【正文】 并使他們不可阻擋地掉進(jìn)了美妙的童話之中。但是企業(yè)的應(yīng)用需要講求效益。 專家視點(diǎn) :RFID 需要多方推動(dòng) ■ 中科院自動(dòng)化所模式識(shí)別重點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室副主任 徐波 RFID 技術(shù)產(chǎn)生至今，只有二十多年的時(shí)間，卻許給我們一個(gè)無(wú)限美好的前景。 EPC/RFID 技術(shù)的核心就是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)跟蹤、數(shù)據(jù)挖掘、信息共享。 不論是技術(shù)還是應(yīng)用，實(shí)際上都是環(huán)環(huán)相扣。但是和前面的成本問(wèn)題和標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題相比，它又是最容易突破的。 從某種角度上說(shuō)， 一部標(biāo)準(zhǔn)就是其所在領(lǐng)域內(nèi)的憲法，具有最高的權(quán)威和法律效力。到目前為止，各個(gè) RFID 企業(yè)所采用的大多是專有技術(shù)，所使用的頻率、編碼、存儲(chǔ)規(guī)則，以及數(shù)據(jù)格式等都不盡相同。在我國(guó)，國(guó)產(chǎn) RFID 公司生產(chǎn)的產(chǎn)品中，低頻無(wú)源電子標(biāo)簽價(jià)格大約為 2 元人民幣 /張，中頻無(wú)源電子標(biāo)簽價(jià)格大約為 4 元人民幣 /張，高頻無(wú)源電子標(biāo)簽產(chǎn)品目前尚未出現(xiàn)。一方面有人認(rèn)為 RFID 技術(shù)的行業(yè)級(jí)推廣應(yīng)用已經(jīng)迫在眉睫，任何人都無(wú)法對(duì)它無(wú)動(dòng)于衷；而另一種觀點(diǎn)卻又異常冷靜，認(rèn)為 RFID 技術(shù)的全面應(yīng)用至少需要 10 年時(shí)間。接著，這個(gè)代碼被寫入 RFID 標(biāo)簽中，并在未來(lái)反復(fù)被閱讀器讀出。由于可以對(duì)標(biāo)簽內(nèi)的信息進(jìn)行重新寫入，因此 RFID 不再是一個(gè)靜態(tài)的貨物標(biāo)識(shí)，它反映了貨物與貨主之間的互動(dòng)作用，并且 RFID 的動(dòng)態(tài)作用又使得 RFID 與企業(yè)和社會(huì)之間能夠保持聯(lián)系。 一套完整的 RFID 系統(tǒng)解決方案包括標(biāo)簽設(shè)計(jì)及制作工藝、天線設(shè)計(jì)、系統(tǒng)中間件研發(fā)、系統(tǒng)可靠性研究、讀卡器設(shè)計(jì)和示范應(yīng)用演示六部分。即使單從技術(shù)層面來(lái)講， RFID應(yīng)用需要與眾多專業(yè)技術(shù)綜合，這種跨學(xué)科性使其形成開(kāi)放、統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也絕非一蹴而就之事，更何況其整體應(yīng)用框架和模式也還有很多值得探討的地方。RFID 編織 “物聯(lián)網(wǎng) ” 在互聯(lián)網(wǎng)格局既定之后， “物聯(lián)網(wǎng) ”開(kāi)始成為下一個(gè)爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。因 此，建立合適的測(cè)試和評(píng)估體系是當(dāng)務(wù)之急?？梢詮V泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商 業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理和身份認(rèn)證等多個(gè)領(lǐng)域，而在倉(cāng)儲(chǔ)物流管理、生產(chǎn)過(guò)程制造管理、智能交通、網(wǎng)絡(luò)家電控制等方面更是引起了眾多廠商的關(guān)注。從這個(gè)意義上講， RFID 代表了現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)對(duì)生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售到消費(fèi)的全方位信息處理及服務(wù)過(guò)程。如果閱讀器沒(méi)有與外部 網(wǎng)絡(luò)連接，那么信息流的傳遞到閱讀器便告一段落，實(shí)現(xiàn)的是貨品檢查、簡(jiǎn)單銷售等功能。 Gartner 甚至認(rèn)為 “RFID 技術(shù)在短期內(nèi)將不會(huì)達(dá)到人們對(duì)它的期望， RFID 將經(jīng)歷不可避免的失望 ”。在國(guó)外企業(yè)中， TI公司的 RFID 產(chǎn)品的性能走在了同類產(chǎn)品的前列，它目前能夠提供的遠(yuǎn)距離無(wú)源低頻電子標(biāo)簽的最低售價(jià)為 25 美分左右（其最遠(yuǎn)讀寫距離能達(dá)到 1米左右）。閱讀器和標(biāo)簽不能通用，企業(yè)與企業(yè)之間就無(wú)法順利進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與協(xié)同工作，從而把 RFID 技術(shù)的應(yīng)用范圍局限在了某個(gè)企業(yè)的 內(nèi)部。一方面，其他的法規(guī)和法律性文件，都必須以憲法為依據(jù)，不得與憲法相抵觸 。比如標(biāo)簽的制作工藝、射頻傳輸距離、讀出數(shù)據(jù)識(shí)別率、中間件、設(shè)備小型化等方面，前期的工作都已經(jīng)打下了一定的基礎(chǔ)。推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展需要考慮很多方面。中國(guó)政府部門目前已經(jīng)把數(shù)據(jù)資源建設(shè)和信息共享作為我國(guó)信息化發(fā)展的核心問(wèn)題來(lái)看待。在很多人眼里， RFID 技術(shù)就像是一個(gè)美麗的公主沉睡在城堡的閣樓里，等待著她的王子 —— 物流企業(yè)與生產(chǎn)制造企業(yè)勇敢地走到身旁將她喚醒。一項(xiàng)技術(shù)只有在能有效降低企業(yè) 5％以上成本的時(shí)候，才有可能被加以關(guān)注并使用。 目前市場(chǎng)上同時(shí)存在多個(gè)國(guó)家、多種標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，這對(duì)企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用起到了一定的影響。因此從這個(gè)意義上說(shuō)，即使國(guó)外某些研究機(jī)構(gòu)具有這種測(cè)評(píng)能力，我們也一定要獨(dú)立擁有一套。 世界排名第一的零售商沃爾瑪在 2020 年宣布，到 2020 年 1 月份時(shí)要求它前 100 大的供應(yīng)商采用 RFID 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)貨品自動(dòng)識(shí)別，以繼續(xù)提高其供應(yīng)鏈的管理能力。 將 RFID 應(yīng)用到供應(yīng)鏈中還存在另外一些需要解決的問(wèn)題，如讀寫設(shè)備的可靠性、成本、數(shù)據(jù)的安全性、個(gè)人隱私的保護(hù)和與系統(tǒng)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)的可靠性、數(shù)據(jù)的同步等等，不解決好以上問(wèn)題，肯定會(huì)制約 RFID 的進(jìn)步，不過(guò)最近 RFID 相關(guān)的高層會(huì)議接連不斷， RFID 技術(shù)的快速發(fā)展已呈燎原之勢(shì)。 目前常用的 RFID 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要有用于對(duì)動(dòng)物識(shí)別的 ISO 11784 和 11785，用 于非接觸智能卡的 ISO 10536(Close coupled cards)、 ISO 15693(Vicinity cards)、 ISO 14443 (Proximity cards)，用于集裝箱識(shí)別的 ISO 10374 等。應(yīng)答器采用 FSK 調(diào)制，NRZ 編碼。 從 PICC 向 PCD 傳送信號(hào)時(shí)，二者均通過(guò)調(diào)制載波傳送信號(hào) ,副載波頻率皆為 847KHz。與此相反，閱讀器的 “4 出 1”編碼可和 100%的 ASK 調(diào)制的組合在作用距離變短或在閱讀器的附近被屏蔽時(shí)使用。 如果在同一時(shí)間段內(nèi)有多于一個(gè)的 VICC 或 PICC 同時(shí)響應(yīng)，則說(shuō)明發(fā)生沖撞。 應(yīng)答器為有源設(shè)備，工作頻率為 850MHz～ 950Mhz 及 ～ 。它只規(guī)定了空氣接口協(xié)議，對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無(wú)限制，因此可用于 EPC。調(diào)幅技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單，但容易受增益變化的影響，是一種低效的調(diào)制技術(shù)。這種調(diào)制技術(shù)抗干擾性能最好，且相位的變化也可以作為定時(shí)信息來(lái)同步發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的時(shí)鐘，并對(duì)傳輸速率起到加倍的作用。由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，目前市場(chǎng)上同時(shí)存在多個(gè)國(guó)家、多種標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，這對(duì)企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用造成了一定的影響。目前我國(guó)對(duì)于商品標(biāo)識(shí)標(biāo)簽的應(yīng)用市場(chǎng)還未形成。第三方物流是物流服務(wù)供給方在特定的時(shí)間段內(nèi)按特定的價(jià)格向需求方提供個(gè)性化系列物流服務(wù)的交易方式。 現(xiàn)代物流系統(tǒng)是從供應(yīng)、采購(gòu)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、銷售到消費(fèi)的供應(yīng)鏈，它涉及（人、財(cái)、物、事）四大要素，其中， “人 ”指物流各環(huán)節(jié)的操作人員，如生產(chǎn)商、運(yùn)輸商、銷售商、消費(fèi)者等，操作者信息、角色設(shè)置和權(quán)限控制是關(guān)鍵； “財(cái) ”指各環(huán)節(jié)之間的資金往來(lái)， RFID系統(tǒng)與財(cái)務(wù)系統(tǒng)、 EDI集成，物品價(jià)格和成本控制是關(guān)鍵； “物 ”指供應(yīng)鏈中的物品及物質(zhì)資源的流動(dòng)，物品信息和時(shí)空特性（時(shí)間、地點(diǎn)）是關(guān)鍵。如 RFID 應(yīng)用于制造業(yè)生產(chǎn)管理時(shí)，零件在流水線上每進(jìn)入一個(gè)工位時(shí)，它做了哪些操作都需要進(jìn)行記錄。物流過(guò)程 應(yīng)用的射頻識(shí)別一般是感應(yīng)耦合方式的系統(tǒng)，其工作過(guò)程通常是：射頻識(shí)讀器的天線在其作用區(qū)域內(nèi)發(fā)射能量形成電磁場(chǎng)，載有射頻標(biāo)簽的物品在經(jīng)過(guò)這個(gè)區(qū)域時(shí)被讀寫器發(fā)出的信號(hào)激發(fā)，將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送給識(shí)讀器，識(shí)讀器接收射頻標(biāo)簽發(fā)送的信號(hào)，解碼后獲得數(shù)據(jù)，而讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)可以與信息系統(tǒng)無(wú)縫集成。 （ 3）集成層： RFID 應(yīng)用支撐平臺(tái)，支持 RFID 信息的輸入、獲得、傳輸、處理及協(xié)同。包括企業(yè)信息管理軟件，分析統(tǒng)計(jì)及報(bào)表生成；專用領(lǐng)域應(yīng)用軟件，滿足行業(yè)應(yīng)用的個(gè)性業(yè)務(wù)需求；網(wǎng)站平臺(tái)，方便供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)信息的注冊(cè)、查詢及交互等信息服務(wù)；協(xié)同工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用中 RFID 與其他系統(tǒng)的協(xié)同工作。 （ 2）通過(guò)應(yīng)用層集成，將標(biāo)簽中相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品與信息綜合起來(lái)，用以記錄貨物在供應(yīng)鏈中所進(jìn)行的各種處理和加工情 況，這些信息應(yīng)能方便地進(jìn)行寫入和更新，為不同的應(yīng)用對(duì)象提供信息服務(wù)。 我國(guó)物流企業(yè)的基礎(chǔ)條件和信息化手段參差不齊，因此，在未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)， RFID技術(shù)仍將與傳統(tǒng)條形碼技術(shù)共存。 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)。 一個(gè)開(kāi)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。 性能指標(biāo)的選擇。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。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。 應(yīng)用研究 中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所在 RFID 研究方面具有良好的基礎(chǔ)。 隨著工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)展，生產(chǎn)過(guò) 程在不斷地優(yōu)化。 汽車工業(yè)就是一個(gè)良好的例證：由于完全依據(jù)訂單來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)并且?guī)缀鯖](méi)有兩輛完全一樣的訂購(gòu)車型，因此自動(dòng)化的材料流跟蹤是順利生產(chǎn)最重要的前提條件。半導(dǎo)體生產(chǎn)對(duì)于超凈環(huán)境的特殊需要，使得 RFID 應(yīng)用在此非常理想，而其他自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，如條形碼在如此苛刻的化學(xué)條件和超凈要求下就不適用。如果需要的話，還可以將工 件從生產(chǎn)過(guò)程中取出，而不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。玻璃或塑料標(biāo)簽通常滿足 IP67 保護(hù)類型的要求，是完全防塵和防水的。同時(shí)，主導(dǎo)軌在各加工單元處分離出一條支導(dǎo)軌，供物料或產(chǎn)品進(jìn)出加工單元。 在制衣生產(chǎn)線物料配送系統(tǒng)中采用射頻技術(shù)后，每個(gè)智能吊架上承載的可以是不同款式的衣料，把其加工所需的所有要求都寫入射頻卡中，流水線上各個(gè)工作站都配有讀寫終端，這樣就可以準(zhǔn)確地按照預(yù)定的要求和工序進(jìn)行加工。 在這一案例中采用 TI公司的 s6700 多協(xié)議 IC 接口 ,讀寫距離約 6cm，正常工作所檢測(cè)智能吊架運(yùn)行速度為大約 10cm/s；射頻標(biāo)簽用 TI的 RII02112A/B，尺寸為 76mm45mm，或用 RI101112A/B,尺寸為 4545mm，二者皆符合 ISO/IEC15693 協(xié)議。再次，物料自動(dòng)且智能地傳遞至各工作單元，即通過(guò)安裝在主導(dǎo)軌上的 RFID 掃描器，檢測(cè)物料上的射頻標(biāo)簽識(shí)別物料，并根據(jù)預(yù)設(shè)的物料工序路徑控制物料自動(dòng)送至正確的工作單元進(jìn)行加工。 RFID 技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例 我國(guó)是服裝制造大國(guó)，目前共有 40 多萬(wàn)家服裝企業(yè)。 數(shù)據(jù)安全：通過(guò)校驗(yàn)和的方法來(lái)保證射頻標(biāo)簽中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，從而確保讀出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確?？罩锌蛙嚒⒉ㄒ舻蕊w機(jī)制造公司也試圖在零件上安置射頻標(biāo)簽 以加強(qiáng)零配件的倉(cāng)儲(chǔ)、物流的管理。在裝配流水線上應(yīng)用射頻技術(shù)以盡可能大量地生產(chǎn)用戶定制的汽車，用戶可以從上萬(wàn)種內(nèi)部和外部選項(xiàng)中選定自己所需車的顏色、引擎型號(hào)、輪胎式樣等要求 ，如果沒(méi)有一個(gè)高度組織的、復(fù)雜的控制系統(tǒng)是很難完成這樣的任務(wù)的。這種方式的生產(chǎn)過(guò)程只適用于功能和外形單一的產(chǎn)品生產(chǎn)。自動(dòng)化所國(guó)家集成電路工程中心對(duì)電子標(biāo)簽技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，對(duì)電子標(biāo)簽的基本構(gòu)成、功能模塊等進(jìn)行了分析；自動(dòng)化所綜合自動(dòng)化工程中心研制成功了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的雙通道手 持閱讀器，并且正在某生產(chǎn)制造行業(yè)實(shí)施一個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目；自動(dòng)化所互聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心一直從事分布式協(xié)同平臺(tái)的研究，目前它正在設(shè)計(jì)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)軟件 ONS(ObjectName System)及中間件Savant，并且正在設(shè)計(jì)面向血液控制的 RFID 應(yīng)用示范系統(tǒng)。 小資料 3:中國(guó) RFID 應(yīng)用進(jìn)展片斷 測(cè)試評(píng)估 坐落在上海復(fù)旦大學(xué)專用集成電路與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的 AutoID 中國(guó)實(shí)驗(yàn)室試圖在中國(guó)建立一個(gè)開(kāi)放的 RFID 演示平臺(tái)，并結(jié)合應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行理論分析和基礎(chǔ)研究，為建立 EPC 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó) RFID 標(biāo)準(zhǔn)提供參考依據(jù)，促進(jìn) EPC 和 RFID 技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用并與國(guó)際接軌。 評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)及網(wǎng)上平臺(tái)。 測(cè)試場(chǎng)景與示范應(yīng)用的建立。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。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。物流系統(tǒng)是一個(gè)縱橫交錯(cuò)的、龐大的社會(huì)性系統(tǒng)，需要深入研究并建立面向全國(guó)物流體系的 RFID 應(yīng)用架構(gòu)。 Web Service目錄服務(wù)可以通過(guò) UDDI（ Universal Description, Discovery and Integration：統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成）協(xié)議來(lái)發(fā)布，訂閱與分發(fā)建筑在 XML 數(shù)據(jù)傳遞基礎(chǔ)上，利用在 HTTP協(xié)議上構(gòu)建的 SOAP 協(xié)議（ Simple Object Access Protocol：簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上功能調(diào)用，從而 實(shí)現(xiàn)信息在互聯(lián)網(wǎng)上的自動(dòng)交互。 企業(yè)級(jí)應(yīng)用：在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)施數(shù)據(jù)采集、過(guò)程控制等行