引 言

RFID（Radio Frequency Identification， 射頻識別技術） 也叫無線射頻識別，俗稱電子標簽。通常以微小的無線收發(fā)器為標簽來標志某個物體，利用無線電信號和空間耦合（電感或電磁耦合）識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸[1]。RFID 是目前普遍認為的物聯網產業(yè)核心技術，非常適宜于圖書館標簽系統使用。

1 RFID系統在圖書館應用中的技術優(yōu)勢

自 20 世紀 90 年代以來，RFID 技術逐漸走進圖書館， 開始成為圖書館館藏識別的方式，由于RFID 技術打破了原有的傳統束縛，以先進的文獻服務理念和館藏管理模式為先導， RFID 技術為圖書流通管理、自助借還、圖書安全、排架等方面提供更好的服務，能夠提升圖書館的工作效率。RFID 技術在圖書館應用中的取得了巨大的技術成效。

讀取信息快，標簽可重復使用。RFID電子標簽有別于傳統的條形碼，RFID 電子標簽將圖書信息存儲在芯片中，RFID 標簽不需要接觸，只需要在有效地距離范圍內，設備均可以讀出RFID內存儲的圖書信息，比較于傳統的條形碼，RFID 讀取信息的速度變快。而傳統的條形碼容易受到損壞和污染， 不易長期使用，但是RFID標簽對水、油和化學藥品等物質具有較強的抵抗性，并且可以反復對標簽里存放的數據進行更改和刪除，有效地節(jié)約了成本。

節(jié)省借還書的時間。采用RFID 技術以后，圖書館的操作人員不需要對書籍進行逐一的掃描操作，借還書人員只需要將所借還的書籍放到自助借還書設備上，就可以自行辦理圖書借還手續(xù)，而且，一次可以借還幾本甚至十幾本書籍，大大降低了借還書的時間。

提高圖書館工作人員的效率。以前的清點圖書工作以及圖書整架歸位工作都是由圖書館的工作人員每一本書每一本書地核對，在進行歸架整理，不僅耽誤時間，還耗費工作人員體力，采用RFID 技術以后，工作人員只需要手持配備的相關設備，在書架上移動，就可以利用設備判別書籍是否錯架等問題， 有效地提高了工作人員的效率。

具有良好的穿透性，對圖書防盜具有更好的安全保障。應用RFID 技術后，書庫的圖書物理特性可以通過RFID 標簽來記錄，只要是在讀取器可識別的范圍內，RFID 標簽都可以穿透紙質、木材等非金屬或透明的材質進行數據信息的交流傳遞。

2 圖書館 RFID應用結構

早期的圖書館RFID 應用系統結構示意圖如圖 1 所示。

這樣的圖書館 RFID 應用系統，由于滿足ISO15693（射頻標簽的惟一識別）和 ISO18000-（3 13.56 MHz 空中接口協議），因而可以解決圖書館在采購RFID 標簽及設備方面的問題，可以從多家滿足圖中ISO 標準的供應商選擇標簽和設備，但是， 依然有些問題難以得到解決：

廠家在生產 RFID 電子標簽時，通常根據自己公司的情況或者用戶的需求設計標簽中的數據項以及編碼方式，因此在更換標簽時，難以保證標簽和原有設備的通用性。由于不同的圖書館采用不同廠家、不同編碼方式的標簽，導致各圖書館之間無法實現館際互通，能夠解決上面的問題唯有將圖書館RFID 數據模型標準化。

3 圖書館 RFID標簽數據模型標準化

標準化是指對產品、過程或服務中的問題做出規(guī)定，提供可共同遵守的工作語言，以利于技術合作，同時防止貿易壁壘。通過制定、發(fā)布和實施 RFID 標準，可以解決編碼通信、空中接口和數據共享等問題，以最大程度地促進RFID 技術及相關系統的應用。

研究數據模型的目的是為圖書館行業(yè) RFID 的應用提供統一一致的數據模型，為行業(yè)的互通和整體效益的提高提供基礎。擁有共同的標準可以實現館際互通等多方面的問題。

3.1 圖書館 RFID 標簽應用數據模型 

數據模型其實就是統一標準的一個重要的部分。RFID 在圖書館應用中的數據模型是指 RFID 技術在圖書館中使用以 后，為了充分發(fā)揮 RFID 技術在圖書流通、自助借還、圖書安全、 排架順架等方面的作用，需要哪些數據，這些數據應該如何 在系統中存儲，這些數據的編碼方案又是什么 [2] ？ 

在標簽的圖書惟一標識編碼方面，目前已經分化為五大 陣營，即美國的 EPC、日本的 UID、ISO、歐洲的 AIM、以 及南美的 IP-X，其中比較有影響力的是 EPC 和 UID 編碼。但 是目前這些編碼體系都是在商品流通體系中的物品編碼，不適 合于圖書館 RFID 應用中的圖書編碼，現有已使用的 RFID 的 圖書館編碼體系都是商品流通 RFID 的編碼體系，并沒有一個 是專門針對于圖書館建立的編碼體系。因此有必要建立一套適 合于圖書館行業(yè)的圖書標識編碼體系，各個國家對于圖書館 RFID 數據模型的選擇均有不同，因此產生了很多不同的標準。 2011 年，國際標準化組織發(fā)布了 ISO28560。ISO28560 分三個 部分，第一部分 ISO28560-1（通用規(guī)則），適合高頻（HF）和 超高頻（UHF）頻段，共有 31 個數據元素，其中 1 個元素“館 藏標識符”是必備項，5 個是預留項，25 個是可選項。第二 部分 ISO28560-2 和第三部分 ISO28560-3只適用于 HF 頻段 [1]。 數據編碼部分還沒有適用于 UHF 頻段的國際標準。2009 年， 文化部成立“圖書館應用無線射頻技術數據模型標準”項目 組，2012 年文化部頒布中華人民共和國文化行業(yè)標準，WH/ T43-2012 圖書館 - 射頻識別 - 數據模型 - 第 1 部分 ：數據元 素設置及應用規(guī)則，該規(guī)則適用于 13.56 MHz（中高頻）和 800/900 MHz（超高頻）頻段的用戶，共有 31 個數據元素，其 中 2 個元素“主館藏標識”和“所屬機構代碼”是必備項，6 個是預留項，23 個是可選項。WH/T44-2012 圖書館 - 射頻識 別 - 數據模型 - 第 2 部分 ：基于 ISO/IEC15962 的數據元素編 碼方案。共 31 個數據元素，其中 1 個數據元素“主館藏標識” 是必備項，6 個是預留項，24 個是可選項。2013 年 2 月，高 校圖書館 RFID 技術應用聯盟工作小組，提出了第四版 UHF- RFID 數據模型規(guī)范（下稱規(guī)范）[3]。規(guī)范定義了19 個數據元素， 其中必備 3 項，可選 10 項，預留 6 項。規(guī)范除了定義19 個數據元素外，還對數據內容格式、出處、編碼方式等都給予了 充分說明解釋。

盡管規(guī)范考慮了很多因素，但在具體操作層面，由于各家圖書館環(huán)境不同，對數據元素的理解不一致，加之規(guī)范的可選項太多，同樣容易造成混亂。表 1 列出了一些國家和組織對RFID 數據模型元素選取的一些標準。

上述不同國家的圖書館 RFID 應用數據模型從不同的角度對RFID 在圖書館的應用進行了定義。從表中反映所看丹麥標準以及聯盟標準對于結構化擴展部分的可選項比較多，各個圖書館同時也會根據自己的實際情況來采用其中的某一項或者某幾項，即便強制部分的標準都是一樣的，也可能會因為結構化擴展部分的差異而無法實現設備的互通和館際的互聯。

3.2 RFID電子標簽的存儲結構

EPC Gen2 是新一代的超高頻 RFID 標簽，它符合ISO/ IEC18000-6C 標準，價格便宜。本文選擇了 EPC Gen2 的一種進行研究。標簽的存儲結構如表 2 所示[4]。

EPC Gen2 標簽的存儲器空間包含保留內存、EPC 存儲器、TID 存儲器和用戶存儲器四個存儲體：

(1) 保留內存包含 32位的滅活口令和訪問口令。訪問口令保護標簽的鎖存 /解鎖操作，32位滅活口令保護標簽的滅活操作。

(2) EPC存儲器中，地址自低至高依次為CRC-16、協議控制字（PC）和 EPC字組。本標簽的EPC存儲器 256比特， 其中CRC-16為 16位冗余效驗碼，協議控制字（PC）指示反向散射的物理層信息，EPC字組為寫入數據段，容量為比特256比特。EPC區(qū)是編寫程序時主要的區(qū)域，圖書的信息也將存儲在EPC區(qū)。文章使用的EPC區(qū)是 256位，根據EPC[N： N-15] 的順序由低到高進行排列。

(3) TID存儲器保存標簽的唯一標識號TID（tagID），在芯片出廠前設置，只讀。

(4) 用戶存儲器可寫可讀。不同類型標簽的用戶存儲器容量不同，容量越大價格越高。

數據模型的標準化不單單是數據元素的標準化，在數據模型的內容方面，主要關注 RFID 電子標簽中存放數據的類別、編碼格式。下面表格是聯盟標準的編碼格式和遠望谷公司為某一高校生產的RFID 電子標簽的編碼格式。

從聯盟的標準和遠望谷的標準對比來看，可變字符串占據的空間比較大，同一類數據采用的字符集格式并不是完全一樣的，并且數據元素的順序位置也不盡相同。這里標準化差距還是有一定的距離。

表 4 遠望谷數據編碼格式

結 語

本文對各組織和聯盟的圖書館數據模型的數據和所選元素進行了分析，從分析來看 RFID 應用數據元素的數量在選擇上應盡可能少，數據元素的內容應盡可能短，數據元素的長度應盡可能地使用定長字段，數據元素可選項應盡可能少，編碼格式應盡可能地使用非壓縮格式。數據元素少、內容短、長度定長，可以提高處理效率 ；數據元素可選項少，可以提高各個圖書館數據元素的一致性，并且同一類數據元素應該采用統一字符集的格式。并且，RFID 電子標簽所選擇的數據元素在標簽的排列順序應該保持一致。對于流通交換協議也應該選取統一標準，數據元素非壓縮存儲，可以提高標簽通用性， 真正實現不同廠家標簽相互間無障礙的讀寫。

RFID 標簽數據模型要堅持實用、好用、管用的設計理念， 為資源聯建共享奠定基礎。這樣RFID 數據模型的標準化才有可能得以實現。