中國科學(xué)院自動化研究所RFID研究中心
中國科學(xué)院自動化研究所成立于1956年，是我國最早成立的自動化領(lǐng)域國家級科研機構(gòu)。1999年，自動化所成為首批進入中國科學(xué)院知識創(chuàng)新試點工程的研究所之一，是中國科學(xué)院北京信息科學(xué)基地的核心單位。
RFID研究中心是中科院自動化研究所面向無線射頻技術(shù)研究開發(fā)的部門，對無線射頻領(lǐng)域的戰(zhàn)略發(fā)展、關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、測試、應(yīng)用以及產(chǎn)業(yè)鏈形成等具有重要應(yīng)用前景的理論和方法進行研究、開發(fā)和應(yīng)用。目前的研發(fā)方向主要集中在RFID測試技術(shù)、基于Internet的RFID信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、RFID典型行業(yè)（制造業(yè)生產(chǎn)控制、煙草業(yè)物流管理和城市血液管理等領(lǐng)域）的應(yīng)用技術(shù)。
RFID研究中心現(xiàn)有科研人員20人，其中研究員1人，副研究員3人，科研骨干大多都是博士碩士，中心主要負責(zé)人員還是RFID公共服務(wù)體系提出者，《中國射頻識別技術(shù)政策白皮書》專家編寫組成員、“中國射頻識別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架”專家組成員。
RFID研究中心基于863機器人技術(shù)主題中物流應(yīng)用中的RFID技術(shù)分析測試研究課題成立起來至今，已經(jīng)成為國內(nèi)對RFID測試研究的重要單位，它也是中科院自動化研究所面向無線射頻技術(shù)研究開發(fā)的部門，對無線射頻領(lǐng)域的戰(zhàn)略發(fā)展、關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、測試、應(yīng)用以及產(chǎn)業(yè)鏈形成等具有重要應(yīng)用前景的理論和方法進行研究、開發(fā)和應(yīng)用。
依托于863課題，物流應(yīng)用中的RFID技術(shù)分析測試課題組建立了國內(nèi)唯一的開放式面向物流應(yīng)用的RFID技術(shù)分析和模擬測試實驗平臺，在此平臺上，構(gòu)建了典型的物流場景。在此基礎(chǔ)上對電子標(biāo)簽、讀寫器、天線、中間件均進行了評測，這些評測都立足于實際應(yīng)用的角度，提出實際應(yīng)用的參考數(shù)據(jù)；并在其他方面提出基于RFID的咨詢報告，例如港口集裝箱管理和食品安全可追溯管理的RFID咨詢報告。測試平臺的分析測試技術(shù)的主要技術(shù)指標(biāo)達到了預(yù)期規(guī)定的要求，在這一年中中心共申請國家發(fā)明專利2項、軟件著作權(quán)3項，發(fā)表論文4篇，分別從理論，軟件支持，及應(yīng)用探索予以體現(xiàn)以上所做工作。
實驗室建立以來，以RFID技術(shù)在物流行業(yè)為出發(fā)點，首先建立了一個面向物流應(yīng)用的測試環(huán)境。在140平方米的測試環(huán)境中，中心已經(jīng)搭建了物流領(lǐng)域的模擬場景和公路自動收費系統(tǒng)的沙盤模型。其中在物流領(lǐng)域的應(yīng)用測試場景，對RFID技術(shù)和產(chǎn)品物流配送中心的六個典型環(huán)節(jié)如出入庫，流水線分揀，智能貨架等業(yè)務(wù)運作中的應(yīng)用進行測試，建立了基于RFID的物流應(yīng)用典型環(huán)境。也建立了公路自動收費系統(tǒng)的演示沙盤，應(yīng)用13.56MHz的標(biāo)簽，在收費站放置天線和讀寫器，將標(biāo)簽貼在車上，當(dāng)車經(jīng)過收費站時，讀寫器讀到標(biāo)簽信息，并通過后臺信息系統(tǒng)修改，實現(xiàn)不停車收費。
建立了一套完整的RFID測試平臺，主要針對物流和制造業(yè)過程中的典型實際業(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)合進行綜合測評，分析測試RFID在實際應(yīng)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。
測試平臺的主要研究內(nèi)容包括讀寫性能研究和復(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)進行評測。其中RFID標(biāo)簽和讀寫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、不同距離、不同速度、不同潮濕環(huán)境以及標(biāo)簽與讀寫器的不同方向、不同位置、不同角度等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作多通道RFID性能研究，設(shè)計一些典型應(yīng)用場景，如超市、高速公路收費場景，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?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，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。
建立的開放式的面向物流和制造業(yè)應(yīng)用的RFID技術(shù)分析和模擬測試實驗中心具備對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)共享的實時性安全性問題。通過測試實驗，能夠提出對某個行業(yè)，比如港口集裝箱管理或者煙草行業(yè)的RFID應(yīng)用咨詢報告。更進一步地，還可以通過對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。同時，通過對前端采集技術(shù)的評測，獲取了多種主流產(chǎn)品在不同環(huán)境下的性能參數(shù)。
通過建立商品出入庫控制、流水線分發(fā)控制、智能貨架管理和交通運輸管理等典型物流測試場景，自主開發(fā)了典型環(huán)節(jié)的測試環(huán)境支撐軟件，可以提供支持市場主流產(chǎn)品的通用接口，確定了測試技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架，并完成了《物體表面粘貼電子標(biāo)簽的應(yīng)用測試規(guī)范》（第三稿）。為RFID測試甚至應(yīng)用的下一步工作提供了基礎(chǔ)，為實驗室技術(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。
中國科學(xué)院自動化研究所承擔(dān)了2005年國家863計劃課題“無線射頻關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)”（2005AA420050）的“面向公共服務(wù)的RFID核心關(guān)鍵技術(shù)研究”任務(wù)。通過對EPCGLOBAL網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究，指出建立RFID公共服務(wù)體系（PSI）的必要性和迫切性，并開發(fā)了血液管理系統(tǒng)對PSI進行了初步驗證。具體地說，建立PSI，也就是設(shè)計構(gòu)建分布式RFID信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的核心要素，實現(xiàn)信息的交互與處理，解決RFID公共應(yīng)用中的信息采集、共享和信息跟蹤問題。將此通用架構(gòu)應(yīng)用于血液管理，開發(fā)模擬系統(tǒng)進行原理性驗證。因此提出設(shè)計面向我國RFID開環(huán)應(yīng)用的信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；推出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的編碼解析服務(wù)和產(chǎn)品目錄服務(wù)；開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的RFID系統(tǒng)架構(gòu)核心軟件產(chǎn)品等等。以血液管理為例，做出通用的應(yīng)用示范系統(tǒng)。整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)要提供信息跟蹤的功能，根據(jù)產(chǎn)品的標(biāo)識碼就能將產(chǎn)品的全部信息及各個流動點的信息列出。為了保證跟蹤信息完整而且可實時查詢信息鏈，提供了信息鏈備份功能，即使有一點間斷也可以查出跟蹤信息。全國編碼解析服務(wù)器只有一個，主要用于企業(yè)注冊，而且要能從大量數(shù)據(jù)中快速的定位產(chǎn)品的本地編碼解析服務(wù)。本地編碼解析服務(wù)器中記錄一系列標(biāo)簽的起始源點，起始源點很重要，保證整個流動鏈的完整。不同企業(yè)信息服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)不同，數(shù)據(jù)源也不同，接口要由用戶自己定義，通過中間件的處理將標(biāo)簽中的唯一標(biāo)識碼讀出。信息系統(tǒng)具有將應(yīng)用中的大量數(shù)據(jù)存儲和處理的能力。
RFID研究中心在863課題的導(dǎo)引下，在一年的時間里通過測試，分別在應(yīng)用測試、后臺支撐及我們提出的PSI、以及行業(yè)帶動等方面都做了很多工作，這些都為我國RFID事業(yè)的發(fā)展有著很重要的作用，同時也提出了很多下一步要攻關(guān)的方向，為今后RFID研究提供了參考。
本中心RFID的典型應(yīng)用上面，目前主要有三個方面：服裝業(yè)生產(chǎn)控制、煙草業(yè)物流管理以及城市血液管理等。在服裝業(yè)生產(chǎn)控制上，借鑒工業(yè)生產(chǎn)的流水線作業(yè)，設(shè)計成物料是自動且智能的傳遞至各工作單元，即通過安裝在主導(dǎo)軌上的RFID掃描器，檢測物料上的射頻標(biāo)簽識別物料，并根據(jù)預(yù)設(shè)的物料工序路徑控制物料自動送至正確的工作單元進行加工。通過上述這些措施和方法，服裝加工企業(yè)可以大大得提高其生產(chǎn)效率和原料的成品率，同時也使規(guī)范管理成為了可能。在煙草業(yè)流通上，RFID的應(yīng)用環(huán)節(jié)包括在煙廠加入RFID環(huán)節(jié)，在煙廠內(nèi)進行入庫、出庫掃描；在專賣環(huán)節(jié)進行途中檢查，在分公司進行到貨掃描等。實現(xiàn)有效的管理。在城市血液管理上，主要是后臺信息處理部分。
中國科學(xué)院自動化研究所承擔(dān)了2005年國家863計劃課題“無線射頻關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)”（2005AA420050）的“RFID系統(tǒng)測試平臺”任務(wù)。本課題實施，建立了國內(nèi)唯一的開放式面向物流應(yīng)用的RFID技術(shù)分析和模擬測試實驗平臺，自主開發(fā)了典型環(huán)節(jié)的測試環(huán)境支撐軟件，完成了《物體表面粘貼電子標(biāo)簽的應(yīng)用測試規(guī)范》，在此基礎(chǔ)上對電子標(biāo)簽、讀寫器、天線、中間件均進行了評測，中心已申請《基于射頻識別技術(shù)的商品售后服務(wù)管理系統(tǒng)及方法》、《基于射頻識別技術(shù)的酒類防偽系統(tǒng)及方法》、《基于RFID公共服務(wù)體系的讀寫器編碼管理方法》等17項國家發(fā)明專利，7項軟件著作權(quán)，發(fā)表17篇論文，在多個領(lǐng)域得到國際認可。其中部分有代表性的成果列表如下：
1 發(fā)明專利 利用射頻識別技術(shù)實現(xiàn)的食品安全管理系統(tǒng)與方法
2 發(fā)明專利 基于RFID公共服務(wù)體系的讀寫器管理方法
3 發(fā)明專利 基于射頻識別技術(shù)的酒類防偽系統(tǒng)及方法
4 發(fā)明專利 基于射頻識別技術(shù)的自動化巡檢機器人系統(tǒng)
5 發(fā)明專利 物體表面粘貼電子標(biāo)簽及包裝材料選擇的測試方法
6 發(fā)明專利 基于射頻識別技術(shù)的血液管理系統(tǒng)和讀寫裝置
7 發(fā)明專利 基于射頻識別技術(shù)的智能書架及其管理系統(tǒng)
8 發(fā)明專利 基于射頻識別技術(shù)的電器產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)
9 發(fā)明專利 基于射頻識別技術(shù)的物品證書防偽系統(tǒng)與方法
10 發(fā)明專利 基于射頻識別技術(shù)的行包追溯和錯件跟蹤管理方法
11 發(fā)明專利 基于SIM卡的RFID讀寫器身份識別方法
12 軟件著作權(quán) RFID性能靜態(tài)測試信息管理系統(tǒng)
13 軟件著作權(quán) RFID性能動態(tài)測試信息管理系統(tǒng)
14 軟件著作權(quán) 基于RFID的血液管理系統(tǒng)
15 軟件著作權(quán) 基于CAN總線的RFID中間件軟件
16 軟件著作權(quán) 基于RFID和Biometrics的銀行智能認證終端
17 SCI論文 An Approach for Minimum Insertion Loss Bandpass Filter Design
18 SCI論文 Printed Dipole Antenna Design by Artificial Neural Network Modeling for RFID Application
19 EI論文 Genetic Approach for Network Planning in the RFID Systems
20 EI論文 Resource Management with RFID Technology in Automatic Warehouse System
21 EI論文 基于RFID 應(yīng)用的小型化印刷偶極子天線設(shè)計
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中科院自動化所RFID研究中心
電話： 62552228
地址： 北京市海淀區(qū)中關(guān)村東路95號中科院自動化所模識樓503室 |
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