8月15日，2013第六屆國際物聯網發展高峰論壇與“2013第五屆中國(深圳)國際物聯網博覽會”同期舉辦。會上，美國意聯科技全球副總裁謝建新作了“UHF無源標簽的設計與選擇”的主題報告。以下是文字實錄：

　　謝建新：謝謝大家，陳總把我們帶到了十年后的愿景，我再把大家帶到今天，就是我們面臨的挑戰。我們做物聯網也好，一個最基本的工作，我覺得任何一個事情，如果基本工作沒做好，將來你怎么去蓋這樓，都沒有辦法蓋好。

　　今天我跟大家分享一下我們自己在全球，特別是在研發生產上的一些經驗。目的就是希望能跟行業同仁，或者跟將來在行業內有需求的伙伴們，大家都能知道怎么把基礎工作做得扎實，好讓物聯網也好，大數據也好，云平臺的夢想都能一一的實現。

　　今天，我演講的題目就是《UHF無源標簽的設計與選擇》，大家看到這個副標題，“它是藝術與科學的完美結合”。

　　Zander Livingston提出來RFID是一個非常快捷的技術，并且十分精準，毋庸置疑RFID會減少勞力。但是為產品找到適合的RFID標簽往往十分費力，而費力通常意味著要付出昂貴的代價。我相信今天大家在行業里開始在做一個項目的時候，你自己已經可以感同身受，知道怎么樣去選擇一個適合的標簽來滿足你項目的需求，這確實你要花時間、花代價，這樣的一個代價還無所謂。假如是因為你做出了一個錯誤的抉擇，選擇了一個錯誤的標簽，那么產生的損失，這個代價就不是每個人樂意見到的。

　　今天的問題，我相信大家在展會上都看到各式各樣不同的標簽，但是不是每個標簽都是一樣的呢?所以當你們在去詢問時，一定要先了解不是每個標簽都是一樣的，這是一個非常重要的心里轉變。

　　在談到無源超高頻標簽選擇和設計的時候，RFID已經慢慢在取代條形碼，因為條碼是要一次只能進行一次的技術，條碼是有距離限制的技術，所以這些限制也凸顯了RFID在技術上的優越性，也就是因為這些技術的優越性讓我們不斷在往前邁進。那么我們應該怎么充分的、正確的使用這個技術，能讓我們原來的客戶也好，或者是我們自己的需求，可以用這個新的技術來解決問題。

　　RFID特性和天線設計的充分原理，這一定是一個必要考慮的問題。因為你若是不去了解它的特性，你掌握不了特性的時候，你就沒有辦法知道你要去問什么問題。當你不能對天線設計充分理解的時候，你就絕對不知道原來這個標簽有這樣那樣的限制;這個標簽在使用的時候有這樣的挑戰;你不了解的時候你沒有辦法問出一個正確的問題，你就沒有辦法從你的供應商或者從你的伙伴得到一個好的建議。

　　所以，現在我們在做選擇和做設計的時候，必須要考慮它的質量穩定性和可靠性。你必須要考慮標簽應用的對象和它周圍環境;你必須考慮它的大小和性能，還有一個正向鏈路和反向散射是怎么實施的;另外，標簽設計的供應商其實很重要。大家都說自己能夠設計天線，但是相信在座的可能你們在接觸跟他們探討的時候也會慢慢意識到，就是一個好的伙伴他一定要對芯片和天線基本的知識要掌握;而且另外一個你必須要了解到標簽芯片本身特殊的功能，你怎么把這些東西做好匹配，這些都是我們必須要去考慮的。我們為了減少實際操作過程中遇到不理想狀況的發生，我們就要先為自己做好這個準備工作。

　　我相信我今天在這里講的，特別是在無源超高頻的芯片，這樣一個標簽它的特色是非常簡單的，它的價格比較低，它的距離雖然短，但是由于成本的關系，所以在量的使用上，可以被選為是適合的技術。

　　我們今天稍微花點時間來看一下標簽的解析，一個標簽里有兩個組成，一個是天線結構，另外一個就是中間非常小的芯片。芯片里必須要有一些數字邏輯、存儲器、調制調解器、振蕩器、邏輯電路和電源電路等等。這些可能不是我們平時關注的，我們關注的是什么?這個技術到底它的運作原理是什么，我們可以用很簡單的方式看RFID系統的時候，它有幾個必備的組成。第一、一個無源的RFID必須要有一個天線，要有一個芯片，要有一個反向散射的發射器。第二、還需要RFID的閱讀器，可以使它可以提供標簽一個電源;提出對標簽詢問的指令;還可以接受標簽返回來的信息。第三，你根據這個順序來看，讀寫器為標簽提供電源，同時可以發出一些指令，然后標簽驗證讀寫器的認證，標簽接著返回信息，閱讀器顯示標簽的信息或狀態，這是整個系統運作的過程。

　　在這個運作過程中，我們要想到到底是什么事情讓這些標簽在不同層面存在著問題和挑戰。第一個就是剛才講到它必須接收能量;第二它必須要獲得這些調制的指令，在接收能量去激活這個芯片的時候，你必須接到這個指令才知道接下來要做什么事情;第三個調制能量，當你具備了能量，你也知道我要做什么事情，你用什么方式把這些信號反射回去的時候，這就是另外一個傳輸上我們必須要考慮的。但是這樣一個簡單的標簽只有兩個天線，我想在座的你沒有真正去理解的時候，你可能不了解，我這邊很簡單的說一下，這里面的結構中間的小環叫做內共振，LC線圈，外面的大是一個圓形，超高頻又可以做短，又可以做遠，從這樣的角度，在技術上是設計過程，你自己可以去控制的，不像低頻和高頻它本身已經被限制住了，它只能在它現有的基礎上做應用。

　　在標簽選擇上我們會遇到不同的問題，比如地方的區域問題，我相信很多尤其是在做生產的時候，你在產品貼標的時候，你必須考慮你的這個貨是供應到什么區域，你是供給美國的客戶還是供給歐洲的客戶，按照現在的標準，美國、歐洲、中國、日本都有自己不同的要求。

　　我剛才前面講不是每個標簽是一樣的，看起來很像，但是你仔細看它中間的線路，我說LC，上面的和下面的這個位置，這個位置明顯它的距離和這個要更遠一些，我們就是通過這樣一些線路，讓同樣的標簽適合不同的標準。我們從使用者來講，我們必須要考慮你的標簽要在哪里被應用。

　　另外一個在基本應用的原理里，一個標簽和讀寫器之間，它通過電磁波的交流和傳輸。假如中間有一個東西把這個信號擋住了怎么辦?擋住了的話，這個載體本身自己的特性又是什么?第一，它是不是一個透波的材料，所謂透波就是信號永遠能夠穿透它，不會造成明顯的差異，但是可能它的信號會有衰竭。或者它本身是一個不透波，比如金屬，你的信號打出去反射回來，這就是很多時候在現場應用遇到的問題，回到一個很基本的層面，就是由于在標簽跟讀寫器之間中間產生了一些環境的變化，這個環境變化可能由于中間一些物體造成的。

　　另外一個在應用上我們可以看到，標簽貼在什么介質上，假如今天一個標簽是貼在一個導電的介質上，就好象你用一個回形針對一個電池做一個斷路，這個電池就沒有辦法去工作了。在導電介質的表面，比如金屬管它的電壓基本上是零，這也是告訴我們，為什么它沒有辦法把一個RFID超高頻的標簽貼在一個金屬板上面，它是讀不到的，除非你知道了這樣的挑戰，你針對這個標簽做一個特殊的處理，就是今天的抗金屬標簽，在這樣的情況下，這個標簽是可以工作的。

　　接下來我要給大家稍微看的就是我們自己在做天線設計的時候，我們做一些圖形的的分析，大家都買股票，都看過股市波動的圖，其實你不需要懂得每個圖代表的意義，但是你一定要懂得幾個重點，就是說這個趨勢，你要抓住幾個重點。我們來看這個圖也用這種方式來理解就可以了，你不需要知道這個代表什么意思，那個代表什么意思，但是將來你對你的供應商，他要是能提供這樣一個圖給你看的時候，你要抓住幾個重點。

　　這是一個測試標簽，性能在空氣中波動的一個簡單的圖形，這里面有三條不同顏色的線，第一個就是TOT，就是你需要多少能量把這個標簽啟動，這是一個波形。你可以看到你的標簽整個的波動圖，我們這里看到的大概在900-950兆的分布，中心頻點明顯是在950兆。因為它是一個反射的信號，所以它需要的能量是怎么樣的?就是你的能量傳出去，傳得越遠越好，理論上是這樣講。但是在接收的時候，你要能越靈敏越來好，因為一個電磁波它先要把芯片激活，如果你的靈敏度很高的話，即使這個信號非常微弱，你也能把這個芯片激活起來。

　　大家可以看到這個圖，等于是兩個峰值應該是越低越好，就表示它的靈感度非常好。左邊的這個峰是由內線圈決定的，就是剛剛第一個圖看的那個小的線圈，右邊這個峰值是由原產天線決定的。再往下看，當你把這個標簽放在某一個物體上的，大家可以看到它的峰值改變了，它做了一個偏移，我們剛才中心頻點，現在很明顯，原來中心頻點在950M，現在中心頻點換了，什么意思?當你去設計一個標簽的時候，你必須要了解它的應用場景，當你把這個標簽貼上去的時候，它往左漂了，就表示它從原來中心的頻點950M，現在到了920M。當你把這個標簽貼在這個物體上的時候，這個標簽是非常優化的標簽，當它在空氣的時候，剛才講了它的中心頻點在950M，并不是中國物委會定出來的標準，它不符合這個標準，但是當你把這個東西貼上去的時候，它完全就回到我們期望的情況。這也是在設計的時候，我們必須考慮之前和之后的差異來作為你設計的指引，也可以看到它是一個向理想的頻率移動，等于它向左邊移動，在這里面考慮到它擴增或者壓縮，最關鍵的我希望大家可以看到這個。

　　剛才我們是把在空氣中的圖和我們貼在物體上的圖做了一個比較，你可以看到在你自己設計，或者你在選擇采購這樣一個標簽的時候，到底它物理特性和它在應用中特性的差異。所以，我們必須有幾個基本的步驟，第一個就是我們一定要做仿真的設計，懂行的人對這些是非常熟悉的，另外一點非常關鍵的就是阻抗的匹配，我從Alien來講，大家在行業里對Alien的認知，我們提供芯片、也提供讀寫器，在整個產業鏈上，我們是完全覆蓋的。

　　在這方面我們對天線和芯片的匹配，我們自己掌握是非常到位的，并不是說你不生產芯片你就做不到，而是說可能你需要花更多時間對芯片的特性進行掌握。當阻抗的匹配你自己控制得好的時候，你來看整個天線的仿真圖，你再來看電流的分配，因為你要看電流本身是不是很穩定的，所以你就可以知道這個標簽在使用的時候會不會不穩定。

　　第五個就是剛才我們講到的在驗證過程，會有很多科學的圖紙來幫助我們，對我們的設計進行修正。然后掌握住設計的思路和方向的時候，我們就可以創建圓形圖紙，自己制作手工樣品，然后把這個手工樣品進行掃描交驗，這是一個比較完整的程序。所以，一個簡單的天線設計絕對不是說拿一個圖抄一下，就可以做成一模一樣的東西，這里面有很多的學問。

　　我們這次的展位也特別把仿真的條件、環境帶過來了，假如各位你們對你們自己現在應用的標簽，或者你們自己在設計標簽方面有興趣，也歡迎你們到我們的展臺，我們跟你們一起里探討，看看你們的標簽是不是存在設計的挑戰，或者它本身的性能是否已經能滿足你們的需求。

　　在標簽設計的時候也要考慮它的一些需求，這邊我們列出來的是最佳標簽設計必須要考慮的科學的方法，然后在這個基礎上你要用藝術的方式來對你的設計進行描述。我再說一下它的要求，天然RF的要求、什么頻段、反向射頻程度、寫入靈感度、讀取的靈敏度、標簽的環境、它的材質介電常數，它到底是靠近金屬還是靠近水，是不有有干擾的環境，在電線外形的需求長度、寬度，IC放在什么位置，這都是很基本的需求，IC的參數、讀取的阻抗、反向的阻抗、寫數據的阻抗、天線的參數等等。

　　你看到左邊這個圖，當我們在做一個天線設計的時候，等于你把一個氣球，你這邊壓的時候，你發現你這邊壓得多了，那邊可能就凸出來的多，你這邊壓得少的時候，那邊可能就沒凸那么多。這永遠是一個互動的關系，為什么講它是一門運用科學的藝術?就是你怎么在這中間達到平衡，這需要經驗，絕對不是今天我設計，我拿一個圖紙一抄，我改了就可以的，這里面有很多講究，希望大家要好好的去思考。

　　標簽設計確實是一門運用科學的藝術，你必須要尋找具有專業經驗和實踐知識的伙伴，這是一個非常具有挑戰的產業鏈，我們每個人一定要在自己的崗位上各盡其職。意聯具備了超過15年的芯片的經驗，我們很樂意跟行業伙伴分享。另外一個就是我講到的，在技術的共生關系上，從芯片、天線、生產到最后品質的檢驗要求，這都是我們要考慮的，我們非常專注于開放行業標準的解決方案，唯有這樣在每個項目上不會受到技術特有規格的捆綁，因為對終端客戶而言這是他們非常需要的，所以我們今天支持6C的標準，唯有這樣才能促進行業接受RFID技術。客戶才能很好的利用RFID技術，而不會受限于封建型的專有技術和產品，這是我們自己的承諾，也是我們接下來跟大家一起分享的一個心態。

　　我們有很多新的標簽，也歡迎大家到我們的展臺上去體驗一下，我們今年9月19日在美國拉斯維加斯有一個用戶大會，也希望大家考慮跟我們一起有更多深層的分享。