小纽智能书柜由纽曼集团子公司小纽智能科技研发出品，历时5年的精心迭代和产品打磨，其NB210x系列智能书柜以先进的智能技术、靓丽的外观设计、优良的用户体验、完备的软件系统、稳定可靠的工作性能深受用户好评，迅速成为行业经典产品。

智能书柜的核心技术是对书籍智能识别方式，小纽智能书柜采用的是目前领先的超高频RFID识别。当前智能书柜可以应用的识别技术包括：

一、条码识别

采用红外扫描或者摄像头识别书籍上印刷的ISBN条码识别书籍，这是目前图书馆识别书籍的主要方式，但由于ISBN编码一般印刷在书籍封底上（图2），需要人工操作才能对准识别，难以实现自动化操作；另外ISBN条码的非唯一性以及很多读物没有条码也限制了其应用。

图2  书籍ISBN条码

二、高频（HF）RFID识别

采13.56MHz的高频RFID技术实现对书籍的自动识别，该方式需要首先将RFID标签贴在书籍封面或者封底，通过RFID读写器读取标签信息，通过条码识别获取书籍信息，然后将两者信息进行关联；关联好的书籍放入智能书柜后，控制系统通过RFID天线扫描书柜内的所有RFID标签，实现书籍的自动盘点识别。当用户从书柜内取走若干书籍后，系统盘点书柜内剩余书籍，获得减少的标签信息，通过关联数据库，即可准确记录用户所借用书籍的明细；归还过程亦是如此。

高频RFID采用的是电感耦合方式，即电子标签通过耦合线圈从读写设备获取能量和收发数据，其线圈结构导致标签一般设计为方形或圆形（图3），尺寸较大，同时感应距离较短，典型距离在5-10cm（参考ISO/IEC14443协议），其标签读取速度一般在30-50个每秒。

图3 高频RFID电子标签

三、超高频（UHF）RFID识别

采用860~960MHz超高频RFID技术实现对书籍的自动识别，其书籍识别方法和高频RFID相同，但两者性能有较大差别。超高频采用的是电磁反向散射耦合方式，即电子标签通过自身天线从读写设备天线发射的电磁波中获取能量进行数据通讯，根据公式可算出960MHz的电磁波的波长f=31.25cm，其收发天线的最佳尺寸为1/4波长，故超高频电子标签的收发天线尺寸很小，只需要7-8cm左右，可以设计为窄长条形状（图4）。同时其感应距离长，典型距离在1米以上，其标签读取速度一般在150-200个每秒。

图4  超高频RFID电子标签

四、其他识别技术

例如磁卡（磁条）、其他频段的RFID（如微波RFID，2.4-5.8GHz）等书籍识别技术，因性能、成本、成熟度等综合因素，在智能书柜中极少应用。另外也人研究用图像识别的方法来识别书籍封面获得书籍信息，但受智能书柜内书籍摆放、用户借还操作过程中的遮挡等因素影响，应用的局限性很大。

五、不同图书识别技术的对比和差异

1、格子智能书柜（条码识别技术）

这种智能书柜采用了一个格子存放一本书的设计结构，每个格子都有一个独立的电磁锁控制格子门的开关，其外观就是由数十至数百个格子组成，故称其为格子智能书柜（图5）。格子智能书柜的书籍识别方式最常用的是条码识别，也有部分采用高频或者超高频RFID识别（采用RFID主要是为了兼容图书馆带RFID标签的书籍）。

图5 格子智能书柜

其借书流程为：用户完成授权登陆后，通过智能书柜触摸屏或者手机选择借书功能，再选择需要借用书籍的格子编号，打开柜门取书，关闭柜门。

其还书流程为：用户授权登陆后，通过智能书柜触摸屏或者手机选择还书功能，再拿书在书柜的特定位置扫描书籍上的ISBN条码（或者扫描RFID），系统判断是合法书籍后，打开空的格子门，用户放入书籍后关闭柜门。

格子智能书柜的优点是条码识别成本低，书籍不需要贴RFID标签，格子数量容易扩展；缺点是还书过程存在较大缺陷，用户完成书籍识别后，系统无法自动检测用户是否将正确的书籍放入格子；另外用户操作步骤多，每次只能借还1本，外观由大量格子组成占地面积大，容量密度小，不美观也是其不足。

2、高频RFID智能书柜

采用高频RFID技术来自动识别书籍，即在柜体内安装的一系列高频RFID天线来检测RFID标签的变化。高频RFID通讯距离短，这类书柜一般按10-15cm的间隔密度部署天线；高频RFID标签读取速率不高，为了提高性能，一般采用多门结构，每个柜门内放置10-30本书籍，典型结构如（图6）所示。

图6 高频智能书柜

其借还书流程为：用户完成授权登陆后，通过智能书柜触摸屏或者手机选择柜门，打开柜门取书或者还书，关闭柜门。

高频RFID智能书柜的优点是用户操作比格子书柜简单，可以准确自动识别用户所借还的书籍；缺点是两个标签之间距离不能太近，否则易相互干扰，两本比较薄的书放一起或两本书的标签重叠可能会产生漏读；RFID标签尺寸较大、成本高，只能贴在书籍的封面或者封底，隐蔽性不高，易损毁；用户浏览多本书籍时需要切换不同柜门；另外柜门较多，结构外观受限，天线数量多，成本高。

3、超高频RFID智能书柜

采用超高频RFID技术来自动识别书籍，在柜体内安装的数个超高频RFID天线来检测RFID标签的变化。超高频RFID解决了高频RFID所存在的不足，标签识别距离远，识别速度快，可以采用和传统书柜类似的单门结构设计，目前行业内经典成熟的产品就小纽智能书柜（图7）

图7 小纽智能超高频RFID智能书柜

超高频RFID智能书柜的优点是用户操作比高频RFID书柜更简单，标签尺寸小巧成本低，可很好隐藏在书籍夹缝中，可采用单柜门设计，外观结构美观。缺点是电磁波频率高，对柜体的电磁屏蔽性能要求比较高，对材料、结构和制造工艺有特殊要求，生产成本较高；另外，和高频RFID书柜类似，两个标签之间距离太近可能会导致漏读的问题仍然存在，不过在实际使用中出现这种情况的概率并不高。

五、总结

小纽智能书柜的研发设计团队在深入研究各种图书自动识别技术之后，不惧风险和挑战，大胆采用了技术难度更高的超高频RFID识别技术，经过5年时间的研发沉淀，在突破一系列技术和工艺难点后，实现了一款成熟稳定、实用美观且具有高性价比的经典智能书柜产品。

六、整篇链接

1、《小纽智能书柜5年磨1剑，之（一）发展历史》

2、《小纽智能书柜5年磨1剑，之（二）图书自动识别》

3、《小纽智能书柜5年磨1剑，之（三）智能控制系统》

4、《小纽智能书柜5年磨1剑，之（四）借阅方式》

5、《小纽智能书柜5年磨1剑，之（五）精美外观》