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    • 专利摘要:
    本發明係應用射頻辨識(Radio Frequency Identification,RFID)技術於圖書管理作業的安全門，進行圖書館出口管制檢查；在射頻辨識圖書管理安全門內同時裝設全向天線與指向天線；全向天線可增加寬廣的偵測角度，降低對館內的電磁波溢波現象；指向天線強化偵測圖書資料被環抱、夾於腋下或靠緊身體的情形，達到圖書資料的有效安全管理功能。當使用者攜帶館藏圖書資料經過安全門時，能有效偵測圖書資料內置的射頻辨識圖書標籤，避免未辦理借閱的圖書資料被偷帶出去；並可減少對周圍環境的電磁波溢波現象，降低仍在館內卻被誤判的情形；並結合人體感測器，減少功率的消耗，提升系統功能的正確性，方便自動化進行有效圖書資料安全管制的管理作業。
    公开号:TW201324442A
    申请号:TW100144692
    申请日:2011-12-05
    公开日:2013-06-16
    发明作者:Horng-Ji Chen
    申请人:Claridy Solutions Inc；
    IPC主号:G06K7-00
    专利说明:
    射頻辨識圖書管理安全門
    本發明係應用射頻辨識技術於圖書管理作業的安全門，係可進行圖書館出口管制檢查，在射頻辨識圖書管理安全門內裝置全向天線與指向天線，當使用者攜帶館藏圖書資料經過安全門時，能有效偵測圖書資料內置的射頻辨識圖書標籤，避免未辦理借閱的圖書資料被偷帶出去；並可減少對周圍環境的電磁波溢波現象，降低仍在館內卻被誤判的情形；並結合人體感測器，減少電力的使用，提升系統功能的正確性，方便自動化進行有效圖書資料安全管制的管理作業。
    射頻辨識系統(Radio Frequency IDentification，RFID)主要包括RFID標籤(Tag)、RFID讀取器和應用系統組成。其中，RFID所使用的操作頻率包括低頻(Low Frequency,LF,通常用134 KHz)、高頻(High Frequency,HF，通常用13.56 MHz)、超高頻(Ultra-High Frequency,UHF,通常為860~960 MHz)、和微波(Microwave,通常為2.4 GHz)等。被動式(Passive)RFID標籤不含電池，其內部類比電路將來自於讀取器的電磁波轉換為電能使用。RFID標籤內有記憶體可儲存資料，依設計與製程可分為唯讀、單寫多讀、或可重複讀寫等款式。一般市售的高頻射頻辨識標籤都有一組出廠時已經鎖死的唯一識別碼(Unique ID,UID)；市售較新推出的超高頻射頻辨識標籤，若符合國際電子商品碼(Electronic Product Code,EPC)的通訊協定，在其標籤ID(Tag ID,TID)除了晶片廠商代號與晶片型號資料之外，都有一組出廠時已經鎖死的晶片序號(Serial Number)，其序號容量依廠商晶片型號差異，從32位元至64位元都有；應用系統可依使用的需要，使用相關之唯一識別碼或晶片序號，進行防偽處理。被動式RFID標籤操作時所需的能量來自於RFID讀取器(Reader)的供應；雖然名為RFID讀取器，但實際上具備讀取和寫入RFID標籤記憶體資料的功能。射頻辨識系統的操作頻率和通訊協定必須一致，才能正常使用。
    關於圖書資料借還控制的安全碼，在射頻辨識標籤可使用電子安全防竊(Electronic Article Surveillance,EAS)、商品狀態旗標(Product Stbtus Flag,PSF)、或射頻辨識標籤內的特定記憶體做安全碼，以記錄借還狀態控制。
    使用者拿圖書資料的方式有單手握、單手環抱、雙手環抱、夾於腋下、緊貼身體、放於背包揹著、用手提袋拿著、或用拉桿皮包拖著等等行為，林林總總，而人體常影響射頻辨識標籤的讀取率。
    習知的高頻射頻辨識圖書管理安全門，採用線圈產生磁場，感應圖書資料中的高頻射頻辨識標籤；因為，磁場的強度隨著距離的三次方成反比，所以，高頻射頻辨識圖書管理安全門常見的問題是感應距離不夠遠。
    習知的超高頻射頻辨識圖書管理安全門，通常只採用指向天線，需要多個指向天線直線排列或左右交錯排列，以減少安全門的偵測死角；但是因為指向天線的讀取範圍大，經常出現在館內離超高頻射頻辨識圖書管理安全門還有三、四公尺或更遠，就被讀取到；往往造成當圖書資料還沒完成借閱作業時就被偵測而產生誤動作的現象。當降低射頻輸出功率以縮短讀取距離時，則偵測讀取率下降，很難偵測到圖書資料被環抱、夾於腋下或靠緊身體的情形。若天線角度調成都偏館外方向以降低對館內的讀取距離，則當圖書資料被環抱於前胸的情形，很難被偵測。
    另一種方式只用全向天線(Omni-Directional Antenna)，通常為偶極天線、偶極陣列天線(Dipole Array Antenna)組成的圓柱型輻射天線、貨架天線(Shelf Antenna)等，其輻射場形呈現圓柱對稱狀態；若天線與安全門高度接近，採用平行擺放；若天線長度不足，則採用上下交錯排列方式。因為屬於全向天線，偵測感應角度廣，但能量較不集中，感讀距離較短，較難偵測圖書資料被環抱、夾於腋下或靠緊身體的情形。
    習知的射頻辨識圖書管理安全門，有裝設光電感應器，用以進行通過安全門的人員計數；一般正常運作情形，射頻辨識圖書管理安全門的射頻辨識讀取器不斷地切換天線進行偵測；但是當無人員在安全門附近，而射頻辨識讀取器卻不斷地偵測，造成能源無謂消耗的現象。
    為解決上述問題，本發明係為一射頻辨識圖書管理安全門，其主要目的在於可進行圖書館出口管制檢查，在射頻辨識圖書管理安全門內裝置全向天線與指向天線，當使用者攜帶館藏圖書資料經過安全門時，能有效偵測圖書資料內置的射頻辨識圖書標籤，避免未辦理借閱的圖書資料被偷帶出去；並可減少對周圍環境的電磁波溢波現象，降低仍在館內卻被誤判的情形；並結合人體感測器，減少電力的使用，提升系統功能的正確性，方便自動化進行有效圖書資料安全管制的管理作業。
    為達上述目的，本發明為一種射頻辨識圖書管理安全門，適用於具有射頻辨識技術之射頻辨識圖書管理作業的安全門與一圖書資料，包括有：一安全門；至少一射頻辨識標籤，該射頻辨識標籤之內部記憶體儲存一識別碼與一安全碼，且該射頻辨識標籤貼附於該圖書資料，以辨別該圖書資料與借還狀態；至少一射頻辨識讀取器全向天線，設於該安全門之內部，用以感應該圖書資料上的該射頻辨識標籤，並將信號傳送至一射頻辨識讀取器；至少一射頻辨識讀取器指向天線，設於該安全門之內部，用以感應該圖書資料上的該射頻辨識標籤，並將信號傳送至一射頻辨識讀取器；至少一感測器，設於該安全門，偵測行經該安全門之人員，以進行安全門管理作業；以及至少一提示裝置，設於該安全門，用以提示未辦理借閱的圖書資料被攜出安全門，以進行相關管理作業。
    較佳者，該射頻辨識讀取器全向天線的種類係偶極天線、偶極陣列天線、貨架天線、晶片天線之其中一者。
    較佳者，該射頻辨識讀取器指向天線的種類係微帶天線(Microstrip Antenna)、貼片天線(Patch Antenna)、圓極化天線、雙極化天線、線極化天線、線極化陣列天線、槽孔天線(Slot Antenna)、碎形天線(Fractal Antenna)之其中一者。
    較佳者，該射頻辨識標籤係為超高頻射頻辨識標籤。
    較佳者，該射頻辨識讀取器天線係以電性連接內建射頻辨識讀取器，或以射頻同軸電纜線外接射頻辨識讀取器，以讀、寫射頻辨識標籤，且其中該圖書資料為一圖書、一文件或一視聽多媒體。
    較佳者，該安全門係主要包括外側板、內側板、前側柱、後側柱、上蓋、底座與控制器組成。該外側板係含導電金屬材料，用以提供屏蔽效應，減少電磁波溢波現象。該內側板係以非金屬材質所製作，用以讓射頻辨識天線傳送接收電磁波，並進行讀取射頻辨識標籤作業，且該非金屬材質包括塑膠、木質、紙類、陶瓷或玻璃。
    較佳者，該控制器用以管控感測器與提示裝置。
    較佳者，該感測器係為人體感測器，用以偵測當無人員在安全門附近，可降低射頻辨識讀取器偵測次數，以達節能減碳功效。
    較佳者，該感測器係為光電感測器，用以偵測人員通過安全門次數，進行使用統計分析。
    較佳者，該提示裝置為音頻裝置，用以產生警示聲響，提示使用者將未辦理借閱的圖書資料，重新辦理借閱，並提示館員進行相關管理作業。
    較佳者，該提示裝置為燈光裝置，用以產生警示燈號，提示使用者將未辦理借閱的圖書資料，重新辦理借閱，並提示館員進行相關管理作業。
    為進一步對本創作有更深入的說明，乃藉由以下圖示、圖號說明及發明詳細說明，冀能對　貴審查委員於審查工作有所助益。
    茲配合下列之圖式說明本創作之詳細結構，及其連結關係，以利於　貴審委做一瞭解。
    如圖一A、B分別圖示本發明射頻辨識圖書管理安全門的斜視與橫剖面示意圖，圖一B的橫剖面係沿水平剖面線161示意。每一圖書資料，包括書籍與視聽多媒體，都必須貼附一射頻辨識標籤，該射頻辨識標籤內含唯一識別碼與安全碼；唯一識別碼用以對應每一圖書資料，安全碼用以設定未借或已借狀態；圖書資料的射頻辨識標籤經射頻辨識圖書管理安全門偵測到安全碼為未借狀態時，將啟動提示裝置(圖中未示)，以提醒使用者執行正常借閱作業，並提醒館員進行相關管理作業。本發明尤指超高頻射頻辨識技術應用，包括超高頻射頻辨識標籤、超高頻射頻辨識讀取器與天線。單一通道的射頻辨識圖書管理安全門共有兩片安全門111、112。為方便說明，在兩片安全門111、112之間稱為內側，反之為外側；在靠近管制區內為前側，在靠近管制區外為後側。其中，安全門111、112係包括外側板131、內側板132、前側柱118、後側柱117、上蓋113、114、底座115、116與控制器155組成。該外側板131係含導電金屬材料，可以是單片金屬板，或用塑膠板加金屬板，用以提供屏蔽效應，減少電磁波溢波現象。該內側板132係以非金屬材質所製作，用以讓射頻辨識天線傳送接收電磁波，並進行讀取射頻辨識標籤作業，且該非金屬材質包括塑膠、木質、布類、紙類、陶瓷或玻璃；在內側板132裝置光電感測器151、152，用以偵測人員通過安全門次數，進行使用統計分析。該底座115、116用以提供安全門111、112固定於地板之用。該前側柱118、後側柱117用以提供安全門111、112結構強度，穩固豎立。該上蓋113、114用以包覆安全門111、112上側，並裝置相關之提示裝置(圖中未示)與人體感測器153、154。該控制器155，用以控制光電感測器151、152、人體感測器153、154與提示裝置(圖中未示)。
    在安全門111、112內部使用天線固定架133與天線方向調整座134、135，用以做天線127、128的位置固定與角度調整；天線方向調整座134、135若架設環境較特殊(指場地狹小，或金屬反射物太多)，需使用活動式設計，以方便調整天線角度；否則，可用固定角度設計，降低成本；若天線127、128偏轉角度需要比較大，可將外側板131與內側板132設計成弧形，使門板中間有較大空間提供天線127、128偏轉；全向天線125、126若太靠近金屬，尤其是外側板131，會影響其對射頻辨識標籤的讀取率，通常需間隔兩公分以上，以降低金屬板的影響。在靠近前側柱118的天線128，採用全向天線125、126，提供較寬廣角度且距離較近的偵測，可使館內偵測範圍控制在離安全門兩公尺以內，以避免對館內的電磁波溢波現象；在靠近後側柱117的天線127，採用指向天線121、122、123、124，並將天線法線方向偏轉朝館外，提供較強的偵測功能，並避免對館內的電磁波溢波現象；圖書資料被環抱、夾於腋下或靠緊身體的情形，依使用者高度分布，成年人主要集中在離地八十公分至一百五十公分之間，必須有足夠的指向天線121、122、123、124架設，以提高讀取率；使用天線的數量與架設高度，依使用者行為與身高分布設計；同時採用全向天線與指向天線，可增加寬廣的偵測角度，降低對館內的電磁波溢波現象，強化偵測圖書資料被環抱、夾於腋下或靠緊身體的情形，達到圖書資料的有效安全管理功能。射頻辨識讀取器天線121、122、123、124、125、126，可以直接電性連接與射頻辨識讀取器(圖中未示)整合在一起，或用射頻(RF)同軸電纜線電性連接射頻辨識讀取器。射頻辨識讀取器若是與射頻辨識讀取器天線121、122、123、124、125、126直接電性連接則同樣置放在在安全門111、112內；若是用同軸電纜線電性連接則可以依設計條件置放在安全門111、112內部或外部都可以。
    圖二A、B係為本發明射頻辨識圖書管理安全門上蓋的上視與側視示意圖。其中，安全門上蓋211、213的因內置提示燈號裝置222、224，須採用可透光性材料，包括塑膠、玻璃、布類或紙類等。在安全門上蓋外殼212、214的前側裝置人體感測器251、252，其裝設角度配合人員偵測範圍設計；人體感測器251、252主要對人員靠近安全門至一定距離以內，才使識別辨識讀取器以高速偵測方式處理；當無人員在附近時，可以低速偵測方式處理，降低功率的消耗，達成節能減碳的功效。安全門上蓋211、213內部裝設有提示燈號底座221、223，上面有若干提示燈號222、224；當圖書資料的射頻辨識標籤經過射頻辨識圖書管理安全門偵測到安全碼為未借狀態時，將啟動提示燈號222、224，以提醒使用者執行正常借閱作業，並提醒館員進行相關管理作業。安全門上蓋211、213內部也裝設音頻裝置253、254；當圖書資料的射頻辨識標籤經過射頻辨識圖書管理安全門偵測到安全碼為未借狀態時，將啟動音頻裝置253、254，以提醒使用者執行正常借閱作業，並提醒館員進行相關管理作業。當偵測到安全碼為未借狀態時，提示燈號222、224和音頻裝置253、254需同時被啟動，或個別啟動，可以依管理辦法設計。
    本發明所適用的視聽多媒體，包括光碟片、錄影帶、錄音帶、記憶卡等；光碟片包含CD(Compact Disk)、VCD(Video Compact Disk)、DVD(Digital Video Disk)、LD(Laser Disk)、CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)等，及其衍生商品。本發明所適用的圖書，包括書籍、畫冊、文件、檔案、卷宗等。本發明的射頻辨識圖書管理安全門可以與圖書自動化系統進行連線資料交換或離線(Off Line)作業功能，依管理作業設計。本發明所適用的場所，包括圖書館、圖書室、視聽室、檔案室等具有圖書資料與文件管理功能的場所。
    綜上所述，本發明之設備與方法以及相關結構特徵及各實施例皆已詳細揭示，而可充分顯示出本發明案在目的及功效上均深賦實施之進步性，極具產業之利用價值，且為目前市面上前所未見之運用，依專利法之精神所述，本發明案完全符合發明專利之要件。
    唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以之限定本發明所實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請　貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。
    111．．．安全門
    112．．．安全門
    113．．．安全門上蓋
    114．．．安全門上蓋
    115．．．安全門底板
    116．．．安全門底板
    117．．．安全門後側柱
    118．．．安全門前側柱
    121．．．指向天線
    122．．．指向天線
    123．．．指向天線
    124．．．指向天線
    125．．．全向天線
    126．．．全向天線
    127．．．天線
    128．．．天線
    131．．．安全門外側板
    132．．．安全門內側板
    133．．．天線固定架
    134．．．天線方向調整座
    135．．．天線方向調整座
    151．．．光電感測器
    152．．．光電感測器
    153．．．人體感測器
    154．．．人體感測器
    155．．．控制器
    161．．．水平剖面線
    211．．．安全門上蓋
    212．．．安全門上蓋外殼
    213．．．安全門上蓋
    214．．．安全門上蓋外殼
    221．．．提示燈號底座
    222．．．提示燈號
    223．．．提示燈號底座
    224．．．提示燈號
    251．．．人體感測器
    252．．．人體感測器
    253．．．音頻裝置
    254．．．音頻裝置
    圖一A、B係為本發明射頻辨識圖書管理安全門的斜視與橫剖面示意圖；
    圖二A、B係為本發明射頻辨識圖書管理安全門上蓋的上視與側視示意圖。
    111．．．安全門
    112．．．安全門
    113．．．安全門上蓋
    114．．．安全門上蓋
    115．．．安全門底板
    116．．．安全門底板
    117．．．安全門後側柱
    118．．．安全門前側柱
    121．．．指向天線
    122．．．指向天線
    123．．．指向天線
    124．．．指向天線
    125．．．全向天線
    126．．．全向天線
    127．．．天線
    128．．．天線
    131．．．安全門外側板
    132．．．安全門內側板
    133．．．天線固定架
    134．．．天線方向調整座
    135．．．天線方向調整座
    151．．．光電感測器
    152．．．光電感測器
    153．．．人體感測器
    154．．．人體感測器
    155．．．控制器
    161．．．水平剖面線
    权利要求:
    Claims (13)
    [1] 一種射頻辨識圖書管理安全門，其適用於具有射頻辨識技術之射頻辨識圖書管理作業的安全門與一圖書資料，包括有：一安全門；至少一射頻辨識標籤，該射頻辨識標籤之內部記憶體儲存一識別碼與一安全碼，且該射頻辨識標籤貼附於該圖書資料，以辨別該圖書資料與借還狀態；至少一射頻辨識讀取器全向天線，設於該安全門之內部，用以感應該圖書資料上的該射頻辨識標籤，並將信號傳送至一射頻辨識讀取器；至少一射頻辨識讀取器指向天線，設於該安全門之內部，用以感應該圖書資料上的該射頻辨識標籤，並將信號傳送至一射頻辨識讀取器；至少一感測器，設於該安全門，偵測行經該安全門之人員，以進行安全門管理作業；以及至少一提示裝置，設於該安全門，用以提示未辦理借閱的圖書資料被攜出該安全門，以進行相關管理作業。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識圖書管理安全門，其中該射頻辨識讀取器全向天線的種類係偶極天線、偶極陣列天線、貨架天線、晶片天線之其中一者。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識圖書管理安全門，其中該射頻辨識讀取器指向天線的種類係微帶天線、貼片天線、圓極化天線、雙極化天線、線極化天線、線極化陣列天線、槽孔天線、碎形天線之其中一者。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識圖書管理安全門，其中該射頻辨識標籤係為超高頻射頻辨識標籤。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識圖書管理安全門，其中該射頻辨識讀取器天線係以電性連接內建射頻辨識讀取器，或以射頻同軸電纜線外接射頻辨識讀取器，以讀、寫射頻辨識標籤，且其中該圖書資料為一圖書、一文件或一視聽多媒體。
    [6] 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識圖書管理安全門，其中該安全門係主要包括一外側板、一內側板、一前側柱、一後側柱、一上蓋、一底座與一控制器組成。
    [7] 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識圖書管理安全門，該外側板係含導電金屬材料，用以提供屏蔽效應，減少電磁波溢波現象。
    [8] 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識圖書管理安全門，其中該內側板係以非金屬材質所製作，用以讓射頻辨識天線傳送接收電磁波，並進行讀取射頻辨識標籤作業，且該非金屬材質包括塑膠、木質、紙類、陶瓷或玻璃。
    [9] 如申請專利範圍第6項所述之射頻辨識圖書管理安全門，其中該控制器用以控制該感測器與該提示裝置。
    [10] 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識圖書管理安全門，其中該感測器係為一人體感測器，用以偵測當無人員在安全門附近，可降低射頻辨識讀取器偵測次數，以達節能減碳功效。
    [11] 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識圖書管理安全門，其中該感測器係為一光電感測器，用以偵測人員通過安全門次數，用以進行使用統計分析。
    [12] 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識圖書管理安全門，其中該提示裝置為一音頻裝置，用以產生警示聲響，提示使用者將未辦理借閱的圖書資料，重新辦理借閱，並提示館員進行相關管理作業。
    [13] 如申請專利範圍第1項所述之射頻辨識圖書管理安全門，其中該提示裝置為一燈光裝置，用以產生警示燈號，提示使用者將未辦理借閱的圖書資料，重新辦理借閱，並提示館員進行相關管理作業。
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