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王东:RFID、物联网和智慧城市之间的关系


来源于:RFID世界网 时间:2012-08-24

2012深圳国际物联网产业学术发展论坛于8月16日在深圳会展中心6楼水仙厅隆重举行,来自工信部、中国电子学会、深圳市科持创新委、深圳市发改委、经贸信息化委、高校研究人员、企业高层等知名行业专家、学者、资深人士共500多人参加。

众专家聚首深圳,就中国物联网创新战略、商业模式与创新、标准制定与进程、地方物联网产业建设、物联网产业园公共平台合作等多角度深层次地探讨物联网产业发展等热点话题,为我国物联网行业发展出谋划策。

上海电子标签与物联网产学研联盟秘书长王东教授以“RFID与物联网应用工程”为题发言。他跟大家分析了RFID、物联网和智慧城市之间的关系,他认为,很多人说RFID等于物联网,这都是片面的。每一个技术视角看到的物联网都像盲人摸象,都只是看到一个部分。我们把观察物联网的视图叠加在一起,才可以看到物联网的全析图,这才能对物联网有全面的认识。以下是演讲实录:

王东:很高兴今天能到物联网论坛上跟大家进行交流。我今天交流的题目是“RFID与物联网应用工程”。

第一个内容,RFID物联网和智慧城市之间的关系。我概括了几个问题:

第一个问题,什么是物联网。欧盟列出了路线图,这个图里面列出了物联网的主要应用领域。今天上午祁院长是从政府规划的角度看物联网,但是从我们搞物联网技术的人士来看的话,也是有很多视图,搞传感器的有一幅视图,搞网络无线通信技术的也有一幅视图,从每一个角度看物联网,都是从物联网的一个侧面去看,不能代表物联网的全部。以前很多人说RFID等于物联网,这都是片面的。每一个技术视角看到的物联网都像盲人摸象,都只是看到一个部分。我们把观察物联网的视图叠加在一起,才可以看到物联网的全析图,这才能对物联网有全面的认识。

第二个问题,物联网最根本的特征是什么。物联网目前更强调集成和综合。RFID领域一直盼望着,如果物流领域RFID大面积推广应用的话,这个行业马上可以起来。到物联网这个阶段,我们的立场可能变成智慧的物流车了,车上任何的货物都可以通过RFID来标注,通过GPS看到货物目前的物质。有很多冷藏车箱子里都有传感器,可以随时随地监控这个货物全程的状况,司机的驾驶室都有摄像头,我可以随时随地监控是谁用什么方法操作这个货物,用这样的方法可以把物流供应链整个过程可视化,这是物流业梦寐以求的境界。而这个境界不是靠RFID单独可以实现的,也不是靠传感器可以单独实现的,是把RFID定位技术、传感器、视频图像等一系列的物联网技术进行集成和综合。

有没有创新呢?刚才马老师也介绍了,物联网一开始也有创新。在上海有一家公司叫格科,你进任何一个超市对准带条码的商品,拍一张照片,它马上告诉你这个商品在沃尔玛、家乐福、麦德隆卖多少钱。

不仅是商业模式的问题,物联网一开始就有原始创新。像我手里拿着的这个RFID标签,所有的物联网的传感器没有一个可以说这个标签市场售价是4毛,可能每年这个东西还会掉一半的价格,这个价格很低。很多客户说这个RFID标签还是挺贵的,但是有一些公司开始原始创新了,这个标签成本由几部分组成,中间的芯片和外面的天线,天线的分包有三部分,它用了铜和铝这些材料,我手里拿的东西就是石墨烯的,虽然不太稳定,但是代表一种方向,就是说这个天线不是铜和铝做的,而是石墨烯材料做的,所以说价格还会降低。我们提出要用低成本的标签,低成本的标签就促使我们的产业进行原始创新,这就是一个创新。

我本身搞RFID的,很多厂家说你不要总是说RFID,现在都是物联网和智慧城市了,你要与时俱进,我们确实是与时俱进。物联网以来,RFID是物联网的核心技术,从RFID可以走向物联网,物联网在更高层次上给我们提供了一个舞台,让RFID技术和定位技术、视频监控技术、传感技术集成在一起,在更高的平台上发展RFID产业的应用。

今天很多演讲嘉宾都介绍了智能交通、智慧能源、智慧医疗、公共安全、政府服务等等,而这些应用离不开RFID物联网和云计算的,它的价值不在于技术本身的价值,而在于把这样一些技术列入于城市管理的方方面面,实现了智慧交通、智慧医疗、智慧的公共设施,通过应用和服务才能体现技术的价值。RFID物联网、云计算是智慧城市实现的手段,这样梳理就会比较清晰。


第二部分,RFID与物联网应用工程。

很多在座的是物联网第一线的,刚才也介绍了很多应用,那我们做技术的应该做什么呢?应用的模式和方案可能是他们在长期业务运作过程中设计和思考的,我们应该和他们配合在一起,用我们的技术帮助他们去实现这样的方案。我们应该做RFID和物联网的应用工程,帮助这些企业解决他们在应用RFID物联网这个技术过程中出现的一系列问题。很多公司可能对RFID物联网等一系列技术本身就一知半解,在实验室里做出一个方案,做出方案以后漏洞百出,在实验室看不出来,一大现场实施问题马上出现了,于是在现场不断调整,把客户的现场当成自己学习的舞台,这也是错误的一种做法。

这是一张实际的酒类生产厂商,首先要在酒上贴RFID标签,贴完要往标签了附码,然后还要再读,看一下是不是写进去了、能不能读得出来,不能读的还要分解出去,这对我们很多做RFID标签的来说,这是很正面的应用,如果所有的名贵酒都贴上RFID标签,这个应用就很大。但是他把标签拿过去之后,现场实施的时候发现读取率只有70%或者80%,十瓶酒过去可能两三瓶附码附不进去,或者读码读不出来。我们是一个系统集成商,我们在公司里要搭建一条和企业工作现场相似的一条线,在这样一条线上通过不断的测试来看这个标签需要做哪些改进,哪一些不能满足客户要求,然后再测试、再调整,通过这样的模拟环境,可以把现场实施中会出现的80%的问题解决掉,这是RFID物联网行业特别需要的。

RFID应用工程客户关注四个问题:一是RFID的性能如何;二是能不能降低成本;三是你在现场按照什么方法实施的;四是出现问题能不能持续的提供服务和支持。

各位代表如果到会场去看,展会上很多公司用了五花八门的各种各样的标签,这种标签都是根据某种应用设置的。系统集成商或者客户应该根据应用环境选择适合的标签,每一种标签都是商品化的标签,每种标签都是根据某种应用设计出来的,每一种标签的形状完完全全不一样,比如说芯片就十来家,但是天线五花八门,每种天线都是根据某种特殊应用场合来设计的。为什么天线会长成这种形状呢?从理论上可以推,一个是天线小型化设计,900兆的标签半波长的天线,这个标签应该16公分长,不能贴在酒瓶上,于是要小型化,要做曲折,然后就会发生改变,还要做天线的增益。有的标签为了拓展适应的瓶宽,所以也做了带宽的拓展。芯片和天线的阻抗要相互匹配,这个时候才能说标签读取的距离最大、最优。

每一种类型的标签都是通过这样一些技术进行一系列的设计,来满足某种应用的需求,这时候我们应该怎么做呢?如果商品化的标签不能解决问题,我们应该自己设计标签,这个天线我们可以进行电声学仿真,可以看你设计标签的天线的性能是怎样的。同样的标签贴在不同材质长也不一样,应用性能也会不同。我们把同样的标签贴在不同的材质上,RFID测试仪可以测试一款标签的性能,你对标签不断的测试,测试完了发现不符合要求,然后修改设计,通过几次反复,就可以把特殊应用的标签设计出来。标签的产品是多种多样的,我们可以建立标签产品数据库,帮助各种客户选择最适合的标签。

选择完标签以后,在实际应用过程中,把标签贴在酒瓶侧面还是酒瓶盖上。这样的箱子里放铁罐的加多宝还是塑料瓶的,红色的地方不要贴,信号比较弱,这就是RFID标签的空间部署问题。我们选择了标签,再看标签该怎么粘贴。

接下来解决读写设备问题,我们有一系列的RFID读写器,有很多参数需要进行设计,但是很多系统集成商根本不知道这些参数是做什么的。我们在这样的门上面挂上RFID的读头,我们每一个代表一个一个的读标签,让它作为门禁,我们会有一个自动调节的平台,帮助系统集成商最优化。

一个物流仓库门,在门口我要架读写器,在这个门上挂三个天线还是四个天线,每一个天线应该挂在什么位置,很多厂商在实际应用过程中都是四个的。七年前我自己做RFID项目也是这样做,左边挂两个,右边挂两个,来回做实验,不行的话就采取其他方式,左边挂一个,右边挂两个,上面再挂一个,这样可以通过测试软件,直接告诉你这个软件通过一系列的开发工具,最后告诉你这个门出这种货物两个就够了。

这个是放两台读写器八根天线就把范围覆盖了,还是一个读写器三根电线就解决了,这就是空间部署的问题。

物联网一出来最重要的是中间件,我本身就是做中间件出身的,到现在为止没有感到一点暖流。在座各位做中间件的,厂商给你提供开发包,绝大部分系统集成商根本没有想到中间件的问题,所以中间件不好做。现在要怎么活呢?干脆面向领域的中间件,这个中间件专门针对图书馆的应用,我给你提供一系列的构件,你要借一本书,首先要刷一下这个卡,这个卡是不是合法卡,第二这个书是不是被别人预约了,第三是他有没有权限借这本书。一般的RFID应用是先读卡的信息,然后再读书的信息,然后再读这个卡有没有这个信息,通过自己的应用程序判断这个书能不能借。这个事情你们不要做了,我在中间件里提供一个构件,他读到这个卡和书的信息之后进行比对,看这个卡是不是能够借,把这个结果传输给你,我的中间件把业务功能也实现了。目前只有这种中间件才有活路,是面向领域的RFID中间件。

RFID应用流程建模与仿真,这是我们现在做的。前段时间我们接触一个厂商,他说你先搭建一个应用出来,OK的话我们就上。后来我们一个合作伙伴破釜沉舟,因为这个事情对他太重要了,于是在他自己上海的研发基地,把这个厂商的一条线完完全全的复现,最后全部做完了,把客户拉到现场一看,一个客户一看可以,可以就做签合同了。这样风险多大呀,能不能做仿真呀?于是我们做了一套仿真软件。原来可能用手工条码做,原来条码怎么做就仿真一遍,然后用了RFID技术以后90%的读取,读取的情况是怎样的,两边一比较就看一下效率怎么提升、成本怎么降低,这就是RFID应用流程的建模与仿真。

客户肯定要问钱,RFID的标签都已经血拼到4毛了,物联网哪个单项技术能降到4毛钱一个?我们RFID标签降到几毛钱,明年说不定2毛钱了,再过一年说不定1毛钱了,那客户就没有不用的理由了,成本是在RFID产业链共同努力下降低的。

我们做事情是有一套方法论的。现在国内有一些书教各位RFID应用怎么实施,包括技术交流与培训、系统咨询、应用项目需求分析等等都是有一整套分析的。

刚才我讲的例子直接把客户的产品线复现,这个风险很高,实际上现在科技部在很多地方投了很多钱建公共服务平台,RFID公共服务平台可以做什么呢?我们可以把物流行业、制造行业等各行各业共性的问题抽取出来,比如说速度,酒瓶上贴上RFID标签之后速度急了来不急写,数据也来不急读,如果贴了标签之后RFID快了也会有问题,于是把共同的问题抽取出来,在公共服务平台里面弄一条线,这条线就像这一条线一样,这些线的速度是可调的,速度可以从每分钟20米到每分钟200米,这个环境里你可以循环往复的利用这个环境做更多测试,从而完善你的方案。你做RFID的标签肯定不能离开电波暗室,这样的电波暗室要十几万,一家企业自己建这样的电波暗室需要钱,评估也需要钱,这样怎么办?我们在上海张江建了公共服务平台,陆院长在深圳也建了这样的平台,政府会在全国建一系列的公共服务平台。我们的产业比较小,支持主要是来自于政府建设经费扶持,像上海的平台一个会员一年才2000块,用电波暗室一个小时要500块到1000块。像我们这种类型的平台,可能你就成为我们的会员,加入这个会员一年2000块,持续不断的做更多的测试。这个钱是政府来买单,也就是公共服务平台。

在座的各位以后尽量的了解全国各地RFID物联网公共服务平台,然后利用这个平台为自己的研发、为方案的测试提供支持和帮助。这种平台很简单,像我们这个平台很便宜,就是一年2000块。


第三部分,物联网工程专业人才培养。

各个企业发展都需要人才,我们教育部也要赶上物联网发展步伐,于是从2010年、2011年、2012年三年分三批审查批准了近150个物联网工程专业。大家在琢磨物联网是什么的时候,这个专业已经出来了,这个专业应该教什么、学习什么呢?我们就成立了物联网专家组,然后写了两本书:《高等学校物联网工程专业实践教学体系与规范》、《高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范》。大家回头看一下,如果觉得不足可以提一提意见。

希望我们共同努力,推动国内物联网和智慧城市的发展。谢谢大家。


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