RFID系統(tǒng)難題

    RFID電子標(biāo)簽的單項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，但不管在物流業(yè)還是制造業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中還存在大量的技術(shù)難題。如：多個(gè)物品堆積時(shí)由于相互干擾而造成識(shí)別率降低所帶來(lái)的防碰撞問(wèn)題；多個(gè)閱讀器多通道同時(shí)讀取時(shí)物品群的去重問(wèn)題；由于電子標(biāo)簽所附物品的介質(zhì)不同對(duì)無(wú)線信息的干擾造成的性能下降；RFID在安全架構(gòu)方面的問(wèn)題（如防止標(biāo)簽的復(fù)制問(wèn)題、標(biāo)簽自銷毀問(wèn)題）等。 

    解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵，已經(jīng)不在于單項(xiàng)技術(shù)的突破，而更需要RFID系統(tǒng)技術(shù)間的協(xié)調(diào)和組織。因此我們迫切需要研究開發(fā)一套先進(jìn)的、能體現(xiàn)典型場(chǎng)景的技術(shù)測(cè)試平臺(tái)和完整的示范應(yīng)用框架，為科技人員的技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品驗(yàn)證服務(wù)，進(jìn)一步還可以對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提供可靠的驗(yàn)證平臺(tái)。 

    測(cè)試系統(tǒng)組成與要求 

    一套完整的RFID測(cè)試平臺(tái)應(yīng)該主要針對(duì)物流和制造業(yè)過(guò)程中的典型實(shí)際業(yè)務(wù)場(chǎng)景，建設(shè)包括RFID前端數(shù)據(jù)采集、后臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸和處理的測(cè)試系統(tǒng)，并對(duì)RFID技術(shù)和產(chǎn)品與應(yīng)用的結(jié)合進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)，分析測(cè)試RFID在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的主要問(wèn)題和影響因素，進(jìn)而提出合理的解決方案，為實(shí)驗(yàn)室技術(shù)開發(fā)指出方向，為大規(guī)模推廣應(yīng)用提供技術(shù)參考。 

    測(cè)試平臺(tái)的主要研究?jī)?nèi)容包括標(biāo)簽閱讀器性能研究和復(fù)雜場(chǎng)景下的性能研究?jī)刹糠?，分別對(duì)單件產(chǎn)品和整套系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)測(cè)。其中RFID標(biāo)簽和閱讀器的性能研究也可以稱為單通道RFID性能研究，主要在于測(cè)試不同介質(zhì)、不同材料、不同磁場(chǎng)、不同速度、不同距離條件下的閱讀器與電子標(biāo)簽之間的性能；復(fù)雜場(chǎng)景下的性能研究也可以稱做多通道RFID性能研究，設(shè)計(jì)一些典型應(yīng)用場(chǎng)景，如超市、高速公路收費(fèi)場(chǎng)景，又如汽車制造業(yè)流程場(chǎng)景，通過(guò)RFID系統(tǒng)在場(chǎng)景下的測(cè)試結(jié)果研究多個(gè)RFID通道之間的空間分布及互相影響，并通過(guò)多點(diǎn)RFID系統(tǒng)驗(yàn)證研究點(diǎn)到點(diǎn)之間RFID信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、效率和可靠性。通過(guò)測(cè)試平臺(tái)的這些研究，可以找到并解決RFID應(yīng)用中的幾個(gè)主要影響因素和難點(diǎn)，如RFID識(shí)別范圍及其影響因素、多目標(biāo)識(shí)別能力及其影響因素、防碰撞性能及其影響因素、抗干擾性及其影響因素、以及應(yīng)用中RFID與條形碼的系統(tǒng)兼容性等。 

    建立一個(gè)測(cè)試平臺(tái)有很多工作要做，首先需要獲得政府部門的支持，其次需要具備相當(dāng)?shù)募夹g(shù)基礎(chǔ)，最后還需要較大規(guī)模資金的投入。政府部門的支持不用多說(shuō)，測(cè)試平臺(tái)的未來(lái)——測(cè)評(píng)中心實(shí)際上也將為政府提供咨詢與參考意見。技術(shù)基礎(chǔ)方面，在RFID的芯片設(shè)計(jì)、閱讀器研制與應(yīng)用框架開發(fā)方面一定要有深入的研究，并對(duì)研發(fā)過(guò)程中影響RFID環(huán)節(jié)的因素有比較多的了解，掌握建立測(cè)試環(huán)境的手段。硬件的資金投入分為兩部分，一是場(chǎng)地費(fèi)用，二是設(shè)備儀器的費(fèi)用。必須提供足夠的場(chǎng)地以及包括頻譜分析儀、矢量信號(hào)分析儀、射頻信號(hào)源和射頻功率計(jì)等儀器，才能建立測(cè)試與示范環(huán)境，這三點(diǎn)缺一不可，所以也給測(cè)試平臺(tái)建設(shè)樹立起一個(gè)較高的門檻。 

    一個(gè)開放式的面向物流和制造業(yè)應(yīng)用的RFID技術(shù)分析和模擬測(cè)試實(shí)驗(yàn)中心需要一塊能夠容納3～4個(gè)物流過(guò)程典型實(shí)際場(chǎng)景以及2～3個(gè)制造業(yè)過(guò)程典型實(shí)際場(chǎng)景測(cè)試平臺(tái)的測(cè)試場(chǎng)地，還需具備對(duì)RFID應(yīng)用典型介質(zhì)、空間、速度、角度等環(huán)境和條件下數(shù)據(jù)采集可靠性的測(cè)試能力和數(shù)據(jù)共享的實(shí)時(shí)性安全性問(wèn)題。通過(guò)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該能夠提出對(duì)某個(gè)行業(yè)，比如港口集裝箱管理或者制衣行業(yè)的RFID應(yīng)用咨詢報(bào)告。更進(jìn)一步地，還應(yīng)通過(guò)對(duì)RFID信息采集可靠性影響因素的測(cè)試，獲取RFID產(chǎn)品在物流和制造業(yè)過(guò)程典型應(yīng)用環(huán)境下的基本技術(shù)參數(shù)，找出存在問(wèn)題，并指明下一步技術(shù)攻關(guān)的方向。 

    測(cè)試體系 

    測(cè)試體系需要完成的工作同樣也有很多，由淺入深可以歸納為以下幾點(diǎn)： 

    RFID研究、開發(fā)、應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的研究。主要屬于軟科學(xué)研究范疇，目的是為國(guó)家的政策制訂提供參考。目前RFID正在從研究走向商業(yè)化，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中許多還是建議性的條文，隨著研究開發(fā)的深入，RFID中產(chǎn)品的規(guī)格與性能都可能發(fā)生重大變化，測(cè)試平臺(tái)應(yīng)該有一定的前瞻性。 

    RFID檢測(cè)技術(shù)。針對(duì)國(guó)標(biāo)確定的或者待選的若干個(gè)電子標(biāo)簽與閱讀器無(wú)線電頻段，選擇合適的儀器儀表，用來(lái)測(cè)試無(wú)線射頻產(chǎn)品的發(fā)射功率、頻率響應(yīng)特性以及場(chǎng)分布特性等基本性能，為確定性能指標(biāo)提供基本數(shù)據(jù)。 

    性能指標(biāo)的選擇。針對(duì)不同行業(yè)不同環(huán)境下的RFID應(yīng)用，檢測(cè)閱讀器與電子標(biāo)簽位置、角度、介質(zhì)、磁場(chǎng)、距離及速度關(guān)系以及它們對(duì)通信的影響，確定產(chǎn)生影響的主次要因素，初步確定評(píng)測(cè)規(guī)范中應(yīng)具有的指標(biāo)。 

    測(cè)試場(chǎng)景與示范應(yīng)用的建立。針對(duì)目前RFID在物流和制造業(yè)中的應(yīng)用和未來(lái)發(fā)展，建立一批流通、制造、倉(cāng)儲(chǔ)、消費(fèi)等典型場(chǎng)景，測(cè)試產(chǎn)品在典型場(chǎng)景中的應(yīng)用性能，提出不足并加以改進(jìn)。 

    性能指標(biāo)的評(píng)估模型。性能指標(biāo)通常需要多次測(cè)試，因此存在綜合分析問(wèn)題，另外還要考慮各個(gè)性能指標(biāo)之間可能存在的關(guān)聯(lián)關(guān)系。因此可能需要使用建模方法及概率統(tǒng)計(jì)理論對(duì)性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。 

    RFID測(cè)試規(guī)范。為了公平公正地對(duì)各類產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)測(cè)，必須要建立規(guī)范的RFID測(cè)試大綱，通過(guò)合理的程序統(tǒng)一組織測(cè)試。測(cè)試大綱的建立尤為重要，也是未來(lái)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)的重要內(nèi)容之一。 

    評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)及網(wǎng)上平臺(tái)。為了高效、可靠、方便地對(duì)評(píng)測(cè)結(jié)果進(jìn)行管理，需要建立統(tǒng)一的評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、修改、查詢及統(tǒng)計(jì)，同時(shí)建立評(píng)測(cè)的網(wǎng)上平臺(tái)，方便業(yè)內(nèi)用戶的申請(qǐng)、查詢及交流。 

    數(shù)據(jù)分析和共享。數(shù)據(jù)的傳送過(guò)程中涉及到加解密和校驗(yàn)等問(wèn)題，還有傳輸速度和傳輸數(shù)據(jù)量的問(wèn)題，這些都需要建立后臺(tái)數(shù)據(jù)分析共享系統(tǒng)的可靠性驗(yàn)證平臺(tái)。通過(guò)檢驗(yàn)可以找到系統(tǒng)中存在的bug，為終端用戶的使用提供可靠的保證。 

    建立一套R(shí)FID技術(shù)分析測(cè)試平臺(tái)，將為我國(guó)RFID產(chǎn)品的研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)與應(yīng)用提供基礎(chǔ)和技術(shù)服務(wù)，為RFID的技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)提供一個(gè)可靠的評(píng)估環(huán)境，通過(guò)產(chǎn)品評(píng)測(cè)，能夠?qū)Ξa(chǎn)品的可靠性與質(zhì)量提供一個(gè)基本的評(píng)估框架，對(duì)產(chǎn)品的實(shí)用性也是一個(gè)很好的參照，同時(shí)通過(guò)不定期發(fā)布RFID技術(shù)評(píng)測(cè)結(jié)果，可以讓行業(yè)主管部門及研究技術(shù)人員了解目前RFID前端技術(shù)的現(xiàn)狀及性能指標(biāo)，為以后的研究與開發(fā)制訂新的目標(biāo)，也將對(duì)我國(guó)RFID研究、開發(fā)進(jìn)行系列的總結(jié)，促進(jìn)RFID在物流領(lǐng)域研究、開發(fā)與應(yīng)用，為產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提供展示、示范平臺(tái)。因此，測(cè)試平臺(tái)是RFID應(yīng)用中不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)，具有很好的社會(huì)效益。 

    中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化所RFID研究中心和北京中交國(guó)科物流技術(shù)發(fā)展有限公司合作，將在北京中關(guān)村地區(qū)建立一個(gè)RFID測(cè)試平臺(tái)，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品和系統(tǒng)的評(píng)測(cè)，為國(guó)家制定政策服務(wù)，為生產(chǎn)商開發(fā)產(chǎn)品服務(wù)，為使用者放心應(yīng)用RFID技術(shù)服務(wù)。