3 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備識別 3.1 EPC碼

3.物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備識別物聯(lián)網(wǎng)概論主講教師：12物聯(lián)網(wǎng)五大關(guān)鍵要素物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵要素及涉及的技術(shù)示例IoT關(guān)鍵要素涉及的技術(shù)示例識別命名電子產(chǎn)品代碼（EPC）、泛在碼（UCode）尋址IPv4、IPv6感知智能傳感器、可穿戴設(shè)備、嵌入式傳感器、執(zhí)行器、射頻識別標(biāo)簽通信射頻識別通信（RFID）、近場通信（NFC）、超寬帶通信（UWB）、藍牙通信（BT）、藍牙低功耗通信（BLE）、紫蜂通信（Zigbee）、Z-Wave、WiFi、LTE、LTE-A計算硬件Arduino、樹莓派、MediaTekLinkItONE等物聯(lián)網(wǎng)硬件平臺軟件Contiki、TinyOS、LiteOS、AndroidThings等物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)服務(wù)身份服務(wù)（如供應(yīng)鏈管理）信息聚合服務(wù)（如智能電網(wǎng)）協(xié)作感知服務(wù)（如智能家居）3物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備識別（Identification）物聯(lián)網(wǎng)識別功能：為構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備/對象提供清晰的標(biāo)識，以方便匹配物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。命名（Naming）：為設(shè)備/對象給出全球唯一的標(biāo)識號。EPC碼，泛在碼尋址（Addressing）：為對象匹配全球唯一的網(wǎng)絡(luò)地址。IPv4,IPv6,6LowPAN43.物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備識別3.23.1EPC碼53.3泛在碼尋址現(xiàn)行產(chǎn)品條碼體系：EAN條碼和UCC條碼中國目前主要使用的是EAN條碼。EAN條碼的標(biāo)準(zhǔn)版有13位標(biāo)識數(shù)字，縮短版有8位標(biāo)識數(shù)字。6信息容量受限：只能識別到類別，不能識別到單品。識讀方式限制：光學(xué)識別。無法有效防偽。現(xiàn)行產(chǎn)品條碼體系存在缺陷，并不適用于物聯(lián)網(wǎng)“萬物互聯(lián)”的愿景現(xiàn)行條形碼技術(shù)無法支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景超市顧客在超市推著滿載商品的購物車時，無需收銀員用掃碼槍挨個掃碼商品的條形碼，而是以非接觸式的方式一次性完成全部商品識別并給出結(jié)賬金額。7現(xiàn)行條形碼技術(shù)無法支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景倉庫對每天進出倉庫的大量產(chǎn)品完成非接觸式數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)快速盤點。8現(xiàn)行條形碼技術(shù)無法支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景機場在機場，一位中轉(zhuǎn)的旅客過了登機時間仍未登機，廣播通知也沒有找到時，需要有一種技術(shù)，只要靠近就能夠自動顯示位置。9現(xiàn)行條形碼技術(shù)無法支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景軍事某次軍事行動中，幾列火車的軍用物資已經(jīng)送達，各部隊的后勤人員要在最短時間內(nèi)領(lǐng)到各自需要的彈藥、裝備與食品時，軍需官通過非接觸式閱讀器裝置就可以迅速獲取每節(jié)車廂的物資種類、每件物品的確切位置。10EPC編碼體系：實現(xiàn)一物一碼EPC：是一種編碼系統(tǒng)，基于EAN/UCC條形碼進行擴充，可以實現(xiàn)對單品的標(biāo)識；編碼原則：唯一性、簡單性、可擴展性、保密性、安全性；管理機構(gòu)：由EPCglobal統(tǒng)一管理和實施。11采用64位（二進制）的編碼結(jié)構(gòu)，可以拓展到96位、128位、256位。以96位的EPC碼為例，可以為2.68（≈228）億公司賦碼，每個公司可以有1600（≈224）萬產(chǎn)品分類，每類產(chǎn)品有687（≈236）億的獨立產(chǎn)品編碼。12EPC編碼體系：實現(xiàn)一物一碼EPC特性13科學(xué)性結(jié)構(gòu)明確，易于使用、維護。兼容性與EAN/UCC編碼標(biāo)準(zhǔn)兼容。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以及各國EPC管理機構(gòu)（中國的管理機構(gòu)稱為EPCGlobalChina）分段管理、共同維護、統(tǒng)一應(yīng)用，具有合理性。

國際性不以具體國家、企業(yè)為核心，編碼標(biāo)準(zhǔn)全球協(xié)商一致，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，是無歧視性編碼。14EPC射頻識別系統(tǒng)EPC射頻識別系統(tǒng)是實現(xiàn)EPC碼自動采集的功能模塊，主要由RFID標(biāo)簽和閱讀器組成。EPC射頻識別系統(tǒng)為數(shù)據(jù)采集最大限度的降低了人工干預(yù)，實現(xiàn)完全自動化的數(shù)據(jù)采集，是以“物品標(biāo)簽化”為特征的第一代物聯(lián)網(wǎng)形成的重要環(huán)節(jié)。RFID標(biāo)簽廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活RFID標(biāo)簽是EPC的物理載體，附著于可跟蹤的物品上，主要由天線和芯片組成，可全球流通并對其進行識別和讀寫。所存儲的唯一信息是電子產(chǎn)品代碼。為降低成本，通常采用被動式射頻標(biāo)簽。15身份證餐飲倉儲/物流圖書館小區(qū)門禁景區(qū)/醫(yī)院/娛樂動物溯源零售貨架閱讀器16識別RFID標(biāo)簽的電子裝置，與信息系統(tǒng)相連，可以無線感應(yīng)的方式讀取RFID標(biāo)簽中的EPC碼并將其輸入后端的信息系統(tǒng)。支持非接觸式識別、識別快速移動物品、以及同時識別多個物品。常見的方法是用電感耦合的方式近距離讀取被動式射頻標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽利用標(biāo)簽與閱讀器天線之間的磁場發(fā)送攜帶EPC碼信息的電磁波給閱讀器，返回的電磁波被轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息，即獲取了標(biāo)簽中存儲的EPC碼可以工作在低頻、高頻和超高頻的不同頻段，不同頻段對應(yīng)不同專業(yè)領(lǐng)域和符合不同標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。頻率越高，讀取距離越遠。閱讀器的軟件提供網(wǎng)絡(luò)連接能力，包括web設(shè)置、動態(tài)更新、TCP/IP閱讀器界面、內(nèi)建兼容SQL的數(shù)據(jù)庫引擎。功能信息讀取方式工作頻段軟件17EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在全球互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過EPC中間件對象名稱解析服務(wù)（ONS）EPC信息服務(wù)（EPCIS）來實現(xiàn)全球“實物互聯(lián)”。EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成之1：EPC中間件18是連接閱讀器和企業(yè)應(yīng)用程序的軟件，能加工和處理來自閱讀器的所有信息和事件流，在數(shù)據(jù)被送往上層的應(yīng)用程序之前，EPC中間件負(fù)責(zé)對標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行校對、閱讀器協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)存儲和任務(wù)管理等。是具有一系列特定屬性的“程序模塊”或“服務(wù)”，并能被集成以滿足來自用戶的特定需求。能屏蔽不同廠家的RFID閱讀器硬件設(shè)備、應(yīng)用軟件系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)傳輸格式之間的異構(gòu)性，從而實現(xiàn)不同硬件（閱讀器等）與不同應(yīng)用軟件系統(tǒng)間的無縫連接與實時動態(tài)地集成。EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成之2：ONS19對象名稱解析服務(wù)(ONS)：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),給EPC中間件指明了存儲產(chǎn)品相關(guān)信息的服務(wù)器。

是聯(lián)系EPC中間件和EPC信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)樞紐。ONS設(shè)計與架構(gòu)都以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)并順利延伸到世界各地。EPCIS在EPCGlobal網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的位置EPCIS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。20EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成之3——EPCISEPCIS數(shù)據(jù)——EPCIS攜帶什么信息？時間地點方式狀態(tài)從時間、地點、方式、狀態(tài)等多個角度定義一個產(chǎn)品的行為。提供一個模塊化、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。靜態(tài)數(shù)據(jù)：產(chǎn)品生命周期內(nèi)不改變類別層靜態(tài)數(shù)據(jù)實例層靜態(tài)數(shù)據(jù)顏色、尺寸、生產(chǎn)日期等22EPCIS數(shù)據(jù)：靜態(tài)數(shù)據(jù)+交易數(shù)據(jù)交易數(shù)據(jù)：隨著交易的發(fā)生動態(tài)變化實例觀測報告數(shù)量觀測報告商業(yè)交易觀測報告交易數(shù)據(jù)舉例交易數(shù)據(jù)分類描述內(nèi)容舉例實例觀測報告EPC特定產(chǎn)品在生命周期內(nèi)事件發(fā)生的相關(guān)記錄。2019年9月1日下午8點EPCX從Y地點被運走。數(shù)量觀測報告一個特定產(chǎn)品的類別數(shù)量相關(guān)的時間記錄。包括五個要素：時間、地點、對象類別、數(shù)量和商業(yè)步驟。2019年9月1日上午11點從Z地點（倉庫）觀測到C類別的產(chǎn)品300件。商業(yè)交易觀測報告EPC產(chǎn)品和商業(yè)交易之間的相關(guān)記錄。包括四個要素：時間、EPC產(chǎn)品（一個或多個）、商業(yè)步驟和交易標(biāo)識。根據(jù)M公司的N號訂單，EPCX的貨盤在2019年9月1日下午6點被運走。23EPC系統(tǒng)——構(gòu)建“讓產(chǎn)品說話”的系統(tǒng)目標(biāo)：為每一單品建立全球的、開放的標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計核心思想：一物一碼：為每一個產(chǎn)品（而不是每一類產(chǎn)品）分配唯一的電子標(biāo)識符——EPC碼；依托RFID標(biāo)簽存儲：EPC碼存儲在RFID標(biāo)簽的芯片中；依托無線傳輸實現(xiàn)非接觸采集：借助無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，RFID閱讀器以非接觸的方式自動采集EPC碼；依托互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)全球化：連接在互聯(lián)網(wǎng)中的服務(wù)器可以完成對EPC碼所涵蓋內(nèi)容的解析。24EPC系統(tǒng)構(gòu)成25系統(tǒng)構(gòu)成名稱注釋EPC編碼體系EPC碼用來標(biāo)識目標(biāo)的特定代碼射頻識別（RFID）系統(tǒng)RFID標(biāo)簽貼在物品上或內(nèi)嵌在物品中，存放EPC碼閱讀器識讀RFID標(biāo)簽中的EPC碼EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)EPC中間件EPC系統(tǒng)的軟件支持系統(tǒng)對象名稱解析服務(wù)（ONS）EPC信息服務(wù)（EPCIS）EPC系統(tǒng)工作流程26閱讀器從RFID標(biāo)簽中讀取產(chǎn)品的EPC碼，將EPC碼提供給EPC中間件。EPC中間件將EPC碼提供給ONS，這個EPC碼并未存放詳細的產(chǎn)品信息，但可以看做是產(chǎn)品詳細信息的指針。ONS以EPC碼作為指針指示EPC中間件到EPCIS服務(wù)器上查找保存的產(chǎn)品詳細信息，存有產(chǎn)品詳細信息的產(chǎn)品文件將被EPC中間件復(fù)制，從而產(chǎn)品詳細信息就能傳到供應(yīng)鏈上。EPC系統(tǒng)的典型特征可以把EPC系統(tǒng)看做一個基于RFID感知技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用原型系統(tǒng)?；贓PC系統(tǒng)，可以構(gòu)建和產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品銷售緊密結(jié)合的各類應(yīng)用。EPC系統(tǒng)的典型特征開放的結(jié)構(gòu)體系：基于全球因特網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建，接口開放、數(shù)據(jù)類型標(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)相對簡單，成本低、收益大。獨立的平臺與高度的互動性

：能容納不同的射頻識別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而實現(xiàn)針對最廣泛的產(chǎn)品實體的識別。

靈活的可持續(xù)發(fā)展的體系：可在不替換原有體系的情況下就可以做到系統(tǒng)升級。27EPC系統(tǒng)的價值實現(xiàn)全自動的產(chǎn)品流動監(jiān)測：一個帶有射頻標(biāo)簽的產(chǎn)品，標(biāo)簽中有這個產(chǎn)品的EPC編碼，當(dāng)這個帶有標(biāo)簽的產(chǎn)品通過一個閱讀器時，這個產(chǎn)品的信息就會通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至指定的計算機內(nèi)，這是一個全自