曾雋芳：中國(guó)RFID技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用動(dòng)態(tài)

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中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所副主任曾雋芳女士

 曾雋芳：大家下午好，很高興大會(huì)的RFID世界網(wǎng)給我這樣的機(jī)會(huì)在這里和大家交流一下我對(duì)中國(guó)RFID技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用動(dòng)態(tài)方面的看法，這個(gè)題目比較大，我更重點(diǎn)講講我們RFID研究中心最新的一些工作和大家學(xué)習(xí)、交流。

    所以我報(bào)告分兩塊：一個(gè)是國(guó)內(nèi)的一些動(dòng)態(tài)；第二個(gè)是我們的工作進(jìn)展。

    首先中國(guó)RFID的發(fā)展，中國(guó)政府是對(duì)RFID行業(yè)給予了重視和支持，在今天上午魏鳳主任的報(bào)告中也提到了，多部委聯(lián)合發(fā)布了RFID的白皮書(shū)，發(fā)改委、尤其是科技部給RFID專(zhuān)項(xiàng)支持，“863”計(jì)劃一共有三批，支持建立RFID技術(shù)測(cè)試中心，開(kāi)展RFID關(guān)鍵技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)，其中中科院自動(dòng)化所在前面兩個(gè)項(xiàng)目中都是牽頭單位，8月份科技部批準(zhǔn)了建立國(guó)家RFID上海產(chǎn)業(yè)基地，在RFID尤其是產(chǎn)業(yè)鏈的整合方面開(kāi)展了一些工作，在十一五期間“863”計(jì)劃一共支持1.6億，19個(gè)方向共34個(gè)課題，涵蓋了RFID產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，以及測(cè)試、標(biāo)準(zhǔn)和重點(diǎn)行業(yè)的應(yīng)用示范，這個(gè)項(xiàng)目分了兩批：第一個(gè)批是1.28億，下面還有3000萬(wàn)就是新一輪的支持，新一輪的重點(diǎn)一個(gè)是技術(shù)的深化，還有就是國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的應(yīng)用。

    在今年的4月份，信產(chǎn)部頒布了超高頻的射頻給國(guó)內(nèi)的RFID帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，因?yàn)?00/900的頻段應(yīng)用在國(guó)外還沒(méi)有研發(fā)出來(lái)。

    第二我國(guó)的RFID發(fā)展初期發(fā)展前期，需要通過(guò)應(yīng)用的量把市場(chǎng)預(yù)熱起來(lái)，來(lái)促進(jìn)和帶動(dòng)技術(shù)的發(fā)展以及標(biāo)準(zhǔn)的制定，在2007年，RFID技術(shù)在芯片讀寫(xiě)器，天線、標(biāo)簽封裝以及軟件等環(huán)節(jié)都有了扎實(shí)的進(jìn)展，RFID的產(chǎn)品也進(jìn)一步向小型化、實(shí)用化、低成本等方面發(fā)展，從未來(lái)來(lái)看，RFID要做到無(wú)所不在，能夠深入到人們生活，隨時(shí)隨地地感知這個(gè)程度的話，必然會(huì)和移動(dòng)的通訊，GDP系統(tǒng)、RTLS、機(jī)器人及其他無(wú)線技術(shù)結(jié)合，正朝著構(gòu)建一個(gè)無(wú)所不在的社會(huì)化信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的方向邁進(jìn)，并將推出各種創(chuàng)新的服務(wù)模式。在個(gè)產(chǎn)查高臺(tái)RFID芯片的推出也是極大地推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在07年的時(shí)候，國(guó)際上EPCW2標(biāo)簽的大量面市，迅速地推動(dòng)了RFID的應(yīng)用市場(chǎng)，同時(shí)面向特殊應(yīng)用的電子標(biāo)簽也紛紛面世，比如無(wú)緣電子標(biāo)簽成為趨勢(shì)，日本的富士通基于其獨(dú)特的鐵電儲(chǔ)存器技術(shù)在存取速度和容量上有優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)出世界上第一個(gè)大容量的標(biāo)簽，日本的富士通在推出了64K的大容量RFID電子標(biāo)簽，可以滿足生產(chǎn)和流通過(guò)程中的大量信息錄入，并且有一些可能沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)節(jié)，所以像這類(lèi)的標(biāo)簽，因?yàn)樗鼉r(jià)格比較高、容量大，針對(duì)特定的應(yīng)用市場(chǎng)來(lái)開(kāi)發(fā)的，在它的特定應(yīng)用市場(chǎng)上，只要有用戶去用也會(huì)獲得它的回報(bào)。我們可喜地看到，我國(guó)推出了第一個(gè)超高頻RFID芯片產(chǎn)品，集成度正在提高，在讀寫(xiě)距離、儲(chǔ)存容量、成本、工藝等方面均有提升，面向特殊用途的芯片、與傳感器集成的讀寫(xiě)器標(biāo)簽開(kāi)始走向市場(chǎng)。還有就是英特爾公司于2007年3與推出了讀寫(xiě)器芯片，這種芯片集成度高、成本低、體積小，供銷(xiāo)低，能同時(shí)支持從短距離的手持讀寫(xiě)器到遠(yuǎn)距離的大門(mén)禁式讀寫(xiě)器等廣泛的應(yīng)用，這個(gè)芯片的問(wèn)世將大幅度降低讀寫(xiě)器開(kāi)發(fā)的門(mén)檻和成本，我國(guó)的讀寫(xiě)器繼承芯片的研制剛剛開(kāi)始，國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目將給予支持，基于讀寫(xiě)器芯片來(lái)開(kāi)發(fā)各種超高頻讀寫(xiě)器產(chǎn)品，預(yù)計(jì)將對(duì)國(guó)內(nèi)讀寫(xiě)器市場(chǎng)產(chǎn)生較大影響，目前已有一些國(guó)內(nèi)廠家瞄準(zhǔn)這一商機(jī)，推出了基于R100開(kāi)發(fā)的讀寫(xiě)器，對(duì)于國(guó)產(chǎn)RFID封裝設(shè)備的研制能成為我們產(chǎn)業(yè)的突破口，降低設(shè)備的成本、提高生活的柔性成為趨勢(shì)，要使封裝線能夠很好地滿足多種標(biāo)簽的生產(chǎn)封裝。國(guó)內(nèi)的標(biāo)簽集成廠家現(xiàn)在都是以引進(jìn)國(guó)外的封裝設(shè)備，價(jià)格昂貴，而且本地化的技術(shù)支持和維護(hù)比較困難，因?yàn)楫?dāng)你設(shè)備引進(jìn)的時(shí)候，把你生產(chǎn)線都建好，調(diào)試通過(guò)以后，相當(dāng)于設(shè)備的改造，還有可能出現(xiàn)的一些問(wèn)題要維護(hù)就要靠本地的技術(shù)力量，否則一個(gè)是專(zhuān)家的費(fèi)用高，另外一個(gè)也不是太方便，因?yàn)槲伊私獾?，?biāo)簽封裝好了之后是不是合格的標(biāo)簽，可讀的，那么它就裝一個(gè)在線的讀寫(xiě)器模塊開(kāi)發(fā)的裝置，這個(gè)就得自己做，國(guó)外就沒(méi)有增加這樣的功能。國(guó)產(chǎn)的封裝設(shè)備，毫無(wú)疑問(wèn)價(jià)格會(huì)大大地降低，現(xiàn)在已經(jīng)有了產(chǎn)品和樣機(jī)，像北京的德新全、還有華中科技大學(xué)他們開(kāi)發(fā)封裝設(shè)備的核心技術(shù)和相關(guān)的模塊。還有一個(gè)是公共測(cè)試和公共服務(wù)平臺(tái)將成為應(yīng)用的支撐。目前RFID測(cè)試還處在發(fā)展初期，各方達(dá)成聯(lián)盟，希望聯(lián)合測(cè)試共享設(shè)備，這已經(jīng)成為一個(gè)趨勢(shì)。不光在內(nèi)地，我們和香港做RFID基準(zhǔn)測(cè)試的也有很好的關(guān)系，在今年3月1日中國(guó)RFID基準(zhǔn)測(cè)試聯(lián)盟在香港籌備成立，國(guó)內(nèi)聯(lián)合了11家單位參加這個(gè)聯(lián)盟，在“863”十一五的計(jì)劃當(dāng)中也支持RFID系統(tǒng)測(cè)試和應(yīng)用驗(yàn)證測(cè)試，這里面每一個(gè)課題都是一家單位牽頭，五家參與單位，所以是多家聯(lián)合的方式。

    另外在公共服務(wù)體系“863”計(jì)劃也是支持了RFID公共服務(wù)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用服務(wù)課題研發(fā)，開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)在北京、上海、武漢、重慶、沈陽(yáng)等建立平臺(tái)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，像今天早上的報(bào)告中是給出的分布式的P2P，是一種集中的方式來(lái)提供服務(wù)。在3月26—27日，在中國(guó)做公共服務(wù)體系的專(zhuān)家與EPCglobal聯(lián)合舉辦了RFID的研討會(huì)，而且研制出對(duì)接方案。

    還有就是盡快制定我國(guó)的物品編碼標(biāo)準(zhǔn)，信產(chǎn)部電子標(biāo)簽工作組，應(yīng)用組，數(shù)據(jù)格式組，標(biāo)簽與讀寫(xiě)器組，在成員單位征集標(biāo)準(zhǔn)草案，經(jīng)過(guò)論證、操縱、修改，遞交到工作組中，至少在目前階段，會(huì)成為工作組的內(nèi)部技術(shù)方案，當(dāng)時(shí)機(jī)成熟和有合適的渠道的話，就會(huì)推薦到國(guó)家或者是行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)去審定。

    在十一五“863”計(jì)劃當(dāng)中中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)承擔(dān)了研究與制定課題。目前做RFID標(biāo)準(zhǔn)最大的困難是缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。中國(guó)組團(tuán)去參加的話經(jīng)常是去參與和聽(tīng)的，因?yàn)槟銢](méi)有標(biāo)準(zhǔn)的提案，所以在中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)話語(yǔ)權(quán)方面目前還是比較薄弱，中國(guó)發(fā)展RFID就要有自己的物品編碼標(biāo)準(zhǔn)來(lái)做支撐，現(xiàn)在我國(guó)的物品編碼標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展比較緩慢。但目前的話有過(guò)一些會(huì)議和討論，但是至今沒(méi)有拿出方案，還是落后于RFID應(yīng)用的需要，所以需要盡快地制定基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，使得RFID應(yīng)用的各行各業(yè)和企業(yè)，能夠在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系下開(kāi)展工作，避免在信息交換和系統(tǒng)的互聯(lián)互通上增加更多的工作和成本。

    下面講講中國(guó)科學(xué)院RFID中心的進(jìn)展，我們的主要工作分為三個(gè)領(lǐng)域：一個(gè)是RFID的系統(tǒng)測(cè)試，一個(gè)是公共服務(wù)體系，一個(gè)是應(yīng)用項(xiàng)目的解決方案。

    對(duì)于應(yīng)用RFID測(cè)試，我們把帶測(cè)試的讀寫(xiě)器和標(biāo)簽，通過(guò)我們自己開(kāi)發(fā)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)中間件，采集到數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，存到測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)里面，將來(lái)可以和其他的機(jī)構(gòu)共享設(shè)計(jì)，做一些合作的分析和利用，通過(guò)測(cè)試數(shù)據(jù)分析軟件就可以獲得一個(gè)測(cè)試結(jié)果，這個(gè)結(jié)果將來(lái)就形成產(chǎn)品評(píng)測(cè)報(bào)告的主要依據(jù)，提供給廠家。另外在數(shù)據(jù)的利用上，類(lèi)似于Reva  Systems公司的思想，就是用機(jī)擬模型來(lái)部署RFID應(yīng)用系統(tǒng)，可以形成一個(gè)軟件。

    對(duì)于應(yīng)用測(cè)試，我們?cè)?7年就做了一些工作，去年之前還有其他方面的工作，像國(guó)內(nèi)主流的讀寫(xiě)器十多款，標(biāo)簽十多款來(lái)進(jìn)行互操作性測(cè)試，讀寫(xiě)器相應(yīng)速度測(cè)試，單標(biāo)簽/多標(biāo)簽度曲能力測(cè)試，標(biāo)簽介質(zhì)影響測(cè)試，密集讀寫(xiě)器測(cè)試，天線方向圖測(cè)試，天線有效輻射功率測(cè)試，偶天線弊端曲折性能影響分析測(cè)試，等效全能輻射功率測(cè)量等等，在讀取周期等等有不同的表現(xiàn)，可以進(jìn)行橫向的對(duì)比，另外這是一個(gè)自動(dòng)的測(cè)試裝置，可以變換天線的位置、角度，來(lái)做主流測(cè)試，通過(guò)信號(hào)分析的話，這里還有類(lèi)似其他的分析結(jié)果，左邊是粘貼標(biāo)簽位置的測(cè)試，第二個(gè)是運(yùn)動(dòng)中的標(biāo)簽讀取測(cè)試，還有就是對(duì)天線的性能做測(cè)試，中間是對(duì)讀取距離的，我們用的是激光測(cè)試儀，右邊這個(gè)是做環(huán)境影響因素做的測(cè)試，在實(shí)驗(yàn)室做的測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境有距離，在真正實(shí)行運(yùn)用項(xiàng)目前期的話，應(yīng)該拿到現(xiàn)場(chǎng)去測(cè)試，進(jìn)行設(shè)備的選型進(jìn)行部署方案，當(dāng)然還要進(jìn)行方案的實(shí)際部署改正。比如用電機(jī)模擬電磁的干擾源，這個(gè)是個(gè)波盤(pán)，在波盤(pán)上貼標(biāo)簽，這是一個(gè)產(chǎn)品下線傳輸?shù)纳a(chǎn)線裝置。

    利用這個(gè)測(cè)試的話，我們可以進(jìn)行應(yīng)用部署，這個(gè)軟件已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，這是一個(gè)軟件結(jié)構(gòu)，下面我們進(jìn)行虛擬標(biāo)簽，剛才Reva  Systems標(biāo)簽內(nèi)容的讀寫(xiě)化，當(dāng)你測(cè)試完成之后，通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)接實(shí)際的RFID讀寫(xiě)器，你獲得了一個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)試，另外一個(gè)通過(guò)數(shù)據(jù)的處理還有數(shù)據(jù)的管理，以及業(yè)務(wù)規(guī)則的過(guò)濾分析數(shù)據(jù)庫(kù)，仿真化的軟件，都是一些對(duì)象，這些對(duì)象帶有一些屬性來(lái)部署界面。

    這是在家電的生產(chǎn)線來(lái)應(yīng)用部署仿真，因?yàn)榧译姷南戮€有一個(gè)節(jié)奏，調(diào)整之后會(huì)獲取它的參數(shù)，有些點(diǎn)的話部署了讀寫(xiě)器，右邊的話有一些系統(tǒng)的管理功能，上面顯示出測(cè)試的信息。

    另外在做密集讀寫(xiě)器測(cè)試的話，主要是防沖突性，所以我們對(duì)防沖撞測(cè)試及算法改進(jìn)，像動(dòng)態(tài)幀時(shí)隙AlOHA幀長(zhǎng)及分組。

    對(duì)公共服務(wù)體系在十一五的“863”項(xiàng)目中我們開(kāi)發(fā)出了項(xiàng)目模型和核心中的項(xiàng)目軟件，在深入中還會(huì)有一些擴(kuò)展，包括物品的信息模型，還有RFID事件對(duì)象管理，以及核心服務(wù)，核心服務(wù)包括編碼解析、注冊(cè)認(rèn)證、檢索與跟蹤服務(wù)。在核心服務(wù)的基礎(chǔ)上，有應(yīng)用服務(wù)，可以定制模塊，都是食品跟蹤、藥品跟蹤、?；犯?，實(shí)際上都是跟蹤類(lèi)，可以借鑒模塊，同樣還有防偽查驗(yàn)等其他的服務(wù)，在公共服務(wù)上面要考慮到將來(lái)商業(yè)化的模式，比如說(shuō)以公共服務(wù)為模塊，實(shí)現(xiàn)企業(yè)或者行業(yè)的應(yīng)用定制，還有可以開(kāi)拓類(lèi)似于像旅游、交通、公共安全等服務(wù)。這是公共服務(wù)的示意圖，支持跨企業(yè)的應(yīng)用，一方面有公共服務(wù)的服務(wù)中心，建立這樣的企業(yè)首先是龍頭企業(yè)，然后從行業(yè)到地區(qū)的服務(wù)中心，最后是有國(guó)家的RFID的公共服務(wù)中心。

    對(duì)于企業(yè)的話，實(shí)際上把它能夠供應(yīng)給信息的話，以信息服務(wù)的方式發(fā)布出去，公共服務(wù)平臺(tái)檢索機(jī)制能找到這個(gè)信息，然后由企業(yè)控制這個(gè)信息能授權(quán)什么樣的用戶去訪問(wèn)，保證企業(yè)商業(yè)的信息安全。

    還有一種方式如果是屬于政府監(jiān)管類(lèi)的平臺(tái)，可能要求這個(gè)信息給監(jiān)管部門(mén)進(jìn)行集中管理，監(jiān)管部門(mén)來(lái)控制什么樣的用戶訪問(wèn)和使用這樣的信息，這是不同的。

    第二個(gè)就是剛剛提到我國(guó)的物品編碼標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有制定出來(lái)，也有一些單位在探索合適RFID應(yīng)用的編碼方式，有做防偽的，他們提出了、公共服務(wù)體系的課題實(shí)施單位也提出了，但是這些方案還沒(méi)有碰到一起來(lái)討論，或者是多種方案取長(zhǎng)補(bǔ)短。這是我們提出來(lái)的，在每一段之前加一個(gè)段頭，這樣就可以知道一個(gè)段的定義，在行業(yè)用這個(gè)編碼的時(shí)候，可以自主的選擇取哪個(gè)段，可以在編碼解碼的時(shí)候，軟件的實(shí)現(xiàn)可以是一樣的。它只是需要根據(jù)行業(yè)的一個(gè)需求來(lái)制定本應(yīng)用范圍的一個(gè)編碼。

    第三塊講到我們的應(yīng)用，在前期我們實(shí)實(shí)在在做了兩個(gè)應(yīng)用工程，在交流的場(chǎng)合也提過(guò)，一個(gè)是在服裝的制衣生產(chǎn)線上，把標(biāo)簽貼在衣架上，然后圈上放了讀寫(xiě)器，這樣的管理一個(gè)訂單只有一件衣服，之后工人就知道怎么做，比如你的襯衣是外翻口袋或者是尖領(lǐng)、圓領(lǐng)的，因?yàn)闄z測(cè)出來(lái)之后質(zhì)量有問(wèn)題不會(huì)是下線，在哪個(gè)環(huán)節(jié)有問(wèn)題就在次品下線，整個(gè)車(chē)間有車(chē)間管理的計(jì)算機(jī)，這個(gè)的話實(shí)際上就和傳統(tǒng)有很大的好處，原來(lái)?xiàng)l碼容易損壞。在快速性上就不如RFID。另外就是在卷煙廠上的應(yīng)用，放在卷煙廠下線的讀寫(xiě)器，在它的托盤(pán)上貼標(biāo)簽，而不是貼在每一條煙或者每一箱煙上。只是把這30件煙的信息都集中寫(xiě)到托盤(pán)上，一托盤(pán)就是貨物單元就不拆了，防止串貨。我們做了RFID血液管理系統(tǒng)，就是采血、血站、調(diào)血以及醫(yī)院環(huán)節(jié)聯(lián)系起來(lái)，每一個(gè)細(xì)節(jié)都公布上去，比如說(shuō)這一袋血的來(lái)龍去脈全程跟蹤，比如稀有血型哪里有可以查到。還有就是把RFID和機(jī)器人結(jié)合在一起，移動(dòng)機(jī)器人加哪套讀寫(xiě)器，上面的讀寫(xiě)器是真正RFID的應(yīng)用，下面的讀寫(xiě)器是讀地板上貼的位置標(biāo)簽，并且讀到標(biāo)簽之后知道升降桿該做什么樣的動(dòng)作。我們特意做升降桿說(shuō)明有好多貨物掃描不到，利用這個(gè)可以做巡檢系統(tǒng)的好處就是減少人工，不好之處就是機(jī)器人的待電時(shí)間有點(diǎn)問(wèn)題，解決充電問(wèn)題，所以說(shuō)只待電兩個(gè)小時(shí)就工作不了了。

    還有一個(gè)就是RFID在防偽上的應(yīng)用我們開(kāi)發(fā)出一款專(zhuān)用的讀寫(xiě)器，基于這個(gè)讀寫(xiě)器做了查驗(yàn)平臺(tái)，安全機(jī)制是最重要的，采取讀寫(xiě)器授權(quán)認(rèn)證和產(chǎn)品防偽認(rèn)證雙重認(rèn)證來(lái)達(dá)到，現(xiàn)在在主題公園、展覽館、科技館、博物館應(yīng)用，門(mén)票進(jìn)去的時(shí)候就把自己的姓名，尤其是使用語(yǔ)言，你是中國(guó)的還是國(guó)外的，你在所有的環(huán)節(jié)都可以使用到個(gè)性化服務(wù)，說(shuō)英語(yǔ)的展品介紹就是說(shuō)英語(yǔ)的，還有方便找人，方便統(tǒng)計(jì)哪些東西受歡迎等等一些功能。

    還有就是食品追訴，奧運(yùn)食品安全很重視，我們當(dāng)時(shí)也做了這樣的方案，這個(gè)系統(tǒng)沒(méi)有實(shí)施，只是應(yīng)用解決方案的考慮，在這里有特色的地方就是我們把食品的運(yùn)輸環(huán)節(jié)，把讀寫(xiě)器和傳感器集成，所以這一車(chē)的標(biāo)簽溫度的信息是一樣的，就是通過(guò)讀寫(xiě)器傳過(guò)去，這一批貨溫度信息都是這一個(gè)。還有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、安全的追溯與評(píng)估。