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2007年度RFID技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)與工作展望

作者：中科院自動(dòng)化所 劉禹 曾雋芳
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日期：2007-03-04 11:46:07
摘要：中科院自動(dòng)化所2007年度RFID技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)與工作展望
射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，簡(jiǎn)稱(chēng)RFID）技術(shù)起源于第二次世界大戰(zhàn)中的敵我識(shí)別系統(tǒng)，是一種基于射頻原理實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID技術(shù)以無(wú)線通訊技術(shù)和大規(guī)模集成電路技術(shù)為核心，利用射頻信號(hào)及其空間耦合、傳輸特性，驅(qū)動(dòng)電子標(biāo)簽電路發(fā)射其存儲(chǔ)的唯一編碼，可以對(duì)靜止或移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，并高效地獲取目標(biāo)信息數(shù)據(jù)，通過(guò)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合還可以實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的目標(biāo)跟蹤與信息共享。


作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的RFID國(guó)立研究機(jī)構(gòu)，中科院自動(dòng)化所一直致力于推動(dòng)RFID技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用，并通過(guò)國(guó)際合作提高我國(guó)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定中的話語(yǔ)權(quán)。

 



目前國(guó)內(nèi)已有多個(gè)RFID典型應(yīng)用案例，如服裝、家電、郵政、食品安全追溯等。但是，由于目前國(guó)內(nèi)RFID產(chǎn)業(yè)鏈還缺少兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即標(biāo)準(zhǔn)和公共支撐平臺(tái)，使得技術(shù)的進(jìn)一步推廣還存在難度。


關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)，目前有多個(gè)不同的標(biāo)準(zhǔn)化組織都在積極開(kāi)展工作，最終所有的標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)在ISO的框架下制定。值得我們關(guān)注的標(biāo)準(zhǔn)包括ISO/IEC JTC1 SC31工作組、EPCglobal、IP-X和IEEE 1451等。

 

Ø         ISO/IEC JTC1 SC31

-           空中接口通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)，包括標(biāo)簽和讀寫(xiě)器間的信號(hào)形式、多標(biāo)簽碰撞協(xié)議、命令格式，為所有標(biāo)簽和讀寫(xiě)器之間的通訊命令提供了全面的定義。

-           數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 15961、15962與15963標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了信息交換過(guò)程中的數(shù)據(jù)協(xié)議，它們獨(dú)立于ISO 18000系列空中接口通訊協(xié)議。

-           性能測(cè)試和一致性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 18046和18047規(guī)定了RFID系統(tǒng)各部分之間必須滿足的一致性要求，從而實(shí)現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備的互通性和互操作性。

-           實(shí)時(shí)定位系統(tǒng) ISO/IEC 24730是應(yīng)用于單品管理中大范圍或小范圍定位的空中接口標(biāo)準(zhǔn)，定義了多個(gè)空中接口協(xié)議和一個(gè)應(yīng)用程序編程接口。

-           應(yīng)用需求概要 ISO/IEC TR 18001對(duì)RFID應(yīng)用范圍和存儲(chǔ)容量進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，使RFID系統(tǒng)在應(yīng)用的噪聲、干擾以及物理環(huán)境的變化中具有冗余性和可靠性。

 

Ø         EPCglobal提出的“物聯(lián)網(wǎng)”（Internet of Things）體系架構(gòu)由EPC編碼、EPC標(biāo)簽及讀寫(xiě)器、EPC中間件、ONS服務(wù)器和EPCIS信息服務(wù)器等部分構(gòu)成。EPCglobal一直致力于將EPC Class 1 Gen 2相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并入ISO 18000-6C，其努力也在2006年6月取得成效。此外，EPCglobal近期還將宣布面向中國(guó)的特別舉措，相信會(huì)對(duì)未來(lái)的市場(chǎng)走向造成很大的影響。我們?cè)陉P(guān)注物流供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域的RFID標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須要重視EPC的相關(guān)進(jìn)展。

Ø         IP-X技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)包括頻段、標(biāo)簽設(shè)計(jì)、IP-X通訊協(xié)議等內(nèi)容，由IPico公司在全球多個(gè)項(xiàng)目中成功應(yīng)用。與其它標(biāo)準(zhǔn)相比，IP-X標(biāo)準(zhǔn)的不同之處主要在頻段和標(biāo)簽設(shè)計(jì)方面。標(biāo)簽設(shè)計(jì)采用“TTF”（Tag-Talk-First，標(biāo)簽主動(dòng)講話）模式，可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，降低成本。相信IP-X技術(shù)也會(huì)隨著人們對(duì)它的認(rèn)知而得到更加廣泛的應(yīng)用。

Ø         IEEE 1451是1994年由IEEE和NIST發(fā)起，希望用標(biāo)準(zhǔn)通信接口解決傳統(tǒng)傳感器集成的問(wèn)題的對(duì)象模型和數(shù)字接口標(biāo)準(zhǔn)，提供基于射頻的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。有關(guān)建議將會(huì)對(duì)現(xiàn)有的ISO/IEC 18000系列RFID標(biāo)準(zhǔn)，以及ISO/IEC 15961、ISO/IEC 15862讀寫(xiě)器數(shù)據(jù)編碼內(nèi)容和接口協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展。從RFID技術(shù)中長(zhǎng)期的發(fā)展來(lái)看，有必要保持對(duì)IEEE 1451相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的密切關(guān)注。

 
關(guān)于公共支撐平臺(tái)，又可以分為兩部分主要內(nèi)容，一是信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，二是第三方認(rèn)證的測(cè)試服務(wù)。


信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)又被成為公共服務(wù)體系（PSI），是RFID應(yīng)用的核心和基礎(chǔ)。它可以對(duì)編碼進(jìn)行統(tǒng)一管理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，提供查詢和跟蹤服務(wù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)物品流動(dòng)過(guò)程。由于它涉及國(guó)家和企業(yè)的信息安全，其數(shù)據(jù)資源需要分布式存儲(chǔ)和多級(jí)認(rèn)證。RFID公共服務(wù)體系的架構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)及通信協(xié)議基礎(chǔ)之上，以統(tǒng)一的電子編碼體系、物品信息模型和安全保障體系為支撐，實(shí)現(xiàn)三個(gè)層面的公共服務(wù)：公共基礎(chǔ)服務(wù)（注冊(cè)，編碼解析服務(wù)），公共應(yīng)用服務(wù)（目錄服務(wù)，信息檢索與跟蹤，信息分發(fā)）和公共支撐服務(wù)（安全服務(wù)，用戶認(rèn)證，讀寫(xiě)器管理，服務(wù)配置管理）。而企業(yè)的信息服務(wù)系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的Web服務(wù)接口將面向行業(yè)或區(qū)域的各種應(yīng)用系統(tǒng)與公共服務(wù)體系進(jìn)行溝通，實(shí)現(xiàn)信息共享與信息交換。中科院自動(dòng)化所所開(kāi)發(fā)的PSI系統(tǒng)原型，更加強(qiáng)調(diào)頂層管理者對(duì)信息的監(jiān)控和追溯，已在血液調(diào)度管理系統(tǒng)上得到驗(yàn)證。

第三方認(rèn)證的測(cè)試服務(wù)也是目前眾多系統(tǒng)集成商緊迫的需求之一。由于不同行業(yè)對(duì)RFID的應(yīng)用環(huán)境、使用頻率、存儲(chǔ)能力、標(biāo)簽形式、抗干擾性能等要求都不相同，對(duì)RFID設(shè)備的選型提出了挑戰(zhàn)。此外，應(yīng)用中如何體現(xiàn)RFID技術(shù)自身的業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)和系統(tǒng)性能、如何實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有條碼的過(guò)渡和共存、如何與現(xiàn)有ERP等商業(yè)應(yīng)用軟件進(jìn)行無(wú)縫連接等問(wèn)題，也給系統(tǒng)集成商提出了更高的要求。中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所RFID研究中心與北京中交國(guó)科物流技術(shù)發(fā)展有限公司在國(guó)家863計(jì)劃支持下建立的國(guó)內(nèi)首家RFID測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)較為完善的實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境測(cè)試RFID關(guān)鍵技術(shù)的多項(xiàng)可靠性指標(biāo)，總結(jié)出系統(tǒng)的評(píng)測(cè)體系，目前可以對(duì)用戶和系統(tǒng)集成商提供單品級(jí)、硬件級(jí)、系統(tǒng)級(jí)、方案級(jí)和咨詢級(jí)等不同級(jí)別的測(cè)試，分別滿足不同使用者的需求。


最后還需要指出一點(diǎn)，RFID技術(shù)的應(yīng)用不僅僅局限于物流供應(yīng)鏈管理中的單品識(shí)別。用發(fā)展的眼光來(lái)看，RFID最終還是會(huì)以一種短距離通訊技術(shù)的角色出現(xiàn)在其它領(lǐng)域，如無(wú)線傳感、智能交通、移動(dòng)通訊等。與新興技術(shù)的融合是RFID技術(shù)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的生命力所在。從這個(gè)意義上說(shuō)，RFID技術(shù)還有很大的市場(chǎng)沒(méi)有開(kāi)拓。借用廣告中的一句話：“成功？我才剛上路呢！”