Den intelligente reol. - rapport fra Silkeborg Bibliotek

Den intelligente reol - rapport fra Silkeborg Bibliotek Juli 2006

Den intelligente Reol Projektmodning støttet af Biblioteksstyrelsens Udviklingspulje Projektmodning er foregået via en arbejdsgruppe på Silkeborg Bibliotek bestående af: Lis Wagner (systemadministrator) Søren C. Hansen (bibliotekar) TagVision ved Ole Sundø Cordura fra Århus - ved Lau Rasmussen har været konsulenter på projektmodningen - og har samtidig deltaget i arbejdsgruppens møder. Projektet og dets dokumenter incl. nærværende rapport kan ses på: http://www.silkeborg-bibliotek.dk/projekter/den-intelligente-reol/dokumentation.html Silkeborg Bibliotek Juli 2006 2

Projektets baggrund og formål...4 Antagelser og fordele...4 Vision...4 Teknologien...4 RFID-tekniske udfordringer...5 Refleksion...5 Anti-Collision...5 Magnetfelt vinkelproblemer...6 Figur Magnetfelt...6 CD er m.m....7 Håndholdt antenne...7 Multiplexing...7 Standarder...7 Løsningsscenarier...9 Økonomi...9 Fordele...10 Ulemper...10 Retningsbestemte antenner...10 Økonomi...11 Ulemper...11 Fordele...11 Små antenner...11 Økonomi...12 Ulemper...12 Fordele...12 Systemkrav...14 Prototype...15 Konklusion...17 Lignende projekter...18 Bilag 1 Illustrationer Udstillingshylde...19 Bilag 2 TagVision Test...25 Bilag 3 Cordura Test...26 3

Projektets baggrund og formål I danske biblioteker, og dermed også Silkeborg Bibliotek, anvendes der dagligt mange personaleressourcer på at finde frem til fejlplacerede materialer, der befinder sig på sorteringshylder og andre midlertidige placeringer eller som evt. er bortkommet. Der anvendes ligeledes mange personaleressourcer på at revidere materialernes opstilling på hylderne og dermed også sikre at de placeres korrekt. Hvis denne proces ikke gennemføres systematisk og regelmæssigt, kan det være en særdeles arbejdskrævende proces. Antagelser og fordele Chip giver nu bibliotekerne en mulighed for i langt højere grad at kontrollere og holde opsyn med materialernes fysiske placering i biblioteket. Hylderne forsynes med en RFID- antenne, som forbindes med en RFID -læser, der registrerer hyldernes indhold og som løbende registrerer de materialer, der fjernes eller sættes på hylderne. Man kan til og med registrere det tidspunkt, hvorpå materialerne tages ned af hylderne eller sættes tilbage. Ved opslag i søgesystemet kan programmet fremvise materialets placering på en skærm og eventuelt tænde en lampe på den pågældende hylde. Systemet kan give et signal alt efter om materialet placeres rigtigt eller forkert. Vision Visionen med projektet har været et ønske om at undersøge mulighederne for ved hjælp af RFIDteknologi at lette arbejdsgangene omkring fejlplaceringer af materialer. Følgende scenarier anskueliggør nogle af de situationer, der kunne være ønskværdige at implementere på biblioteket. En låner efterspørger en bog. Bogen findes i bibliotekssystemet. Låneren får besked om at gå til den reol, hvor der nu er tændt et lyssignal på den hylde, hvor bogen står. Der kan godt være flere, hvor der er tændt lys på samme hylde, hvis flere lånere søger bøger, der står på samme hylde. En låner tager en video ud af hylden, beslutter sig for at sætte den tilbage og fejlplacerer den. Der sendes en besked til personalet, der efterfølgende placerer videoen det rette sted. Personalet eftersøger en bog. Da den ikke findes, foretages et opslag i bibliotekssystemet. Her fortælles det at bogen står på en udstillingshylde, er fejlplaceret eller alternativt, at den er bortkommet. Hver morgen trækker personalet en liste ud over de materialer, der p.t. er fejlplaceret. I det eksisterende søge-system, kan låner ikke længere blot se en rød og grøn prik i webbrugergrænsefladens vis-billede, indikerende om materialet er hjemme eller udlånt. Nu kan de også se en gul prik, som fortæller, at materialet er hjemme, men at det står på en midlertidig placering, f.eks. på en sorteringshylde. Teknologien RFID-Teknologien udvikler sig hurtigt og koncepter der for få år siden virkede både teknisk og økonomisk umulige realiseres nu. I projektet Den Intelligente Reol har vi undersøgt, hvor langt den teknologiske udvikling er i forhold til ovenstående visioner. Vi har set på følgende: 4

Anti-collision (læsning af mange tags med én læser) Økonomi. De mange hyldemetre kræver billigt udstyr. Databehandling. Hvordan behandles de enorme mængder data? Specielle materialer. CD er, lydbånd osv. Metal i læsefeltet. Mange hylder består af metal, men RFID-teknologien er meget følsom i forhold til metal. Vil det være muligt at fremstille antenner der kan monteres på de eksisterende hylder? Forskellige RFID Standarder. Silkeborg Bibliotek har som nogle af de første indført RFID -mærkning af alt materiale og selvbetjente udlånsterminaler. Rapporten tager udgangspunkt i de eksisterende rammer i Silkeborg. Specifikationer på RFID Udstyr i Silkeborg: Primært Philips 13.56 MHz I-Code 1 Tags, men man er begyndt at opdatere til Philips 13.56 MHz I-code SLI, der er ISO15693 Certificeret. Tags er monteret i materialet med ISO Kort størrelse tags (76x45 mm) hvor det er muligt. CD er tagges med et rundt tag der passer omkring hullet i midten af skiven. RFID-tekniske udfordringer RFID dækker over en række ret forskellige teknologier og bruges til vidt forskellige applikationer. Fælles for alle teknologierne er at taggene består af en antenne og en chip. Når taggen kommer ind i et radiofelt med præcis den frekvens antennen er optimeret til, er chippen i stand til at generere energi fra feltet i en lille kapacitor. Når der er energi nok vågner chippen og kan kommunikere via den samme antenne med et radiosignal. De mest udbredte frekvensområder er: Low Frequency (LF) 125 khz, High Frequency (HF) 13.56 MHz og Ultra High Frequency (UHF) 860-960 MHz. Den store forskel er, at teknologier under 30 MHz bruger et magnetisk felt og teknologier over bruger et elektromagnetisk felt. Et magnetfelt er nemmere at kontrollere i nærheden af metaller, hvorimod et elektromagnetisk felt reflekterer og generelt er svært at få til at dække et område jævnt. Til gengæld kan de elektromagnetiske felter række meget længere og taggene kan kommunikere hurtigere. Refleksion Der er stor forskel på egenskaberne ved de forskellige frekvenser. F.eks. er LF den bedste teknologi, hvis der findes vand eller metaller i nærheden. 125 khz stoppes ikke af vand og benyttes traditionelt til husdyr og andre applikationer hvor man ønsker at læse gennem vand (kroppe). Men 125 khz er en langsom frekvens og kommunikationen med taggene bliver derfor langsom. HF rækker generelt kortere end LF og metaller i nærheden af eller i feltet reducerer rækkevidden yderligere. Anti-Collision Hvis der findes flere tags i det samme felt, opstår der hurtigt en kollision mellem datasignalerne fra de forskellige tags. Taggene har ingen mulighed for at vide, om der findes andre tags i nærheden, så problemet opdages først når læseren modtager et blandet signal fra flere tags på en gang. For at løse dette problem har man forskellige anti-collision algoritmer som læseren kan eksekvere, når den opdager en kollision. En RFID-tag har et unikt id som det altid sender af sted sammen med de 5

relevante datapakker. ISO15693 indeholder en Slotted ALOHA 1 Anti-Collisions algoritme der, kort forklaret, lægger et filter (MASK) ind som begrænser de id er læseren vil snakke med. Når et tag vågner, tjekker det om dets id passer ind i filtret og hvis det ikke er tilfældet undlader det at svare indtil læseren laver en ny forespørgsel med et nyt filter. Læseren bliver nødt til at ændre på filtret og prøve igen indtil kun 1 tag svarer, og først da kan læseren begynde at kommunikere med tagget. Jo flere tags der er i feltet jo flere forsøg skal læseren bruge på at finde frem til de rigtige filtre. I en Intelligent Reol vil der nødvendigvis være mange tags på en gang og kommunikationshastigheden mellem læser og tag bliver derfor vigtig, da der skal prøves mange masker. Magnetfelt vinkelproblemer For at en RFID-tag kan generere energi fra et magnetfelt skal feltlinierne gå gennem taggens antenne og helst vinkelret på antennen for at opnå den største energioverførelse. Figur1. Magnetfelt Biblioteker monterer typisk rfid-tags ved at klistre dem på en af de første eller sidste sider, 3-5 cm fra bogens bund. På denne måde er der en optimal vinkel mellem antenne og tag, når bogen placeres liggende direkte oven på en antenne i en selvbetjent udlånsterminal. Desværre betyder det, at bøger der står op i en bogreol har en teoretisk dårlig energioverførsel fra feltet hvis antennen er under, over eller bagved bøgerne. Der kan let opstå døde punkter, hvor et tag ikke har nok feltlinier der passerer gennem antennen og derfor ikke får energi nok til at starte chippen. Med store antenner er det muligt at lave så kraftigt et felt at der er dækning i hele det ønskede område. Men antenner fra de andre tags i feltet påvirker feltet, og der kan igen opstå områder hvor tags ikke får energi nok til at svare. Hvis taggene står meget tæt bliver problemet værre, det vil f.eks. vise sig i forbindelse med tynde bøger (< 3 cm). Der er stor forskel på hvor meget energi, der skal til at starte de forskellige typer tags. Selv tags der på papiret har samme specifikationer kan opføre sig vidt forskelligt. Rfid-tags produceres af en masse forskellige firmaer, men selve chippen og dermed frekvens og protokol produceres af nogle meget store firmaer, f.eks. Phillips og Texas Instruments. Chippen fås i mange udgaver, der lever op til forskellige standarder, men som derudover varierer i deres specifikationer. Det vigtigste er dog den antenne som slut-producenten monterer chippen på. Kvaliteten af sammenkoblingen (bondingen) af materialet antenne er lavet af og selve chippen (IC) har afgørende indflydelse på 1 Det er en lidt forsimplet beskrivelse af Slotted ALOHA algoritmen. Men problemet er reelt nok. 6

hvor godt den færdige RFID-tag performer. Både chip- og tag-producenter arbejder konstant på at forbedre energioptagelsen og mindske det nødvendige energiniveau for chippen. F.eks. kan man generelt stable Philips I-Code SLI tag meget tættere end deres I-Code I. Producenter snakker allerede om meget mindre energiforbrug i den nye ISO 18000-3 standard, mens antennedesign og optimering af koblingen mellem chip og antenne vil øge energioptagelsen fra magnetfeltet og dermed mindske den feltstyrke der er nødvendig. Især antennedesign ændrer den afstand HF tags kan stables med. Hvilket er et meget kritisk punkt for Intelligente Reoler. CD er m.m. CD er medbringer selv endnu mere støj i form af metallegering og det er derfor endnu sværere at få den nødvendig energi til at passere gennem taggens antenne. CD ers begrænsede tykkelse placerer endvidere taggene meget tæt, og da den type tags man ofte bruger har en meget lille diameter vil der være en mindre energioptagelse fra feltet. Med I-Code I tags er man i dag i stand til at aflæse op til en håndfuld stablede CD er der placeres direkte oven på en kraftig læser og forudsat de opbevares i specielle CD/DVD lommer og mapper som Silkeborg Bibliotek og TagVision A/S sammen har udviklet. Der er således langt til aflæsning af en større samling CD er med en læser i en mindre hensigtsmæssig vinkel. Håndholdt antenne En mindre håndholdt antenne, der bevæges langs en reol har som udgangspunkt det samme problem med vinklen på feltlinierne og taggen, men den har den store fordel, at den er i bevægelse. En antenne der bevæges langs bogryggen vil på et tidspunkt have en acceptabel vinkel til den enkelte tag. Men hvis bøgerne står tæt, vil der være flere tags i feltet på en gang og dermed behov for en anti-collisions algoritme. Det kræver hurtige læsere og/eller en langsom bevægelse når en hylde scannes. Ved at vinkle antennen 20-40 grader optimeres aflæsningsmængden. Multiplexing RFID-læserne laver et meget kraftigere signal end taggene og for at lave en Intelligent Reol, bliver man nødt til enten at skærme de enkelte læsere fra hinanden eller at benytte en kontroller der sørger for at læserne skiftes til at være aktive. En såkaldt Multiplexer. Afskærmning besværliggør installationen af læserne og ved HF vil den reducere størrelsen på læsefelterne. Hvis læserne skal monteres på eksisterende hylder vil denne løsning være uhensigtsmæssig, men hylder der fremstilles til formålet kan udstyres med afskærmning. Især mellem hylderne. Multiplexing kræver meget mere af læseren og er i dag forholdsvis dyre, men fordelen er at man kan tilslutte mange antenner til en læser med indbygget multiplexer. Typisk kan man tilslutte op til 4 antenner til en multiplexer da der ellers bliver for langt mellem læsningerne på den enkelte antenne. 8-12 antenner vil være mere egnet til biblioteker da tiden mellem læsningerne på den enkelte hylde ikke er kritisk, hvis hele hylden læses. 2 Standarder Inden for RFID -teknologien findes der mange forskellige standarder. ISO standarderne 15693, 18000 osv. beskriver kommunikationsinterfacet mellem læser og tag, en række funktioner taggen 2 Eksempel på multiplexer: http://www.ti.com/rfid/docs/manuals/pdfspecs/rr-idisc-antmux-a.pdf 7

eller læseren skal kunne udføre og den fysiske opbygning af taggen. Uafhængigt af disse standarder diskuterer man også hvordan data skal struktureres på de enkelte tag. Som beskrevet kommunikerer læserne med flere tags på en gang ved at adressere de enkelte tags ud fra deres id. Datapakkerne der sendes fra taggene ser, lidt forsimplet således ud: [start][type][uid][data ][checsum][end] Længden på datablokken afhænger af hvad læseren har bedt taggen om at sende retur. I biblioteksverdenen gemmer man i datablokken en beskrivelse af det materiale taggen sidder på. Det svarer til den måde, man læser en traditionel stregkode. Det betyder at hver læsning kræver at taggen overfører en forholdsvis stor datamængde, hvilket den først kan gøre når læseren har kørt anti-collisions algoritmen og fundet ud af at adressere det enkelte tag. Eksempel på læsning: 1) Reader: Inventory! 2) Tag A + B: A: 111110 B: 111111 Resultat: 11111X hvor X er en kollision som læseren kan detektere. 3) Reader: Detekterer kollisionen og gætter på et filter (MASK) ud fra den del af id erne der ikke indeholdt kollisioner. Dvs. den del af de to id er der er ens: 11111? 4) Reader: gentager punkt 3 indtil kun et tag svarer. 5) Tag A id A: 111110 6) Reader: Send datablok [0-127] 7) Tag A datablok[0-127] 8) Reader: ændrer filter så kun tag B svarer 9) Tag B: id B Osv. Hvis man kan undgå at hente data fra taggene kan man spare en masse tid. Men det vil kræve at det unikke id kan bruges som indeks i en ekstern database. Til gengæld vil man kunne undgå at definere en standard for, hvordan data i datablokken skal struktureres, og man vil kunne ændre, hvad en tag peger på uden fysisk at skulle kommunikere med tagget. Ligelede kan det give problemer, hvis forbindelsen til databasen er nede eller er langsom. Og det kan give problemer med synkronisering mellem databasen og bibliotekssystemets database. Hvis man skal bruge meget tid på at identificere en enkelt bog skalerer konceptet meget dårligt. F.eks. vil håndholdte læsere der kan nøjes med at identificere taggene ud fra deres id kunne bevæges forbi materialerne meget hurtigere end læsere der både skal kende id og datablok for at identificere et materiale. Hvis der er meget støj, f.eks. andre tags eller hylder af metal, vil der være en større sandsynlighed for fejl i kommunikationen. Disse fejl opdages af de indbyggede checksum algoritmer i kommunikationsalgoritmerne, men betyder at forespørgslen skal gentages. Antallet af fejl vil være proportionalt med mængden af data der sendes. Igen vil det være hensigtsmæssigt at minimere den datamængden der er nødvendig at sende fra tag til læser. 8

Løsningsscenarier Der er flere tekniske løsningsmodeller med vidt forskellige ambitionsniveauer. I dette afsnit vil vi beskrive de enkelte setup, deres styrker og svagheder. Flere af modellerne er blevet testet i praksis hos TagVision og Cordura. Alle priser er kun vejledende og eksklusiv de mængderabatter et fuldskala projekt må forventes at kunne opnå. Store antenner I denne løsning anbringes, der en stor flad antenne under bøgerne på en hylde. Længden af antennen skal være mindst en meter, og der skal således nogle kraftige læsere til at lave så stort et felt. Læsere i den kvalitet er forholdsvis dyre, og man bør se på multiplexere der kan fungere som læsere for alle antenner i en reol. De kraftige læsere vil blive begrænset af hvor stor effekt, det er lovligt at udsende, samt hvor meget signal, man kan sende med uden at støje for meget i forhold til nabohylderne. Multiplexere vil kunne kontrollere, at der kun læses fra en hylde ad gangen og dermed undgå intern støj. Men hvis man ønsker at få bøgernes placering på hyldeniveau, bliver det nødvendigt at skærme de enkelte hylder, for at undgå at taggene bliver læst af den antenne der er placeret på hylden over dem. Figur 2. Stor Antenne Cordura har gennemført nogle simple test med en mellemstørrelse antenne i en metalreol og taggede bøger udlånt af Silkeborg Bibliotek. Det viste sig hurtigt at taggenes tæthed giver problemer og ved mindre end 3 cm mellem taggene falder læsesikkerheden markant. Testen var baseret på I-Code I tags. Uden bevægelse vil det med stor sandsynlighed være de samme tags der ikke kan læses. Metalhylder nedsætter den afstand der skal være mellem taggene for at få en 100 % læsesikkerhed. Økonomi De læsere der kan lave store 13.56 MHz felter og håndtere anti-collision bruges typisk til industrielle formål, hvor der stilles strenge krav til hastigheder og robusthed. Disse læsere koster fra kr. 12.000,- og op. Hertil kommer afskærming og antenner. Multiplexere koster mindst det dobbelte. Estimeret pris pr. hyldemeter: kr. 3.000 6.000,- 9

Hvis en speciel multiplexer og antenne fremstilles og masseproduceres vil prisen pr. hyldemeter falde betragteligt. Fordele Simpelt design og gode muligheder for at bygge antennerne ind i fremtidige reoler. Ulemper Problemer med at få et ensartet felt hvis der er meget metal i miljøet. Det vil være tilfældet på de eksisterende metalreoler på Silkebord Bibliotek. Denne model er sårbar overfor huller i feltet, da der er en dårlig vinkel mellem tag og antenne og dermed en lille energioverførelse. Det er ikke muligt at positionere bøgerne inden for den enkelte hylde. Retningsbestemte antenner Kraftige antenner, der er i stand til at lave et langt smalt felt kan, placeret for enden af reolerne opnå en optimal vinkel i forhold til taggene. TagVision har i samarbejde med en phd-studerende fra ITU lavet en række forsøg med denne teknik. En af de store fordele ved denne model er muligheden for at lokalisere bøger meget mere nøjagtigt end på hyldeniveau. Da taggenes afstand til antennen vil være forskellig er teorien, at man ved at måle på signalstyrken fra tagget kan registrere taggenes rækkefølge på hylden. Pga. støj fra miljøet vil det være forbundet med en stor unøjagtighed, men selv en positionering inden for +/- 3 bøger vil udvide systemets mulighed enormt. I teorien vil det blive muligt at fortælle hvor en bog er placeret eller reagere på en forkert placering på den enkelte hylde. Men i praksis bliver det meget svært at opnå nøjagtighed inden for +/- 3 bøger. Figur 3. Retningsbestemt Antenne De test der blev gennemført af TagVision viste, at signalstyrken generelt er meget svingende, og med nutidens I-Code tags bliver det ikke muligt at bruge værdierne til at positionere materiale. Der forskes meget i at optimere energioverførelsen til taggene, og de nye ISO 18000-3 tags performer langt bedre, men der er stadig lang vej igen før signalstyrken vil kunne bruges til at positionere de enkelte tags. Generelt er det et problem med signalstyrker fra RFID tags, at selv en meget lille ændring i vinklen mellem tag og antenne har stor betydning for signalstyrken. 10

Økonomi Der er meget svært at sige hvad slutprisen på retningsbestemte antenner vil blive. Det er en teknologi der stadig må betragtes som i udviklingsfasen, og det er derfor ikke muligt at estimere en pris pr. hyldemeter. Ulemper Avanceret teknologi. Ikke muligt med I-Code I tags med mindre end 3 cm s mellemrum. Fordele Meget nøjagtig positionering (indenfor +/- 3 cm.) Små antenner Der findes i dag billige læsere med små antenner (typisk 90x90mm) der er i stand til at aflæse flere tags på en gang. Ved at placere antennerne med få centimeters mellemrum kan man lave et meget kontrolleret aflangt felt. Man undgår at skærme hylderne, da feltet ikke rækker mere end 10-12 cm, og der er ikke behov for at sende med store effekter. De små læsere er i stand til at kommunikere via avancerede netværk som f.eks. RS485, hvilket gør det muligt at have op til 34 læsere koblet til en enkelt kontroller. Cordura har udført en række test med 90x90mm antenner der laver et felt på ca. 15-17 cm i diameter. 3 Det er også muligt at tilslutte 2 antenner til 1 læser. På denne måde kan en enkelt læser dække op til 34 cm hylde. De mange små felter giver en bedre energioverførelse til de enkelte tag, men der opstår desværre huller mellem antennerne. Det forventes dog at kunne løses ved at ændre på antennernes design, hvilket vil kræve mere forskning. Det vil være muligt at indbygge antennerne i en slags måtte der rulles ud på de eksisterende hylder. Metalhylder forværrer dog problemet med huller mellem felterne. Figur 4. Små Antenner De mange små antenner vil gøre det muligt at positionere bøger i områder på 17-34 cm. Det vil ikke være muligt at positionere bøgerne inden for området. 3 Se Bilag 3 11

Økonomi De små læsere koster fra kr. 1.200,- men bestilles mere end 50 kan prisen mindst halveres. Forventet pris pr. hyldemeter: kr.1.800 3.600,- Ulemper Døde områder, antenner skal udvikles, så de bliver optimeret til opgaven. Fordele Fleksibelt setup. Der er nærmest tale om et byggesæt med legoklodser i form af små antenner, der kan hæftes sammen. Læserne findes allerede som kommercielle produkter og skal ikke først udvikles til formålet. Forholdsvis nøjagtig positionering af bøger inden for 17 cm. Håndholdte scannere Et alternativ til de indbyggede antenner er håndholdte antenner der kan føres forbi hylden i en passende afstand. Databehandling kan foregå på en pda tilsluttet læseren. Der findes allerede små læsere, men den tekniske udfordring består i at læse alle taggene og at aflæse dem i et højt tempo. Antennen vil have en dårlig vinkel i forhold til taggene, men dette kan minimeres ved at vinkle antennen 20-40 grader. Det høje tempo stiller store krav til en hurtig anticollisions funktion. En pda har begrænset batterikapacitet og en håndholdt læser kræver derfor et ekstra batteri eller en ekstern strømkilde for at kunne bruges i mere end 1 time. 12

Håndholdt læser med bred antenne. Opstilling hos TagVision A/S. 13

Håndholdt læser med smal antenne. Opstilling hos TagVision A/S. TagVisions test 4 viser at det bliver svært at opnå 100 % læsesikkerhed hvis der er tale om I-Code I tags. Men udstyret fungerer og der vil i nærmeste fremtid komme håndholdte læsere på markedet, der er i stand til at læse en høj procentdel af bøger i en reol. Nye tags med bedre energioverførsel vil forbedre læsesikkerheden.tagvision A/S har iværksat et projekt til yderligere udvikling af en kraftig håndholdt læeenhed som Silkeborg Bibliotek herefter vil teste og evaluere. Cordura vil ligeledes deltage i denne udvikling. Systemkrav Intelligente Reoler vil generere enorme datamængder og vil kunne tvinge de fleste bibliotekssystemer i knæ, hvis alle læsninger resulterede i opslag i databaser. I teorien en læsning pr. bog pr. sekund! For alle bøger. Det vil derfor være nødvendigt at indføre en server, der kan fungere som mellemled og styre det antal forespørgsler, der sendes videre til bibliotekernes nuværende systemer. En sådan server vil kunne styre læserne og konstant sørge for at have en opdateret database med alle materialers placering. Specielt udviklede læsere vil kunne nøjes med at rapportere når der sker ændringer i deres inventory. Det vil reducere netværksbelastningen og kravet til serveren. Der er ikke behov for meget store og dyre servere, hvis systemerne designes, så kun ændringer sendes videre i systemet. Eller hvis serveren får kontrol med læserne sådan at er der f.eks. hver nat 4 Se Bilag 2 14

kan køres en inventory-forespørgsel reol for reol, mens systemet i dagtimerne nøjes med at registrere ændringer. Der er ingen teoretiske hindringer i at benytte en trådløs teknologi til kommunikation mellem læser og server. F.eks. Bluetooth eller WiFi. Det vil gøre installationen af systemet meget lettere, men på den anden side fordyre læserne. Prototype Cordura har i samarbejde med Silkeborg Bibliotek og TagVision udviklet en protype på en udstillingshylde med indbygget RFID-læser. Formålet med prototypen var at få praktiske erfaringer og at vise, at det allerede i dag er muligt at lave intelligente reoler og finde applikationer hvor de kan retfærdiggøres selvom der stadig er tale om dyrt og lidt klodset udstyr. Skitse 1.0 Ud fra Silkeborg Biblioteks konceptuelle tegninger (se bilag 1) udviklede TagVision en stor aflang læser indbygget i en træramme. Vha. et kraftigt felt og hylder i en optimal vinkel og med plads til et begrænset antal bøger, kan hylden uden problemer detektere, når en bog fjernes fra en hylde. Cordura har udviklet software der kontrollerer, hvilke bøger der er på hylden og som reagerer når en bog fjernes. På skærmen fremvises et slideshow over de bøger der står på hylden og når en bog fjernes, vises et website med oplysninger om bogen. Softwaren kører på en lille windows computer, der kan bygges ind i hylden. I softwaren er inkluderet et administrationsprogram, der gør det nemt at fylde nyt materiale på reolen. 15

Version 1.0. Opstilling hos TagVision A/S. 16

Version 2.0. Opstilling hos TagVision A/S. Prototypen kan nemt udvides så den henter information om materialet fra eksterne databaser eller webservices som f.eks. Mit Bibliotek, men det er en opgave der ligger uden for dette projekts rammer. Der arbejdes videre med anvendelse af den intelligente reol i projektet Det selvbetjente bibliotek hvor både informationer fra bibliotekssystemets katalog og Mit Bibliotek indgår i de informationer, brugerne skal kunne præsenteres for. Konklusion Projektet har overordnet vist, at der er mange forhindringer i forhold til at lave intelligente reoler med I-Code I tags, der lever op til alle visionerne i denne rapport. Der er dog kommet interessante oplysninger frem i projektets levetid. F.eks. har det vist sig, at ikke kun chippen men også antennen på en tag har stor betydning for, hvor god energioverførelse taggen har. De nye typer tag, der er på vej har for første gang fokus på netop dette problem, og tag-producenter kan i dag vise læsninger af tags stablet direkte oven på hinanden. Det skyldes optimering af både chip og antenne. Fremtiden ser altså lys ud for intelligente reoler, men realistisk set skal der et par generationer af tags til, før pris og egenskaber gør det muligt at aflæse bøger på en reolhylde. Priserne på RFID læsere er stadig meget høj og prisen pr. hyldemeter er derfor stadig så høj, at det næppe i dag er attraktivt for et bibliotek at investere i intelligente hylder til alle reoler. Projektet har til gengæld vist at special-designede hylder allerede i dag kan læse, hvad der er placeret på dem. Disse hylder vil kunne anvendes til specialudstillinger, hvor man ønsker at vise interaktive præsentationer eller blot multimedia materiale om genren, forfatteren osv. 17

Man kunne også forestille sig hylder til reserveret materiale, der automatisk kan fortælle låneren, hvor bogen står. Eller en hylde med populære bøger der selv giver besked til personalet når alle eksemplarer af en bog er udlånt. Specielle materialer som f.eks. CD er og lydbånd forværrer de problemer som også taggede bøger skaber, når man forsøger at aflæse dem med meget kort afstand mellem materialerne. Det er i dag ikke muligt at aflæse flere CD er eller lydbånd hvis ikke vinklen mellem tag og antenne er 180 grader. Og selv med den optimale vinkel vil der højst kunne læses ganske få på en gang da metallet fra materialerne vil ødelægge feltet. Intelligente Reoler vil helt sikkert vinde indpas i mange biblioteker inden for den nærmeste fremtid, men der kommer til at gå flere år, før det bliver realistisk at indbygge læsere i alle reoler. Men udviklingen går stærkt, selv i dette projekts korte levetid er vi flere gange blevet overrasket over de nye muligheder, der kommer med næste generation af tags. Biblioteker der i dag skal beslutte sig for, hvilken type tags de skal benytte til deres materialer bør undersøge grundigt hvordan taggene opfører sig, når de stables. Det er ikke nok at se på ISO standarden, da der også er stor forskel på de enkelte producenters antenner. Lignende projekter TAGSYS Develops Item-Level RFID Smart Shelf And Smart Dispenser For Pharma, Libraries And Retail, May 02, 2006 http://www.tagsysrfid.com/html/rfid-news-250-2-1.html TAGSYS fortæller i denne pressemeddelelse, at man nu har udviklet en Intelligent reol: The new Smart Shelf is designed to provide accurate readings regardless of the orientation of the tag. Det har dog ikke været i muligt atl finde yderligere information om funktionalitet eller lignende, heller ikke på deres egen hjemmeside. PowerPoint-presentatie POP2005 http://www.ims.fraunhofer.de/uploads/media/rfid_duisburg.pdf I denne præsentation beskrives NEDAP's projekt med chip i en tøjforretning. Her udnyttes konceptet på en måde, der svarer til reolen i 'Den intelligente reol'. Skærmen skifter billede, når kunden taget et stykke tøj ned fra hylden, ligesom systemet foretager konstant hyldekontrol. Real time inventory in libraries. Now possible with Nedap s Intelligent Shelf. 07-05-2004 http://www.nedaplibrary.com/news.asp?ne_id=16 Dette er NEDAP's "gamle" projekt vedr. Intelligent reol. Dette projekt er antagelig opgivet, da der ikke via deres hjemmeside findes andre oplysninger end denne nyhed fra 2004. 18

Bilag 1 Illustrationer Udstillingshylde! " " 19

" #$"# # " " 20

$" " # " 21

" # %# " "& '# ()*+$ "# " 22

23

24

Bilag 2 TagVision Test Forsøg med elektroniske RFID hylder (13,56MHz). April 2006. Hos TagVision A/S har vi gennemført diverse forsøg med udgangspunkt i at kunne aflæse /detektere boglige materialer placeret på metalhylder (med en håndholdt læser, red.). Bøgerne har hver en tag (chip) isat og de vender ryggen mod låner. Bøgerne varierer i tykkelse fra ca. 5mm til ca. 45mm. Taggen måler 46x76mm. Opgaven bestod i at aflæse bøgerne fra ryggen og opnå flest mulige læsninger. Til formålet var der fremstillet 2 typer af læseantenner. 1 smal og 1 bred. Antennerne var tilsluttet 2 forskellige typer af læseenheder. 1 svag og 1 stærk. Forsøgenes resultater kan sammenfattes som følger: 1. Mange tynde bøger efter hinanden giver lav / meget lav læsning. 2. Mange tykke bøger efter hinanden giver højere læsning. 3. Et 50/50 miks af tynde og tykke bøger giver højere læsning. 4. Metalhylderne indvirker forskelligt på kombinationen af smal og bred antenne sammenholdt med svag og stærk læser. 5. Variationen i taggenes frekvens og q- værdi påvirker læseresultatet. 6. Strømydelsen skal være konstant for at opnå ensartet læsning. 7. Kablingen skal være optimal og stik skal have fast forbindelse. 8. Der blev registreret forskellige læsninger ved brug af forskellige tags og chips. 9. Softwaren har stor betydning for en hurtig og præcis læsning. 10. Læseafstanden varierede fra ca. 2 8 cm afhængig af antenne og læser. 11. Anticolitions tabellen skal være simpel og entydig for at få høj læsehastighed. 12. Flere tags kommer i læserens søgefelt og dermed opstår ingen læsning. 13. Aflæsningen skal foregå langsomt og i et ensartet tempo. 14. En antenne og læser kombination opnåede 3 gange ca. 75-85 % aflæsning. 15. Der er ikke garanti for 100 % aflæsning. 16. Ved brug af metalhylder nedsættes læse afstanden og læse nøjagtigheden. 17. Læseantennen skal være meget nøje afstemt samt have den optimale facon. 18. Læseantennen skal være vinklet x- antal grader i forhold til hylder. 19. Brug af ikke metalhylder forbedrer aflæsningen væsentligt (ca. 40 60 %). 20. Der kræves yderligere udvikling i software, læser, antenner samt taggenes ensartethed for at opnå det maksimale resultat. Alle forsøgene blev udført hos TagVision A/S som også selv forestod testopsætningen baseret på boglige materialer og stålreol, alt lånt, fra Silkeborg Bibliotek. Der deltog 3 tekniske og 1 kommerciel person i forsøgene som strakte sig over 3 uger. 25

Bilag 3 Cordura Test Testen blev udført med ISO15693 tags monteret i bøger der blev opstillet med 90 graders vinkel til antennerne. Konklusionerne blev: 2 antenner kan lave et felt der dækker 34 cm. Der opstår et hul i feltet mellem de to antenner på 2-2,5 cm Det er muligt at forbinde 2 antenner til den samme læser. Læserne kan kommunikere via RS485 netværk. Det betyder op til 34 læsere til det samme netværk. Hvis tykkelsen på bøgerne, og dermed afstanden mellem taggene, bliver mindre end 2 cm falder læsesikkerheden. Antennedesignet skal optimeres til applikationen. Det må forventes at hullet i feltet mellem de to antenner kan minimeres kraftigt. Test med små antenner. Opstilling hos Cordura A/S 26