Автоматизация библиотечных процессов на основе современных проектных решений радиочастотной идентификации

Автоматизация библиотечных процессов на основе современных проектных решений радиочастотной идентификации (RFID) объектов

Многие библиотеки в своих системах автоматизации широко используют штриховое кодирование для идентификации изданий. Однако технологии маркировки постоянно совершенствуются, и передовые библиотеки мира уже отдают предпочтение системам автоматизации, построенным на основе RFID-технологии (RFID — англ. Radio Frequency IDentification.

— радиочастотная идентификация) RFID // ВИКИПЕДИЯ. Свободная энциклопедия [Электронный ресурс] - Режим доступа: http:// ru.wikipedia.org/wiki/RFID. — Дата доступа: 15.08.2012.

RFIDтехнология — это метод автоматической идентификации объектов, в котором посредством радиосигналов (радиочастотного электромагнитного излучения) считываются или записываются данные, хранящиеся в так называемых RFID-метках. Любая RFID-система состоит из считывающего устройства и RFID-метки. Метка может содержать любые данные об объекте, которые хранятся в цифровой форме.

Преимуществами RFID-технологии в сравнении со штриховым кодированием являются:

1) возможность перезаписи данных. Данные RFID-метки могут перезаписываться и дополняться много раз, тогда как данные на штрихкоде не могут быть изменены, потому что записываются сразу при печати;

отсутствие необходимости прямой видимости. RFID-считывателю не требуется прямая видимость метки, чтобы считать ее данные. Взаимнаяориентация метки и считывателя не играет роли. Для чтения данных метке достаточно попасть в зону регистрации, в том числе при перемещении через нее на достаточно большой скорости, тогда как для чтения штрихкода устройству считывания всегда необходима его прямая видимость;

• 2) большее расстояние чтения. RFID-метка может считываться на значительно большем расстоянии, чем штрихкод. В зависимости от модели метки и считывателя радиус считывания может составлять до нескольких десятков метров;
• 3) больший объем хранения данных. RFID-метка может хранить значительно больше информации, чем штрихкод;
• 4) поддержка чтения нескольких меток. RFIDсчитыватели могут одновременно считывать несколько десятков RFIDметок в секунду, а устройство считывания штрихкода может единовременно сканировать только один штрихкод;
• 5) считывание данных метки при любом ее расположении. Единственным условием является нахождение метки в зоне действия считывателя;
• 6) устойчивость к воздействию окружающей среды. Существуют RFID-метки, обладающие повышенной прочностью и сопротивляемостью жестким условиям рабочей среды, а штрихкод легко повреждается (например, влагой или загрязнением);
• 7) высокая степень безопасности. Как и любое цифровое устройство, RFID-метка обладает возможностью закрыть паролем операции записи и считывания данных, а также зашифровать их. В одной метке можно одновременно хранить открытые и закрытые данные.

В Центральной научной библиотеке им. Я. Коласа Национальной академии наук Беларуси (ЦНБ НАН Беларуси) работы по внедрению RFID-технологии в основные технологические процессы и по ее интеграции с действующей в библиотеке системой автоматизации БИТ2000u (АБИС БИТ2000^ начаты в 2009 г.

В 2009;2010 гг. в рамках Перечня работ по развитию государственной системы научно-технической информации в ЦНБ НАН Беларуси реализован проект по созданию автоматизированной информационной системы учета фондов научнотехнической литературы на базе технологий радиочастотной идентификации (АБИС RFID). В результате выполнения проекта был создан опытный образец специализированной системы, обеспечивающей технологии контроля и мониторинга книжного фонда ЦНБ НАН Беларуси при выполнении сотрудниками библиотеки технологических операций учета, хранения, инвентаризации, выдачи книг и обслуживания читателей.

При выборе рабочей частоты системы рассматривались два диапазона: высокочастотный (ВЧ) — 13,56 МГц и ультравысокочастотный (УВЧ) — 865−867 МГц. Выбор в пользу УВЧ диапазона сделан по следующим причинам:

• • система построена с применением технологии трассировки объектов, помеченных RFID-метками, где дальность обнаружения достигает 1,5−8 м (против 0,5−1,0 м у диапазона ВЧ). Это позволяет организовать порталы для фиксации перемещения изданий и читателей шириной до 3 м и высотой до 2 м (по размеру дверного проема), при этом цена таких порталов значительно меньше ВЧ-аналогов;
• • метки УВЧ-диапазона более компактны, что позволяет при желании вставлять их в корешок книги, надежно защищая от обнаружения и случайной или намеренной порчи;
• • мобильные считыватели УВЧ-диапазона более компактны, обладают большей дистанцией считывания и эргономичны, так как их основой являются современные наладонные компьютеры. Большинство из них сейчас поддерживает технологию WiFi в варианте базовой поставки, что существенно повышает удобство работы с ними;
• • технологичная конструкция меток и их массовое применение для идентификации разнообразных товарных потоков обеспечивают устойчивую тенденцию к снижению цены метки;
• • настольные УВЧ-считыватели для рабочих мест книговыдачи более компактны;
• • по сравнению с метками других диапазонов достоверность считывания УВЧ-метки практически не зависит от ее пространственной ориентации относительно портала, что повышает надежность и оперативность работы всех компонентов системы.

Для построения АБИС RFID для ЦНБ НАН Беларуси были использованы метки стандарта EPC Class1 Gen2, считыватели и программное обеспечение.

Выбору меток стандарта Gen2 было отдано предпочтение, потому что: это международный стандарт, строго согласованный с требованиями ISO; его протокол обеспечивает более высокую скорость передачи данных — до 640 Кбит/с; в его метках предусмотрена защита от перезаписи, поддерживается пароль доступа размером до 32 бит; его метки в настоящее время существенно дешевле меток предыдущего поколения; его метки могут эффективно использоваться в перекрывающихся и близких зонах нескольких считывателей одновременно за счет разнесения частотных каналов считывателей; а также используют эффективный антиколлизионный механизм, основанный на многосессионном управлении состоянием меток во время инвентаризации, т. е. считывании меток в зоне регистрации.

RFIDметки на самоклеющейся основе размещаются на библиотечных материалах и выполняют функции идентификации и защиты от краж. Для идентификации читателей могут использоваться пластиковые карты с RFID-меткой или же читательский билет, изготовленный традиционным способом путем ламинирования вместе с RFID-меткой.

RFIDсчитыватели, которые используются в системе ЦНБ НАН Беларуси, условно можно разделить на три вида: специальные ручные (небольших габаритов), имеют малый вес и удобный пользовательский интерфейс для проведения инвентаризации и поиска книг;

настольные USB — для программирования меток на издания и читательские билеты;

стационарные — для организации порталов контроля на входе / выходе из библиотеки и в читальных залах для предотвращения несанкционированного выноса книг из библиотеки, а также контроля за передвижением изданий и читателей по территории библиотеки, подсчета количества посетителей.

В АБИС RFID для объектов (изданий и читательских билетов) разработан электронный код продукта (Electronic Product Code — EPC). Формат EPC-кода размером в 96 бит строго определен стандартами GS1 EPCGlobal и представлен в таблице.

Таблица.

rfid идентификация библиотека Вновь сформированные EPC-коды уникальны в рамках системы и представляют в соответствии с EPC-стандартом следующие значения:

• — код владельца EPC-кода: 3 (ЦНБ НАН Беларуси, длина 28 бит);
• — классы объекта: 1 — объект фонда библиотеки,
• 2 — читательский билет, 3 — разрешенный к выносу объект библиотечного фонда (длина 24 бит);
• — серийный номер объекта: уникальный номер объекта (длина — 36 бит, т. е. предусмотрена возможность нумерации 68 719 476 735 уникальных объектов).

Атрибут «Серийный номер объекта» EPC-кода издания имеет уникальное значение в рамках фонда библиотеки, и для EPC-кода читательского билета связывается с номером читательского билета, присвоенного на рабочем месте регистрации читателей.

Уникальность обеспечивает АБИС RFID при генерации EPC-кода во время маркировки изданий, находящихся на хранении, а также при регистрации новых поступлений. EPC-код издания передается в АБИС БИТ2000u для связывания с инвентарным номером издания.

Для управления стационарным радиочастотным оборудованием применяется специализированное программное обеспечение — логистический сервер Logistic Spy 2.0 (разработчик — НИРУП «Межотраслевой научно-практический центр систем идентификации и электронных деловых операций» НАН Беларуси). Логистический сервер, являясь по существу посредником между прикладным ПО и RFID-оборудованием, обеспечивает:

• • описание конфигурации применяемого RFIDоборудования;
• • администрирование, настройку и мониторинг RFID-оборудования;
• • сбор информации в автоматическом режиме о зарегистрированных RFID-метках;
• • обработку и фильтрацию информации о RFIDметках, генерацию соответствующих событий;
• • ввод событий в базу данных «Репозиторий» и предоставление прикладному ПО сервиса доступа к ней;
• • предоставление прикладному ПО высокоуровневых библиотек для управления RFID-оборудованием.

Логистический сервер позволяет одновременно использовать в рамках информационной системы RFID-оборудование разных производителей, что делает информационную систему гибкой в части развития и замены устаревшего оборудования. Он адаптирован для управления работой считывателей следующих производителей: Feig, Motorola, IDTRONIC, Impinj, IdNova.

В настоящее время для обслуживания в ЦНБ НАН Беларуси применяются 11 стационарных сетевых считывателей от четырех производителей и 25 настольных считывателей. Для эффективной интеграции RFID-технологии проведены модернизация имеющегося ПО системы АБИС БИТ2000u и сопряжение с радиочастотным оборудованием. Для подключения настольных радиочастотных считывателей применяются высокоуровневые библиотеки управления, входящие в состав логистического сервера. Разработаны новые сценарии работы библиотеки с учетом возможностей, предоставляемых RFID-технологией, а также намечены допустимые расширения системы.

Модернизированная система поддерживает выполнение таких функций:

• • маркировка нового книжного фонда;
• • маркировка уже имеющегося книжного фонда в процессе использования изданий читателями;
• • автоматический поиск книжного фонда при работе с изданиями;
• • автоматическое отслеживание книжного фонда и читателей при перемещении по помещениям;
• • противокражный контроль книжного фонда;
• • регистрация новых или перерегистрация читателей с выдачей читательского билета с RFIDметкой;
• • быстрый поиск библиографического издания в книжном фонде;
• • автоматический возврат книжного фонда;
• • отслеживание оставшихся читателей в помещении во время закрытия здания библиотеки;
• • выдача отчетов, основанных на информации о перемещении объектов контроля.

Контроль перемещения промаркированных объектов по помещениям библиотеки обеспечивается автоматическим считыванием информации с RFID-меток и записью информации о событиях в БД, а именно: вносятся EPC-код издания / читателя, дата / время, номер считывателя / антенны.

Система функционирует в пределах информационной среды библиотеки и имеет центральный серверный узел на базе логистического сервера.

Перечислим изменения в правилах работы библиотеки, которые произошли после внедрения RFIDтехнологий.

• 1) При обработке новых поступлений сотрудник библиотеки вручную проверяет поступившие материалы на соответствие сопроводительным документам, проставляет отметки, приклеивает RFID-метку, а затем регистрирует ее в системе с помощью настольного считывателя. Программирование метки происходит автоматически.
• 2) Упрощена инвентаризация фонда, сотрудник библиотеки больше не проводит сверки каждого экземпляра хранимого фонда с каталогом учета, достаточно пройти вдоль полок со специальным переносным RFID-считывателем. Считанные с меток данные автоматически сверяются с данными, хранящимися в электронном каталоге библиотеки.
• 3) Ускорен поиск заказанной книги в хранилище, так как устранена процедура визуального поиска издания по принятой в библиотеке системе адресации. RFID-считыватель подает сигнал, если издание оказалось в поле считывания. Возможен поиск нескольких изданий одновременно, а также поиск неправильно расставленных изданий на полках хранилища.
• 4) Улучшен процесс обслуживания читателей. Достаточно поднести к считывателю читательский билет с RFID-меткой, и система за секунды идентифицирует читателя и выдаст список подготовленных к выдаче изданий. Поскольку считыватели обладают способностью распознавать несколько изданий одновременно, то информацию о выдаваемых книгах читателю можно занести в формуляр все сразу, что существенно ускоряет саму выдачу.
• 5) Если экземпляр фонда не проходил RFID-регистрацию, то этот процесс можно осуществить в момент выдачи издания читателю. Библиотекарь наносит RFID-метку на издание и размещает его в зоне действия антенны настольного считывателя. Изданию присваивается EPC-код, который записывается на метку и устанавливается в соответствии с инвентарным номером в базе данных АБИС БИТ2000^ Далее издание выдается читателю по действиям, описанным в п. 4.
• 6) При выдаче изданий на метку читательского билета записывается признак наличия задолженности читателя перед читальным залом библиотеки. Эта информация хранится в памяти RFID-метки до тех пор, пока издание не будет возвращено. Покинуть библиотеку, не рассчитавшись с читальным залом, невозможно. Система фиксирует на выходном портале контроля всю информацию о задолженности и подает дежурному сигнал, запрещающий выход читателю.
• 7) Ускорен процесс оформления возврата изданий. Сотрудник библиотеки всего лишь считывает на настольном считывателе метки всех возвращаемых читателем изданий, и система автоматически оформляет возврат с подтверждением на экране. Ошибки при возврате исключены.
• 8) Регистрация читателей библиотеки (новых или перерегистрация уже записанных) с билетами с RFID-меткой включает в себя: формирование уникального номера читателя; внесение информации в БД; запись ее в RFID-память метки при помощи настольного считывателя.
• 9) Контроль доступа при входе осуществляется на специализированном рабочем месте, оснащенном считывателем со встроенной антенной, который используется в качестве сканера бесконтактных меток и ручной клади. При проверке читательского билета система анализирует актуальность, срок действия читательского билета, имеющиеся за читателем задолженности и принимает решение о возможности входа / выхода читателя. На компьютер дежурного библиотекаря выдается вся необходимая информация о читателе и разрешающий или запрещающий сигнал. При проверке ручной клади система фиксирует и обрабатывает только те метки, EPC-код которых соответствует принятому в библиотеке формату.
• 10) Контроль выноса книг из библиотеки осуществляется с помощью портала, установленного на главном входе, где происходит автоматическое считывание информации RFID-меток промаркированных изданий, читательских билетов. Поступающая информация заносится в БД. При попытке пронести издание, запрещенное к выносу, на компьютер дежурного передается соответствующее сообщение, которое дублируется звуковым сигналом.

Основные результаты, получаемые от внедрения

системы на основе RFID-технологии, обеспечивают новые возможности функционирования библиотеки:

• • повышение качества обслуживания читателей;
• • максимальную автоматизацию стандартных операций, облегчение и повышение производительности труда библиотекаря;
• • возможность более частой и быстрой инвентаризации фондов;
• • минимизацию времени выдачи библиотечных материалов;
• • управление библиотекой в режиме реального времени;
• • обеспечение контроля наличия книг и их перемещения по библиотеке;

оперативное получение информации о местонахождении любой книги и читателя.