物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論-第3章-3

1、物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論第2篇 感知層物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論思 考 題 RFID標識物品時是否需要全球統(tǒng)一編碼？這種編碼系統(tǒng)由一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能完成信息查詢嗎？第3講 EPC與其他識別技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論第3講 EPC與其他識別技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論EPC 規(guī) 范Electronic Product Code 電子產(chǎn)品編碼，是一種編碼系統(tǒng)，用以實現(xiàn)對單品進行標志。EPC統(tǒng)一了對世界范圍內(nèi)的商品的標識編碼規(guī)則，并通過應(yīng)用于RFID系統(tǒng)，聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)形成了開放的電子產(chǎn)品編碼系統(tǒng)。什么是EPC？物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論 EPC 與 EANEAN歐洲物品編碼，成為國際物品編碼協(xié)會標準；國際物品編碼協(xié)會和美國統(tǒng)一代碼委員會在此基礎(chǔ)上建立了

2、標準化物流標識體系：EAN.UCC（全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)）；在EAN.UCC條型編碼基礎(chǔ)上，通過對其擴充，并與GTIN（全球貿(mào)易項目代碼，Global Trade Item Number ）等兼容，形成EPC電子產(chǎn)品編碼。EPC目標是為每一個商品建立全球、開放的編碼標準物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論RFID 標 準 體 系目前RFID存在三個主要的技術(shù)標準體系：I.總部設(shè)在美國麻省理工學(xué)院的自動識別中心（Auto-ID Center）-EPC Global標準體系II. 日本的泛在中心（Ubiquitous ID Center，UIC）-Ubiquitous ID標準體系III. ISO標準體系EPCglobal

3、標準體系是面向物流供應(yīng)鏈領(lǐng)域，可以看成是一個應(yīng)用標準。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論EPC 編 碼 體 系目前的EPC系統(tǒng)中應(yīng)用的編碼類型主要有三種：64位、96位和256位。EPC編碼由版本號、產(chǎn)品域名管理、產(chǎn)品分類和序列號四個字段組成。 物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論EPC 編 碼 結(jié) 構(gòu)版本號標識版本，使EPC隨后的碼段可以有不同的長度；域名管理是描述與此EPC相關(guān)的生產(chǎn)廠商的信息；對象分類記錄產(chǎn)品精確類型的信息；序列號惟一標識貨品。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論為什么有三種編碼類型EPC-96 和EPC-64 是作為物理實體標識符的短期使用而設(shè)計的。目前EPC 代碼已作為一種世界通用的標識方案，需要更長的EPC 代碼表示方式。256

4、 位EPC 是為滿足未來使用EPC 代碼的應(yīng)用需求而設(shè)計的。因為未來應(yīng)用的具體要求目前還無法準確的知道，所以256 位EPC 版本必須可以擴展以便其不限制未來的實際應(yīng)用，多個版本提供了這種可擴展性。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論EPC 編 碼 特 點科學(xué)性：結(jié)構(gòu)明確，易于使用、維護。兼容性：與EAN.UCC兼容，GTIN、SSCC、GLN等都可以順利轉(zhuǎn)換到EPC中去。全面性：可在生產(chǎn)、流通、存儲、結(jié)算、跟蹤、召回等供應(yīng)鏈的各環(huán)節(jié)全面應(yīng)用。合理性：由EPCglobal、各國EPC管理機構(gòu)（中國的管理機構(gòu)稱為EPCglobal China）、被標識物品的管理者分段管理、共同維護、統(tǒng)一應(yīng)用。國際性：編碼標準全球協(xié)商

5、一致，具有國際性。無歧視性：編碼采用全數(shù)字形式，不受地方色彩、語言、經(jīng)濟水平、政治觀點的限制， 是無歧視性的編碼。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論討 論有了EPC編碼、RFID電子標簽和閱讀器，還需要什么技術(shù)支撐RFID的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)？物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論EPC 系 統(tǒng)EPC系統(tǒng)是一個非常先進的、綜合性的復(fù)雜系統(tǒng)，由全球產(chǎn)品電子代碼編碼體系、射頻識別系統(tǒng)及信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成，主要包括6個方面：系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成名稱名稱注釋注釋EPCEPC編碼體系編碼體系EPCEPC代碼代碼用來標識目標的特定代碼用來標識目標的特定代碼射頻識別系統(tǒng)射頻識別系統(tǒng)EPCEPC標簽標簽貼在物品之上或者內(nèi)嵌在貼在物品之上或者內(nèi)嵌在物品之上物品之上

6、讀寫器讀寫器識讀識讀EPCEPC標簽標簽信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)EPCEPC中間件中間件EPCEPC系統(tǒng)的軟件支持系統(tǒng)系統(tǒng)的軟件支持系統(tǒng)對象名解析服務(wù)對象名解析服務(wù)（object naming serviceobject naming service，ONSONS）EPCEPC信息服務(wù)（信息服務(wù)（EPC ISEPC IS）物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論EPC系統(tǒng)的工作流程加工和處理來自閱讀器的信息對象名稱解析服務(wù)器ONS實體標記語言PML物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論EPC系統(tǒng)的工作流程EPC編碼讀寫器讀出商品中的EPC編碼信息由EPC產(chǎn)品管理中間件，傳輸?shù)絀nternet中經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳到ONS服務(wù)器，找到該EPC對應(yīng)的IP地

7、址，由IP地址找到EPC IS服務(wù)器，從產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫中獲取相關(guān)實物信息并作相應(yīng)處理。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由本地網(wǎng)絡(luò)和全球互聯(lián)網(wǎng)組成，是實現(xiàn)信息管理、信息流通的功能模塊。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論為什么需要中間件？在中間件產(chǎn)生以前應(yīng)用軟件直接使用操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和數(shù)據(jù)庫等開發(fā)，這些都是計算機最底層的東西，越底層越復(fù)雜，開發(fā)者不得不面臨許多很棘手的問題，如操作系統(tǒng)的多樣性，繁雜的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計、管理，復(fù)雜多變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，以及數(shù)據(jù)分散處理帶來的不一致問題、性能和效率、安全等。這些與用戶的業(yè)務(wù)沒有直接關(guān)系，但又必須解決，耗費了大量有限的時間和精力。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論中間件Middleware

8、人們提出將應(yīng)用軟件所要面臨的共性問題進行提煉、抽象，在操作系統(tǒng)之上形成一個可復(fù)用的部分，供成千上萬的應(yīng)用軟件重復(fù)使用。這一技術(shù)思想最終構(gòu)成了中間件這類的軟件。中間件是為處于自己上層的應(yīng)用軟件提供運行和開發(fā)的環(huán)境，幫助用戶靈活、高效地開發(fā)和集成復(fù)雜的應(yīng)用軟件。中間件是基礎(chǔ)軟件的一大類，屬于可復(fù)用軟件的范疇。中間件處于操作系統(tǒng)軟件與用戶的應(yīng)用軟件的中間。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論EPC中間件EPC中間件是加工和處理來自讀寫器的所有信息和事件流的軟件，是連接讀寫器和企業(yè)應(yīng)用程序的紐帶，主要任務(wù)是在將數(shù)據(jù)送往企業(yè)應(yīng)用程序之前進行標簽數(shù)據(jù)校對、讀寫器協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)存儲和任務(wù)管理等。 EPC中間件是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)

9、系統(tǒng)，是一種企業(yè)通用管理EPC數(shù)據(jù)的架構(gòu)。它可以安裝在商店、本地配送中心、區(qū)域甚至全國數(shù)據(jù)中心。這種分布式結(jié)構(gòu)可以簡化物聯(lián)網(wǎng)的管理，提高運行效率。 EPC中間件以前被稱為SAVANT 。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論EPC中間件及其應(yīng)用程序通信閱讀器閱讀器閱讀器閱讀器物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論對象名稱解析服務(wù)(ONS)對象名稱解析服務(wù)(ONS) 是一個自動的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，類似于域名解析服務(wù)(DNS), ONS給EPC中間件指明了存儲產(chǎn)品相關(guān)信息的服務(wù)器。ONS服務(wù)是聯(lián)系EPC中間件和EPC信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)樞紐，并且ONS設(shè)計與架構(gòu)都以因特網(wǎng)域名解析服務(wù)DNS為基礎(chǔ)，因此，可以使整個EPC網(wǎng)絡(luò)以因特網(wǎng)為依托，迅速架構(gòu)并順利延

10、伸到世界各地。 物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論EPC信息服務(wù)（EPC IS）EPC IS提供了一個模塊化、可擴展的數(shù)據(jù)和服務(wù)的接口，使得EPC的相關(guān)數(shù)據(jù)可以在企業(yè)內(nèi)部或者企業(yè)之間共享。EPC IS處理與EPC相關(guān)的各種信息，例如： - EPC的觀測值：物品的詳細信息 - 包裝狀態(tài)：例如：物品是在托盤上的包裝箱內(nèi) - 信息源：例如：來源于Z倉庫Y通道X識讀器 EPC產(chǎn)品信息使用PML語言描述物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論PML 物理標識語言PML（Physical Markup Language) 是一種用于描述物理對象，過程和環(huán)境的通用語言，其主要目的是提供通用的標準化詞匯表，來描繪和分配AutoID激活的物體的相關(guān)信息。P

11、ML是描述物聯(lián)網(wǎng)中產(chǎn)品信息的標準計算機語言，產(chǎn)品信息包括名稱、種類、性質(zhì)、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家信息、實物存放位置、實物使用說明等。物品信息存儲在PML服務(wù)器中，由制造商維護，存儲制造商生產(chǎn)的所有商品信息，通過PML文件提供服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論EPC系統(tǒng)的工作流程加工和處理來自閱讀器的信息對象名稱解析服務(wù)器ONS實體標記語言PML物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論RFID 的 應(yīng) 用 類 型 目前，RFID系統(tǒng)已應(yīng)用到許多行業(yè)，總體來說應(yīng)用的類型主要有：EAS系統(tǒng)（Electronic Article Surveillance，電子物品監(jiān)視系統(tǒng)）便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)物流控制系統(tǒng)定位系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論RFID 的 應(yīng) 用

12、 類 型EAS系統(tǒng)是一種設(shè)置在需要控制物品出入的門口的RFID技術(shù)。這種技術(shù)的典型應(yīng)用場合是商店、圖書館等地方，當未被授權(quán)的人從這些地方非法取走物品時，EAS系統(tǒng)會發(fā)出警告。典型的EAS系統(tǒng)一般由三部分組成：附著在商品上的電子標簽（即電子傳感器）、電子標簽滅活裝置（以便授權(quán)商品能正常出入）和監(jiān)視器（在出口造成一定區(qū)域的監(jiān)視空間）。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論RFID 的 應(yīng) 用 類 型便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是使用帶有RFID閱讀器的手持式數(shù)據(jù)采集器采集RFID標簽上的數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)具有比較大的靈活性，適用于不宜安裝固定式RFID系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境。手持式閱讀器（數(shù)據(jù)輸入終端）可以在讀取數(shù)據(jù)的同時，通過無線電報數(shù)據(jù)

13、傳輸方式（RFDC）實時的向主計算機系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，也可以暫時將數(shù)據(jù)存儲在閱讀器中，再一批一批的向主計算機系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論RFID 的 應(yīng) 用 類 型物流控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中，固定布置的RFID閱讀器分散布置在給定的區(qū)域，并且閱讀器直接與數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)相連。信號發(fā)射機（即電子標簽）是移動的，一般安裝在移動的物體、人上面。當物體、人經(jīng)過閱讀器時，閱讀器會自動掃描標簽上的信息并把數(shù)據(jù)信息輸入數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)存儲、分析、處理，達到控制物流的目的。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論RFID 的 應(yīng) 用 類 型定位系統(tǒng)，用于自動化加工系統(tǒng)中的定位以及對車輛、輪船等進行定位支持。閱讀器放置在移動的車輛、輪船上或者自動

14、化流水線中移動的物料、半成品、成品上，信號發(fā)射機（電子標簽）嵌入操作環(huán)境的地表下面。信號發(fā)射機上存儲有位置識別信息，閱讀器讀取位置識信息后，通過無線方式或者有線方式連接到主信息管理系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論RFID技術(shù)發(fā)展趨勢RFID系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理和身份認證等多個領(lǐng)域，而在倉儲物流管理、生產(chǎn)過程制造管理、智能交通、網(wǎng)絡(luò)家電控制等方面更是引起了眾多廠商的關(guān)注。廣度：打通生產(chǎn)全過程，實現(xiàn)生產(chǎn)制造和物流運輸?shù)娜谈?。深度：從技術(shù)驗證的階段過渡到實施企業(yè)級的RFID應(yīng)用，由此引發(fā)RFID中間件、企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)和企業(yè)級實施經(jīng)驗的強大需求。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論RFID面臨的

15、問題和挑戰(zhàn)2一套完整的RFID系統(tǒng)解決方案包括標簽設(shè)計及制作工藝、天線設(shè)計、系統(tǒng)中間件研發(fā)、系統(tǒng)可靠性研究、讀卡器設(shè)計和應(yīng)用軟件開發(fā)等部分。任何一部分都可以做出成就！1成本標準制定信號干擾頻段管制隱私權(quán)問題 。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論機器視覺識別技術(shù)智能交通管理系統(tǒng)：通過在交通要道放置攝像頭，當有違章車輛（如闖紅燈）時，攝像頭將車輛的牌照拍攝下來，傳輸給中央管理系統(tǒng)，系統(tǒng)利用圖像處理技術(shù)，對拍攝的圖片進行分析，提取出車牌號，存儲在數(shù)據(jù)庫中，可以供管理人員進行檢索。紙幣印刷質(zhì)量檢測系統(tǒng)：利用圖像處理技術(shù)，通過對紙幣生產(chǎn)流水線上的紙幣20多項特征（號碼、盲文、顏色、圖案等）進行比較分析，檢測紙幣的質(zhì)量，替代

16、傳統(tǒng)的人眼辨別的方法。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論機器視覺識別技術(shù)機器視覺是使用光學(xué)器件進行非接觸感知，自動獲取和解釋一個真實場景的圖像，以獲取信息或控制機器或過程。機器視覺系統(tǒng)是指通過機器視覺產(chǎn)品（即圖像攝取裝置）將被攝取目標轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號；圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論機器視覺的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用典型的工業(yè)機器視覺應(yīng)用系統(tǒng)包括如下部分：光源，鏡頭，照相機，圖像處理單元（或圖像采集卡），視覺處理器等。機器視覺技術(shù)，是一門涉及人工智能、神經(jīng)生物學(xué)、心理物理學(xué)、計算機科學(xué)、圖像處理、模式識別等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科。機器視覺識別技術(shù)通常廣泛應(yīng)用于質(zhì)量檢測和工業(yè)自動化中，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢測，極大地提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論生物識別技術(shù)所謂生物識別技術(shù)就是，通過計算機與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性，（如指紋、指靜脈、人臉、虹膜等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態(tài)等）來進行個