航天二院706所RFID實驗室“無線”魅力處處在
聽不到機器的轟鳴,看不到終端間的關聯(lián),更沒有華麗的產(chǎn)品外衣,坐落于北京的航天二院RFID實驗室,安靜而樸素,可就是這樣一個地方,卻創(chuàng)造出一項項“無線”環(huán)境中的神奇。
5月21日,記者跟隨航天二院706所RFID實驗室研究人員,來到了這個將為我國未來物聯(lián)網(wǎng)建設打下根基的實驗室。
從一塊神奇腕帶說起
“嘟、嘟、嘟……”隨著電腦監(jiān)控畫面中的一個小黑點從第三區(qū)域移動到第四區(qū)域,危險警報開始響起,測試員在另一個房間中的位置移動,被這套監(jiān)控系統(tǒng)追蹤得清清楚楚,而當其移動到被禁止的區(qū)域時,監(jiān)控系統(tǒng)立即發(fā)出了警報信號。
研究人員告訴記者,這套系統(tǒng)就是基于射頻識別(RFID)技術(shù)所建立起來的“實時定位管理系統(tǒng)”。而測試員手中的一塊神奇腕帶,正是這套系統(tǒng)中的一塊拼圖。“腕帶中被安裝了RFID芯片,它走到哪里都會被準確定位,而一旦移動到用戶所規(guī)定的禁止區(qū)域,便會引發(fā)報警裝置。用戶可以根據(jù)自己的實際需求,自行劃定區(qū)域,界定監(jiān)控范圍?!?/P>
除此以外,該電子腕帶產(chǎn)品還采用CSS線性調(diào)頻擴頻通訊技術(shù)、AES安全加密技術(shù)和TDOA算法,可以實現(xiàn)人員的自動識別與定位,具有功耗低、定位精度高、抗干擾能力強、安全保密性好等特點,定位精度達到1~3米。
“它克服了市場中同類產(chǎn)品的短板?!闭勂疬@款新產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢,研究人員說,目前監(jiān)獄系統(tǒng)的產(chǎn)品主要采用的是區(qū)域定位,這引發(fā)了很多不必要的麻煩,由于該系統(tǒng)將整個監(jiān)控區(qū)域劃分為多個分區(qū)域,以單個讀寫器為中心,分別管控不同分區(qū)域。受監(jiān)控半徑的限制,分區(qū)域范圍或重合或形成盲區(qū),很容易導致“誤報警”情況的發(fā)生?!斑@套電子腕帶產(chǎn)品的基本原理并不一樣,它是在整個監(jiān)控區(qū)域內(nèi)布設多個基站,多基站共同進行定位計算,能達到整個區(qū)域內(nèi)信號的全覆蓋,受到管控的腕帶出現(xiàn)在區(qū)域中的任何地方,都可以通過系統(tǒng)的測算確定位置,實現(xiàn)精確定位,避免‘誤報警’?!?/P>
據(jù)介紹,目前該產(chǎn)品還具有防拆技術(shù),充分滿足監(jiān)獄等場所特殊人員監(jiān)管的要求。同時由于具備集成溫濕度、振動等多種傳感器的擴展功能,還可以廣泛適應礦井、特殊人群看護等不同行業(yè)的需求,有利于開展搜救和救援工作。
精益求精的研發(fā)環(huán)節(jié)
其實,這塊電子腕帶只是RFID實驗室中眾多產(chǎn)品中的冰山一角。2008年北京奧運會,由航天二院706所研制、設計及建設的電子票證系統(tǒng),是歷史上首次成功實行的實名制電子票證系統(tǒng),也是首次在世界性大賽中成功運用射頻識別技術(shù)。2011年,航天二院706所又將該項技術(shù)搬上了深圳大運會的舞臺,在世界范圍內(nèi)首創(chuàng)了大型賽事活動的智能交通管理。與此同時,RFID實驗室中所研發(fā)的產(chǎn)品還廣泛應用于智能交通、實時定位、倉儲管理、物流配送等多個領域。
當然,與這些產(chǎn)品應用中的無限風光相比,其在應用設計、硬件布設和軟件應用中的過程卻無比艱辛。在RFID實驗室中,幾位研究人員一直坐在電腦前,設計圖紙、測試數(shù)據(jù)、完善應用。
研究人員告訴記者,一件產(chǎn)品從最初的設想到最終生產(chǎn)出來,要經(jīng)過無數(shù)次的驗證工作。以這種新型定位電子腕表的設計為例,除了有整個RFID發(fā)射和接收系統(tǒng)做支撐外,還要充分考慮產(chǎn)品自身的線路設計和結(jié)構(gòu)設計。
“腕表是供特殊人群使用,且需要長期佩戴、不可拆卸,所以必須達到一種舒適化、精細化、小型化、低功耗的設計要求?!毖芯咳藛T說,比如犯人要帶著腕帶洗澡、工作,甚至出于好奇會拆卸或破壞這項設備,所以腕表的設計要充分考慮到各種復雜的環(huán)境。而且,由于監(jiān)獄中的環(huán)境比較復雜,墻體結(jié)構(gòu)以及金屬結(jié)構(gòu)體的干擾與民用環(huán)境有很大差別,所以,我們還要考慮電路設計的穩(wěn)定性以及通信協(xié)議的要求。
“我們將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的三維立體圖設計出來后,通過這臺設備進行快速成型,然后進行進一步的實驗驗證”。在實驗室的入口處,記者看到一臺電子標簽打樣成型平臺,它與一臺快速成型設備相連接。研究人員說,很多實驗構(gòu)想的驗證工作,都是通過這臺設備進行的,通過產(chǎn)品適裝、電路配合,模擬真實產(chǎn)品進行驗證、修改、調(diào)試……直到走到正樣階段,開始用真實的材料制作產(chǎn)品,重復驗證和調(diào)試的過程。
“環(huán)境實驗室、屏蔽實驗室……”研究人員告訴記者,RFID實驗室中的每一項實驗,都比民用產(chǎn)品要求更嚴格,測試經(jīng)過更復雜。
推進標準體系建設
作為國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),RFID產(chǎn)業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景。標準是一個產(chǎn)業(yè)應用的基礎,目前市場上主流RFID產(chǎn)品主要遵循ISO18000系列標準,缺少自主專利與核心技術(shù)。RFID產(chǎn)業(yè)要真正從研究走向部署,得到大規(guī)模應用,必須擺脫國外專利壁壘,制定并實施自主協(xié)議標準。近年,航天二院706所RFID實驗室一直在推動標準體系的建設工作。2011年9月,總裝備部正式頒布了自主研制的23項軍用射頻識別系列標準。在軍用標準的制定過程中,航天二院706所RFID實驗室積極參與標準制定工作,為標準的成功推出發(fā)揮了重要作用。
“目前國軍標已經(jīng)建成,國家正計劃將其轉(zhuǎn)化為國家標準?!睋?jù)研究人員介紹,目前,航天二院706所RFID實驗室正在開發(fā)基于自主標準的RFID系列產(chǎn)品,形成核心競爭力,為我國物聯(lián)網(wǎng)在“十二五”期間的發(fā)展打下了堅實基礎。