第3章RFID標準體系

第3章RFID標準體系第一頁，共36頁。提綱3.1EPC系統(tǒng)概述 3.2產(chǎn)品電子編碼 3.3EPC識別系統(tǒng) 3.4中間件 3.5物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務(wù) 3.6物聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布服務(wù) 3.7物聯(lián)網(wǎng)RFID標準體系 小結(jié) 第二頁，共36頁。3.1EPC系統(tǒng)概述EPC系統(tǒng)在計算機互聯(lián)網(wǎng)和射頻技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過利用全球產(chǎn)品電子編碼技術(shù)給每一個實體對象一個唯一的代碼，構(gòu)造了一個實現(xiàn)全球萬事萬物信息實時共享的實物物聯(lián)網(wǎng)。EPC系統(tǒng)是一個復(fù)雜、全面、綜合的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括RFID、EPC編碼、網(wǎng)絡(luò)、通信協(xié)議等。RFID只是其中的一個組成部分。第三頁，共36頁。3.1.1EPC系統(tǒng)的構(gòu)成 系統(tǒng)構(gòu)成名稱注釋全球產(chǎn)品電子代碼的編碼體系EPC編碼標準識別目標的特定代碼射頻識別系統(tǒng)EPC標簽貼在物品之上或者內(nèi)嵌在物品之中EPC讀寫器識讀EPC標簽信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Savant（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件）EPC系統(tǒng)的軟件支持系統(tǒng)對象名解析服務(wù)（ObjectNamingService,ONS）定位物品到一具體位置的服務(wù)實體標記語言（PhysicalMarkupLanguage,PML）一種相互交換數(shù)據(jù)和通信的格式表3.1EPC系統(tǒng)的構(gòu)成第四頁，共36頁。3.1.1EPC系統(tǒng)的構(gòu)成 第五頁，共36頁。3.1.2EPC系統(tǒng)工作流程 第六頁，共36頁。3.2產(chǎn)品電子編碼 產(chǎn)品電子編碼的概念是美國麻省理工學(xué)院于1999年提出2003年國際物品編碼協(xié)會和美國統(tǒng)一編碼委員會聯(lián)合收購了EPC系統(tǒng)，之后共同成立了全球產(chǎn)品電子編碼中心，并將Auto-ID中心更名為Auto-ID實驗室。第七頁，共36頁。圖3.3EPCGlobal的組織機構(gòu)第八頁，共36頁。3.2.1EPC碼EPC碼是由版本號、域名管理者、對象分類代碼和序列號等四個數(shù)據(jù)字段組成的一組數(shù)字。版本號標識了EPC的版本，它確定了域名管理者、對象分類代碼、序列號的長度。域名管理者描述了生產(chǎn)廠商的信息，是廠商的識別代碼。對象分類代碼是商品分類號，記錄產(chǎn)品的類別信息。序列號則用于唯一標識每個商品。第九頁，共36頁。版本號域名管理者對象分類代碼序列號EPC-64TYPEⅠ2211724TYPEⅡ2151334TYPEⅢ2261323EPC-96TYPEⅠ8282436EPC-256TYPEⅠ83256160TYPEⅡ86456128TYPEⅢ81285664表3.2EPC碼64位、96位和256位的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)位數(shù)允許存在的最大數(shù)字版本號8255域名管理者28268435455對象分類代碼2416777215序列號3668719476735最多允許存在的商品總數(shù)9679228162514264337593543950335表3.3EPC-96位編碼結(jié)構(gòu)最多允許存在的商品總數(shù)第十頁，共36頁。3.2.2EPC的特點編碼容量大兼容性強應(yīng)用廣泛具有合理性國際性第十一頁，共36頁。3.3EPC識別系統(tǒng) EPC電子標簽，即EPC標簽是采用EPC編碼進行物品標識的電子標簽，是EPC代碼的物理載體，附著在可跟蹤的物品上，可全球流通，并可以對其進行識別和讀寫。EPC讀寫器可讀取EPC電子標簽的EPC代碼，并將代碼輸入到與EPC讀寫器相連的互聯(lián)網(wǎng)或其他物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。第十二頁，共36頁。3.3.1EPC標簽EPC標簽一般有天線和芯片組成，其存儲的惟一信息是對物品進行唯一標識的96位或者64位EPC編碼。EPC概念標簽類（Class），Class描述的是EPC標簽的基本功能。代（Gen），Gen是指EPC標簽的版本號。第十三頁，共36頁。1、EPC標簽類（Class）Class0EPC標簽主要運用在超市的結(jié)賬付款、超市貨架掃描、集裝箱貨物識別、貨物運輸通道以及倉庫管理等領(lǐng)域。Class1EPC標簽除了具備Class0EPC標簽的所有特征外，還具有一個產(chǎn)品電子代碼標識符和一個標簽標識符（TagIdentifer,TID）。Class2EPC標簽，它除了具備Class1EPC標簽的所有特征外，還包括擴展的TID、擴展的用戶內(nèi)存、選擇性識讀功能。Class3EPC標簽它除了具備Class2EPC標簽的所有特征外，還具有完整的電源系統(tǒng)和綜合的傳感電路。Class4EPC標簽除了具備Class3EPC標簽的所有特征外，還具有標簽到標簽的通信功能、主動式通信功能和特別組網(wǎng)功能。第十四頁，共36頁。2、EPC標簽代（Gen）EPCGen1標準EPC射頻識別技術(shù)的基礎(chǔ)，EPCGen1主要是為了測試EPC技術(shù)的可行性。EPCGen2標準詳細描述了第二代標簽與讀寫器之間的通信，是EPCGlobal制定的Class1UHF頻段射頻識別空中接口的第二代標準。第十五頁，共36頁。EPCGen2標簽的特點開放和多協(xié)議的標準存儲和口令多渠道兼容更好的標簽識讀性能“滅活”（Kills）功能實時性全球頻率高可靠性第十六頁，共36頁。3.3.2EPC讀寫器EPC讀寫器一般由天線、空中接口電路、控制器、網(wǎng)絡(luò)接口、存儲器、時鐘和電源等幾部分構(gòu)成。圖3.4EPC讀寫器的構(gòu)成第十七頁，共36頁。EPC讀寫器的特點空中接口功能EPC讀寫器與對應(yīng)的EPC標簽有相同的空中接口協(xié)議讀寫器防碰撞消除或減少由讀寫器碰撞所帶來的影響與計算機應(yīng)用系統(tǒng)相連EPC讀寫器應(yīng)該像服務(wù)器、路由器一樣，成為網(wǎng)絡(luò)的一個獨立終端，支持Internet、Intranet或無線網(wǎng)等標準和協(xié)議，以直接與各種應(yīng)用系統(tǒng)相連。第十八頁，共36頁。3.4中間件 概念：物聯(lián)網(wǎng)RFID中間件（Middleware）處于EPC讀寫器與應(yīng)用系統(tǒng)的中間，實現(xiàn)了EPC讀寫器與應(yīng)用系統(tǒng)之間的通用的、公共的服務(wù)作用：傳遞消息解譯數(shù)據(jù)廣播數(shù)據(jù)錯誤恢復(fù)定位網(wǎng)絡(luò)資源消息安全…第十九頁，共36頁。物聯(lián)網(wǎng)RFID系統(tǒng)中間件的特征獨立于架構(gòu)能夠與多個EPC讀寫器以及多個后端應(yīng)用程序連接，以減輕架構(gòu)與維護的復(fù)雜性數(shù)據(jù)處理一般具有數(shù)據(jù)的收集、過濾、整合和傳遞等特性標準化中間件將支持標準化協(xié)議第二十頁，共36頁。3.4.2中間件的結(jié)構(gòu)圖3.5中間件的結(jié)構(gòu)第二十一頁，共36頁。程序模塊集成器由多個程序模塊構(gòu)成，分為標準程序模塊和用戶定義的程序模塊兩個部分讀寫器接口讀寫器接口基于標準網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，提供與不同讀寫器連接的方法應(yīng)用程序接口應(yīng)用程序接口提供了這些應(yīng)用程序與程序模塊集成器之間的接口網(wǎng)絡(luò)訪問接口網(wǎng)絡(luò)訪問接口提供與互聯(lián)網(wǎng)的連接，用來構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布服務(wù)的通道第二十二頁，共36頁。3.5物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務(wù) EPC系統(tǒng)EPC：ElectronicProductCode電子產(chǎn)品編碼EPC系統(tǒng)的名稱解析服務(wù)稱為對象名解析服務(wù)（ONS對象名解析服務(wù)）EPC系統(tǒng)的信息發(fā)布服務(wù)稱為EPC信息服務(wù)（EPCInformaitonService,EPCIS）第二十三頁，共36頁。3.5.1ONS系統(tǒng)架構(gòu) 映射信息映射信息分布式地存儲在不同層次的ONS服務(wù)里，這類信息便于管理。ONS服務(wù)器如果某個查詢請求要求查詢一個EPC對應(yīng)的PML服務(wù)的IP地址，則ONS服務(wù)器可以對此作出響應(yīng)。每一臺ONS服務(wù)器擁有一些權(quán)威的映射信息和另一些EPC的緩沖存儲映射信息。ONS解析器ONS解析器向ONS服務(wù)提交查詢請求，以獲得所需PML服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)位置。第二十四頁，共36頁。

3.5.2ONS工作原理圖3.6ONS系統(tǒng)服務(wù)查詢過程第二十五頁，共36頁。3.6物聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布服務(wù) 物聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布服務(wù)一般用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)的，IOT-IS提供了一個數(shù)據(jù)和服務(wù)的接口，使得物品的信息可以在企業(yè)之間共享。EPCIS——EPC信息服務(wù)規(guī)范提供信息查詢結(jié)構(gòu)，與已有的數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用程序及信息系統(tǒng)相連。第二十六頁，共36頁。3.6.1EPCIS的作用 標簽授權(quán)標簽授權(quán)的作用就是將必要的信息寫入標簽，這些數(shù)據(jù)包括公司名稱、商品的信息等。牽制策略——打包與解包操作捕獲分層信息中每一層的信息是非常重要的，因此如何包裝與解析這些數(shù)據(jù)也成為標簽對象生命周期中非常重要的一步。觀測對于一個標簽來說，用戶最簡單的操作就是對它進行讀取。EPCIS在這個過程中的作用，不僅僅是讀取相關(guān)的信息，更重要的是觀測標簽對象的整個運動過程。反觀測反觀測就是記錄下那些被刪除或者不再有效的數(shù)據(jù)。第二十七頁，共36頁。3.6.2EPCIS在EPC系統(tǒng)中的位置 圖3.7EPCIS在EPC網(wǎng)絡(luò)中的位置第二十八頁，共36頁。3.6.3EPCIS框架圖3.8EPCIS框架中的層次分類第二十九頁，共36頁。3.7物聯(lián)網(wǎng)RFID標準體系 射頻識別標準化是指制定、發(fā)布和實施射頻識別標準，解決編碼、數(shù)據(jù)通信和空中接口等共性需求問題，促進射頻識別在全球跨地區(qū)、跨行業(yè)和跨平臺的應(yīng)用。射頻識別目前還沒有形成統(tǒng)一的標準電子標簽編碼標準電子標簽與讀寫器之間的空中接口標準電子標簽與讀寫器性能一致性測試讀寫器與后臺數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換協(xié)議…第三十頁，共36頁。3.7.1物聯(lián)網(wǎng)RFID標準組織 圖3.9全球5大射頻識別標準組織第三十一頁，共36頁。3.7.2物聯(lián)網(wǎng)RFID標準體系的構(gòu)成數(shù)據(jù)內(nèi)容標準性能標準射頻識別標準體系應(yīng)用標準技術(shù)標準劃分工作頻率定義空中接口定義中間接口數(shù)據(jù)協(xié)議編碼規(guī)則語法設(shè)備性能測試一致性測試特定環(huán)境應(yīng)用標準特定環(huán)境應(yīng)用規(guī)范第三十二頁，共36頁。RFID技術(shù)標準RFID技術(shù)標準主要定義了不同頻段的空中接口及相關(guān)參數(shù)，包括基本術(shù)語、物理參數(shù)、通信協(xié)議和相關(guān)設(shè)備等。RFID數(shù)據(jù)內(nèi)容標準RFID數(shù)據(jù)內(nèi)容標準涉及數(shù)據(jù)協(xié)議、數(shù)據(jù)編碼規(guī)則及語法，主要包括數(shù)據(jù)編碼格式、語法標準、數(shù)據(jù)對象、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)安全等。RFID一致性標準RFID一致性標準也稱為RFID性能標準，主要涉及設(shè)備性能標準和一致性標準，主要包括設(shè)計工藝、測試規(guī)范和試驗流程等。RFID應(yīng)用標準RFID應(yīng)用標準用于設(shè)計特定應(yīng)用環(huán)境RFID的構(gòu)架規(guī)則，包括RFID在工藝制造、物流配送、倉儲管理、交通運輸、信息管理和動物識別等領(lǐng)域的應(yīng)用標準和應(yīng)用規(guī)范。第三十三頁，共36頁。國內(nèi)建立RFID標準的幾點建議（1）成立專門的非政府的RFID監(jiān)管機構(gòu)，責(zé)處理RFID在中國的發(fā)展過程中遇到的所有問題（2）制定符合中國企業(yè)的RFID相關(guān)系列標準。（3）建立相應(yīng)的RFID芯片研究機構(gòu)，促進RFID的發(fā)展和普及。（4）選擇幾家比較大的企業(yè)進行RFID試點應(yīng)用，像美國國防部和沃爾瑪一樣力推RFID，促進RFID的快速發(fā)展。（5）加大國家對RFID的產(chǎn)業(yè)投入，扶持一批R