图书馆中的传感技术

一、 RFID技术

RFID是Radio Frequency Identification 的缩写，意为无线射频识别，是自动识别技术的一种。它通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体（电子标签或射频卡）进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。

图1 RFID原理图

图书馆具有大量的馆藏图书，会遇到诸如图书失窃、长时间排队借还书、无法快速准确盘点图书等问题，利用RFID技术可以轻松解决这些问题，具体应用上实现读者自助借、还书，快速盘点图书，设置防盗门禁系统。

RFID技术给图书馆的整个工作流程、传统服务和管理模式带来革命性影响，进而引发新的业务流程重组，使图书馆自动化水平得到提高，服务功能进一步增强。相比传统的条码加磁条方式，其优势主要表现在以下四个方面：

一是提高了图书借还效率。传统的条码和磁条技术在借、还书时，仍然需要工作人员打开图书扉页找到条码后，再进行扫描和消磁，借还效率比较低。采用RFID技术后，给每本书贴上RFID电子标签，电子标签内写入了详细的图书资料信息，读码器以非接触方式读取信息，并且还可以同时对多本图书进行读取和识别，从而提高了借还效率和读者接待能力。

图2 图书电子标签

二是实现图书自助借还。通过配备的自助借还书外围设备，读者可以在数据库中查找到图书所在架号，快速准确地找到所需图书，自行办理图书借阅、归还手续，给读者带来便利。

图3 图书自助借还机

三是强化了馆藏管理工作。在开架书库，图书管理工作人员通常需要花费很大的精力寻找乱架、错架的图书，并进行分类归位，工作量很大。通过将图书的架位信息录入系统，工作人员在日常巡架整架过程中就可以借助手持式阅读器扫描书架上的图书，及时发现乱架的图书，由此使排架、整架工作变得相当轻松，简化图书管理人员的图书盘点工作。

图4 移动式图书盘点车

四是在进出口安装RFID门禁系统，加强了防盗监控能力。传统的磁条防盗系统常会出现消磁不干净误报警等情况。而RFID门禁系统可以通过集成的阅读器来判断被检查图书是否为违规夹带或借阅记录遗漏图书，进而判断是否做出报警动作，降低了漏报率和误报率。

图5 图书防盗门禁

二、温湿度监测传感器

图书馆馆藏图书是珍贵的文化宝库，尤其是古籍文献很多是非常宝贵的孤本，储存环境要求很高，温度、湿度等环境指标对图书的存放有重要的影响，因此实时监测图书馆内温度、湿度等环境指标至关重要。

图6 图书馆专用温、湿度传感器

图书馆专用的温湿度传感器，是一款专业用于测量图书馆室内环境温度、湿度于一体的智能温湿度传感器，检测精度高、安装便捷，具有自恢复、自校准功能。它可对图书馆内多个区域多点位的温湿度情况进行监控，采集的数据可直接以RS485方式传输到PC机上进行显示、数据存储与分析，可与各种环境监控系统相整合，具有电话/短信报警等远程控制功能。

三、照明控制传感技术

图书馆开启时间长，书库进出人员的特点是随机、数量不多，阅览室的进出人员的特点是数量多，流动性大。如果从开馆到闭馆期间，灯光一直开着，将耗费大量的能源，所以有必要对书库和阅览室的照明设备进行控制，以达到节能的目的。在书库，可以采用人来灯开、人走灯灭的感应控制方式。在阅览室可以采用分区域的控制方式。

在书库内，安装人员探测器用作人员活动探测，在有人查阅书刊时，自动开启查阅区域的照明，在无人或人员离开后，则自动关断查阅区域照明。

图7 探测器探测人员

在阅览室，可采用局部智能照明管理与控制模式，照明光源按书桌布置实施分区控制。可在每个书桌安装红外传感器或在座椅上安装压力传感器，感应是否有人坐在当前位置，如果某个区域内所有位置都没有人的情况下，关闭该区域的灯光。除对书桌区域的光源根据人员活动检测实施局部智能照明管理外，对靠近外窗的书桌区域，增加照度检测，在照度达到预先设置的照度时，自动关断该区域照明，当照度低于预先设置的照度时，自动开启该区域照明。

图8 照度探测器

四、 防火监测技术

图书馆储藏了大量的纸质文献书籍，一旦发生火灾将严重威胁读者的人身安全和财产安全。国内外都曾经发生过图书馆的火灾事故，造成了文化遗产的重大损失，做好图书馆的消防安全工作意义重大。在图书馆消防火灾报警系统中，也需要用到传感器作为“眼睛”和“鼻子”去探测火灾的发生，及时发出报警。

火灾探测报警器主要根据现场的温度、烟雾浓度等发出报警信号，是整个火灾报警系统的核心和关键，主要有感烟式、感温式、感光式、火焰式等，而为了提高报警的准确性，研发人员又相继研发出了感温、感光、感烟等结合的复合式探测器。

图9 烟雾探测器

图10 温感探测器

图11 复合型防爆感烟感温探测器

随着技术的发展，还研究出了图像式和空气采样式火灾探测器，其中图像式探测器是指通过摄像采集监控区域的光辐射图像，然后通过图像识别技术判定火灾的发生，具有较强的识别和抗干扰能力。空气采样式探测器，又名极早期火灾探测器，这种探测器采用主动吸气方式，通过对空气中烟雾粒子的浓度来判断火灾的发生，探测器灵敏度高，探测范围大，相对于传统火灾报警技术产生了质的飞跃，解决了早期火灾探测的困难。

图12 图像型火灾探测器

图13 空气采样式火灾探测器

创作者：曹建清 上海第二工业大学，中国仪器仪表学会智能制造工厂主题科普基地

（备注：本文为中国仪器仪表学会开展的“身边的仪器仪表及仪器仪表科技工作者”科普创作征集活动投稿作品）