第10章EPC與物聯(lián)網(wǎng)

《RFID技術(shù)基礎(chǔ)》利節(jié)

第十章EPC與物聯(lián)網(wǎng)EPC系統(tǒng)

EPC編碼

EPC標(biāo)簽和閱讀器

EPC框架下的RFID應(yīng)用

第十章EPC與物聯(lián)網(wǎng)EPC系統(tǒng)

EPC編碼

EPC標(biāo)簽和閱讀器

EPC框架下的RFID應(yīng)用20世紀(jì)70年代，商品條形碼的出現(xiàn)引發(fā)了商業(yè)的第一次革命。21世紀(jì)的今天，基于RFID技術(shù)的電子產(chǎn)品編碼

（ElectronicProductCode，EPC）新技術(shù)，給商品的識(shí)別、存儲(chǔ)、流動(dòng)、銷售各個(gè)環(huán)節(jié)帶來了巨大的變革，信息化的浪潮使商業(yè)進(jìn)入了嶄新年代。1999年美國(guó)麻省理工學(xué)院成立Auto-ID中心，進(jìn)行RFID技術(shù)研發(fā)，通過創(chuàng)建RFID標(biāo)準(zhǔn)，并利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成EPC系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)和管理EPC的工作，國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)EAN和美國(guó)統(tǒng)一代碼委員會(huì)UCC在2003年11月成立了全球電子產(chǎn)品代碼中心EPC-

global。EPCglobal組織機(jī)構(gòu)1.EPC的發(fā)展歷程EPC統(tǒng)一對(duì)全球物品的編碼方法，直到編碼至單個(gè)物品。EPC系統(tǒng)的目標(biāo)是為每一個(gè)物品建立全球的、開放的標(biāo)準(zhǔn)。EPC規(guī)定了將此編碼以數(shù)字信息的形式存儲(chǔ)于附著在物品上的應(yīng)答器（在EPC中常稱為標(biāo)簽）中。閱讀器通過無線空中接口讀取標(biāo)簽中的EPC碼，并經(jīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送至信息控制中心，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。2.EPC的概論4.EPC系統(tǒng)的組成EPC系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的基礎(chǔ)上，利用RFID、EPC編碼、數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，構(gòu)造的一個(gè)覆蓋全球萬事萬物的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings），亦稱物聯(lián)網(wǎng)。在RFID和Internet的基礎(chǔ)上，實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)可以將數(shù)量更為龐大的物品建立起信息聯(lián)接，為商業(yè)、物流、倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)、家庭等行業(yè)和用戶提供了信息化的先進(jìn)管理理念和手段。4.EPC系統(tǒng)的組成EPC系統(tǒng)由應(yīng)答器、閱讀器、Savant服務(wù)器(專家軟件、中間件)、對(duì)象名稱解析服務(wù)器（ONS）和EPC信息服務(wù)器（EPCIS）與網(wǎng)絡(luò)組成。應(yīng)答器裝載有EPC編碼，它應(yīng)附著在物品上，亦稱為標(biāo)簽（本章后面稱為EPC標(biāo)簽或標(biāo)簽）。閱讀器用于讀或讀寫EPC標(biāo)簽，并能連接于本地網(wǎng)絡(luò)之中。Savant是連接閱讀器和應(yīng)用程序的軟件，亦稱為中間件，它是物聯(lián)網(wǎng)中的核心技術(shù)，可認(rèn)為是該網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)系統(tǒng)，故稱為Savant。對(duì)象名稱解析服務(wù)（ONS）的作用類似于Internet中的域名解析服務(wù)（DNS），它給Savant指明了存儲(chǔ)產(chǎn)品有關(guān)信息的服務(wù)器（EPCIS）。系統(tǒng)中EPC信息描述采用實(shí)體標(biāo)記語言（PML），PML是在可擴(kuò)展標(biāo)記語言（XML）基礎(chǔ)上發(fā)展而成，用于描述有關(guān)物品信息的一種計(jì)算機(jī)語言。4.EPC系統(tǒng)的組成采用了EPC編碼方法，可以識(shí)別物品到個(gè)件。信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)是Internet網(wǎng)絡(luò)，將企業(yè)的Intranet，RFID和Internet有機(jī)的結(jié)合起來。著眼于全球的系統(tǒng)。目前仍需要較多的投入，對(duì)于低價(jià)值的識(shí)別對(duì)象，必須考慮由此引進(jìn)的成本。5.EPC系統(tǒng)的特點(diǎn)

第十章EPC與物聯(lián)網(wǎng)EPC系統(tǒng)

EPC編碼

EPC標(biāo)簽和閱讀器

EPC框架下的RFID應(yīng)用目前，EPC編碼有64位、96位和256位三種。EPC編碼由版本號(hào)、域名管理、對(duì)象分類和序列號(hào)四個(gè)字段組成。版本號(hào)字段標(biāo)識(shí)EPC的版本號(hào)，它給出EPC編碼的長(zhǎng)度；域名管理字段標(biāo)識(shí)相關(guān)的生產(chǎn)廠商信息；對(duì)象分類字段編碼物品精確類型；序列號(hào)用于編碼出唯一物品。EPC編碼結(jié)構(gòu)中各字段的長(zhǎng)度（位）編碼類型版本號(hào)域名管理對(duì)象分類序列號(hào)EPC-64TYPEITYPEIITYPEIII222211526171313243423EPC-96TYPEI8282436EPC-256TYPEITYPEIITYPEIII888326412856565616012864EPC-96I型的EPC碼010000A8900016F000169DC0(H)。01(H)為版本號(hào)；0000A89(H)為域名管理；00016F(H)為對(duì)象分類，這個(gè)字段能容納足夠多的庫(kù)存單元；

000169DC0(H)為序列號(hào)。EPC編碼具有的性能有：唯一性：足夠的編碼容量和組織保證可以保證對(duì)某一個(gè)物品實(shí)現(xiàn)唯一編碼。簡(jiǎn)單性：編碼簡(jiǎn)單且能實(shí)現(xiàn)物品的唯一標(biāo)識(shí)，不包含物品的其他相關(guān)信息。可擴(kuò)展性：為未來的發(fā)展提供了充足的備用空間。安全性：EPC編碼和加密、認(rèn)證技術(shù)相結(jié)合。

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EPC編碼

EPC標(biāo)簽和閱讀器

EPC框架下的RFID應(yīng)用標(biāo)簽的分類：按頻率來分：低頻標(biāo)簽、高頻標(biāo)簽、微波標(biāo)簽。按工作距離來分：遠(yuǎn)程標(biāo)簽、近程標(biāo)簽、貼近型標(biāo)簽。工作方式：主動(dòng)式標(biāo)簽、被動(dòng)式標(biāo)簽。1.EPC標(biāo)簽標(biāo)簽通常是被動(dòng)式標(biāo)簽，其空中接口采用EPC空中接口或ISO/IEC18000標(biāo)準(zhǔn)。5類功能級(jí)別：Class0、Class1、Class2、Class3、Class4。

1.EPC標(biāo)簽EPCClass的目的是為了提供一種模塊化結(jié)構(gòu)，涵蓋一系列眾多的可能類型的標(biāo)簽功能。EPCGen2指符合題為“EPCRadio-FrequencyIdentityProtocols/Class1Generation-2UHF/RFID/ProtocolforCommunicationsat860MHz~960MHz”規(guī)范的標(biāo)簽。詳細(xì)描述了第二代RFID標(biāo)簽和閱讀器之間的通信。1.EPC標(biāo)簽

Class描述的是標(biāo)簽的基本功能，譬如說它里面存儲(chǔ)器情況或有無電池。Gen是指標(biāo)簽規(guī)范的主要版本號(hào)。通常所說的第二代EPC，實(shí)際上是第二代EPCClass1，這表明它是規(guī)范的第二個(gè)主要版本，針對(duì)擁有一次寫入內(nèi)存的標(biāo)簽。

1.EPC標(biāo)簽EPCGen2是一個(gè)開放的標(biāo)準(zhǔn)。

EPCGen2是一個(gè)多協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。

EPCGen2是一個(gè)發(fā)展中的標(biāo)準(zhǔn)。1.EPC標(biāo)簽EPC閱讀器是EPC標(biāo)簽和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間的紐帶，它將EPC標(biāo)簽中的EPC編碼通過射頻讀入后轉(zhuǎn)換成為可在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。應(yīng)該具有下述功能和特征：空中接口功能閱讀器防碰撞與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的連接2.EPC閱讀器3.EPC閱讀器結(jié)構(gòu)3.EPC閱讀器結(jié)構(gòu)包括收發(fā)兩個(gè)通道，包含編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼等功能，射頻功率由天線輻射，并接收從標(biāo)簽返回的信息，空中接口電路是閱讀器和標(biāo)簽之間交換信息的紐帶。3.EPC閱讀器結(jié)構(gòu)采用微控制器（MCU）或數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）。3.EPC閱讀器結(jié)構(gòu)應(yīng)具有支持以太網(wǎng)、無線局域網(wǎng)（IEEE802.11）等網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接方式，這也是EPC閱讀器的重要特點(diǎn)。EPC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——主要完成信息傳輸和管理功能。主要包括兩個(gè)方面：中間件應(yīng)用平臺(tái)和應(yīng)用管理軟件。4.EPC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)Savant：核心功能是屏蔽不同廠家的RFID閱讀器等硬件設(shè)備、應(yīng)用軟件系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)傳輸格式之間的異構(gòu)性，從而可以實(shí)現(xiàn)不同的硬件（閱讀器等）與不同應(yīng)用軟件系統(tǒng)間的無縫連接與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)集成。4.EPC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

（1）應(yīng)用程序中間件發(fā)展階段

是RFID中間件的初始階段。在本階段RFID中間件多以整合、串接RFID讀寫器為目的。（2）構(gòu)架中間件發(fā)展階段

是RFID中間件的成長(zhǎng)階段，RFID中間件不但具備了基本數(shù)據(jù)收集、過濾、處理等功能，同時(shí)也滿足了企業(yè)多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的連接需求，并具備了平臺(tái)的管理與維護(hù)功能。（3）解決方案中間件發(fā)展階段

是RFID中間件的成熟階段。各廠商針對(duì)RFID在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，提出了各種RFID中間件的解決方案，企業(yè)只需要通過RFID中間件，就可以將原有的應(yīng)用系統(tǒng)快速地與RFID系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)RFID系統(tǒng)的可視化管理。中間件標(biāo)準(zhǔn)

1.IBM中間件WebSpherev7

IBM在中間件領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。IBM公司推出了以WebSphere中間件為基礎(chǔ)的RFID解決方案。2.IBM與遠(yuǎn)望谷公司合作開發(fā)的中間件

遠(yuǎn)望谷與IBM公司共同合作開發(fā)了RFID中間件適配層軟件。遠(yuǎn)望谷與IBM的合作，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)望谷公司RFID系統(tǒng)與IBM公司RFID系統(tǒng)在技術(shù)上的無縫對(duì)接，這對(duì)于我國(guó)RFID技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的推廣有著深遠(yuǎn)影響。3.微軟公司的RFID中間件

Biz為business的簡(jiǎn)稱，talk為對(duì)話之意，所以微軟公司的RFID中間件“BizTalkRFID”能作為各企業(yè)級(jí)商務(wù)應(yīng)用程序間的消息交流之用。BizTalkRFID的特性

（1）提供基于XML標(biāo)準(zhǔn)WebServices的開發(fā)接口。

（2）含有RFID識(shí)別的標(biāo)準(zhǔn)接入?yún)f(xié)議及管理工具，所有支持DPSI的各種設(shè)備（RFID、條碼、IC卡等）在MicrosoftWindows上即插即用。

（3）對(duì)于軟件合作伙伴，微軟公司的BizTalkRFID提供了對(duì)象模型應(yīng)用訪問程序接口，這是為上層的各類軟件解決方案服務(wù)的。BizTalkRFID的功能4.BEA公司的RFID中間件

BEA公司的RFID中間件BEAWEBLOGICRFID是一個(gè)端到端的RFID基礎(chǔ)構(gòu)架平臺(tái)，能自動(dòng)運(yùn)行具有RFID功能的中間件。通過RFID基礎(chǔ)構(gòu)架技術(shù)與面向服務(wù)構(gòu)架（SOA）驅(qū)動(dòng)的平臺(tái)相結(jié)合，企業(yè)可以利用網(wǎng)絡(luò)邊緣和數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)，并能在所有層次上獲得擴(kuò)展功能。5.深圳立格公司的RFID中間件

深圳立格射頻科技有限公司的AITLYNKO-ALE中間件是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的RFID中間件產(chǎn)品。深圳立格射頻科技有限公司的EPC系統(tǒng)中間件擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，該產(chǎn)品的推出使公司具備了為國(guó)內(nèi)外客戶提供整體RFID以及EPC應(yīng)用解決方案的能力。6.清華同方的“ezONE易眾”中間件

2004年，清華同方在北京正式發(fā)布具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“ezONE易眾”業(yè)務(wù)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)。2007年，同方軟件展出了自己最新版本的ezONE業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)以及ezM2M構(gòu)件平臺(tái)。M2M是指機(jī)器對(duì)機(jī)器（MachinetoMachine），是物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方式。對(duì)象名稱解析服務(wù)（ONS）在EPC系統(tǒng)中，需要將EPC編碼與相應(yīng)的商品信息相匹配，而相應(yīng)的商品信息存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的EPCIS服務(wù)器中，ONS服務(wù)提供與EPC編碼對(duì)應(yīng)的EPCIS服務(wù)器的地址，它的作用類似于因特網(wǎng)的域名解析服務(wù)。4.EPC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)閱讀器將讀到的EPC編碼通過本地局域網(wǎng)上傳至本地服務(wù)器，由本地服務(wù)器所帶Savant軟件對(duì)這些信息進(jìn)行集中處理，然后由本地服務(wù)器通過查找本地ONS服務(wù)或通過路由器到達(dá)遠(yuǎn)程ONS服務(wù)器查找所需EPC編碼對(duì)應(yīng)的EPCIS服務(wù)器地址，本地服務(wù)器就可以和找到的EPCIS服務(wù)器進(jìn)行通信了。EPC信息服務(wù)（EPCIS）作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)來實(shí)現(xiàn)的，EPC被用作數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢指針。

EPCIS提供信息查詢的接口，可與已有的數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用程序及信息系統(tǒng)相連接。兩種數(shù)據(jù)流方式：一是閱讀器發(fā)送原始數(shù)據(jù)至EPCIS以供存儲(chǔ)；二是應(yīng)用程序發(fā)送查詢至EPCIS，以獲取信息。4.EPC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

第十章