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曾隽芳:中国RFID技术发展与应用动态


作者:曾隽芳 RFID世界网 贺琳整理 来源:RFID世界网 2008-05-10 15:02:30

摘要:大家下午好,很高兴大会的主办方给我这样的机会在这里和大家交流一下我对中国RFID技术发展与应用动态方面的看法,这个题目比较大,我更重点讲讲我们RFID研究中心最新的一些工作和大家学习、交流。

关键词:RFID技术[359篇]  发展[38篇]  动态[4篇]  



中国科学院自动化研究所副主任曾隽芳女士

 曾隽芳:大家下午好,很高兴大会的RFID世界网给我这样的机会在这里和大家交流一下我对中国RFID技术发展与应用动态方面的看法,这个题目比较大,我更重点讲讲我们RFID研究中心最新的一些工作和大家学习、交流。

    所以我报告分两块:一个是国内的一些动态;第二个是我们的工作进展。

    首先中国RFID的发展,中国政府是对RFID行业给予了重视和支持,在今天上午魏凤主任的报告中也提到了,多部委联合发布了RFID的白皮书,发改委、尤其是科技部给RFID专项支持,“863”计划一共有三批,支持建立RFID技术测试中心,开展RFID关键技术研究与开发,其中中科院自动化所在前面两个项目中都是牵头单位,8月份科技部批准了建立国家RFID上海产业基地,在RFID尤其是产业链的整合方面开展了一些工作,在十一五期间“863”计划一共支持1.6亿,19个方向共34个课题,涵盖了RFID产业链各个环节的关键技术攻关,以及测试、标准和重点行业的应用示范,这个项目分了两批:第一个批是1.28亿,下面还有3000万就是新一轮的支持,新一轮的重点一个是技术的深化,还有就是国产产品的应用。

    在今年的4月份,信产部颁布了超高频的射频给国内的RFID带来了发展机遇,因为800/900的频段应用在国外还没有研发出来。

    第二我国的RFID发展初期发展前期,需要通过应用的量把市场预热起来,来促进和带动技术的发展以及标准的制定,在2007年,RFID技术在芯片读写器,天线、标签封装以及软件等环节都有了扎实的进展,RFID的产品也进一步向小型化、实用化、低成本等方面发展,从未来来看,RFID要做到无所不在,能够深入到人们生活,随时随地地感知这个程度的话,必然会和移动的通讯,GDP系统、RTLS、机器人及其他无线技术结合,正朝着构建一个无所不在的社会化信息服务网络的方向迈进,并将推出各种创新的服务模式。在个产查高台RFID芯片的推出也是极大地推动了产业的发展,在07年的时候,国际上EPCW2标签的大量面市,迅速地推动了RFID的应用市场,同时面向特殊应用的电子标签也纷纷面世,比如无缘电子标签成为趋势,日本的富士通基于其独特的铁电储存器技术在存取速度和容量上有优势,开发出世界上第一个大容量的标签,日本的富士通在推出了64K的大容量RFID电子标签,可以满足生产和流通过程中的大量信息录入,并且有一些可能没有网络的环节,所以像这类的标签,因为它价格比较高、容量大,针对特定的应用市场来开发的,在它的特定应用市场上,只要有用户去用也会获得它的回报。我们可喜地看到,我国推出了第一个超高频RFID芯片产品,集成度正在提高,在读写距离、储存容量、成本、工艺等方面均有提升,面向特殊用途的芯片、与传感器集成的读写器标签开始走向市场。还有就是英特尔公司于2007年3与推出了读写器芯片,这种芯片集成度高、成本低、体积小,供销低,能同时支持从短距离的手持读写器到远距离的大门禁式读写器等广泛的应用,这个芯片的问世将大幅度降低读写器开发的门槛和成本,我国的读写器继承芯片的研制刚刚开始,国家科技攻关项目将给予支持,基于读写器芯片来开发各种超高频读写器产品,预计将对国内读写器市场产生较大影响,目前已有一些国内厂家瞄准这一商机,推出了基于R100开发的读写器,对于国产RFID封装设备的研制能成为我们产业的突破口,降低设备的成本、提高生活的柔性成为趋势,要使封装线能够很好地满足多种标签的生产封装。国内的标签集成厂家现在都是以引进国外的封装设备,价格昂贵,而且本地化的技术支持和维护比较困难,因为当你设备引进的时候,把你生产线都建好,调试通过以后,相当于设备的改造,还有可能出现的一些问题要维护就要靠本地的技术力量,否则一个是专家的费用高,另外一个也不是太方便,因为我了解到,标签封装好了之后是不是合格的标签,可读的,那么它就装一个在线的读写器模块开发的装置,这个就得自己做,国外就没有增加这样的功能。国产的封装设备,毫无疑问价格会大大地降低,现在已经有了产品和样机,像北京的德新全、还有华中科技大学他们开发封装设备的核心技术和相关的模块。还有一个是公共测试和公共服务平台将成为应用的支撑。目前RFID测试还处在发展初期,各方达成联盟,希望联合测试共享设备,这已经成为一个趋势。不光在内地,我们和香港做RFID基准测试的也有很好的关系,在今年3月1日中国RFID基准测试联盟在香港筹备成立,国内联合了11家单位参加这个联盟,在“863”十一五的计划当中也支持RFID系统测试和应用验证测试,这里面每一个课题都是一家单位牵头,五家参与单位,所以是多家联合的方式。

    另外在公共服务体系“863”计划也是支持了RFID公共服务体系架构设计及应用服务课题研发,开发关键技术在北京、上海、武汉、重庆、沈阳等建立平台服务节点,像今天早上的报告中是给出的分布式的P2P,是一种集中的方式来提供服务。在3月26—27日,在中国做公共服务体系的专家与EPCglobal联合举办了RFID的研讨会,而且研制出对接方案。

    还有就是尽快制定我国的物品编码标准,信产部电子标签工作组,应用组,数据格式组,标签与读写器组,在成员单位征集标准草案,经过论证、操纵、修改,递交到工作组中,至少在目前阶段,会成为工作组的内部技术方案,当时机成熟和有合适的渠道的话,就会推荐到国家或者是行业的标准去审定。

    在十一五“863”计划当中中国标准化协会承担了研究与制定课题。目前做RFID标准最大的困难是缺乏自主知识产权的核心技术。中国组团去参加的话经常是去参与和听的,因为你没有标准的提案,所以在中国的标准话语权方面目前还是比较薄弱,中国发展RFID就要有自己的物品编码标准来做支撑,现在我国的物品编码标准化工作进展比较缓慢。但目前的话有过一些会议和讨论,但是至今没有拿出方案,还是落后于RFID应用的需要,所以需要尽快地制定基础标准,使得RFID应用的各行各业和企业,能够在统一的标准体系下开展工作,避免在信息交换和系统的互联互通上增加更多的工作和成本。

    下面讲讲中国科学院RFID中心的进展,我们的主要工作分为三个领域:一个是RFID的系统测试,一个是公共服务体系,一个是应用项目的解决方案。

    对于应用RFID测试,我们把带测试的读写器和标签,通过我们自己开发的设备驱动中间件,采集到数据,对数据进行管理,存到测试数据库里面,将来可以和其他的机构共享设计,做一些合作的分析和利用,通过测试数据分析软件就可以获得一个测试结果,这个结果将来就形成产品评测报告的主要依据,提供给厂家。另外在数据的利用上,类似于Reva  Systems公司的思想,就是用机拟模型来部署RFID应用系统,可以形成一个软件。

    对于应用测试,我们在07年就做了一些工作,去年之前还有其他方面的工作,像国内主流的读写器十多款,标签十多款来进行互操作性测试,读写器相应速度测试,单标签/多标签度曲能力测试,标签介质影响测试,密集读写器测试,天线方向图测试,天线有效辐射功率测试,偶天线弊端曲折性能影响分析测试,等效全能辐射功率测量等等,在读取周期等等有不同的表现,可以进行横向的对比,另外这是一个自动的测试装置,可以变换天线的位置、角度,来做主流测试,通过信号分析的话,这里还有类似其他的分析结果,左边是粘贴标签位置的测试,第二个是运动中的标签读取测试,还有就是对天线的性能做测试,中间是对读取距离的,我们用的是激光测试仪,右边这个是做环境影响因素做的测试,在实验室做的测试和现场的环境有距离,在真正实行运用项目前期的话,应该拿到现场去测试,进行设备的选型进行部署方案,当然还要进行方案的实际部署改正。比如用电机模拟电磁的干扰源,这个是个波盘,在波盘上贴标签,这是一个产品下线传输的生产线装置。

    利用这个测试的话,我们可以进行应用部署,这个软件已经开发出来,这是一个软件结构,下面我们进行虚拟标签,刚才Reva  Systems标签内容的读写化,当你测试完成之后,通过设备驱动接实际的RFID读写器,你获得了一个数据测试,另外一个通过数据的处理还有数据的管理,以及业务规则的过滤分析数据库,仿真化的软件,都是一些对象,这些对象带有一些属性来部署界面。

    这是在家电的生产线来应用部署仿真,因为家电的下线有一个节奏,调整之后会获取它的参数,有些点的话部署了读写器,右边的话有一些系统的管理功能,上面显示出测试的信息。

    另外在做密集读写器测试的话,主要是防冲突性,所以我们对防冲撞测试及算法改进,像动态帧时隙AlOHA帧长及分组。

    对公共服务体系在十一五的“863”项目中我们开发出了项目模型和核心中的项目软件,在深入中还会有一些扩展,包括物品的信息模型,还有RFID事件对象管理,以及核心服务,核心服务包括编码解析、注册认证、检索与跟踪服务。在核心服务的基础上,有应用服务,可以定制模块,都是食品跟踪、药品跟踪、危化品跟踪,实际上都是跟踪类,可以借鉴模块,同样还有防伪查验等其他的服务,在公共服务上面要考虑到将来商业化的模式,比如说以公共服务为模块,实现企业或者行业的应用定制,还有可以开拓类似于像旅游、交通、公共安全等服务。这是公共服务的示意图,支持跨企业的应用,一方面有公共服务的服务中心,建立这样的企业首先是龙头企业,然后从行业到地区的服务中心,最后是有国家的RFID的公共服务中心。

    对于企业的话,实际上把它能够供应给信息的话,以信息服务的方式发布出去,公共服务平台检索机制能找到这个信息,然后由企业控制这个信息能授权什么样的用户去访问,保证企业商业的信息安全。

    还有一种方式如果是属于政府监管类的平台,可能要求这个信息给监管部门进行集中管理,监管部门来控制什么样的用户访问和使用这样的信息,这是不同的。

    第二个就是刚刚提到我国的物品编码标准还没有制定出来,也有一些单位在探索合适RFID应用的编码方式,有做防伪的,他们提出了、公共服务体系的课题实施单位也提出了,但是这些方案还没有碰到一起来讨论,或者是多种方案取长补短。这是我们提出来的,在每一段之前加一个段头,这样就可以知道一个段的定义,在行业用这个编码的时候,可以自主的选择取哪个段,可以在编码解码的时候,软件的实现可以是一样的。它只是需要根据行业的一个需求来制定本应用范围的一个编码。

    第三块讲到我们的应用,在前期我们实实在在做了两个应用工程,在交流的场合也提过,一个是在服装的制衣生产线上,把标签贴在衣架上,然后圈上放了读写器,这样的管理一个订单只有一件衣服,之后工人就知道怎么做,比如你的衬衣是外翻口袋或者是尖领、圆领的,因为检测出来之后质量有问题不会是下线,在哪个环节有问题就在次品下线,整个车间有车间管理的计算机,这个的话实际上就和传统有很大的好处,原来条码容易损坏。在快速性上就不如RFID。另外就是在卷烟厂上的应用,放在卷烟厂下线的读写器,在它的托盘上贴标签,而不是贴在每一条烟或者每一箱烟上。只是把这30件烟的信息都集中写到托盘上,一托盘就是货物单元就不拆了,防止串货。我们做了RFID血液管理系统,就是采血、血站、调血以及医院环节联系起来,每一个细节都公布上去,比如说这一袋血的来龙去脉全程跟踪,比如稀有血型哪里有可以查到。还有就是把RFID和机器人结合在一起,移动机器人加哪套读写器,上面的读写器是真正RFID的应用,下面的读写器是读地板上贴的位置标签,并且读到标签之后知道升降杆该做什么样的动作。我们特意做升降杆说明有好多货物扫描不到,利用这个可以做巡检系统的好处就是减少人工,不好之处就是机器人的待电时间有点问题,解决充电问题,所以说只待电两个小时就工作不了了。

    还有一个就是RFID在防伪上的应用我们开发出一款专用的读写器,基于这个读写器做了查验平台,安全机制是最重要的,采取读写器授权认证和产品防伪认证双重认证来达到,现在在主题公园、展览馆、科技馆、博物馆应用,门票进去的时候就把自己的姓名,尤其是使用语言,你是中国的还是国外的,你在所有的环节都可以使用到个性化服务,说英语的展品介绍就是说英语的,还有方便找人,方便统计哪些东西受欢迎等等一些功能。

    还有就是食品追诉,奥运食品安全很重视,我们当时也做了这样的方案,这个系统没有实施,只是应用解决方案的考虑,在这里有特色的地方就是我们把食品的运输环节,把读写器和传感器集成,所以这一车的标签温度的信息是一样的,就是通过读写器传过去,这一批货温度信息都是这一个。还有网络架构、安全的追溯与评估。

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