在2012深圳国际物联网产业学术发展论坛上,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。
[pagebreak]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。