thực hiện từ các điểm kiến thức tài nguyên kỹ thuật số, chuẩn hóa và liên kết các nhà cung cấp dịch vụ của các phiên bản cá nhân và địa danh, tổ chức lại một cấu trúc kiến thức nhất định, tổ chức và phát triển tài liệu kỹ thuật số thứ cấp và thiết lập cơ sở kiến thức hệ thống khái niệm chuyên đề.

　　1.4.4 Quản lý thay đổi và mô hình làm việc để cải thiện sự hài lòng trong công việc

　　Cách độc giả đánh giá thái độ phục vụ, hiệu quả, trình độ của nhân viên thư viện là tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng phục vụ của nhân viên thư viện. Triết lý và phương pháp quản lý của thư viện ảnh hưởng đến sự hài lòng của nhân viên. Để nâng cao sự hài lòng của nhân viên, việc quản lý thư viện hiệu quả phải được thực hiện một cách hợp pháp, hợp lý và phù hợp.

　　Việc quản lý toàn bộ thư viện một cách có hệ thống dựa trên công nghệ RFID sẽ giảm đáng kể sự lặp lại và đơn điệu trong công việc của nhân viên thư viện, giải phóng hoàn toàn đôi tay của họ, giúp công việc của họ bớt đơn điệu và tốn nhiều thời gian hơn để nghiên cứu và sử dụng các lĩnh vực kinh doanh mới. Điều này sẽ cải thiện sự hài lòng trong công việc của nhân viên, từ đó nâng cao sự hài lòng của độc giả với công việc thư viện. Bằng cách sử dụng hệ thống công nghệ RFID, việc quản lý thư viện có thể được tăng cường và đáp ứng nhu cầu của người đọc.

　　2. Ứng dụng công nghệ RFID trong hệ thống quản lý nhận dạng bộ sưu tập tự động

　　2.1 Ý tưởng thiết kế cho hệ thống quản lý thư viện RFID

　　Thư viện hiện đại khác rất nhiều so với thư viện cổ đại và hiện đại. (1) Nội dung của bộ sưu tập đã thay đổi đáng kể. Đối với các thư viện hiện đại, sự phát triển nhanh chóng của xuất bản sau Thế chiến II đã dẫn đến sự xuất hiện liên tục của các hình thức văn học mới. Bộ sưu tập của các thư viện hiện đại không còn giới hạn ở sách và bản thảo. Các tạp chí định kỳ, báo, vi tài liệu, tài liệu nghe nhìn và một lượng lớn tài liệu không phải sách đều nằm trong bộ sưu tập của thư viện. (2) Với sự đa dạng hóa của các loại tài liệu, phương pháp xử lý tài liệu đã thay đổi. (3) Thư viện hiện đại không còn coi "tài liệu" là cốt lõi trong công việc của họ; "dịch vụ" đã trở thành triết lý cốt lõi của hoạt động thư viện hiện đại. Toàn bộ cơ chế hoạt động của các thư viện hiện đại là hướng đến người đọc, với mọi khía cạnh kinh doanh của họ được kết nối với các dịch vụ đọc. Công nghệ thông tin là hỗ trợ kỹ thuật chính của các thư viện hiện đại. Bộ sưu tập sách và tài liệu là thực thể tài nguyên cơ bản nhất của thư viện và việc cung cấp tài liệu là nội dung dịch vụ chính của thư viện. Hiện nay, hệ thống ALEPH500 được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống quản lý thư viện trong nước, với các tiêu chuẩn liên kết mở và tiêu chuẩn OAIS. Nó sử dụng UNIX làm nền tảng, cơ sở dữ liệu Oracle làm phụ trợ và Sun Xiaoji làm máy chủ. Bằng cách sử dụng công nghệ RFID không dây RFID, việc giải quyết những vấn đề này trở nên tương đối dễ dàng. Các chức năng như mượn và trả lại nhanh chóng, kiểm kê tốc độ cao, tìm kiếm nhanh, định vị, giá đỡ, giá đỡ, giá đỡ, giá đỡ và phân loại đều có thể thực hiện được.

　　2.2 Cấu trúc và tính năng của hệ thống thư viện RFID

　　2.2.1 Cấu tạo của hệ thống thư viện RFID

　　Các thư viện hiện đại thường bắt đầu xây dựng tài nguyên tài liệu của họ dựa trên nguyên tắc cân bằng các bộ sưu tập vật lý và ảo, đồng thời cân bằng các bộ sưu tập in và kỹ thuật số. Các dịch vụ tài nguyên thông tin tập trung vào các thư viện vật lý, với các dịch vụ mạng là chủ đạo. Hệ thống thư viện RFID bao gồm phần cứng, thiết bị tích hợp máy tính và phần mềm. Trao đổi dữ liệu được thực hiện thông qua kết nối mạng hoặc sao chép dữ liệu. Kết nối giữa phần mềm đầu cuối và trung tâm dịch vụ hệ thống quản lý thư viện tuân thủ các giao thức ngành thư viện và giao thức mạng máy tính có liên quan. Phần mềm bao gồm hai phần: phần mềm hệ thống và phần mềm R&D tùy chỉnh. Phần mềm hệ thống bao gồm hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, phần mềm trung gian ứng dụng và phần mềm OCR để nhận dạng văn bản.

　　2.2.2 Các tính năng của hệ thống thư viện RFID

　　Hệ thống thư viện dựa trên công nghệ RFID giúp cho việc cho mượn liên thư viện thuận tiện hơn trong môi trường mạng và sự hỗ trợ của chúng cũng là một phần quan trọng của dịch vụ chia sẻ thông tin thư viện. Do đó, các chỉ số đánh giá cụ thể nên bao gồm: số lượng thư viện thành viên, số lượng tài nguyên thu được từ dịch vụ, hiệu quả, tiêu chuẩn phí, đồng thời tính toán tỷ lệ hài lòng của việc cho mượn liên thư viện, tốc độ truyền tài liệu, v.v.

　　3 Phần kết luận

　　Công nghệ thông tin là hỗ trợ kỹ thuật chính của các thư viện hiện đại và những lợi ích mà RFID mang lại cho thư viện là rõ ràng. Cuối cùng, những lợi ích này tập trung vào việc "tăng cường quản lý thư viện và đáp ứng nhu cầu của người đọc".

　　dự án

　　[1] Đồng Lệ Hoa. Công nghệ và Ứng dụng RFID [M]. Nhà xuất bản Công nghiệp Điện tử, 2008 (5).

　　[2] Thạch Hạo, Lý Chính Bình. Thiết kế hệ thống chấm công dựa trên RFID [J]. Tạp chí Đại học Công nghệ Bắc Trung Quốc, 2011 (3).

　　[3] Xiyujiu. Công nghệ thẻ điện tử (RFID) và tần suất sử dụng của nó [J]. Đài phát thanh Trung Quốc, 2004 (12).

　　[4] Đường Chí Quân. Nghiên cứu về ăng-ten và đặc tính lan truyền trong hệ thống RFID tán xạ ngược thụ động [D]. Đại học Hồ Nam, 2010.