PER L’AUTOPRESTITO IN BIBLIOTECA
di Franco Ricci e Andrea Crisanti
Il Dipartimento di Fisica insieme al CASPUR ha avviato due anni fa lo sviluppo di un sistema di auto-prestito per le Biblioteche dell’Università La Sapienza. Questo sistema, che fa uso della tecnologia a radio frequenza RFID (Radio Frequency IDentification) in banda UHF per identificare il lettore ed i volumi in prestito, è attual-mente in fase di installazione in due biblioteche della Sapienza per le necessarie operazioni di collaudo.
• Abstract
Department of Physics and CASPUR have been starting, in the past 2 years, a collabora-tion in order to develop a new RFID (Radio Frequency IDentificacollabora-tion) system for auto-matic library loan procedures. These systems (generally known as self-check equipments) uses radio signals in the UHF frequency range to interact with antennas (passive tags) used to identify books. Users identification is made through special cards with an embedded tag. The entire loan process is completely managed by users through programs which run on a PC (terminal) directly attached to the reader. In our project we used an approach different from current commercial solutions, that works with RFID reader in the range of HF. We think in fact, that this new “technology” could be very promising in the future for the enhancements it could bring vs the “old” one (e.g. for massive inventory of library items in a “single shot”, not permitted then using HF RFID technology). In this report we not only demonstrate that UHF RFID readers can be used inside libraries as effectively as HF RFID readers (despite the latter is a more mature and stable technology), but also illustrate a solution that makes use of UHF RFID components which are relative simple to maintain and to upgrade, open for systems integration, web manageable and with an Ethernet port for direct local network connection. Users interactions with library loan system is performed through a simple Web interface on a network attached terminal. A software library fully compatible with SIP2, the protocol used by library management systems for automatic loan procedures is also available for Internet community. Currently a prototype of our solution is going to be installed in two libraries of Università “La Sapienza” of Rome for testing procedures in real environments. Prof. Andrea Crisanti
Sapienza, Università di Roma Dipartimento di Fisica
andrea.crisanti@phys.uniroma1.it
Dott. Franco Ricci
Sapienza, Università di Roma Dipartimento di Fisica franco.ricci@phys.uniroma1.it
pre-• Scenario
Per sviluppare un generico sistema di automazione completo delle operazioni di prestito e restituzione dei volumi di una biblioteca, è in primo luogo necessario un protocollo di comunicazione tra i punti di accesso al prestito e la Base Dati dove si trovano archiviate le informazioni relative ai volumi soggetti al prestito (Library items) e agli utenti abilitati (Library users). È inoltre fondamentale sapere quale tipo di tecnologia si vuole utilizzare per identificare gli utenti ed i volumi. Per ciò che concerne il primo punto, non esiste attualmente uno standard de iure, ma il protocollo di comunicazione più usato per le sessioni di prestito è il SIP22,
sviluppato diversi anni fa dalla 3M.È quindi sembrato logico nel progetto di xFID utilizzare questo protocollo per colloquiare con il gestionale utilizzato dalla mag-gioranza delle biblioteche della Sapienza. Relativamente al secondo aspetto, la tecnologia utilizzata in xFID per l’identificazione dei volumi e delle persone è quella RFID nella banda UHF, che fa uso di antenne planari passive (denominate tag passivi) attivate da speciali ricetrasmettitori collegati a specifici lettori di se-gnale (l’insieme del lettore e dell’antenna è comunemente denominato RFID rea-der). Lo scenario è, dunque, quello di una Base Dati con le informazioni sensibili interrogabile utilizzando il protocollo SIP2, e di utenti e volumi riconoscibili attra-verso tag passivi attivati da antenne collegate a lettori RFID.
• Sistemi RFID esistenti
Prima di passare alla descrizione del sistema xFID, è importante illustrare breve-mente i sistemi di auto prestito esistenti. Innanzitutto gli attuali sistemi RFID di auto prestito, utilizzano antenne e tag passivi nella banda di frequenza HF. Le transazioni di prestito vengono inoltre svolte da terminali (tipicamente Personal Computer) ai quali i reader RFID si collegano attraverso la porta seriale o USB. Ogni PC è un’unità logica indipendente con il proprio reader RFID in grado di ope-rare autonomamente dagli altri. Una tale soluzione (che nel seguito indicheremo
CASPUR ANNU
AL REPOR
T EDIZIONE 2009
1Il progetto SBN (Sistema Bibliotecario Nazionale) prevede la partecipazione di più di novanta biblioteche dell’Ateneo ad un progetto
nazionale, gestito dall’Istituto Centrale per il Catalogo Unico del Ministero per i Beni e le Attività Culturali, per la catalogazione partecipata ed i servizi interbibliotecari.
2SIP2 è uno specifico protocollo di comunicazione tra sistemi (Session Initiation Protocol) sviluppato dall’IETF Networking Group (rif.
http://www.faqs.org/rfcs/rfc3261.html).
stito ed il volume richiesto. La progettazione e realizzazione di questo sistema di auto prestito trova la sua origine nella richiesta fatta circa due anni fa da un gruppo di lavoro composto da bibliotecari della Sapienza, con l’intento di cercare una va-lida alternativa ai prodotti commerciali allora disponibili sul mercato. Il Diparti-mento di Fisica, seguendo la sua naturale inclinazione alla ricerca e allo sviluppo, ha avviato la realizzazione di xFID grazie a finanziamenti regionali veicolati attra-verso il progetto SBN della Sapienza1e con l’efficace partnership tecnologica ed
con xHF) comporta il vantaggio di essere apparentemente semplice da installare e di non avere alcun requisito infrastrutturale per la sua messa in servizio. Di con-tro un sistema xHF è altamente frammentato e non esiste alcun tipo di relazione logica fra le varie periferiche che compongono l’intero sistema di prestito.
• UHF vs. HF
La principale differenza fra il sistema xFID e i sistemi xHF è ovviamente nella fre-quenza utilizzata dai lettori. Precise motivazioni tecniche ci hanno portato a pri-vilegiare questa banda di frequenza. La tecnologia RFID HF è matura, stabile ed affidabile ma proprio per questo non ha più margine di sviluppo. Certamente per implementare un’applicazione di auto prestito costituisce una valida scelta. Il pro-blema si pone nel momento in cui si vuole utilizzare la radiofrequenza per processi di identificazione massivi del materiale librario, come nell’inventario simultaneo di più volumi. In questo ambito la nuova tecnologia UHF può avere un ruolo de-cisivo in quanto le sue potenzialità sono sicuramente superiori a quelle dell’HF. D’altro canto, una delle principali critiche mosse all’uso delle frequenze UHF è la grande distanza di lettura, che nel caso specifico di un sistema di auto prestito rappresenta sicuramente un problema. Per ovviare a questo ed altri problemi è però possibile modulare la potenza trasmissiva dell’antenna in funzione della di-stanza di lettura desiderata. Tanto per dare un metro di paragone, il sistema xFID utilizza la stessa potenza emessa da un access point3 di ultima generazione.
L’unica differenza è che nel caso della nostra soluzione il campo elettromagnetico dell’antenna è direzionale e non irradiato all’interno dell’intero angolo solido come per i dipoli delle antenne wi-fi. Per quanto detto in precedenza, il coronamento ideale del lavoro intrapreso con questo progetto rimane la realizzazione di un si-stema di inventario massivo non presidiato.
• Il nuovo RFID
Library system
Come accennato, il nuovo sistema RFID è stato concepito per superare tutti i prin-cipali limiti dei sistemi attuali e introdurre soluzioni innovative per quanto riguarda l’applicazione della tecnologia RFID all’interno di una biblioteca. Per raggiungere questo obiettivo abbiamo progettato un’architettura centralizzata e sfruttato i van-taggi della banda UHF per i lettori RFID. In quest’ambito il lavoro intrapreso è stato per certi versi pioneristico, dal momento che due anni fa, quando iniziammo a lavorare al progetto, la banda UHF era stata appena liberalizzata ed il Dipartimento di Fisica fu la prima istituzione Universitaria Italiana ad importare dagli Stati Uniti un reader RFID UHF. Nel sistema xFID non c’è alcun lettore RFID direttamente col-legato alle postazioni di auto prestito: tutti I lettori RFID sono connessi alla rete locale della Biblioteca e comunicano tramite il protocollo di rete TCP/IP. In questo
3L’access point è un elemento fondamentale delle reti wireless che permette di collegare i vari nodi di rete (PC, portatili, PDA) all’interno
scenario i lettori RFID sono completamente indipendenti dai terminali e dalle altre periferiche; il loro compito è di eseguire una scansione continua dell’area sensibile per identificare eventuali tessere utenti e/o volumi. I terminali sono dei PC, con-nessi alla rete locale della Biblioteca, ed hanno installato un browser internet. Tutto il software gestionale dell’autoprestito è infatti web based ed ha un’archi-tettura client-server. Il server centrale remoto, a sua volta comunica tramite il pro-tocollo SIP2 con il server locale che invece gestisce l’ambiente di gestione completa della biblioteca (come mostrato nello schema successivo). Il server cen-trale, che contiene il gestionale delle biblioteche (basato sul software Sebina™ nel caso della Sapienza), esegue tutte le transazioni provenienti dalle postazioni di auto prestito locali. I terminali non contattano direttamente il server SIP2 remoto ma inoltrano (tramite pagine web) le richieste al server locale che avvia le tran-sazioni con il server centrale. Con un simile approccio del tipo client-server, è
pos-sibile centralizzare tutte le risorse di una singola biblioteca in un server locale, semplificando, in questo modo, le operazioni di aggiornamento, manutenzione e sicurezza informatica. L’unico vincolo (se vogliamo) all’approccio da noi proposto
CASPUR ANNU
AL REPOR
T EDIZIONE 2009
Figura 1
Rete locale della Biblioteca.
Figura 2
è l’esistenza in biblioteca di una rete locale adeguata alle necessità di collega-mento previste per i lettori, i terminali ed il server locale. Tuttavia la diffusione dei servizi internet di tipo informativo ha di fatto imposto un adeguamento infra-strutturale delle biblioteche universitarie, rendendo la presenza di una rete locale una loro costante logistica.
• Conclusioni
Lo sviluppo del sitema xFID a livello prototipale è stato completato a fine 2008. Sono state rilasciate, nel linguaggio open-source PHP 5, tutte le librerie SIP2 con-formi alla versione 2.21 rilasciate dalla 3M nel 1997; il reader RFID è stato inter-facciato attraverso una codifica di tipo XML con il server locale. Sono altresì state create le interfacce utente sia per il prestito automatico che per le procedure di catalogazione di nuovi volumi soggetti al prestito (operazione di tagging) e creata la necessaria manualistica software per l’uso e la manutenzione dell’applicativo. Tralasciando gli aspetti legati alle prove di test e validazione attualmente in corso in due biblioteche dell’ateneo, riteniamo che la vera sfida del futuro sia quella di sfruttare a pieno le potenzialità della tecnologia RFID UHF, a partire dal progetto di inventario massivo non presidiato, per il quale un gruppo di studio è già al la-voro a partire dallo scorso gennaio.
