第9讲EPC与物联网

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1、第10讲 EPC与物联 网（1）什么EPC标签 可以帮助追踪某产 品的生产全程？ （2）为了追踪某产品，EPC标签 中应 包括哪些信息？一、EPC的产产生 EPC的产生和发展 1999年美国麻省理工学院成立Auto-ID中心，进行 RFID技术研发，通过创建RFID标准，并利用网络 技术，形成EPC系统 EPC统一对全球物品的编码方法，直到编码至单 个物品 EPC规定了将此编码以数字信息的形式存储于附着 在物品上的应答器（在EPC中常称为标签 ）中 阅读器通过无线空中接口读取标签中的EPC码， 并经计算机网络传送至信息控制中心，进行相应的 数据处理 3定义：EPC（Electronic Pro

2、duct Code） 即电电子产产品编码编码 ，是一种编码 系统。它建 立在EAN.UCC（即全球统一标识系统）条 形编码的基础之上，并对该条 形编码系统 做了一些扩充，用以实现对单 品进行标识 。注意： 一连串结构化编号用以识别货 物、位置、服务、资产等有形无形的物体 EPC标签除储存识别码 之外，级别较 高之标签可储存使用者所定义的资 料 EPC编码具全球唯一、包容及延展性，除编立新号码外，亦可涵盖既存的 编码方案物件的身份证号码根据EAN.UCC体系，EPC编码体系也分为6种： （1）SGTIN：系列化全球贸易标识代码（Serialized Global Trade Identifica

3、tion Number）。 （2）SGLN：系列化全球位置码（Serialized Global Location Number）。 （3）SSCC：系列货运包装箱代码（Serial Shipping Container Code）。 （4）GRAI：全球可回收资产标识 符（Global Returnable Asset Identifier）。 （5）GIAI：全球个人资产标识 符（Global Individual Asset Identifier）。 （6）GSRN：全球服务关系代码（Global Service Relation Number）为实现 和管理EPC的工作，国际物品编码协

4、 会EAN和美国 统一代码委员会UCC在2003年11月成立了全球电子产品代 码中心EPCglobal。 EPC globa l组织 机构 6二、EPC系统统 EPC系统的组成 EPC系统是在计算机互联网（Internet）的基础上，利用RFID 、EPC编码 、数据通信等技术，构造的一个覆盖全球万事万 物的实物互联网（Internet of Things），亦称物联网。 在RFID和Internet的基础上，实物互联网可以将数量更为庞 大 的物品建立起信息联接，为商业、物流、仓储 、生产、家庭 等行业和用户提供了信息化的先进管理理念和手段。 7EPC系统的组成装载有EPC编码，它 应附着在物

5、品上用于读或读写EPC标 签，并能连接于本地 网络之中。连接阅读器和应用程序的软件，亦称为中间 件，它是物联网中的核心技术，可认为是该 网络的神经系统，故称为Savant。类似于Internet中的域名 解析服务（DNS），它给 Savant指明了EPCIS存储产品有关信息8 系统中EPC信息描述采用实体标记语 言（ PML），PML是在可扩展标记语 言（XML ）基础上发展而成，用于描述有关物品信息 的一种计算机语言。 9三、EPC编码编码 条形码 全球贸易项目代码（GTIN），为全球贸易提供唯一标识 的一 种代码，有四种编码结 构：EAN UCC-13（EAN 13）、 EAN UCC-8

6、（EAN 8）、UCC-12以及EAN UCC-14。 10EPC编码与条形码的关系EPC编码是EAN.UCC在原有全球统一编码体系基础上提 出的，是新一代全球统一标识编码 体系，是对现行编码体 系的一个补充。EPC编码和条形码有一定的对应关 系，EPC编码和GTIN 与SSCC之间可以通过一定的规则进 行相互转换。EPC并没有取代现行的条码标 准，而是由现行的条码标 准逐渐过渡到EPC标准或者是在未来的供应链中由EPC和 EAN.UCC系统共存。 EPC编码 目前，EPC编码 有64位、96位和256位三种。 EPC编码 由版本号、域名管理、对象分类和序列号四个字段 组成。 版本号字段标识E

7、PC的版本号，它给出EPC编码的长度； 域名管理字段标识相关的生产厂商信息； 对象分类字段编码物品精确类型； 序列号用于编码出唯一物品。 12EPC编码结 构中各字段的长度（位） 编码类 型版本号域名管 理对象分 类序列号EPC- 64TYPE I TYPE II TYPE III2 2 221 15 2617 13 1324 34 23EPC- 96TYPE I8282436EPC- 256TYPE I TYPE II TYPE III8 8 832 64 12856 56 56160 128 6413General Identifier (GID-96位元)2.68亿个公 司1千6百万个物

8、件680 亿个单一品 项EPC编码 的性能 唯一性：足够的编码 容量和组织 保证可以保证对 某一个物品 实现 唯一编码 简单 性：编码简单 且能实现 物品的唯一标识 ，不包含物品的 其他相关信息 可扩展性：为未来的发展提供了充足的备用空间 安全性：EPC编码 和加密、认证 技术相结合 15四、 EPC标签标签 和阅读阅读 器 EPC标签 标签 中存储的唯一信息是EPC编码 标签 通常是被动式标签 ，其空中接口采用EPC空中接口或 ISO/IEC 18000标准 5类功能级别 ：Class 0、Class 1、Class 2、Class 3、Class 416Class 0：必须包含EPC码、自

9、毁代码和CRC码；可以读 但不可以写Class 1：无源、反向散射式标签。具有标签识别 （TID） 、加密、字号等特征；具有可一次写入的用户存储器。Class 2：初具有Class 1的特性为爱，还具有扩展TID、 认证的访问控制、可改写的用户存储器以及规定的附加特 性等功能。Class 3：半被动反向散射式标签，除具有Class 2的特性 外，标签带 有电池，还集成有传感器电路Class 4：主动式标签，除具有Class 3的性能外，还具有 标签-标签通信和构建特殊的多跳移动无线网络 的功能。EPC标签的功能级别 Class描述的是标签 的基本功能，譬如说它里面存储器情况或 有无电池。 Ge

10、n是指标签规 范的主要版本号。通常所说的第二代EPC， 实际 上是第二代EPC Class 1，这表明它是规范的第二个主要 版本，针对拥 有一次写入内存的标签 。 Class与Gen18EPC Gen 1 对于GEN1有class0和class1两个标准 2006年Adi Shamir，Weizmann 科学学院的计算机教授，宣布 他和他的一个同事Yossi Ore，找到EPC Class 1 Gen 1 无源 标签 的破解密码并成功地将它杀死。EPC Gen 2 指符合题为“EPC Radio-Frequency Identity Protocols/Class 1 Generation-2

11、 UHF/RFID/Protocol for Communications at 860 MHz960 MHz”规范的标签 Gen2和Gen1的不同 GEN2电子标签所包含的内容与GEN1电子标签的内容不同 频频率上的不同。GEN1标准中class1主要应用的频率范围是860930MHz， 而对于GEN2标准将频率范围扩大，所应用的频率范围是860960MHz GEN2具有更好的兼容性。GEN2标准主要是对ISO-180006A和ISO- 180006B以及GEN1的class0、class1的兼容和扩展。并在频率选择、防冲 突算法、物理层数据编码技术、调制方式等技术上做了改进。 标签具有更好

12、的加密功能，可以保证信息在读取的过程中不会被扩散出去。 在GEN2中的write、lock、kill、read指令都有32位密码保护，但是对于 GEN1的write指令是采用8位密码保护。 识读识读 速率。对于GEN2标准的电子标签可以实现1500张/秒的，是GEN1标准 的电子标签的识读速率的10倍。 尺寸。GEN2电子标签的尺寸是GEN1的1/2甚至是1/3。 缺点 标签面积较大，大致超过了2平方英寸 Gen2标签信号相互干扰 故，Gen2标签不适合用于单品 20EPC Gen 3开发中EPC阅读 器 应该具有下述功能和特征： 空中接口功能 阅读器防碰撞 与计算机网络的连接 22EPC阅读

13、 器结构可以采用微控 制器（MCU） 或数字信号处 理器（DSP） 。网络接口应具有支持 以太网、无线局域网 （IEEE 802.11）等网 络联接方式空中接口电路包括收发两个 通道，包含 编码、调制、解调、解码等功能，射频 功率由天线辐射，并接收从标签 返回的 信息，空中接口电路是阅读器和标签之 间交换信息的纽带。23五、EPC系统统网络络技术术 1、Savant：核心功能是屏蔽不同厂家的RFID阅读 器等硬件设 备、应用软件系统以及数据传输 格式之间的异构性，从而可 以实现 不同的硬件（阅读 器等）与不同应用软件系统间 的无 缝连 接与实时动态 集成。 242、对象名称解析服务（ONS）

14、在EPC系统中，需要将EPC编码 与相应的商品信息相匹配， 而相应的商品信息存储在对应 的EPCIS服务器中，ONS服务 提供与EPC编码对应 的EPCIS服务器的地址，它的作用类似 于因特网的域名解析服务。 25域名系统（Domain Name System，DNS）负责 有意义的网名字母与 IP地址数字间的转换 。 例如，当我们登录百度网进 行信息搜索时，往往最容易记住的是 ，而不是百度的IP地址211.94.144.100。在计算机浏 览器软件中的URL中输入“”并回车后，计算机会向 DNS发送请求以得到IP地址信息，DNS接到请求后，在自己的数据库中 查找所对应 的IP地址并将 其返回

15、，然后计算机再去访 问IP地址为211.94.144.100的服务器，并得到所要浏览 的网页 信息。补充：DNS对象名称解析服务阅读 器将读到的EPC编码 通过本地局域网上传至本地服务器， 由本地服务器所带Savant软件对这 些信息进行集中处理，然后由本 地服务器通过查 找本地ONS服务或通过路由器到达远程ONS服务器 查找所需EPC编码对应 的EPCIS服务器地址，本地服务器就可以和 找到的EPCIS服务器进行通信了。 ONS在物联网 系统中的作用27DNS和ONS的区别WWW（World Wide Web）网与 EPCglobal Network网络 的 区别 ONS的工作流程 （1）从

16、标签 上识读 一个比特字符串EPC编码 ，如01 000000000110000010010 01001001000011001 001000101010110110010101。这是一个64位的EPC编码 。 （2）标签阅读 器将此比特字符串的EPC编码发 送到本地服务器。 （3）本地服务器将二进制的EPC编码转 化为整数并 在头部添加“urn:epc:” ，然后转化为URI格式“urn:epc:1.1554.37401.2272661”，转换 完成后，发 送该URI到本地ONS解析器。 （4）本地ONS解析器利用格式化转换 字符串将EPC比特位编码转换 成EPC 域前缀名，再将EPC域前缀名结合成一个完整的EPC域名。ONS解析器再进 行一次ONS查询 （ONS Q