聽(tīng)不到機(jī)器的轟鳴，看不到終端間的關(guān)聯(lián)，更沒(méi)有華麗的產(chǎn)品外衣，坐落于北京的航天二院RFID實(shí)驗(yàn)室，安靜而樸素，可就是這樣一個(gè)地方，卻創(chuàng)造出一項(xiàng)項(xiàng)“無(wú)線”環(huán)境中的神奇。

5月21日，記者跟隨航天二院706所RFID實(shí)驗(yàn)室研究人員，來(lái)到了這個(gè)將為我國(guó)未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)打下根基的實(shí)驗(yàn)室。

從一塊神奇腕帶說(shuō)起

“嘟、嘟、嘟……”隨著電腦監(jiān)控畫(huà)面中的一個(gè)小黑點(diǎn)從第三區(qū)域移動(dòng)到第四區(qū)域，危險(xiǎn)警報(bào)開(kāi)始響起，測(cè)試員在另一個(gè)房間中的位置移動(dòng)，被這套監(jiān)控系統(tǒng)追蹤得清清楚楚，而當(dāng)其移動(dòng)到被禁止的區(qū)域時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)立即發(fā)出了警報(bào)信號(hào)。

研究人員告訴記者，這套系統(tǒng)就是基于射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)所建立起來(lái)的“實(shí)時(shí)定位管理系統(tǒng)”。而測(cè)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(huì)被準(zhǔn)確定位，而一旦移動(dòng)到用戶所規(guī)定的禁止區(qū)域，便會(huì)引發(fā)報(bào)警裝置。用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需求，自行劃定區(qū)域，界定監(jiān)控范圍。”

除此以外，該電子腕帶產(chǎn)品還采用CSS線性調(diào)頻擴(kuò)頻通訊技術(shù)、AES安全加密技術(shù)和TDOA算法，可以實(shí)現(xiàn)人員的自動(dòng)識(shí)別與定位，具有功耗低、定位精度高、抗干擾能力強(qiáng)、安全保密性好等特點(diǎn)，定位精度達(dá)到1~3米。

“它克服了市場(chǎng)中同類(lèi)產(chǎn)品的短板。”談起這款新產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢(shì)，研究人員說(shuō)，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(gè)監(jiān)控區(qū)域劃分為多個(gè)分區(qū)域，以單個(gè)讀寫(xiě)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(dǎo)致“誤報(bào)警”情況的發(fā)生。“這套電子腕帶產(chǎn)品的基本原理并不一樣，它是在整個(gè)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)布設(shè)多個(gè)基站，多基站共同進(jìn)行定位計(jì)算，能達(dá)到整個(gè)區(qū)域內(nèi)信號(hào)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(guò)系統(tǒng)的測(cè)算確定位置，實(shí)現(xiàn)精確定位，避免"誤報(bào)警"。”

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(chǎng)所特殊人員監(jiān)管的要求。同時(shí)由于具備集成溫濕度、振動(dòng)等多種傳感器的擴(kuò)展功能，還可以廣泛適應(yīng)礦井、特殊人群看護(hù)等不同行業(yè)的需求，有利于開(kāi)展搜救和救援工作。

精益求精的研發(fā)環(huán)節(jié)

其實(shí)，這塊電子腕帶只是RFID實(shí)驗(yàn)室中眾多產(chǎn)品中的冰山一角。2008年北京奧運(yùn)會(huì)，由航天二院706所研制、設(shè)計(jì)及建設(shè)的電子票證系統(tǒng)，是歷史上首次成功實(shí)行的實(shí)名制電子票證系統(tǒng)，也是首次在世界性大賽中成功運(yùn)用射頻識(shí)別技術(shù)。2011年，航天二院706所又將該項(xiàng)技術(shù)搬上了深圳大運(yùn)會(huì)的舞臺(tái)，在世界范圍內(nèi)首創(chuàng)了大型賽事活動(dòng)的智能交通管理。與此同時(shí)，RFID實(shí)驗(yàn)室中所研發(fā)的產(chǎn)品還廣泛應(yīng)用于智能交通、實(shí)時(shí)定位、倉(cāng)儲(chǔ)管理、物流配送等多個(gè)領(lǐng)域。

當(dāng)然，與這些產(chǎn)品應(yīng)用中的無(wú)限風(fēng)光相比，其在應(yīng)用設(shè)計(jì)、硬件布設(shè)和軟件應(yīng)用中的過(guò)程卻無(wú)比艱辛。在RFID實(shí)驗(yàn)室中，幾位研究人員一直坐在電腦前，設(shè)計(jì)圖紙、測(cè)試數(shù)據(jù)、完善應(yīng)用。

研究人員告訴記者，一件產(chǎn)品從最初的設(shè)想到最終生產(chǎn)出來(lái)，要經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的驗(yàn)證工作。以這種新型定位電子腕表的設(shè)計(jì)為例，除了有整個(gè)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(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

“腕表是供特殊人群使用，且需要長(zhǎng)期佩戴、不可拆卸，所以必須達(dá)到一種舒適化、精細(xì)化、小型化、低功耗的設(shè)計(jì)要求。”研究人員說(shuō)，比如犯人要帶著腕帶洗澡、工作，甚至出于好奇會(huì)拆卸或破壞這項(xiàng)設(shè)備，所以腕表的設(shè)計(jì)要充分考慮到各種復(fù)雜的環(huán)境。而且，由于監(jiān)獄中的環(huán)境比較復(fù)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)出來(lái)后，通過(guò)這臺(tái)設(shè)備進(jìn)行快速成型，然后進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”。在實(shí)驗(yàn)室的入口處，記者看到一臺(tái)電子標(biāo)簽打樣成型平臺(tái)，它與一臺(tái)快速成型設(shè)備相連接。研究人員說(shuō)，很多實(shí)驗(yàn)構(gòu)想的驗(yàn)證工作，都是通過(guò)這臺(tái)設(shè)備進(jìn)行的，通過(guò)產(chǎn)品適裝、電路配合，模擬真實(shí)產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)證、修改、調(diào)試……直到走到正樣階段，開(kāi)始用真實(shí)的材料制作產(chǎn)品，重復(fù)驗(yàn)證和調(diào)試的過(guò)程。

“環(huán)境實(shí)驗(yàn)室、屏蔽實(shí)驗(yàn)室……”研究人員告訴記者，RFID實(shí)驗(yàn)室中的每一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，都比民用產(chǎn)品要求更嚴(yán)格，測(cè)試經(jīng)過(guò)更復(fù)雜。

推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

作為國(guó)家重點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)，目前市場(chǎng)上主流RFID產(chǎn)品主要遵循ISO18000系列標(biāo)準(zhǔn)，缺少自主專(zhuān)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(yīng)用，必須擺脫國(guó)外專(zhuān)利壁壘，制定并實(shí)施自主協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。近年，航天二院706所RFID實(shí)驗(yàn)室一直在推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)工作。2011年9月，總裝備部正式頒布了自主研制的23項(xiàng)軍用射頻識(shí)別系列標(biāo)準(zhǔn)。在軍用標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程中，航天二院706所RFID實(shí)驗(yàn)室積極參與標(biāo)準(zhǔn)制定工作，為標(biāo)準(zhǔn)的成功推出發(fā)揮了重要作用。

“目前國(guó)軍標(biāo)已經(jīng)建成，國(guó)家正計(jì)劃將其轉(zhuǎn)化為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。”據(jù)研究人員介紹，目前，航天二院706所RFID實(shí)驗(yàn)室正在開(kāi)發(fā)基于自主標(biāo)準(zhǔn)的RFID系列產(chǎn)品，形成核心競(jìng)爭(zhēng)力，為我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)在“十二五”期間的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。