1、重慶科技學院 電氣與信息工程學院1RFID技術基礎技術基礎利利 節節2 第十一章第十一章 EPCEPC與物聯網與物聯網 EPC EPC系統系統 EPC EPC編碼編碼 EPC EPC標簽和閱讀器標簽和閱讀器 EPC EPC框架下的框架下的RFIDRFID應用應用3 第十章第十章 EPCEPC與物聯網與物聯網 EPC EPC系統系統 EPC EPC編碼編碼 EPC EPC標簽和閱讀器標簽和閱讀器 EPC EPC框架下的框架下的RFIDRFID應用應用4 20 20世紀世紀7070年代，商品條形碼的出現引發了商業的第年代，商品條形碼的出現引發了商業的第一次革命。一次革命。2121世紀的今天，基于世

2、紀的今天，基于RFIDRFID技術的電子產品編碼技術的電子產品編碼 （Electronic Product CodeElectronic Product Code，EPCEPC）新技術，給商新技術，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。變革，信息化的浪潮使商業進入了嶄新年代。 5 19991999年美國麻省理工學院成立年美國麻省理工學院成立Auto-IDAuto-ID中心，進行中心，進行RFIDRFID技術研發，技術研發，通過創建通過創建RFIDRFID標準，并利用網絡技術，形成標準，并利用網絡技

3、術，形成EPCEPC系統。系統。 為實現和管理為實現和管理EPCEPC的工作，國際物品編碼協會的工作，國際物品編碼協會EANEAN和美國統一代和美國統一代碼委員會碼委員會UCCUCC在在20032003年年1111月成立了全球電子產品代碼中心月成立了全球電子產品代碼中心EPC-EPC- global global。 EPCEPCglobalglobal組織機組織機構構 1.EPC1.EPC的發展歷程的發展歷程6 EPCEPC統一對統一對全球物品的編碼方法全球物品的編碼方法，直到編碼至，直到編碼至單個單個物品物品。EPCEPC系統的目標是為每一個物品建立全球的、系統的目標是為每一個物品建立全球的

4、、開放的標準。開放的標準。 EPCEPC規定了將此編碼以數字信息的形式存儲于附著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（在在物品上的應答器（在EPCEPC中常稱為標簽中常稱為標簽）中。）中。 閱讀器通過無線空中接口讀取標簽中的閱讀器通過無線空中接口讀取標簽中的EPCEPC碼，并碼，并經計算機網絡傳送至信息控制中心，進行相應的經計算機網絡傳送至信息控制中心，進行相應的數據處理。數據處理。2.EPC2.EPC的概論的概論7 EPCEPC統一對統一對全球物品的編碼方法全球物品的編碼方法，直到編碼至，直到編碼至單個單個物品物品。 EPCEPC規定了將此編碼以數字信息的形式存儲于附著規

5、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（在在物品上的應答器（在EPCEPC中常稱為標簽中常稱為標簽）中。）中。 閱讀器通過無線空中接口讀取標簽中的閱讀器通過無線空中接口讀取標簽中的EPCEPC碼，并碼，并經計算機網絡傳送至信息控制中心，進行相應的經計算機網絡傳送至信息控制中心，進行相應的數據處理。數據處理。3.EPC3.EPC的應用前景的應用前景84.EPC4.EPC系統的組成系統的組成 EPCEPC系統是在計算機互聯網（系統是在計算機互聯網（InternetInternet）的基礎上，）的基礎上，利用利用RFIDRFID、EPCEPC編碼、數據通信等技術，構造的一編碼、數據通

6、信等技術，構造的一個覆蓋全球萬事萬物的實物互聯網（個覆蓋全球萬事萬物的實物互聯網（Internet of Internet of ThingsThings），亦稱物聯網。），亦稱物聯網。 在在RFIDRFID和和InternetInternet的基礎上，實物互聯網可以將數的基礎上，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、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。進管理理念和手段。 94.EPC4.EPC系統的組成系統的組成 EPC EPC系統由系統由應答器應答器

7、、閱讀器閱讀器、SavantSavant服務器服務器( (專家軟專家軟件、中間件件、中間件) )、對象名稱解析服務器對象名稱解析服務器（ONSONS）和）和EPCEPC信息信息服務器服務器（EPCISEPCIS）與）與網絡網絡組成。組成。10 應答器應答器裝載有裝載有EPCEPC編碼，它應附著在物品上，亦稱為標簽（本編碼，它應附著在物品上，亦稱為標簽（本章后面稱為章后面稱為EPCEPC標簽或標簽）。標簽或標簽）。 閱讀器閱讀器用于讀或讀寫用于讀或讀寫EPCEPC標簽，并能連接于本地網絡之中。標簽，并能連接于本地網絡之中。 SavantSavant是連接閱讀器和應用程序的軟件，亦稱為中間件，它是

8、是連接閱讀器和應用程序的軟件，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，故稱為物聯網中的核心技術，可認為是該網絡的神經系統，故稱為SaSavantvant。 對象名稱解析服務對象名稱解析服務（ONSONS）的作用類似于）的作用類似于InternetInternet中的域名解中的域名解析服務（析服務（DNSDNS），它給），它給SavantSavant指明了存儲產品有關信息的服務指明了存儲產品有關信息的服務器（器（EPCISEPCIS）。）。 系統中系統中EPCEPC信息描述采用信息描述采用實體標記語言實體標記語言（PMLPML），PMLPML是在可擴是在可擴展標記語言（展

9、標記語言（XMLXML）基礎上發展而成，用于描述有關物品信息）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。的一種計算機語言。 4.EPC4.EPC系統的組成系統的組成11 采用了采用了EPCEPC編碼方法，可以識別物品到個件。編碼方法，可以識別物品到個件。 信息系統的網絡基礎是信息系統的網絡基礎是InternetInternet網絡，將企業網絡，將企業的的IntranetIntranet，RFIDRFID和和InternetInternet有機的結合起來。有機的結合起來。 著眼于全球的系統。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目前仍需要較多的投入，對于低價值的

10、識別對象，必須考慮由此引進的成本。象，必須考慮由此引進的成本。 5.EPC5.EPC系統的特點系統的特點12 第十章第十章 EPCEPC與物聯網與物聯網 EPC EPC系統系統 EPC EPC編碼編碼 EPC EPC標簽和閱讀器標簽和閱讀器 EPC EPC框架下的框架下的RFIDRFID應用應用13 目前，目前，EPCEPC編碼有編碼有6464位、位、9696位和位和256256位三種。位三種。 EPC EPC編碼由編碼由版本號版本號、域名管理域名管理、對象分類對象分類和和序列號序列號四個字段組成。四個字段組成。 版本號字段標識版本號字段標識EPCEPC的版本號，它給出的版本號，它給出EPCE

11、PC編碼的長編碼的長度；度； 域名管理字段標識相關的生產廠商信息；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；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。序列號用于編碼出唯一物品。 14EPCEPC編碼結構中各字段的長度（位）編碼結構中各字段的長度（位） EPC-96I EPC-96I型的型的EPCEPC碼碼01 0000A89 00016F 000169DC001 0000A89 00016F 000169DC0(H)(H)。01(H)01(H)為版本號；為版本號；0000A89(H)0000A89(H)為域名管理；為域名管理；00016F00016F(

12、H)(H)為對象分類，這個字段能容納足夠多的庫存單元；為對象分類，這個字段能容納足夠多的庫存單元； 000169DC0(H)000169DC0(H)為序列號。為序列號。15EPCEPC編碼具有的性能有：編碼具有的性能有：唯一性：足夠的編碼容量和組織保證可以保證對某唯一性：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。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。可擴展性：為未來的發展提供了充足的備用空間。安全性：安全性：EPCEPC

13、編碼和加密、認證技術相結合編碼和加密、認證技術相結合 。16 第十章第十章 EPCEPC與物聯網與物聯網 EPC EPC系統系統 EPC EPC編碼編碼 EPC EPC標簽和閱讀器標簽和閱讀器 EPC EPC框架下的框架下的RFIDRFID應用應用17 標簽通常是被動式標簽，其空中接口采用標簽通常是被動式標簽，其空中接口采用EPCEPC空中空中接口或接口或ISO/IEC 18000ISO/IEC 18000標準。標準。5 5類功能級別：類功能級別：Class0Class0、ClClass1ass1、Class2Class2、Class3Class3、Class4Class4。 ClassCla

14、ss描述的是標簽的基本功能描述的是標簽的基本功能，譬如說它里面存，譬如說它里面存儲器情況或有無電池。儲器情況或有無電池。GenGen是指標簽規范的主要版本號是指標簽規范的主要版本號。通常所說的第二代通常所說的第二代EPCEPC，實際上是第二代，實際上是第二代EPC Class 1EPC 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。內存的標簽。 1.EPC1.EPC標簽標簽18 EPC Class EPC Class的目的是為了提供一種模塊化結構，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。涵

15、蓋一系列眾多的可能類型的標簽功能。 EPC Gen 2 EPC Gen 2指符合題為指符合題為“EPC Radio-Frequency EPC Radio-Frequency Identity Protocols/Class 1 Generation-2 UHF/RIdentity Protocols/Class 1 Generation-2 UHF/RFID/Protocol for Communications at 860 MHz96FID/Protocol for Communications at 860 MHz960 MHz”0 MHz”規范的標簽。規范的標簽。EPC Gen 2E

16、PC Gen 2是一個開放的標準；是一個開放的標準；EPC Gen 2EPC Gen 2是一個多協議的標準；是一個多協議的標準； EPC Gen 2EPC Gen 2是一個發展中的標準。是一個發展中的標準。 1.EPC1.EPC標簽標簽19 EPC EPC閱讀器是閱讀器是EPCEPC標簽和計算機網絡之間的紐帶，標簽和計算機網絡之間的紐帶，它將它將EPCEPC標簽中的標簽中的EPCEPC編碼通過射頻讀入后轉換成為可編碼通過射頻讀入后轉換成為可在網絡中傳輸的數據。應該具有下述功能和特征：在網絡中傳輸的數據。應該具有下述功能和特征：空中接口功能空中接口功能 閱讀器防碰撞閱讀器防碰撞 與計算機網絡的連

17、接與計算機網絡的連接 2.EPC2.EPC閱讀器閱讀器203.EPC3.EPC閱讀器結構閱讀器結構213.EPC3.EPC閱讀器結構閱讀器結構包括收發兩個通道，包含編碼、包括收發兩個通道，包含編碼、調制、解調、解碼等功能，射頻調制、解調、解碼等功能，射頻功率由天線輻射，并接收從標簽功率由天線輻射，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。讀器和標簽之間交換信息的紐帶。223.EPC3.EPC閱讀器結構閱讀器結構采用微控制器（采用微控制器（MCUMCU）或數）或數字信號處理器（字信號處理器（DSPDSP）。）。233.EPC3.EPC閱讀器

18、結構閱讀器結構應具有支持以太網、無線局域網應具有支持以太網、無線局域網（IEEE 802.11IEEE 802.11）等網絡聯接方式，）等網絡聯接方式，這也是這也是EPCEPC閱讀器的重要特點。閱讀器的重要特點。24 EPC EPC系統網絡技術系統網絡技術主要完成信息傳輸和主要完成信息傳輸和管理功能。主要包括兩個方面：管理功能。主要包括兩個方面：中間件應用平臺中間件應用平臺和和應用管理軟件應用管理軟件。4.EPC4.EPC系統網絡技術系統網絡技術25 Savant Savant：核心功能是屏蔽不同廠家的：核心功能是屏蔽不同廠家的RFIDRFID閱讀器閱讀器等硬件設備、應用軟件系統以及數據傳輸格

19、式之間的等硬件設備、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。同應用軟件系統間的無縫連接與實時動態集成。4.EPC4.EPC系統網絡技術系統網絡技術26 Savant Savant被定義成具有一系列特定屬性的程序模塊被定義成具有一系列特定屬性的程序模塊或服務，并被用戶集成以滿足他們的特定需求。或服務，并被用戶集成以滿足他們的特定需求。程序模塊集成器：由多個程序模塊組成。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，閱讀器接口：閱讀器

20、接口提供與閱讀器的連接方法，并采用相應的通信協議。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。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：用自己定義的程序模塊之間的接口：用自己定義的APIAPI（應用程序（應用程序接口）函數實現。接口）函數實現。網絡訪問接口。網絡訪問接口。4.EPC4.EPC系統網絡技術系統網絡技術27 實體標記語言（實體標記語言（PMLPML）是由可擴展標記語言（）是由可擴展標記語言（XMLXML）發展而來。發展而來。 是一個標準詞匯集，用于表述和傳遞是一個標準詞匯集，用于表述和傳遞EPCEPC相關信息。相關信息。 是閱讀器、是閱讀器、

21、SavantSavant、EPCISEPCIS、應用程序、應用程序、ONSONS之間相之間相互通信的共同語言。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。產品描述標記語言。4.EPC4.EPC系統網絡技術系統網絡技術28 對象名稱解析服務（對象名稱解析服務（ONSONS）在在EPCEPC系統中，需要將系統中，需要將EPCEPC編碼與相應的商品信息相匹配，而相應的商品信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息存

22、儲在對應的EPCISEPCIS服務器中，服務器中，ONSONS服務提供與服務提供與EPCEPC編碼對應的編碼對應的EPCISEPCIS服務器的地址，它的作用類似于因服務器的地址，它的作用類似于因特網的域名解析服務。特網的域名解析服務。 4.EPC4.EPC系統網絡技術系統網絡技術29 標簽 閱讀器 本地 服務器 ONS 服務器 EPCIS 閱讀器將讀到的閱讀器將讀到的EPCEPC編碼通過本地局域網上傳至本編碼通過本地局域網上傳至本地服務器，由本地服務器所帶地服務器，由本地服務器所帶SavantSavant軟件對這些信息進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行集中處理，然后由本地服務器通過查找本地ONSONS服務服務或通過路由器到達遠程或通過路由器到達遠程ONSONS服務器查找所需服務器查找所需EPCEPC編碼對應編碼對應的的EPCISEPCIS服務器地址，本地服務器就可以和找到的服務器地址，本地服務器就可以和找到的EPCISEPCIS服務器進行通信了。服務器進行通信了。 30 EPC E