Thuyết minh kỹ thuật hệ thống an ninh và quản lý tài liệu sử dụng công nghệ RFID

I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.  Mô hình thư viện chung

Trước đây, với mô hình thư viện truyền thống gặp rất nhiều bất cậptrong việc tra cứu, tìm tài liệu hay quản lý tài liệu (chống trộm, thất lạc tài liệu…). Bạn đọc thường mất thời gian vào việc tra cứu, đăng ký mượn/trả, thư viện tốn nhiều nhân công trong việc quản lý, vận hành hệ thống. Để khắc phục vấn đề này rất nhiều nơi trên thế giới đã đưa các hệ thống công nghệ thông tin, công nghệ tự động hóa vào thư viện, đặc biệt là công nghệ RFIDgiúp cải thiện nhu cầu bạn đọc. Khi những công nghệ mới này được áp dụng sẽ cung cấp cho thư viện một môi trường tốt nhất, việc tìm tin hay mượn trả tài liệusẽ không còn mất thời gian của bạn đọc, giúp cho thư viện quản lý được tài liệu một cách đơn giản và hoàn thiện nhất. Nâng một bước từ thư viện truyền thống sang thư viện điện tử, thư viện số với những thiết bị tự động hóa được tối ưu. Những thư viện hiện đại trên thế giới thường được áp dụng quy trình hoạt động như sau:

2. Áp dụng công nghệ RFID vào thư viện hiện đại

2.1.  Công nghệ RFID

RFID (Radio Frequency Identification) là một công nghệ định danh các con chip điện tử bằng sóng vô tuyến, hiện đang được rất nhiều quốc gia, công ty, tập đoàn trên thế giới nghiên cứu và sử dụng. Đây là một công nghệ tiên tiến để kiểm soát tài liệu, nó có nhiều ưu điểm vượt trội so với công nghệ mã vạch. Khác với công nghệ mã vạch là công nghệ định danh trực diện (line-of-sight technology), nghĩa là để nhận dạng đối tượng, máy đọc cần phải tiếp xúc trực tiếp đối tượng ở khoảng cách gần. Đối với công nghệ RFID, có thể xác định đối tượng ở khoảng cách xa từ vài mét tới hàng trăm mét trong môi trường không gian 3 chiều (3D).

Một hệ thống RFID thường bao gồm 2 thành phần chính là thẻ tag (chip RFID chứa thông tin) và đầu đọc (reader) đọc các thông tin trên chip. RFID được ứng dụng lần đầu tiên trong lĩnh vực quân sự. Trong thế chiến thứ II, quân đội các nước Mỹ, Nga, Đức,… đã ứng dụng công nghệ RFID để xác định máy bay trên không phận mình là của địch hay của kẻ thù vì vậy nó còn có tên là IFF (Identify friend or foe). Tuy nhiên, mãi đến những năm 80 nó mới được bắt đầu ứng dụng trong lĩnh vực thương mại và từ năm 1990 đến nay, RFID vẫn là mục tiêu được chú trọng phát triển trong nhiều lĩnh vực như hàng không, quốc phòng cho đến lĩnh vực kiểm kê, kiểm soát hàng hóa kiểm soát động vật, giao thông (thẻ trả tiền tàu xe, hoặc gắn vào lốp xe để đánh giá điều kiện đường xá,…), quản lý việc truy cập hệ thống và bảo mật, quản lý nhân viên…

2.2.  Ứng dụng công nghệ RFID vào quản lý thư viện

Ngày nay, thư viện trên thế giới đang đối diện với những khó khăn chung như sự cắt giảm ngân sách, tinh giảm biên chế nhân sự, sự gia tăng không ngừng mật độ tại các điểm lưu thông và vốn tài liệu thư viện. Các nhân viên làm việc tại quầy lưu thông ngoài việc đảm bảo hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên thư viện, công việc hàng ngày của họ còn là tiếp xúc bạn đọc và cung cấp dịch vụ khách hàng chất lượng cao thỏa mãn mọi nhu cầu của khách thăm quan cũng như bạn đọc của thư viện.

Công nghệ RFID đã và đang đáp ứng những khó khăn (cũng có thể được xem như những thách thức kể trên). Với tính năng “3 trong 1”, lưu thông – an ninh – kiểm kê, RFID không những tối ưu hóa quỹ thời gian của nhân viên thư viện mà đặc biệt là đem lại sự thuận tiện và đảm bảo tính riêng tư của bạn đọc khi họ sử dụng quầy mượn trả tự động.

Điểm son của RFID chính là tính năng kiểm kê hàng loạt khi nhân viên chỉ cần đi dọc theo hàng dãy kệ mà không cần phải nhấc xuống (rồi) đặt lên bất kỳ quyển sách nào và tính năng lưu thông nhiều tài liệu cùng một lúc (ví dụ: một chồng sách gồm 10 quyển, vài đĩa CD-ROM và băng video hoặc cát xét chỉ cần một lần quét duy nhất tại quầy lưu thông). Hơn nữa, việc áp dụng các thiết bị tự phục vụ vào thư viện còn làm tăng tính chủ động cho bạn đọc, giảm thiểu tối đa thời gian chết khi không phải chờ đợi xếp hàng dài để đăng ký mượn, trả tài liệu.

Ứng dụng công nghệ RFID vào trong thư viện thực sự đã và đang đem đến những lợi trước mắt và lâu dài cho quy trình quản lý thư viện hiện đại, “truy tìm dấu vết” của các tài liệu xếp sai vị trí, tự động mượn trả, gia tăng an ninh thư viện.

3.  Ưu điểm mang lại cho thư viện

• Không cần tiếp xúc trực diện với tài liệu: khác với công nghệ mã vạch, để nhận dạng tài liệu cần phải tiếp xúc trực tiếp giữa tài liệu và thiết bị đọc. Đối với công nghệ RFID, cho phép máy đọc có thể nhận dạng được tài liệu ở khoảng cách khá xa.
• Kết hợp giữa chức năng an ninh và chức năng nhận dạng tài liệu (thông qua các thông tin có trong thẻ: số đăng ký cá biệt, môn loại,…): đối với hệ thống sử dụng mã vạch, mỗi nhãn mã vạch chỉ cho phép nhận dạng tài liệu còn để chống trộm tài liệu thì người ta phải sử dụng chỉ từ. Như vậy, mỗi tài liệu đều được gắn cả nhãn mã vạch và chỉ từ. Đối với các hệ thống RFID, mỗi thẻ RFID đã đảm nhiệm được cả 2 chức năng này: chức năng an ninh và nhận dạng tài liệu.
• Khả năng xử lý không cần nhân công: Trong khi các hệ thống khác đòi hỏi phải có nhân công trực tiếp thao tác thì mới có thể nhận dạng được thì hệ thống RFID có thể nhận dạng mà không cần đến sự hỗ trợ của con người. Giảm chi phí nhân công và lỗi nhân công.
• Mượn/Trả nhanh chóng cùng lúc nhiều tài liệu: khả năng đọc thông tin từ thẻ RFID nhanh hơn nhiều so với sử dụng barcode vì vậy nó làm cho thao tác mượn trả tài liệu cũng nhanh hơn. Nó hỗ trợ tối đa việc tự động hóa quá trình mượn/trả tài liệu: hỗ trợ mượn/trả không có sự can thiệp của thủ thư. Bạn đọc có thể mượn cùng một lúc với nhiều tài liệu một cách dễ dàng, trong khi các hệ thống nhận dạng tự động khác xử lý đơn hoặc xử lý theo chuỗi.

• Phân loại tài liệutự động: mỗi thẻ RFID cho phép lưu nhiều thông tin khác nhau trong đó có môn loại của tài liệu. Vì vậy, các nhà sản xuất thiết bị RFID đã chế tạo ra loại máy giúp cho việc phân loại tài liệu tự động sơ bộ.
• Khả năng chống trộm tốt: các hệ thống an ninh sử dụng cổng từ, khả năng phát hiện tài liệu chỉ trong một khoảng cách ngắn và chỉ trong không gian 2 chiều, chỉ có duy nhất sản phẩm hãng Tagit sử dụng công nghệ 3 chiều. Do vậy, nếu một bạn đọc khi cầm sách cao hơn chiều cao của cổng từ thì cổng từ sẽ không phát hiện được. Với hệ thống an ninh sử dụng công nghệ RFID, nó có khả năng phát hiện tài liệu với khoảng cách xa và trong không gian 3 chiều vì vậy khả năng chống trộm của nó an toàn và đáng tin cậy hơn hệ thống an ninh sử dụng cổng từ.
• Kiểm kê nhanh chóng: với hệ thống RFID, nó có khả năng quét và nhận thông tin từ các quyển sách một cách nhanh chóng mà không cần phải dí sát máy kiểm kê tài liệu vào sách hoặc di chuyển sách ra khỏi giá. Với việc sử dụng công nghệ không dây, kết nối dữ liệu kiểm kê với trực tiếp máy chủ sử dụng phần quản trị thư viện, nó cho phép không chỉ cập nhật thông tin về kiểm kê mà còn cho phép biết được ngay vị trí đúng của tài liệu trên giá sách.
• Khả năng cập nhật, thay đổi dữ liệu trực tiếp: Hệ thống RFID có khả năng đọc/ghi thông tin trên thẻ một cách dễ dàng. Không cần phải thay thế nhãn như các hệ thống nhận dạng khác.
• Độ bền của thẻ cao: độ bền của thẻ RFID cao hơn so với mã vạch bởi vì nó không tiếp xúc trực tiếp với các thiết bị khác. Các nhà cung cấp RFID cho rằng mỗi thẻ RFID có thể sử dụng ít nhất được 100.000 lượt mượn/trả trước khi nó bị hỏng.

I. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP

1.  Mô hình hệ thống an ninh trong thư viện 

Dựa theo quy trình đó và căn cứ theo hồ sơ thầu, chúng tôi xin đề xuất mô hình hệ thống an ninh áp dụng cho kho mở và tự động hóa thư viện sử dụng cho Quý trường như trên đây.

2. Quy trình vận hành của hệ thống

• Tài liệu bổ sung vào thư viện sẽ được phân loại và dán nhãn,chính là các chip RFID, sau đó đưa tới trạm lập trình (1). Tại trạm lập trình (1) chip RFID sẽ được nạp các thông tin cần thiết.Chíp gắn trên tài liệu sau khi nạp thông tin sẽ luôn ở trạng thái đã được kích hoạt (activated). Tài liệu sau đó được chuyển tới kho sách (2) để bạn đọc có thể chọn mượn.
• Bạn đọc có thể đăng ký mượn tài liệu bằng 2 cách:

– Mượn tài liệu tại trạm lưu thông (3): Tại đây thủ thư sẽ kiểm tra thông tin tài liệu trong chip RFID gắn trên tài liệu. Trạm sẽ tự động nhận dạng tài liệu theo các thông tin đã được lập trình trên chip RFID và xác nhận cho mượn (check-out). Đồng thời chip RFID gắn trên tài liệu sẽ được bỏ kích hoạt (de-activated) và bạn đọc có thể mang tài liệu ra khỏi thư viện.

– Mượn tài liệu tại các trạm tự mượn/trả (5)vị trí thường đặt ở đầu các khu vực giá sách: Bạn đọc cần có thẻ ID (bao gồm thông tin họ tên, khoa, lớp…) để đăng ký mượn. Trạm sẽ tự động kiểm tra thông tin các tài liệu trên chip RFID và xác nhận cho mượn (check-out) với thông tin trên thẻ ID, đồng thời bỏ kích hoạt (de-activated) tính năng chống trộm. Sau khi hoàn thành bạn đọc sẽ nhận được một biên lai ghi thông tin về việc mượn tài liệu và có thể mang tài liệu ra khỏi thư viện.

• Sau khi đã làm đầy đủ thủ tục mượn tài liệu, bạn đọc sẽ mang ra ngoài theo cổng an ninh (4). Nếu đăng ký đúng thủ tục nghĩa là chip RFID trên tài liệu đã được bỏ kích hoạt tính năng an ninh và cổng sẽ không báo động. Ngược lại, nếu chưa đúng thủ tục hoặc bạn đọc cố ý lấy trộm tài liệu, cổng an ninh sẽ báo động bằng còi và đèn hiệu.
• Khi bạn đọc tới trả tài liệu, tài liệu trả sẽ được kích hoạt tính năng chống trộm và đưa vào xếp giá, kiểm kê. Để trả tài liệubạn đọc có thể chọn nhiều cách khác nhau:

– Trả tài liệu tại trạm lưu thông (3): Thủ thư sẽ nhận lại tài liệu sau đó kiểm tra thông tin tài liệu trên trạm lưu thông. Sau khi trạm lưu thông nhận dạng đúng tài liệu của thư viện nó sẽ tự động thêm tài liệu vào danh sách tài liệu có sẵn cho mượn của thư viện (check-in) đồng thời kích hoạt tính năng chống trộm. Tài liệu sẽ được đưa vào xếp giá và kiểm kê sau đó.

– Trả tài liệu tại các trạm tự mượn/trả (5) đặt ở đầu các khu vực giá sách: Bạn đọc cần có thẻ ID (bao gồm thông tin họ tên, khoa, lớp…) để đăng ký trả. Trạm sẽ tự động kiểm tra thông tin các tài liệu trên chip RFID. Sau khi trạm nhận dạng đúng tài liệu nó sẽ xác nhận đã nhận lại tài liệu (check-in) theo thông tin trên thẻ ID và tự động thêm tài liệu vào danh sách tài liệu có sẵn cho mượn của thư viện, đồng thời kích hoạt tính năng chống trộm. Bạn đọc sẽ nhận được một biên lai ghi thông tin về việc trả tài liệu và đặt lại tài liệu vào giá sách cạnh đó.

– Trả tài liệu tại giá trả sách thông minh hoặc các Hệ thống phân loại sách tự động(6): Khi bạn đọc trả tài liệu tại đây, các thiết bị sẽ kiểm tra thông tin tài liệu. Sau khi nhận dạng đúng tài liệu, thông tin người mượn thiết bị sẽ nhận lại tài liệu (check-in)đồng thời kích hoạt tính năng chống trộm và thêm tài liệu vào danh sách tài liệu có sẵn cho mượn của thư viện. Tài liệu sẽ được đưa vào xếp giá và kiểm kê sau đó.

• Tại kho (2) nhân viên thư viện sẽ sử dụng thiết bị kiểm kê cầm tay để kiểm kê, tìm kiếm và sắp xếp lại vị trí các tài liệu. Chỉ đơn giản là quét thiết bị tại tất cả các giá sách và xem thông tin hiển thị trên màn hình.  Thiết bị được kết nối không dây tới cơ sở dữ liệu của hệ thống quản lý thư viện nên có thể kiểm soát được số lượng, tìm kiếm hay phát hiện các tài liệu nằm sai vị trí quy định. Thủ thư có thể dựa vào đó để sắp xếp lại toàn bộ tài liệu trong thư viện.

3. Đề xuất hạng mục thiết bị

– Cổng an ninh thư viện

– Trạm lưu thông mượn, trả

– Trạm lập trình dùng cho chuyển đổi/nhập dữ liệu vào chip RFID

– Thiết bị kiểm kê/tìm kiếm tài liệu

– Trạm tự mượn, trả tài liệu

– Giá trả sách thông minh

– Hệ thống phân loại tài liệu tự động

– Nhãn (chip) RFID dùng cho sách, tài liệu

– Nhãn (chip) RFID dùng cho đĩa CD/DVD