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1、合肥工业大学 计算机与信息学院,RFID原理与应用第2版,单承赣 教授,2,第10章 EPC与物联网,20世纪70年代，商品条形码的出现引发了商业的第一次革命。 21世纪的今天，基于RFID技术的电子产品编码（Electronic Product Code，EPC）新技术，给商品的识别、存储、流动、销售各个环节带来了巨大的变革，信息化的浪潮使商业进入了崭新年代。,3,第10章 EPC与物联网,10.1 EPC的产生和EPC系统 10.1.1 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
2、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,4,第10章 EPC与物联网,为实现和管理EPC的工作，国际物品编码协会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 global组织机构,5,第10章 EPC与物联网,10.2 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
3、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。,6,第10章 EPC与物联网,EPC系统的组成,7,第10章 EPC与物联网,EPC系统的组成 应答器装载有EPC编码，它应附着在物品上，亦称为标签（本章后面称为EPC标签或标签）。 阅读器用于读或读写EPC标签，并能连接于本地网络之中。 Savant是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
4、Savant。 对象名称解析服务（ONS）的作用类似于Internet中的域名解析服务（DNS），它给Savant指明了存储产品有关信息的服务器（EPCIS）。 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。,8,第10章 EPC与物联网,EPC系统的主要特点如下 采用了EPC编码方法，可以识别物品到个件 信息系统的网络基础是Internet网络，将企业的Intranet，RFID和Internet有机的结合起来 着眼于全球的系统 目前仍需要较多的投入，对于低价值的识别对象，必须考虑由此引进的成本。,9,
5、第10章 EPC与物联网,10.2 EPC编码 10.2.1 条形码和应用 全球贸易项目代码（GTIN） GTIN是唯一的、无含义的、多行业的、全球认可的代码。 GTIN有4种编码结构： EAN UCC-13（EAN 13）、EAN UCC-8（EAN 8）、UCC-12和EAN UCC-14,10,第10章 EPC与物联网,商品条形码在零售商品上的使用 EAN UCC-13（标准版原印码）的编码结构 由厂商识别代码、商品项目代码和检验码3部分组成,11,第10章 EPC与物联网,EAN UCC-8的编码结构 8位组成，左三位是EAN分配的前缀码，接着4位是分配给厂商的特定商品代码，最后一位是
6、检验位,12,第10章 EPC与物联网,商品条形码在零售商品上的使用 EANUCC-13（EAN 13）、EANUCC-8（EAN 8）的条形码图,13,第10章 EPC与物联网,商品条形码在非零售商品上的使用,不同包装等级的商品的编码方案,14,第10章 EPC与物联网,条形码和应用 商品条形码在非零售商品上的使用,ITF14条形码的结构,15,第10章 EPC与物联网,条形码和应用 商品条形码在物流单元上的使用 物流单元的编码采用系列货运包装箱代码（SSCC-18）进行标识,UCC EAN 128条形码标识的非零售商品,16,第10章 EPC与物联网,条形码和应用 SSCC-18的结构 表
7、示SSCC的UCC EAN 128条形码,17,第10章 EPC与物联网,10.2.2 EPC编码 1. EPC编码的类型和方法 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EPC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。,18,第10章 EPC与物联网,EPC编码,EPC编码结构中各字段的长度（位）,19,第10章 EPC与物联网,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：
8、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 10.2.3 EPC编码与条形码的关系,20,第10章 EPC与物联网,10.3 EPC标签和阅读器 10.3.1 EPC标签与EPC Gen2 1.标签的分类 2.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 4,21,第10章 EPC与物联网,3. Class与Gen（代） C
9、lass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。 Gen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。 EPC Class的目的是为了提供一种模块化结构，涵盖一系列众多的可能类型的标签功能。,22,第10章 EPC与物联网,4. EPC Gen 2 指符合题为“EPC Radio-Frequency Identity Protocols/Class 1 Generation-2 UHF/RFID/Protocol for Communications at 860 MHz96
10、0 MHz”规范的标签 EPC Gen 2是一个开放的标准 EPC Gen 2是一个多协议的标准 EPC Gen 2是一个发展中的标准,23,第10章 EPC与物联网,10.3.2 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,24,第10章 EPC与物联网,EPC阅读器结构,25,第10章 EPC与物联网,EPC阅读器结构 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。 控制器可以采用微控制器（MCU）或数字信号处理器（DSP）。 网络接口应具
11、有支持以太网、无线局域网（IEEE 802.11）等网络联接方式，这也是EPC阅读器的重要特点。,26,第10章 EPC与物联网,10.4 EPC系统网络技术 主要完成信息传输和管理功能 10.4.1 中间件 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。,27,第10章 EPC与物联网,中间件 程序模块集成器：由多个程序模块组成。 阅读器接口：阅读器接口提供与阅读器的连接方法，并采用相应的通信协议。 应用程序接口：程序模块和应用程序的接口。 程序模块之间的接口：
12、用自己定义的API（应用程序接口）函数实现。 网络访问接口,28,第10章 EPC与物联网,10.4.2 实体标记语言（PML） 由可扩展标记语言（XML）发展而来 是一个标准词汇集，用于表述和传递EPC相关信息 是阅读器、Savant、EPCIS、应用程序、ONS之间相互通信的共同语言 是一种相互交换数据和通信的格式，与实际如何存储数据无关，它名为实体标记语言，但它本身不是产品描述标记语言,29,第10章 EPC与物联网,实体标记语言,PML作为相互通信的通用语言,30,第10章 EPC与物联网,PML的核心（PML核） 采用W3C XML Schema语言 定义了约束、文档结构及内容，并可
13、使用现有的工具来创建、修改及发布 用来描述由EPC系统感应器（Sensors）采集到的数据,31,第10章 EPC与物联网,PML的核心（PML核）,一个RFID阅读器在其阅读范围内探测到一个Class 2标签的PML文档,32,第10章 EPC与物联网,10.4.3 对象名称解析服务（ONS）和EPC信息服务（EPCIS) 1.对象名称解析服务 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。,33,第10章 EPC与物联网,对象名称解析服务,阅
14、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。,34,第10章 EPC与物联网,2. EPC信息服务（EPCIS） 作为网络数据库来实现的，EPC被用作数据库的查询指针 EPCIS提供信息查询的接口，可与已有的数据库、应用程序及信息系统相连接 两种数据流方式：一是阅读器发送原始数据至EPCIS以供存储；二是应用程序发送查询至EPCIS，以获取信息,第10章 EPC与
15、物联网,10.5 物联网基于EPC的网络技术 10.5.1 中国物联网的发展现状 10.5.2 物联网的将来 10.5.3 影响EPC系统发展的因素 硬件实施成本 系统复杂性 标准问题 安全和隐私问题,36,第10章 EPC与物联网,10.6 EPC框架下RFID应用 制造商产品下线及出库流程,37,第10章 EPC与物联网,EPC框架下RFID应用 物流公司入库流程,38,第10章 EPC与物联网,系统的架构与软件模块,系统信息部分集成了SQL服务器、IS服务器、WMS及Web Portal（门户网站）功能，并通过网络将制造商、物流公司联结在一起，实现了供应链上下端的一体化。,39,第10章 EPC与物联网,系统的架构 与软件模块,
