99%識讀率是怎樣煉成的——專訪上海坤銳電子科技有限公司常務(wù)副總經(jīng)理朱正先生

文章出處：http://m.botanicstilllife.com 作者：RFID射頻快報 蘇冠群   人氣： 發(fā)表時間：2011年10月27日

  UHF頻段的標(biāo)簽識讀率一直以來都不能讓人滿意，而新的EPC Gen2標(biāo)簽的99%的識讀率是怎樣達(dá)到的? Dense-Reader、Ghost Read以及各種干擾是怎樣解決的?帶著這一串問號,RFID射頻快報記者專訪了從AutoID實(shí)驗(yàn)室走出來的朱正先生。

  在10月17日EPC技術(shù)應(yīng)用研討會上,朱正先生代表AutoID中國實(shí)驗(yàn)室作了《EPC Gen 2最新技術(shù)進(jìn)展》的精彩演講，99%的識讀率以及Dense-Reader和Ghost Read等最新EPC Gen2解決技術(shù)引起眾多與會代表的極大興趣。為能讓更多關(guān)注RFID和EPC的讀者了解這一系列最新Gen2技術(shù)，RFID射頻快報記者專訪了上海坤銳電子科技有限公司常務(wù)副總經(jīng)理朱正先生。

上海坤銳電子科技有限公司常務(wù)副總經(jīng)理朱正先生

RFID射頻快報：Gen2的比以往的RFID識讀性能在那些方面作了提升？

朱正：首先說明一下，我們現(xiàn)在常常說的Gen2事實(shí)上是EPC Global 制定的Class 1 UHF頻段射頻識別空中接口的第2代標(biāo)準(zhǔn)。第一代標(biāo)準(zhǔn)是EPC Global的前身Auto-ID Center制定的。同時，射頻識別有不同的頻段，如HF（13.56MHz）和2.45GHz等，也有相關(guān)的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。所以這個Gen2不是一個泛泛的概念，而是有具體明確對象的。

    射頻識別的常用頻率范圍有HF ISM頻段，UHF 960MHz~960MHz頻段，MW 2.45GHz頻段等。不同頻段的射頻識別各有技術(shù)特點(diǎn)，然而針對EPC物品編碼應(yīng)用的大物流，供應(yīng)鏈管理的應(yīng)用需求，UHF頻段具有讀寫距離遠(yuǎn)（通?？梢赃_(dá)到4~5m），通訊速率較高（可以達(dá)到640kbps）等優(yōu)勢而成為最適合上述應(yīng)用的頻段。因此，自從EPC Global接管Auto-ID Center之初，就成立了專門的硬件工作組（Hardware Action Group, HAG）負(fù)責(zé)制訂EPC射頻識別的空中接口技術(shù)，首先進(jìn)行的就是UHF頻段的。

    該工作組幾乎集合了全球最主要的射頻識別硬件供應(yīng)商，在已有的UHF射頻識別標(biāo)準(zhǔn)（如ISO/IEC 18000-6）、已有用戶需求和相關(guān)技術(shù)儲備基礎(chǔ)上，該工作組根據(jù)EPC應(yīng)用的特殊需求進(jìn)行了前后長達(dá)兩年的分析、論證最終制定了我們所說的Gen 2標(biāo)準(zhǔn)。從這一點(diǎn)上，我們就可以說Gen2標(biāo)準(zhǔn)是一個不同一般的射頻識別空中接口標(biāo)準(zhǔn)。從技術(shù)上說，這個標(biāo)準(zhǔn)是一個相當(dāng)完備的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然這樣造成的后果是實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度提高，芯片設(shè)計(jì)難度及制造成本也相應(yīng)提高。

   Gen2的性能方面的提升或者說技術(shù)特點(diǎn)主要有下面這幾個方面：

   第一， Gen2在制定過程中，伴隨著世界主要區(qū)域的用于射頻識別的無線電頻段的劃分和落實(shí)。所以Gen2標(biāo)準(zhǔn)充分考慮了全球范圍內(nèi)的通用性，Gen2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了多種編碼、信號調(diào)制方式，使得射頻識別標(biāo)簽及讀寫器能夠在符合地方無線電管理標(biāo)準(zhǔn)的前提下最大程度提升系統(tǒng)性能。

    第二， Gen2標(biāo)準(zhǔn)提出了全新的密集讀寫器（Dense-Reader）模式的解決方案，在后面的問題中我們再具體了解。

    第三， Gen2標(biāo)準(zhǔn)有效地將幻影標(biāo)簽（Ghost Read）的發(fā)生概率極大地降低了，理論分析針對EPC的大物流應(yīng)用，其發(fā)生概率也僅為1個/年。

    第四，明確規(guī)范了kill指令及Lock指令，用于實(shí)現(xiàn)隱私保護(hù)的用戶需求。

RFID射頻快報：Dense-Reader模式是怎樣的工作原理？實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何？

朱正：Gen2中的Dense Reader模式也是針對EPC的大物流和供應(yīng)鏈管理的具體應(yīng)用提出的。在這些應(yīng)用中，常常會出現(xiàn)在一個相對較小的物理空間，比如一個倉庫中，同時存在著十幾甚至幾十臺讀寫器的情況。不同于其他的無線通信系統(tǒng)，射頻識別系統(tǒng)中從標(biāo)簽返回的信號強(qiáng)度是非常弱的，而標(biāo)簽又是無源低成本的，無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的編碼和調(diào)制方式，標(biāo)簽基本上只能以調(diào)幅的形式返回信號。因此，即使通過讀寫器選擇不同通信信道的方式，近旁信道的讀寫器仍然會對信道中工作的讀寫器和標(biāo)簽產(chǎn)生干擾。針對這一問題，以往的解決方案是讀寫器在工作前通過偵聽信道中的信號強(qiáng)度來決定是否開啟，即所謂的“發(fā)前聽”（Listen Before Talk）方式來實(shí)現(xiàn)。

    但這種方式的效率低，并且一個對旁瓣抑制差的讀寫器可以輕易地將工作場所內(nèi)的其他讀寫器設(shè)置為工作無效。

    針對這一問題，Gen2制定了專門的Dense-Reader模式。該模式主要通過降低信號通信速率來降低收發(fā)信號的帶寬，同時嚴(yán)格限制讀寫器的收發(fā)信道的帶寬，通過采用滾降系數(shù)大的濾波器來抑制帶外信號泄露和噪聲，從而實(shí)現(xiàn)各個信道之間的讀寫器和標(biāo)簽互不干擾。同時，針對標(biāo)簽，通過設(shè)計(jì)解碼濾波器，提升標(biāo)簽對其他信道讀寫器干擾的抑制。

    做個形象的比喻：如果一條馬路寬度一定，我們劃分成一定數(shù)量的車道，如果汽車的限速是120公里，為了安全考慮，車道寬度比較大，也許我們只能劃出4車道，而限速如果降低到60公里，那么車與車之間的影響就會減小，我們就可能可以劃出6車道，而如果進(jìn)一步降低限速，比如我們都改騎自行車，那么同樣的馬路我們可能就可以讓20輛自行車互不干擾地運(yùn)行了。如果我們在車道間在加上良好的隔離（濾波抑制），那么我們就可以進(jìn)一步提升同時運(yùn)行的自行車數(shù)量了。

 

RFID射頻快報：較長識讀距離對系統(tǒng)識讀率由何好處，怎樣才能有較長的識讀距離？

朱正：長識讀距離是絕大部分射頻識別系統(tǒng)性能優(yōu)化的需求。較長的識別距離對于提高讀出率，吞吐率，以及可靠性都有幫助。

    提高識讀距離是關(guān)系整個射頻識別系統(tǒng)的，一般而言我們可以通過幾個方面來提高識讀距離：降低標(biāo)簽芯片的功耗是最直接的手段；作為標(biāo)簽芯片的核心技術(shù)之一的整流電路的效率也是關(guān)系到識讀距離的重要因素，采用整流效率高的電路結(jié)構(gòu)和元件是目前常用的解決方法；降低信道之間的干擾也是提高識讀距離的重要手段。

 

RFID射頻快報：Ghost Read能詳細(xì)的解釋一下嘛？Gen2是怎樣避免Ghost出現(xiàn)的。

朱正： Ghost Read，現(xiàn)在還沒有看到國內(nèi)有什么準(zhǔn)確的翻譯方法，我暫時翻譯為幻影標(biāo)簽。那么Ghost Read是什么呢？就是讀寫器得到了實(shí)際在通信范圍內(nèi)并不存在的標(biāo)簽，可能這個標(biāo)簽上存儲的EPC號碼是在別的產(chǎn)品、別的物理空間中的，也可能在整個系統(tǒng)中的任何地方都沒有出現(xiàn)過。相對于標(biāo)簽丟失而言，Ghost Read對于系統(tǒng)的影響更嚴(yán)重。

解決Ghost Read的方式主要依靠嚴(yán)格時序結(jié)構(gòu)、隨機(jī)數(shù)確認(rèn)通信有效，數(shù)據(jù)完整性檢查等手段加以避免。以Gen2為例，讀寫器必須經(jīng)過8重嚴(yán)格定義的檢查機(jī)制才能夠得到一個標(biāo)簽中的EPC編碼，這樣就將Ghost Read的出現(xiàn)概率大大降低了。

 

RFID射頻快報：您本人對目前Gen2技術(shù)的展望?

朱正：  我個人認(rèn)為Gen2是一個非常完備的UHF頻段射頻識別標(biāo)準(zhǔn)，其未來將會和條形碼一樣成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€部分?；仡櫳漕l識別技術(shù)在過去幾年中的發(fā)展，我們可以看到整個社會對射頻識別技術(shù)的認(rèn)識從無到有，然后是狂熱追捧，接著又出現(xiàn)了低谷。我認(rèn)為現(xiàn)在是真正進(jìn)入應(yīng)用，產(chǎn)生價值的時候了。吉列通過采用射頻識別技術(shù)，已經(jīng)將缺貨率降低了20%。我們確實(shí)欣喜地看到越來越多的成功案例。而標(biāo)簽、讀寫器等硬件成本也在不斷下跌，Gen2技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的到來已為時不遠(yuǎn)了。

RFID射頻快報：坤銳電子對業(yè)內(nèi)來說還是一個"新鮮"的公司，請您給RFID射頻快報的廣大讀者介紹一下坤銳目前的研發(fā)狀況和研發(fā)團(tuán)隊(duì)，預(yù)期會有哪些產(chǎn)品，標(biāo)簽的價格如何。此外，從企業(yè)的角度，您認(rèn)為RFID高科技企業(yè)需要國家在RFID/EPC產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策上給予哪些支持？

朱正：上海坤銳電子科技有限公司是一家2005年新近成立的專門從事RFID集成電路解決方 案特別是高端芯片設(shè)計(jì)的高科技公司。公司由Auto-ID實(shí)驗(yàn)室（澳大利亞，中國）的數(shù)位研發(fā)人員共同創(chuàng)辦。整個核心團(tuán)隊(duì)在射頻識別相關(guān)領(lǐng)域有超過20年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，具有成功開發(fā)HF，UHF射頻識別標(biāo)簽芯片及讀寫器關(guān)鍵技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)。依據(jù)我們自己相對較強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力和電子行業(yè)的管理、開發(fā)方面的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，坤銳電子將自身定位為一個專業(yè)從事RFID集成電路解決方案的供應(yīng)商。公司目前正在積極開發(fā)UHF、HF RFID標(biāo)簽芯片、RFID讀寫器前端射頻模塊等產(chǎn)品。相信有足夠的資金支持，我們能夠在2006年年中拿出2到3個相關(guān)產(chǎn)品，供客戶試用。價格方面，目前還不能夠給出一個準(zhǔn)確預(yù)估，應(yīng)該能夠做到具有價格競爭力。

    對于射頻識別產(chǎn)業(yè)而言，我覺得最需要國家給與的支持是從應(yīng)用，從市場方面來的。大家都看到了我國幾個成功的射頻識別項(xiàng)目，如二代身份證、公共交通一卡通等，都是國家在市場上給與了本地企業(yè)一定的傾斜和扶持，使我國得以在這個產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了一個重要地位。目前，我國的SIM卡，非接觸式IC卡等都具有了相當(dāng)?shù)膰H競爭力。因此，我在這里最希望看到的是整個射頻識別產(chǎn)業(yè)在我們的主管部門領(lǐng)導(dǎo)下，發(fā)掘和創(chuàng)造出符合我國國內(nèi)需求的規(guī)模市場，讓整個產(chǎn)業(yè)做強(qiáng)做大，在國際舞臺上占據(jù)重要一席。

 

采訪后記: 一個新生產(chǎn)業(yè)的壯大總是伴隨著一批創(chuàng)業(yè)公司的興起,正如當(dāng)年美國硅谷的IT產(chǎn)業(yè)就是和斯坦福大學(xué)的一批學(xué)生創(chuàng)業(yè)公司以及美國的風(fēng)險投資公司一起成長的。沒有在車庫里的學(xué)生創(chuàng)業(yè)者，也就沒有惠普公司、蘋果公司和英特爾公司等今天世界著名的高科技公司，也就沒有今天世界第一流的斯坦福大學(xué)，也就沒有今天神話般的硅谷?，F(xiàn)在，來自Auto-ID實(shí)驗(yàn)室的一批創(chuàng)業(yè)者組成的公司將會和RFID/EPC產(chǎn)業(yè)共同成長嗎？

    我們拭目以待！