中科院自动化所RFID研究中心

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      协会介绍

      中国科学院自动化研究所RFID研究中心
      中国科学院自动化研究所成立于1956年,是我国最早成立的自动化领域国家级科研机构。1999年,自动化所成为首批进入中国科学院知识创新试点工程的研究所之一,是中国科学院北京信息科学基地的核心单位。
      RFID研究中心是中科院自动化研究所面向无线射频技术研究开发的部门,对无线射频领域的战略发展、关键技术、标准、测试、应用以及产业链形成等具有重要应用前景的理论和方法进行研究、开发和应用。目前的研发方向主要集中在RFID测试技术、基于Internet的RFID信息网络架构、RFID典型行业(制造业生产控制、烟草业物流管理和城市血液管理等领域)的应用技术。
      RFID研究中心现有科研人员20人,其中研究员1人,副研究员3人,科研骨干大多都是博士硕士,中心主要负责人员还是RFID公共服务体系提出者,《中国射频识别技术政策白皮书》专家编写组成员、“中国射频识别技术标准体系框架”专家组成员。
      RFID研究中心基于863机器人技术主题中物流应用中的RFID技术分析测试研究课题成立起来至今,已经成为国内对RFID测试研究的重要单位,它也是中科院自动化研究所面向无线射频技术研究开发的部门,对无线射频领域的战略发展、关键技术、标准、测试、应用以及产业链形成等具有重要应用前景的理论和方法进行研究、开发和应用。
      依托于863课题,物流应用中的RFID技术分析测试课题组建立了国内唯一的开放式面向物流应用的RFID技术分析和模拟测试实验平台,在此平台上,构建了典型的物流场景。在此基础上对电子标签、读写器、天线、中间件均进行了评测,这些评测都立足于实际应用的角度,提出实际应用的参考数据;并在其他方面提出基于RFID的咨询报告,例如港口集装箱管理和食品安全可追溯管理的RFID咨询报告。测试平台的分析测试技术的主要技术指标达到了预期规定的要求,在这一年中中心共申请国家发明专利2项、软件著作权3项,发表论文4篇,分别从理论,软件支持,及应用探索予以体现以上所做工作。
      实验室建立以来,以RFID技术在物流行业为出发点,首先建立了一个面向物流应用的测试环境。在140平方米的测试环境中,中心已经搭建了物流领域的模拟场景和公路自动收费系统的沙盘模型。其中在物流领域的应用测试场景,对RFID技术和产品物流配送中心的六个典型环节如出入库,流水线分拣,智能货架等业务运作中的应用进行测试,建立了基于RFID的物流应用典型环境。也建立了公路自动收费系统的演示沙盘,应用13.56MHz的标签,在收费站放置天线和读写器,将标签贴在车上,当车经过收费站时,读写器读到标签信息,并通过后台信息系统修改,实现不停车收费。
      建立了一套完整的RFID测试平台,主要针对物流和制造业过程中的典型实际业务场景,建设包括RFID前端数据采集、后台数据传输和处理的测试系统,并对RFID技术和产品与应用的结合进行综合测评,分析测试RFID在实际应用中出现的主要问题和影响因素,进而提出合理的解决方案。
      测试平台的主要研究内容包括读写性能研究和复杂场景下的性能研究两部分,分别对单件产品和整套系统进行评测。其中RFID标签和读写器的性能研究也可以称为单通道RFID性能研究,主要在于测试不同介质、不同材料、不同磁场、不同距离、不同速度、不同潮湿环境以及标签与读写器的不同方向、不同位置、不同角度等条件下的阅读器与电子标签之间的性能;复杂场景下的性能研究也可以称作多通道RFID性能研究,设计一些典型应用场景,如超市、高速公路收费场景,通过RFID系统在场景下的测试结果研究多个RFID通道之间的空间分布及互相影响,并通过多点RFID系统验证研究点到点之间RFID信息传输的准确性、效率和可靠性。通过测试平台的这些研究,可以找到并解决RFID应用中的几个主要影响因素和难点,如RFID识别范围及其影响因素、多目标识别能力及其影响因素、防碰撞性能及其影响因素、抗干扰性及其影响因素、以及应用中RFID与条形码的系统兼容性等。
      建立的开放式的面向物流和制造业应用的RFID技术分析和模拟测试实验中心具备对RFID应用典型介质、空间、速度、角度等环境和条件下数据采集可靠性的测试能力和数据共享的实时性安全性问题。通过测试实验,能够提出对某个行业,比如港口集装箱管理或者烟草行业的RFID应用咨询报告。更进一步地,还可以通过对RFID信息采集可靠性影响因素的测试,获取RFID产品在物流和制造业过程典型应用环境下的基本技术参数,找出存在问题,并指明下一步技术攻关的方向。同时,通过对前端采集技术的评测,获取了多种主流产品在不同环境下的性能参数。
      通过建立商品出入库控制、流水线分发控制、智能货架管理和交通运输管理等典型物流测试场景,自主开发了典型环节的测试环境支撑软件,可以提供支持市场主流产品的通用接口,确定了测试技术标准体系框架,并完成了《物体表面粘贴电子标签的应用测试规范》(第三稿)。为RFID测试甚至应用的下一步工作提供了基础,为实验室技术开发指出方向,为大规模推广应用提供技术参考。
      中国科学院自动化研究所承担了2005年国家863计划课题“无线射频关键技术研究与开发”(2005AA420050)的“面向公共服务的RFID核心关键技术研究”任务。通过对EPC GLOBAL网络架构的研究,指出建立RFID公共服务体系(PSI)的必要性和迫切性,并开发了血液管理系统对PSI进行了初步验证。具体地说,建立PSI,也就是设计构建分布式RFID信息网络架构的核心要素,实现信息的交互与处理,解决RFID公共应用中的信息采集、共享和信息跟踪问题。将此通用架构应用于血液管理,开发模拟系统进行原理性验证。因此提出设计面向我国RFID开环应用的信息网络架构;推出具有自主知识产权的编码解析服务和产品目录服务;开发具有自主知识产权的RFID系统架构核心软件产品等等。以血液管理为例,做出通用的应用示范系统。整个网络架构要提供信息跟踪的功能,根据产品的标识码就能将产品的全部信息及各个流动点的信息列出。为了保证跟踪信息完整而且可实时查询信息链,提供了信息链备份功能,即使有一点间断也可以查出跟踪信息。全国编码解析服务器只有一个,主要用于企业注册,而且要能从大量数据中快速的定位产品的本地编码解析服务。本地编码解析服务器中记录一系列标签的起始源点,起始源点很重要,保证整个流动链的完整。不同企业信息服务的体系结构不同,数据源也不同,接口要由用户自己定义,通过中间件的处理将标签中的唯一标识码读出。信息系统具有将应用中的大量数据存储和处理的能力。
      RFID研究中心在863课题的导引下,在一年的时间里通过测试,分别在应用测试、后台支撑及我们提出的PSI、以及行业带动等方面都做了很多工作,这些都为我国RFID事业的发展有着很重要的作用,同时也提出了很多下一步要攻关的方向,为今后RFID研究提供了参考。
      本中心RFID的典型应用上面,目前主要有三个方面:服装业生产控制、烟草业物流管理以及城市血液管理等。在服装业生产控制上,借鉴工业生产的流水线作业,设计成物料是自动且智能的传递至各工作单元,即通过安装在主导轨上的RFID扫描器,检测物料上的射频标签识别物料,并根据预设的物料工序路径控制物料自动送至正确的工作单元进行加工。通过上述这些措施和方法,服装加工企业可以大大得提高其生产效率和原料的成品率,同时也使规范管理成为了可能。在烟草业流通上,RFID的应用环节包括在烟厂加入RFID环节,在烟厂内进行入库、出库扫描;在专卖环节进行途中检查,在分公司进行到货扫描等。实现有效的管理。在城市血液管理上,主要是后台信息处理部分。
      中国科学院自动化研究所承担了2005年国家863计划课题“无线射频关键技术研究与开发”(2005AA420050)的“RFID系统测试平台”任务。本课题实施,建立了国内唯一的开放式面向物流应用的RFID技术分析和模拟测试实验平台,自主开发了典型环节的测试环境支撑软件,完成了《物体表面粘贴电子标签的应用测试规范》,在此基础上对电子标签、读写器、天线、中间件均进行了评测,中心已申请《基于射频识别技术的商品售后服务管理系统及方法》、《基于射频识别技术的酒类防伪系统及方法》、《基于RFID公共服务体系的读写器编码管理方法》等17项国家发明专利,7项软件著作权,发表17篇论文,在多个领域得到国际认可。其中部分有代表性的成果列表如下:

      1 发明专利 利用射频识别技术实现的食品安全管理系统与方法
      2 发明专利 基于RFID公共服务体系的读写器管理方法
      3 发明专利 基于射频识别技术的酒类防伪系统及方法
      4 发明专利 基于射频识别技术的自动化巡检机器人系统
      5 发明专利 物体表面粘贴电子标签及包装材料选择的测试方法
      6 发明专利 基于射频识别技术的血液管理系统和读写装置
      7 发明专利 基于射频识别技术的智能书架及其管理系统
      8 发明专利 基于射频识别技术的电器产品全生命周期管理系统
      9 发明专利 基于射频识别技术的物品证书防伪系统与方法
      10 发明专利 基于射频识别技术的行包追溯和错件跟踪管理方法
      11 发明专利 基于SIM卡的RFID读写器身份识别方法
      12 软件著作权 RFID性能静态测试信息管理系统
      13 软件著作权 RFID性能动态测试信息管理系统
      14 软件著作权 基于RFID的血液管理系统
      15 软件著作权 基于CAN总线的RFID中间件软件
      16 软件著作权 基于RFID和Biometrics的银行智能认证终端
      17 SCI论文 An Approach for Minimum Insertion Loss Bandpass Filter Design
      18 SCI论文 Printed Dipole Antenna Design by Artificial Neural Network Modeling for RFID Application
      19 EI论文 Genetic Approach for Network Planning in the RFID Systems
      20 EI论文 Resource Management with RFID Technology in Automatic Warehouse System
      21 EI论文 基于RFID 应用的小型化印刷偶极子天线设计
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