1、合肥工業大學 計算機與信息學院RFID原理與應用原理與應用第第2版版單承贛 教授2第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 20世紀70年代，商品條形碼的出現引發了商業的第一次革命。21世紀的今天，基于RFID技術的電子產品編碼（Electronic Product Code，EPC）新技術，給商品的識別、存儲、流動、銷售各個環節帶來了巨大的變革，信息化的浪潮使商業進入了嶄新年代。 3第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 10.1 EPC的產生和的產生和EPC系統系統10.1.1 EPC的產生和發展 1999年美國麻省理工學院成立Auto-ID中心，進行RFID技術研發，通過創建RFID標準，并利

2、用網絡技術，形成EPC系統 EPC統一對全球物品的編碼方法，直到編碼至單個物品 EPC規定了將此編碼以數字信息的形式存儲于附著在物品上的應答器（在EPC中常稱為標簽）中 閱讀器通過無線空中接口讀取標簽中的EPC碼，并經計算機網絡傳送至信息控制中心，進行相應的數據處理 4第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 為實現和管理EPC的工作，國際物品編碼協會EAN和美國統一代碼委員會UCC在2003年11月成立了全球電子產品代碼中心EPCglobal。 EPCglobal組織機構 5第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 10.2 EPC系統的組成系統的組成 EPC系統是在計算機互聯網（Internet）

3、的基礎上，利用RFID、EPC編碼、數據通信等技術，構造的一個覆蓋全球萬事萬物的實物互聯網（Internet of Things），亦稱物聯網。 在RFID和Internet的基礎上，實物互聯網可以將數量更為龐大的物品建立起信息聯接，為商業、物流、倉儲、生產、家庭等行業和用戶提供了信息化的先進管理理念和手段。 6第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 EPC系統的組成7第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 EPC系統的組成 應答器裝載有EPC編碼，它應附著在物品上，亦稱為標簽（本章后面稱為EPC標簽或標簽）。 閱讀器用于讀或讀寫EPC標簽，并能連接于本地網絡之中。 Savant是連接閱讀器和應用

4、程序的軟件，亦稱為中間件，它是物聯網中的核心技術，可認為是該網絡的神經系統，故稱為Savant。 對象名稱解析服務（ONS）的作用類似于Internet中的域名解析服務（DNS），它給Savant指明了存儲產品有關信息的服務器（EPCIS）。 系統中EPC信息描述采用實體標記語言（PML），PML是在可擴展標記語言（XML）基礎上發展而成，用于描述有關物品信息的一種計算機語言。 8第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 EPC系統的主要特點如下 采用了EPC編碼方法，可以識別物品到個件 信息系統的網絡基礎是Internet網絡，將企業的Intranet，RFID和Internet有機的結合起來

5、著眼于全球的系統 目前仍需要較多的投入，對于低價值的識別對象，必須考慮由此引進的成本。 9第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 10.2 EPC編碼編碼10.2.1 條形碼和應用全球貿易項目代碼（GTIN） GTIN是唯一的、無含義的、多行業的、全球認可的代碼。 GTIN有4種編碼結構： EAN UCC-13（EAN 13）、EAN UCC-8（EAN 8）、UCC-12和EAN UCC-1410第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 商品條形碼在零售商品上的使用 EAN UCC-13（標準版原印碼）的編碼結構 由廠商識別代碼、商品項目代碼和檢驗碼3部分組成11第第10章章 EPC與物聯網與物聯

6、網 EAN UCC-8的編碼結構 8位組成，左三位是EAN分配的前綴碼，接著4位是分配給廠商的特定商品代碼，最后一位是檢驗位12第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 商品條形碼在零售商品上的使用 EANUCC-13（EAN 13）、EANUCC-8（EAN 8）的條形碼圖13第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 商品條形碼在非零售商品上的使用不同包裝等級的商品的編碼方案14第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 條形碼和應用 商品條形碼在非零售商品上的使用ITF14條形碼的結構15第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 條形碼和應用 商品條形碼在物流單元上的使用 物流單元的編碼采用系列貨運包裝箱代

7、碼（SSCC-18）進行標識UCC EAN 128條形碼標識的非零售商品16第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 條形碼和應用 SSCC-18的結構 表示SSCC的UCC EAN 128條形碼17第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 10.2.2 EPC編碼編碼1. EPC編碼的類型和方法編碼的類型和方法 目前，EPC編碼有64位、96位和256位三種。 EPC編碼由版本號、域名管理、對象分類和序列號四個字段組成。 版本號字段標識EPC的版本號，它給出EPC編碼的長度； 域名管理字段標識相關的生產廠商信息； 對象分類字段編碼物品精確類型； 序列號用于編碼出唯一物品。 18第第10章章 EPC與

8、物聯網與物聯網 EPC編碼EPC編碼結構中各字段的長度（位） 編碼類型版本號域名管理對象分類序列號EPC-64TYPE ITYPE IITYPE III222211526171313243423EPC-96TYPE I8282436EPC-256TYPE ITYPE IITYPE III88832641285656561601286419第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 EPC編碼的性能 唯一性：足夠的編碼容量和組織保證可以保證對某一個物品實現唯一編碼 簡單性：編碼簡單且能實現物品的唯一標識，不包含物品的其他相關信息 可擴展性：為未來的發展提供了充足的備用空間 安全性：EPC編碼和加密、認

9、證技術相結合 10.2.3 EPC編碼與條形碼的關系編碼與條形碼的關系20第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 10.3 EPC標簽和閱讀器 10.3.1 EPC標簽與EPC Gen2 1.標簽的分類 2.EPC標簽 標簽中存儲的唯一信息是EPC編碼 標簽通常是被動式標簽，其空中接口采用EPC空中接口或ISO/IEC 18000標準 5類功能級別：Class 0、Class 1、Class 2、Class 3、Class 421第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 3. Class與Gen（代） Class描述的是標簽的基本功能，譬如說它里面存儲器情況或有無電池。 Gen是指標簽規范的主要版本

10、號。通常所說的第二代EPC，實際上是第二代EPC Class 1，這表明它是規范的第二個主要版本，針對擁有一次寫入內存的標簽。 EPC Class的目的是為了提供一種模塊化結構，涵蓋一系列眾多的可能類型的標簽功能。 22第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 4. EPC Gen 2 指符合題為“EPC Radio-Frequency Identity Protocols/Class 1 Generation-2 UHF/RFID/Protocol for Communications at 860 MHz960 MHz”規范的標簽 EPC Gen 2是一個開放的標準 EPC Gen 2是一個多

11、協議的標準 EPC Gen 2是一個發展中的標準 23第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 10.3.2 EPC閱讀器閱讀器 應該具有下述功能和特征： 空中接口功能 閱讀器防碰撞 與計算機網絡的連接 24第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 EPC閱讀器結構25第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 EPC閱讀器結構 空中接口電路包括收發兩個通道，包含編碼、調制、解調、解碼等功能，射頻功率由天線輻射，并接收從標簽返回的信息，空中接口電路是閱讀器和標簽之間交換信息的紐帶。 控制器可以采用微控制器（MCU）或數字信號處理器（DSP）。 網絡接口應具有支持以太網、無線局域網（IEEE 802.11）等

12、網絡聯接方式，這也是EPC閱讀器的重要特點。 26第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 10.4 EPC系統網絡技術系統網絡技術 主要完成信息傳輸和管理功能 10.4.1 中間件中間件核心功能是屏蔽不同廠家的RFID閱讀器等硬件設備、應用軟件系統以及數據傳輸格式之間的異構性，從而可以實現不同的硬件（閱讀器等）與不同應用軟件系統間的無縫連接與實時動態集成。 27第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 中間件 程序模塊集成器：由多個程序模塊組成。 閱讀器接口：閱讀器接口提供與閱讀器的連接方法，并采用相應的通信協議。 應用程序接口：程序模塊和應用程序的接口。 程序模塊之間的接口：用自己定義的API（應

13、用程序接口）函數實現。 網絡訪問接口 28第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 10.4.2 實體標記語言（實體標記語言（PML） 由可擴展標記語言（XML）發展而來 是一個標準詞匯集，用于表述和傳遞EPC相關信息 是閱讀器、Savant、EPCIS、應用程序、ONS之間相互通信的共同語言 是一種相互交換數據和通信的格式，與實際如何存儲數據無關，它名為實體標記語言，但它本身不是產品描述標記語言 29第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 實體標記語言PML作為相互通信的通用語言 30第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 PML的核心（PML核） 采用W3C XML Schema語言 定義了約束、

14、文檔結構及內容，并可使用現有的工具來創建、修改及發布 用來描述由EPC系統感應器（Sensors）采集到的數據 31第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 PML的核心（PML核）一個RFID閱讀器在其閱讀范圍內探測到一個Class 2標簽的PML文檔 32第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 10.4.3 對象名稱解析服務（對象名稱解析服務（ONS）和）和EPC信息服信息服務（務（EPCIS)1.對象名稱解析服務 在EPC系統中，需要將EPC編碼與相應的商品信息相匹配，而相應的商品信息存儲在對應的EPCIS服務器中，ONS服務提供與EPC編碼對應的EPCIS服務器的地址，它的作用類似于因特網的

15、域名解析服務。 33第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 對象名稱解析服務 標簽 閱讀器 本地 服務器 ONS 服務器 EPCIS 閱讀器將讀到的EPC編碼通過本地局域網上傳至本地服務器，由本地服務器所帶Savant軟件對這些信息進行集中處理，然后由本地服務器通過查找本地ONS服務或通過路由器到達遠程ONS服務器查找所需EPC編碼對應的EPCIS服務器地址，本地服務器就可以和找到的EPCIS服務器進行通信了。 34第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 2. EPC信息服務（EPCIS） 作為網絡數據庫來實現的，EPC被用作數據庫的查詢指針 EPCIS提供信息查詢的接口，可與已有的數據庫、應用程序及信息系統相連接 兩種數據流方式：一是閱讀器發送原始數據至EPCIS以供存儲；二是應用程序發送查詢至EPCIS，以獲取信息第第10章章 EPC與物聯網與物聯網 10.5 物聯網物聯網基于基于EPC的網絡技術的網絡技術10.5.1 中國物聯網的發展現狀中國物聯網的發展現狀10.5.2 物聯網的將來物聯網的將來10.5.3 影響影響EPC系統發展的因素系統發展的因素 硬件實施成本 系統復雜性 標準問題 安全和隱