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：多個物品堆積時由于相互干擾而造成識別率降低所帶來的防碰撞問題；多個閱讀器多通道同時讀取時物品群的去重問題；由于電子標(biāo)簽所附物品的介質(zhì)不同對無線信息的干擾造成的性能下降；RFID在安全架構(gòu)方面的問題（如防止標(biāo)簽的復(fù)制問題、標(biāo)簽自銷毀問題）等。 

    解決這些問題的關(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)典型場景的技術(shù)測試平臺和完整的示范應(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)一步還可以對國家標(biāo)準(zhǔn)提供可靠的驗(yàn)證平臺。 

    測試系統(tǒng)組成與要求 

    一套完整的RFID測試平臺應(yīng)該主要針對物流和制造業(yè)過程中的典型實(shí)際業(yè)務(wù)場景，建設(shè)包括RFID前端數(shù)據(jù)采集、后臺數(shù)據(jù)傳輸和處理的測試系統(tǒng)，并對RFID技術(shù)和產(chǎn)品與應(yīng)用的結(jié)合進(jìn)行綜合測評，分析測試RFID在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的主要問題和影響因素，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。 

    測試平臺的主要研究內(nèi)容包括標(biāo)簽閱讀器性能研究和復(fù)雜場景下的性能研究兩部分，分別對單件產(chǎn)品和整套系統(tǒng)進(jìn)行評測。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，主要在于測試不同介質(zhì)、不同材料、不同磁場、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)用場景，如超市、高速公路收費(fèi)場景，又如汽車制造業(yè)流程場景，通過RFID系統(tǒng)在場景下的測試結(jié)果研究多個RFID通道之間的空間分布及互相影響，并通過多點(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。通過測試平臺的這些研究，可以找到并解決RFID應(yīng)用中的幾個主要影響因素和難點(diǎn)，如RFID識別范圍及其影響因素、多目標(biāo)識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。 

    建立一個測試平臺有很多工作要做，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，測試平臺的未來——測評中心實(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，并對研發(fā)過程中影響RFID環(huán)節(jié)的因素有比較多的了解，掌握建立測試環(huán)境的手段。硬件的資金投入分為兩部分，一是場地費(fèi)用，二是設(shè)備儀器的費(fèi)用。必須提供足夠的場地以及包括頻譜分析儀、矢量信號分析儀、射頻信號源和射頻功率計(jì)等儀器，才能建立測試與示范環(huán)境，這三點(diǎn)缺一不可，所以也給測試平臺建設(shè)樹立起一個較高的門檻。 

    一個開放式的面向物流和制造業(yè)應(yīng)用的RFID技術(shù)分析和模擬測試實(shí)驗(yàn)中心需要一塊能夠容納3～4個物流過程典型實(shí)際場景以及2～3個制造業(yè)過程典型實(shí)際場景測試平臺的測試場地，還需具備對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)采集可靠性的測試能力和數(shù)據(jù)共享的實(shí)時性安全性問題。通過測試實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該能夠提出對某個行業(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)通過對RFID信息采集可靠性影響因素的測試，獲取RFID產(chǎn)品在物流和制造業(yè)過程典型應(yīng)用環(huán)境下的基本技術(shù)參數(shù)，找出存在問題，并指明下一步技術(shù)攻關(guān)的方向。 

    測試體系 

    測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)展趨勢的研究。主要屬于軟科學(xué)研究范疇，目的是為國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，測試平臺應(yīng)該有一定的前瞻性。 

    RFID檢測技術(shù)。針對國標(biāo)確定的或者待選的若干個電子標(biāo)簽與閱讀器無線電頻段，選擇合適的儀器儀表，用來測試無線射頻產(chǎn)品的發(fā)射功率、頻率響應(yīng)特性以及場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。針對不同行業(yè)不同環(huán)境下的RFID應(yīng)用，檢測閱讀器與電子標(biāo)簽位置、角度、介質(zhì)、磁場、距離及速度關(guān)系以及它們對通信的影響，確定產(chǎn)生影響的主次要因素，初步確定評測規(guī)范中應(yīng)具有的指標(biāo)。 

    測試場景與示范應(yīng)用的建立。針對目前RFID在物流和制造業(yè)中的應(yīng)用和未來發(fā)展，建立一批流通、制造、倉儲、消費(fèi)等典型場景，測試產(chǎn)品在典型場景中的應(yīng)用性能，提出不足并加以改進(jìn)。 

    性能指標(biāo)的評估模型。性能指標(biāo)通常需要多次測試，因此存在綜合分析問題，另外還要考慮各個性能指標(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)理論對性能指標(biāo)進(jìn)行評估。 

    RFID測試規(guī)范。為了公平公正地對各類產(chǎn)品進(jìn)行評測，必須要建立規(guī)范的RFID測試大綱，通過合理的程序統(tǒng)一組織測試。測試大綱的建立尤為重要，也是未來國家標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)的重要內(nèi)容之一。 

    評測數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)上平臺。為了高效、可靠、方便地對評測結(jié)果進(jìn)行管理，需要建立統(tǒng)一的評測數(shù)據(jù)庫，對評測數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、修改、查詢及統(tǒng)計(jì)，同時建立評測的網(wǎng)上平臺，方便業(yè)內(nèi)用戶的申請、查詢及交流。 

    數(shù)據(jù)分析和共享。數(shù)據(jù)的傳送過程中涉及到加解密和校驗(yàn)等問題，還有傳輸速度和傳輸數(shù)據(jù)量的問題，這些都需要建立后臺數(shù)據(jù)分析共享系統(tǒng)的可靠性驗(yàn)證平臺。通過檢驗(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RFID技術(shù)分析測試平臺，將為我國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)提供一個可靠的評估環(huán)境，通過產(chǎn)品評測，能夠?qū)Ξa(chǎn)品的可靠性與質(zhì)量提供一個基本的評估框架，對產(chǎn)品的實(shí)用性也是一個很好的參照，同時通過不定期發(fā)布RFID技術(shù)評測結(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)，也將對我國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。因此，測試平臺是RFID應(yīng)用中不可或缺的一個環(huán)節(jié)，具有很好的社會效益。 

    中國科學(xué)院自動化所RFID研究中心和北京中交國科物流技術(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RFID測試平臺，通過對產(chǎn)品和系統(tǒng)的評測，為國家制定政策服務(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)。