【正文】 用的射頻識別一般是感應耦合方式的系統(tǒng)，其工作過程通常是：射頻識讀器的天線在其作用區(qū)域內(nèi)發(fā)射能量形成電磁場，載有射頻標簽的物品在經(jīng)過這個區(qū)域時被讀寫器發(fā)出的信號激發(fā)，將存儲的數(shù)據(jù)發(fā)送給識讀器，識讀器接收射頻標簽發(fā)送的信號，解碼后獲得數(shù)據(jù)，而讀取的標簽數(shù)據(jù)可以與信息系統(tǒng)無縫集成。因此， RFID 應用框架既要能夠適應讀寫器對 RFID 標識的信息加工（讀取和寫入）的要求，又要能夠適應后臺數(shù)據(jù)傳輸、信息處理及各種應用對 RFID 系統(tǒng)的要求。 EPC 標準體系中， RFID 系統(tǒng)包括 EPC, Tag, Reader, Savant, ONS, PML 等構(gòu)成要素。EPC 碼記錄著每個物品的全球惟一標識，由一個版本號加上另外三段數(shù)據(jù)，位數(shù)有 64 位、96 位和 256位；電子標簽（ Tag）攜帶電子產(chǎn)品碼（ EPC 碼），是廠商在生產(chǎn)過程中給物品打上的惟一標識；閱讀器采集標簽數(shù)據(jù)，傳送給軟件中間件（ Savant）； Savant 負責管理和傳送產(chǎn)品電子碼相關數(shù)據(jù)；對象命名系統(tǒng)（ ONS， ObjectName System）是一個自動的網(wǎng)絡服務系統(tǒng)，類似于域名解析服務（ DNS），提供全局范圍的信息共享機制，這樣 Savant軟件通過 ONS 實現(xiàn) EPC 與物質(zhì) 流通各個環(huán)節(jié)中互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的聯(lián)系；通信的語言規(guī)范稱為PML(Physical Markup Language,物理標記語言 )。 RFID 系統(tǒng)信息獲取流程如圖 2 所示。 分層的 RFID 應用框架 我們針對物流行業(yè)的應用特點，參照 EPC 標準，建立了一個通用的 RFID 物流應用框架?？煞譃樗膫€層次（如圖 3 所示）： （ 1）環(huán)境層： RFID 應用環(huán)境構(gòu)造，包括物品（帶標簽）、天線、讀寫器、傳感器、儀器儀表、計算機硬件、服務器、網(wǎng)絡設備、終端設備等。 （ 2）采集層：基于 RFID 的物流信息采集，通過讀寫器采集 RFID 標簽中的信息，進行簡單的信息預處理（解碼、防沖撞、多通道信息去重、信息過濾、分類）后將信息傳送到集成層。 （ 3）集成層： RFID 應用支撐平臺，支持 RFID 信息的輸入、獲得、傳輸、處理及協(xié)同。包括資源目錄服務（ ONS）、 RFID 中間件（ Savant）、集成平臺、信息系統(tǒng)及信息傳輸。 資源目錄服務：包括物品編碼管理、資源目錄及 ONS 查找、發(fā)現(xiàn)、定位、驗證機制。 RFID 中間件：主要解決信息語義定義、讀寫器信息采集、信息寫入（一次寫入或分段寫入）、數(shù)據(jù)庫接口。 集成平臺：主要是在中間件基礎上增加與第三方應用的接口（為財務、 OA、電子商務、MIS 系統(tǒng)、 ERP 系統(tǒng)、 CIMS 系統(tǒng)、 SCM 系統(tǒng)、 CRM 系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口），使各種應用軟件與 RFID 兼容。 信息系統(tǒng)：為 了高效、可靠、方便地對 RFID 信息進行管理，建立統(tǒng)一的物流數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進行錄入、修改、查詢及統(tǒng)計。 信息傳輸：異地點到點之間 RFID 信息的傳輸架構(gòu)，異地 RFID 系統(tǒng)信息傳輸?shù)陌踩軜?gòu)，實現(xiàn) RFID 信息的分發(fā)和流轉(zhuǎn)。 （ 4）應用層： RFID 后端軟件系統(tǒng)及應用系統(tǒng)界面，形成可定制的物流應用系統(tǒng)。包括企業(yè)信息管理軟件，分析統(tǒng)計及報表生成；專用領域應用軟件，滿足行業(yè)應用的個性業(yè)務需求；網(wǎng)站平臺，方便供應鏈節(jié)點信息的注冊、查詢及交互等信息服務；協(xié)同工作平臺，實現(xiàn)應用中 RFID 與其他系統(tǒng)的協(xié)同工作。 RFID 應 用按規(guī)?？煞譃椋浩髽I(yè)級應用、跨企業(yè)應用，行業(yè)級應用、跨行業(yè)應用，國家級應用、跨國應用等幾種應用模式。 企業(yè)級應用：在企業(yè)網(wǎng)絡平臺實施數(shù)據(jù)采集、過程控制等行為。 行業(yè)級應用：把 RFID 作為生產(chǎn)、流通、銷售、使用中基本信息承載與處理單元，強調(diào)企業(yè)間、企業(yè)與管理部門間協(xié)同工作。 以上為物流應用建立了一個基本的 RFID 應用參考框架，對于不同的應用領域以及業(yè)務處理的不同，可能設計了不同類型的電子標簽和閱讀器， RFID 系統(tǒng)具有不同功率以及性能，但其應用框架大體相同。 分布式 RFID 應用體系 RFID 應用系統(tǒng)可 以是企業(yè)內(nèi)、跨企業(yè)、行業(yè)內(nèi)、跨行業(yè)、國家乃至跨國的，因此它可以是一個分布式系統(tǒng)，包含不同領域的多個企業(yè)的信息，需要通過物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息的共享與協(xié)同工作，其體系如圖 4 所示。物流供應鏈中供應、生產(chǎn)、運輸、存儲、銷售和消費等環(huán)節(jié)構(gòu)成分布的應用節(jié)點，各節(jié)點自成應用系統(tǒng)，具有信息采集能力（數(shù)據(jù)采集模塊）、數(shù)據(jù)整合能力（信息集成平臺）、自治能力（專業(yè)行業(yè)應用、第三方應用）和通信能力（局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信），節(jié)點之間通過物流中心的 ONS 機制進行信息交互和功能協(xié)同。 對于分布式 RFID 系統(tǒng)，協(xié)同問題包括兩方面： （ 1）企業(yè)不可能將所有有用信息都寫入標簽，可以將信息分類，只將關鍵信息 (如產(chǎn)品編碼、類別 )存入標簽，其他更多信息（如時間信息、位置信息、狀態(tài)信息等）存入互聯(lián)網(wǎng)服務器，其他企業(yè)通過互聯(lián)網(wǎng)和 ONS 機制能夠自動找到和獲得這些信息。 （ 2）通過應用層集成，將標簽中相關企業(yè)的產(chǎn)品與信息綜合起來，用以記錄貨物在供應鏈中所進行的各種處理和加工情 況，這些信息應能方便地進行寫入和更新，為不同的應用對象提供信息服務。 Web 服務（ Web Service）為解決以上兩個方面的協(xié)同問題提供了有效途徑。 Web Service目錄服務可以通過 UDDI（ Universal Description, Discovery and Integration：統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成）協(xié)議來發(fā)布，訂閱與分發(fā)建筑在 XML 數(shù)據(jù)傳遞基礎上，利用在 HTTP協(xié)議上構(gòu)建的 SOAP 協(xié)議（ Simple Object Access Protocol：簡單對象訪問協(xié)議）實現(xiàn)網(wǎng)絡上功能調(diào)用，從而 實現(xiàn)信息在互聯(lián)網(wǎng)上的自動交互。 UDDI定義了 Web Service 的發(fā)布與發(fā)現(xiàn)的方法，提供注冊、搜尋、交換和使用 Web Service 的標準。分三類信息進行目錄管理：白頁 (White Page)是地址、聯(lián)系方法和企業(yè)標識；黃頁 (Yellow page)是基于標準分類法的行業(yè)類別，把 XML Web Services 組織到目錄中；綠頁 (Green Page)是關于該企業(yè)所提供的 Web 服務技術信息。 Web 服務應用體系中包括三種角色： Service Provider（服務提供者）， Service Broker（服務中介者）， Service Requester（服務請求者），在各個角色之間實現(xiàn)三種操作方式：Publish（發(fā)布）操作， Find（發(fā)現(xiàn)）操作， Bind（綁定）操作，如圖 5 所示。 RFID 與 Web 服務應用基礎基本相同， RFID 通過 ONS 機制在物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)信息的共享和交互； Web 服務通過 UDDI實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上信息自動流轉(zhuǎn)，提 供了產(chǎn)品－消費鏈高層信息的協(xié)同處理機制，二者的結(jié)合應用，可以為不同的應用領域提供集成平臺與解決方案。 未來前景 RFID 作為一種新興的自動識別技術，在中國處于剛剛起步的階段，但是它的發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?，應用不僅僅限制在物流控制方面，它作為對現(xiàn)實世界物體標識與信息傳播相結(jié)合的一種手段將對社會各個方面產(chǎn)生重要作用，如工業(yè)生產(chǎn)控制、個人身份識別、活動目標監(jiān)測等等。 我國物流企業(yè)的基礎條件和信息化手段參差不齊，因此，在未來相當一段時間內(nèi)， RFID技術仍將與傳統(tǒng)條形碼技術共存。如何在現(xiàn)有信息系統(tǒng)的基礎上，完成對企 業(yè)流程管理的改造，實現(xiàn)條碼系統(tǒng)與 RFID 技術的集成應用是每一個物流企業(yè)所關心的問題。物流系統(tǒng)是一個縱橫交錯的、龐大的社會性系統(tǒng)，需要深入研究并建立面向全國物流體系的 RFID 應用架構(gòu)。 （計算機世界報 ， 2020,第 42 期 B B B9） 去蕪存真 —— RFID 系統(tǒng)測試 ■ 中科院自動化所 RFID 研究中心 劉禹 RFID 電子標簽的單項技術已經(jīng)趨于成熟，但不管在物流業(yè)還是制造業(yè)的實際應用中還存在大量的技術難題。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（如防止標簽的復制問題、標簽自銷毀問題）等。 解決這些問題的關鍵，已經(jīng)不在于單項技術的突破，而更需要 RFID 系統(tǒng)技術間的協(xié)調(diào)和組織。因此我們迫切需要研究開發(fā)一套先進的、能體現(xiàn)典型場景的技術測試平臺和完整的示范應用框架，為科技人員的技術開發(fā)和產(chǎn)品驗證服務，進一步還可以對國家標準提供可靠的驗證平臺。 測試系統(tǒng)組成與要求 一套完整的 RFID 測試平臺應該主要針對物流和制造業(yè)過程中的典型實際業(yè)務場景，建設包括 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 技術和產(chǎn)品與應用的結(jié)合進行綜合測評，分析測試 RFID 在實際應用中出現(xiàn)的主要問題和影響因素，進而提出合理的解決方案，為實驗室技術開發(fā)指出方向，為大規(guī)模推廣應用提供技術參考。 測試平臺的主要研究內(nèi)容包括標簽閱讀器性能研究和復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)進行評測。其中 RFID 標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簽之間的性能；復 雜場景下的性能研究也可以稱做多通道 RFID 性能研究，設計一些典型應用場景，如超市、高速公路收費場景，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 RFID 系統(tǒng)驗證研究點到點之間 RFID 信息傳輸?shù)臏蚀_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 應用中的幾個主要影響因素和難點，如 RFID 識別范圍及其影響因素、多目標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?shù)募夹g基礎，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—— 測評中心實際上也將為政府提供咨詢與參考意見。技術基礎方面，在 RFID 的芯片設計、閱讀器研制與應用框架開發(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，一是場地費用，二是設備儀器的費用。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等儀器，才 能建立測試與示范環(huán)境，這三點缺一不可，所以也給測試平臺建設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)應用的 RFID技術分析和模擬測試實驗中心需要一塊能夠容納 3～ 4 個物流過程典型實際場景以及 2～ 3 個制造業(yè)過程典型實際場景測試平臺的測試場地，還需具備對 RFID 應用典型介質(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)共享的實時性安全性問題。通過測試實驗，應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 應用咨詢報告。更進一步地，還應通過對 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)過程典型應用環(huán)境下的基本技術參數(shù)，找出存在問題，并指明下一步技術攻關的方向。 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： RFID 研究、開發(fā)、應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的研究。主要屬于軟科學研究范疇，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，國際標準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，測試平臺應該有一定的前瞻性。 RFID 檢測技術。針對國標確定的或者待選的若干個電 子標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、頻率響應特性以及場分布特性等基本性能，為確定性能指標提供基本數(shù)據(jù)。 性能指標的選擇。針對不同行業(yè)不同環(huán)境下的 RFID 應用，檢測閱讀器與電子標簽位置、角度、介質(zhì)、磁場、距離及速度關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)范中應具有的指標。 測試場景與示范應用的建立。針對目前 RFID 在物流和制造業(yè)中的應用和未來發(fā)展，建立一