緣去年(2011年)我們幫台北市立教育大學(市教大)撰寫了「UHF RFID(超高頻無線射頻識別)」圖書館管理系統的計劃書，協助市教大順利通過計劃審核，並取得台北市政府的經費，從事圖書館管理系統的更新。熟料後來招標規格書出來，卻是完全依照台灣清華大學的UHF RFID圖書館系統規格，加入許多原本市教大圖書館資料庫的許多規格進去。原本得標呼聲最高的廠商，應該是完成清華大學UHF RFID圖書館管理系統的廠商，最後卻出人意料地沒參加標案。最後當然是原來承包市教大這家之前沒有任何從事UHF RIFD經驗與技術能力的公司得標。雖然說市立教育大學標書規格制訂和招標過程沒有不法，卻顯得不合常理。
因此，市立教育大學除了承擔用非專業(UHF RFID)公司承包整個系統的風險外，同時也承襲了清華大學UHF RFID圖書館管理系統規劃的若干缺點，這樣的UHF RFID圖書館管理系統雖然可用，但並沒把UHF RFID的主要特色充份發揮，著實可惜。在此，我們重申本文僅針對技術的部份作探討，不對標案的過程、利益和內幕作臆測與討論。
何謂「UHF RFID(超高頻無線射頻識別)」圖書館管理系統?可以想像將ETC的eTag貼在書上，而不是貼在車上。這樣就可以對書本的追蹤，盤點和查找作管理。是相當好用的管理方式。自從台灣清華大學圖書館管理系統改成UHF RFID電子標籤系統後，台灣各大學圖書館管理系統，就從原本條碼(bar code)系統，直接跳過悠遊卡頻段的HF RFID圖書館管理系統。當然有些圖書館仍然導入HF RFID系統。但是大多數學校就直接使用UHF RFID系統。我們在此，針對UHF RFID圖書館管理系統規劃作一個探討，並且針對目前台灣導入UHF RFID圖書館管理系統的缺失做出說明，期盼作為圖書館館方規劃UHF RFID圖書管理系統 的參考，以免花了預算，卻導入一套有點落伍的UHF RIFD系統。
台灣現在的UHF RFID圖書館管理系統規劃有幾個迷思，導致無法充分發揮UHF RFID在圖書館管理的效能，這些問題說明如下︰
【UHF RFID圖書館管理系統規劃的幾個迷思】 - 依循3M防盜磁條(EAS)的模式，來規劃UHF RFID系統。因此，將電子標籤設計成長條形，而且張貼在書頁當中，貼的方式和防盜磁條相同。希望電子標籤也能隱藏在書中，不被讀者發現而撕掉。結果「為了標籤的隱蔽性，犧牲了UHF RFID特有的功能」。貼這個位置有什麼問題呢？
- 降低讀取距離甚至無法讀取，UHF RIFD標籤有一個位置是無法讀到訊號的，就是當標籤貼於書頁內後，放在書架上，讀取器讀取角度，讀到標籤側邊這面時，是無法讀到訊號的。圖示如右。
由於上述的原因，當圖書上架時，利用手持或是固定讀寫器讀取標籤資料時正好在上述圖面角度時，是讀不到訊號的。當讀寫器和圖書電子標籤有個角度，不是在同一平面上，那麼就可以讀到訊號，但是訊號的強度會比原來在正向(上述圖，讀寫器正好位於眼睛處，或是與上述圖形平面垂直位置)的距離，來得小很多，因此，讀取距離可能由原來的6-10公尺距離，變成只有0.3-１公尺左右。喪失了UHF RFID長距離讀取資料的特色。 - 正因為第二點因素，導致讀取效果不是很好，所以無法做架上盤點圖書。所以有些系統整合商，無法克服這樣的技術因素，所以開出招標規格，竟然是使用每次取下幾本書來放到讀寫器上讀取資料來做盤點圖書。這樣的方式和使用HF RFID系統盤點沒有兩樣，實在看不出為何需要使用UHF RIFD系統？
- 視聽器材規劃的方式不合理且效率較差。例如DVD等的多媒體視聽器材的管理，使用和圖書相同的長條形電子標籤，這樣的設計是有問題的。
- 這裡就產生一個 邏輯上的矛盾，學校原本 使用條型UHF RFID標籤，貼在圖書夾頁處，是希望達到他們所謂隱藏 標籤，免去被學生撕掉標籤的風險，但是在視聽器材這方面，卻無所謂隱藏性標籤的需求。主要原因是現有很多廠商不會製作「環形」的標籤，所以就草草使用和圖書相同的「條形」標籤 ，其實環形的UHF RFID標籤是有的，價格比條形標籤貴一點點而已。
- 即便使用環形電子標籤，比較具有隱蔽性，這個防盜措施是規劃將標籤貼在DVD片上面。但仍然有可能標籤被識破遭到撕下。因此，我們提供了另外一種解決方案，就是使用「可鎖CD/DVD光碟盒解決方案」，說明如下。
- 「可鎖CD/DVD光碟盒解決方案」－現代圖書館中 CD/DVD 光碟的數量日益增加，也越來越普及。這就要求圖書館必須考慮如何有效保護這些光碟，同時要求能便於借閱人開啟光碟盒。可鎖CD/DVD 光碟盒解決方案可以整合(1)光碟盒系統加鎖；(2) 前臺工作人員手工加鎖/解鎖；(3)系統能自動解鎖。最終為完整的圖書館光碟盒保護與可迴圈使用的解決方案。 CD/DVD 光碟盒自動解鎖功能是應用於「自助借/還工作站」與「館員工作臺」，用戶可以通過自助借/還工作站進行 CD/DVD 光碟盒的自助借閱。需要注意特殊規則就是自助借/還工作站必須在光碟盒已經完成借閱之後才可以打開光碟盒。
- 過度強調UHF RFID的防盜性能，規劃單一UHF RFI防盜監控門系統，造成防盜效率不彰，比原本的EAS磁條系統來得差－依據國外的測試，防盜效果最靈敏(high sensitivity) 的方式依次為︰EAS(Electronic Article Surveillance,磁條)，其次才是UHF RFID標籤。因此，台灣現行的UHF RFID系統都僅僅規劃UHF RFID標籤作為防盜。單單使用UHF RFID做防盜會有幾個無線電波的死角會發生錯誤，降低防盜成功率，說明如下︰
- 任何使用電磁波(包含 RF波微波等等 )做防盜，EAS磁條/磁環，UHF RFID的方式，均無法克服電磁波對金屬物的遮蔽效應，也就是說任何大賣場或是圖書館現行使用的防盜系統，均無法防止顧客使用金屬袋，包裹在圖書或物品外，突破現行的防盜系統。因此，使用UHF RFID系統，真正的好處與重點並不是防盜，而是圖書管理的部份，例如︰用雷達找圖書(UHF RFID Reader其實就是一台短距離的雷達)，架上盤點，一次多本同時借還書等等。
- 有些廠商因為對於UHF RFID讀寫器特性不熟悉，為了計數入館人數。額外加了紅外線裝置。這是化蛇添足。基本上UHF RFID 固定式讀寫器就是一台短距離的雷達，較好的讀寫器本身就具備方向性偵測的功能，有辦法判斷讀者是入館還是出館，因此，在計數人數時自然就不會重複計數。
- 從UHF 的電波場形(右圖UHF wave pattern)來看，圖中黑色區域是無法感應到的區域，近處電場範圍讀不到的區域叫作「Field-hole」;遠處無電場區域稱作「super-range」。黑色區域通稱UHF RFID的死角。因此，如果防盜門的位置如果碰巧放置在黑色區域，那麼就無法感應圖書的標籤。這個部份可以多加一支天線，放置適當位置，減少死角區域。
- 另外一個不是因為無線電波場形造成的原因，而是使用時造成的防盜失效。 (1) 讀者使用金屬袋裝圖書－這個方式，目前並沒有任何的方式可以解決。只能靠攝影機錄影存證，類似ETC RFID失效時，就是使用錄影來辨識舉證了。 (2) 人體血液影響－如右圖，當讀者將未解除防盜碼的圖書，手臂將圖書夾在腋下或是用手掌握住書(右圖讀取距離０mm那個握法)，因為現行圖書電子標籤都貼在書的夾頁內，由於人的身體有血液(液體)，而UHF無線電波(頻率860-960 MHz)會被血液(液體)吸收，導致電波能量變小，加上UHF RFID是被動式電子標籤(本身不帶電源)，標籤內的資料或訊號，必須藉由讀寫器發射出來的電波，照射到圖書上的標籤，再將電波反射回來讓讀寫器讀取。因此，經由血液吸收電波，再反射回來的電波，勢必能量更小，甚至沒有反射回來的能量了，因此，手臂夾身體這個動作，就會造成UHF RFID防盜失效。 (3)手機干擾－ 如果將手機放在圖書上面，位置如右圖0mm那個圖，手機置換手的位置，即便將書疊成一疊，只要將手機放在最上層那本書上面，並且手機較長的尺寸延著貼標籤的位置處置放。由於我們使用的手機電波是900 MHz, 也是屬於「超高頻無線電波(UHF RF)」與UHF RFID的電波波段相近，這樣一來也會干擾到標籤讀寫器發射以及標籤反射回來的UHF 電波。造成防盜的靈敏度下降，甚至無法讀取訊號。
- 解決方案－針對非金屬袋造成UHF RFID防盜失效，是可以解決的。一般使用 (EAS+UHF RFID)＝(磁條+UHF RFID)就是使用所謂的「二合一電子標籤(Como RFID Tag)」。意思就是將原本用鋁或銅作電子標籤的天線，改成用鐵磁物質作標籤天線，這樣鐵磁天線的材質部份，就相當於一條磁條EAS。整個標籤還是可以作為UHF RFID的標籤使用。有人會說這樣標籤的成本勢必增加很多。其實不然，一般圖書館原本就貼有EAS防盜磁條，那麼這些書，只需要貼一般的UHF RFID標籤即可。至於新書就只要貼一張二合一的Como-Tag就行了。這個解決方案的好處，是可以保留原本圖書館EAS磁條防盜門，防盜效果(靈敏度)優於「單一UHF RFID」。另外又加了一道UHF RFID防盜的功能。
- 小結－無線電子式防盜，都無法抵抗金屬袋的遮蔽效應。因此，使用UHF RFID系統的真正優點在於「查找圖書」，「架上盤點」，「還書自動分揀系統」以及「一次多本借還書」等。應該將這些功能列為重點才是。
- 沒有規劃一次多本借還書－有些系統商技術不佳，無法一次多本更改UHF RFID電子標籤資料狀態，導致每次借閱圖書，無法一次多本圖書完成借閱登記。喪失了UHF RFID一次多本借還的有點。理論上標籤讀寫器(Reader)一次可以同時讀到１千個標籤，在實務上，圖書應用上，目前技術是可以達到一次幾十本同時完成借閱登記與更改防盜狀態。在服裝零售上面一次30件衣服同時讀取的POS結帳，也是可以實現的。
- 沒有同時規劃「還書自動分揀系統」只做了半套自動化系統，貼了標籤的書籍，可以利用簡單輸送帶，作分揀系統，可以很輕鬆的將歸還的圖書，先依大類自動分類放入分類箱。
- HF(高頻)與UHF(超高頻) RFID 系統混用－不僅造成硬體設備浪費，也降低借閱流程的效率。目前圖書館因為遷就原本的借書證或是學生證，這些證件使用的是HF RFID(悠遊卡頻段大約在13.56 MHz)，因此，改成UHF RFID圖書館系統時，仍然保留HF頻段的卡，作為借閱時的身份辨識，以及門禁或是捷運卡使用。 (1) 硬體設備的增加－因為這樣，那麼在「自助借還書機(KIOSK)」館員工作站借還書的時候，就必須多準備一套HF RFID讀寫器，同時在進入圖書館時的防盜門禁系統，就必須在防盜門裝設UHF 和HF RFID讀寫器，HF 作為辨識讀者的身份是否可以進入圖書館，UHF 作為辨識圖書是否完成借閱可以帶出館外。 (2) 解決方案－UHF RFID比HF RFID的優勢，就是標籤的價格比HF電子標籤來得便宜很多。其實圖書館管理系統可以只要UHF RFID系統即可，無須HF RFID系統。只要將舊的借書證或是學生證，貼上一張UHF RFID標籤在上面，就變成HF+UHF兩用的「雙頻卡」，如此一來，圖書館管理系統就只需要一套UHF RFID系統即可。雙頻卡的好處，就是要使用捷運卡也可以，使用UHF RFID防盜門禁系統也可以。
以上只是作簡單介紹，UHF RFID圖書館管理系統，在應用上比 ETC來得複雜，加上圖書館內的金屬書架對UHF電波的干擾，提高安裝技術難度，因此，務必尋找真正懂UHF RIFD技術的公司的公司來安裝系統。另外提供國內大學UH F RFID圖書館系統的招標或規格書，提供給正在規劃RFID圖書館系統人士參考。 至於目前世界上UHF RFID圖書館管理系統規劃的主流趨勢，留待下篇文章再討論。如果對文章內容有任何的指教與諮詢，歡迎來郵件賜教︰service@raysuncorp.com 。 | 
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