射频技术简单介绍及其在图书馆的应用探讨

条码技术作为一种自动识别技术， 具有成本低、操作简单的特点， 在图书馆及其它行业中工作得到广泛的应用， 但其也存在局限性， 如必须人工借助读写设备进行数据的采集， 常因条码、阅读器质量发生误读和拒读。近年迅速发展的射频识别（RFID） 技术， 不仅具备条码技术的功能， 还克服了其局限性， 用于图书资料的识别更加简单高效。本文对射频技术进行简单介绍， 并对其在图书馆工作中的应用进行探讨。

一 　RFID 概述

1 　射频识别原理

射频技术 （radio Frequency Identification） 是一种非接触自动识别技术， 它可实现对静止的或移动中的物体的自动识别并获取相关数据， 识别工作无须人工干预， 并可工作于恶劣环境。

图1 　射频识别系统构成图

射频识别系统一般由电子标签（tag） 、读写器（ read2er） 、天线（Antenna） 三部分组成， 如图1 所示。其中电子标签又称为射频标签、应答器， 由标签芯片和耦合组成。每个标签具有惟一的电子编码， 是数据载体。电子标签附着或嵌在待识别物体上， 用于标识目标对象。天线是标签与阅读器之间数据传输的发射、接收装置。天线与读写器可集成为一个整体， 也分立存在， 不同制造商有各自的集成方法。任何一个RFID 系统至少应包含一根天线， 可为内置天线也可为外置天线， 用以发射和接收射频信号。阅读器又称为读出装置、扫描器， 当电子标签可以无线改写数据时双称为读写器， 典型的阅读器由高频模块（发送器和接收器） 、控制单元以及天线组成。此外许多读写器还有附加的接口（RS232、RS485、以太网接口等） ， 以便将所获得的数据传向应用系统或从应用系统接收命令。阅读器与应用系统之间的接口 API （Application Programm Interface） 通常用一组可由开发工具（如VC + + ， VB ， PB 等） 调用的标准接口函数来表示。标准接口函数的功能大致包括以下四个方面：

1）　应用系统根据需要可能向阅读器发出阅读器配置命令。

2 ）　阅读器向应用系统可能返回的所有可能的阅读器当前的配置状态。

3 ）　应用系统向阅读器可能发送的各种命令。

4 ）　阅读器向应用系统可能返回的所有可能命令的执行结果。

射频系统工作时， 阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号， 标签进入磁场时， 通过空间耦合获得能量， 发送出自身编码信息。阅读器获取数据并解码后送至电脑主机进行相关的处理， 这样在耦合通道内根据时序关系实现能量传递和数据交换， 并可通过计算机及计算机网络对识别信息采集处理及远程传送， 从而实现物品的自动识别或物品信息的自动收集。

2 　射频系统的分类

通常读写器发送信号时使用的电磁频率称为RFID 系统的工作频率， 射频系统依工作频率分为低频（ 30kHz2300kHz） 、高频（3MHz230MHz） 和超高频（300MHz23GHz）三种类型。常见的工作频率有低频 125kHz、13412kHz 及高频13156MHz 等。低频电子标签成本较低， 但标签保存的数据量较少， 阅读距离较短， 外形多样， 阅读天线方向性不强。高频系统标签保存的数据量较大， 阅读距离可达几米至十几米， 能适应物体高速运动， 外形一般为卡状， 阅读天线及电子标签天线有极强的方向性， 成本较高。按电子标签的供电方式， 射频系统可分为有源系统和无源系统。

有源系统的电子标签内装有电池， 标签电池供应的能量部分地转换为电子标签与阅读器通讯所需的射频能量， 阅读距离较远， 但电池寿命有限， 一般为3～5 年。无源系统的电子标签没有内装电池， 在阅读器的读出范围之外时， 电子标签处于无源状态， 在阅读器的读出范围之内， 电子标签从空间耦合获得的射频能中提取其工作所需的电能。无源电子标签一般采用反射调制方式实现电子标签信息向阅读器的传送。

3 　射频技术的特点

由于射频识别的信息传播媒介是电磁波， 可以透过外部材料读写数据， 而且信息读写过程中， 对于读写器与被识别的电子标签之间的距离方位没有精确的要求。电子标签能在恶劣环境下工作， 使用寿命长， 能够轻易嵌入或附着在不同形状、类型的产品上。电子标签可以写入及读取数据， 标签的内容可以动态改变， 信息存储量大。由于使用防冲撞突技术， 能防止标签之间数据干扰， 因此RFID 系统可以同时处理多个标签， 例如TI 公司推出的 13156MHz系统， 每秒钟能处理大约50 张标签。电子标签的数据存取有密码保护且需要专门的设备进行读写， 因此不容易伪造

及更改， 安全性更高。

二　RFID 在图书馆工作中的应用