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如何構建物聯網的EPC體系結構?

如何構建物聯網的EPC體系結構 百恒物聯 2018-08-15 2633

如何構建物聯網的EPC體系結構?


  互聯網的發展加快了全球經濟一體化進程,而物聯網的發展將加快信息網絡化進程。2003年9月,美國成立了一個科研組織EPC Global,該科研組織成立的目的主要是對物聯網領域進行探索和研究。據美國統一代碼協會的負責人介紹,EPC Global是一個非盈利性組織:“我們將聯合國際物品編碼協會(EAN)引入EPC概念,讓該概念與GTIN編碼體系相互融合,打造更加完美的全球統一標識系統。”


  美國麻省理工學院在物聯網領域提出了一個全新的識別概念,這個概念被該學院的相關部門一自動識別實驗室(Auto-ID)稱為Electronic Product Code,簡稱EPC,中文名稱為“電子產品代碼”。電子產品代碼就像是人的身份證一樣,是每一個物品的身份標志。世界上每一個物品都可以配上一個固定的電子產品代碼,也就是說,世界上每一個物品都可以擁有一個惟一的EPC作為自己的身份證,便于相關的物聯網設備對其進行識別。構建電子產品代碼(EPC)網絡,可以將物與物進行連接,使每一個物品不再是一個孤單的個體,而是形成一個通過網絡連接、彼此相關、彼此聯系的物聯網整體。這種物聯網建成后,利用EPC網絡既就可以傳輸數據、存儲數據,還可以通過信息管理系統,對利用射頻識別技術所采集來的數據信息進行統一的分析、管理以及決策。

  美國麻省理工學院提出,他們要構建一個超級系統,這個超級系統可以覆蓋世界上的所有物體,形成一個萬物緊密相連的網絡。這種設想中的關聯世界萬物的網絡,其實就是我們經常提到的物聯網。這個關聯和覆蓋世界萬物的系統需要建立在一定的基礎之上,而計算機互聯網就是這個基礎的最佳之選,另外,射頻識別技術(RFID)以及無線通信技術則是實現構建這種系統的核心技術。在美國統一代碼協會(UCC)的支持下,世界上每一個物品都將擁有一個EPC,每一個物品都將擁有自己的標識,每一個物品都能被高效識別。EPC網絡將很快被普及,在不久的將來,這種關聯萬物的網絡系統將最終被建成,屆時,人們將能夠真正步入物聯網時代。

  美國麻省理工學院與美國統一代碼協會共同建立的非盈利性組織EPC Global對物聯網的定義十分簡單,該組織認為,物聯網是一個具備三種先進系統的覆蓋并關聯世界萬物的超級網絡系統。這三種先進系統分別為EPC編碼體系、射頻識別系統、信息網絡系統。

  (1)EPC編碼體系

  我們知道,要真正實現物聯網,就要為世界上每一件物品都制定一個統一的編碼,但是,為世界上每一件物品都制定一個獨一無二的電子編碼顯然是一件很難完成的事。所以,絕對意義上的物聯網并不存在,相應地,人類需要退而求其次,既然不能編碼全球的每一件物品,那我們不妨去編碼全球每一件由人類生產出的物品。也就是說,如果全世界范圍內有任何一個地方生產出了某件物品,就要在第一時間為該物品打上電子標簽。為該物品打上電子標簽,就相當讓該物體終身攜帶一個全球惟一的電子產品代碼EPC,電子產品代碼標識了該物品,成為該物品的基本識別信息,有助于該物品被射頻識別系統快速識別。比如,我們可以這樣標識一個被生產的新物品,即“A公司于B時間在C地點生產的D類產品的第E件”。EPC編碼體系,按國際標準稱為Electronic Product Code,是歐美大力支持的電子編碼體系,同時,世界上還有另外一種比較權威的電子編碼體系,即由日本大力支持的UID編碼,該編碼的英文名稱為Ubiquitous Identification。

  (2)射頻識別系統

  EPC標簽和讀寫器是射頻識別系統的主要組成部分,就像每一個汽車都有一個車牌一樣,每一個EPC標簽也都有一個惟一的牌照。這個牌照是一種惟一的號碼,被打印在EPC標簽上,也就是說,編號的載體是EPC標簽。EPC標簽既可以被貼在物品的表面,又可以通過特殊裝置打入物品的里面,內嵌在物體中。一旦一個物品被打入了EPC標簽,該物品就擁有了惟一的電子產品代碼,物品和電子產品代碼之間是一種映射關系,并且這種關系具有惟一性,屬于一對一的關系。所謂的“EPC標簽”,其實就是一個電子標簽,而射頻識別系統的另一個重要組成部分與EPC標簽有著千絲萬縷的聯系。EPC標簽所儲存的信息,即產品電子代碼可以被RFID讀寫器讀取。當RFID讀寫器讀取了物品信息后,物聯網中間件便可以發揮作用,即接收RFID讀寫器讀取的信息,之后經由物聯網中間件分層處理,最后分布式數據庫將作為處理信息后的相關數據的存儲庫。

  如果用戶想查詢物品信息,只需在搜索欄中輸入產品電子代碼等相關數據,便能獲悉物品的供應狀態。

  (3)EPC信息網絡系統

  EPC信息網絡系統由以下部分組成:發現服務、EPC中間件以及EPC信息服務。

  ①EPC中間件(EPC Middleware)

  EPC中間件像一個紐帶,它既可以是一個接口,又可以是一個平臺,相對于信息系統和RFID讀寫器之間的“臍帶”。前端是RFID讀寫器,后端是應用系統,通過EPC中間件的連接,前端后端便可以自由捕獲并交互信息。這些被捕獲和被交互的信息除了可以傳送給RFID讀寫器,也能傳給ERP系統、后端應用數據庫軟件系統等后端系統。

  ②發現服務(Discovery Service)

  發現服務由兩種主要服務類型構成,即配套服務和對象名解析服務(Object Name Service,簡稱ONS)。它的主要作用是獲取EPC數據訪問通道的信息,而要獲取這些信息需要用到電子產品代碼。現階段,美國Verisign公司受非營利組織EPC Global委托,正在對發現服務系統進行運作和維持,其目的是支持ONS系統。

  ③EPC信息服務(EPC Information Service,簡稱 EPC IS)

  該信息服務又被稱為軟件支持系統,EPC信息軟件支持系統的接口還沒有一個嚴格的標準,其主要作用是在物聯網上實現用戶對EPC信息的交互。

  EPC物聯網體系架構主要由六個部分構成,由下到上分別是EPC編碼、EPC標簽、RFID讀寫器、中間件系統、ONS服務器以及 EPC IS服務器。由此可見,物聯網應用系統主要由RFID識別系統、中間件系統和計算機互聯網系統構成。RFID識別系統的主要構件是EPC標簽、RFID讀寫器,EPC標簽被固定在每一個物品上,與RFID讀寫器通過無線連接。中間件系統的主要構件有ONS、PML、 EPC IS和緩存系統。RFID識別系統和中間件系統的相關構件都是由計算機互聯網系統進行連接,能夠及時有效地對信息數據進行追蹤、接收、增減、修改。

  物聯網的構架建立在互聯網之上,主要過程是:首先在EPC標簽上編制電子產品代碼,再將EPC標簽固定在物品上,然后通過RFID讀寫器識別EPC標簽,并讀取電子產品代碼,將信息傳送給中間件系統。如果中間件系統能進行處理,則將處理后的信息傳送到更高層級;如果中間件系統在短時間內處理不了(可能由于讀取的數據量較大),ONS就會發揮作用,存儲一部分讀取數據。EPC數據是中間件系統信息的主要組成部分,在本地ONS服務器的幫助下,中間件系統可以獲取EPC信息服務器的網絡地址。如果獲取網絡地址失敗,中間件系統會向遠程ONS發送請求,先獲取物品的名稱信息,再獲取相關服務。
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