（计算机应用技术专业论文）分布式电子标签识读器管理中间件设计与实现.pdf

北方工业大学硕士学位论文 摘要 物联网的研究和应用日趋广泛，包含有电子标签识读器硬件研究、物联网软件矽 究、电子商务相关研究等众多方面。在物联网软件研究方面，分布式电子标签识读嚣 管理是研究的重点问题之一。分布式电子标签识读器管理软件模块位于物联网软件豸 统的最底层，与识读器硬件设备直接交互。要在软件层次上保证识读器上传数据信息 的准确性和高效性，其设计实现方法和最终使用方式对上层软件模块都有直接影响。 所以分布式电子标签识读器管理软件设计和实现的正确性是构建整个物联网软件郇 基石。 在深入理解物联网规范，认真分析物联网企业应用需求的基础上，总结出分布墨 识读器管理的核心问题有数据采集、数据过滤、数据转发三个方面，其中数据采集群 来的并发性问题是研究的重点。 对于数据采集，根据不同应用需求，采用环形数据采集和事件监听两种方案实现； 对数据过滤，采用一种对电子标签信息检查筛选的过滤器实现；对数据转发，根据才 同应用需求，采用实时和缓存两种方案实现。对于数据采集并发性问题和识读器的司 管理数量问题，采用多线程和套接字技术有效解决，并做理论分析。 对数据采集、数据过滤、数据转发的研究方案，通过大量实验测试方案的可行性； 对于采用大量高频识读器的企业应用需求，设计了仿真测试组件，给出测试结果，访 明方案在高频和高并发环境下的可行性。因此，整个分布式电子标签识读器管理方舞 具有完备性、可靠性、正确性和高效性。 由于分布式识读器管理在物联网应用中的广泛存在性，提取分布式电子标签识谤 器管理的公共逻辑对加速应用开发非常有意义。通过面向对象技术，采用上述研究力 案，以中间件形式设计和实现符合大多数分布式识读器管理应用的基础套件，从而赵 到加快和简化具体分布式识读器管理应用开发的目的。 以j a v a 类库的形式构成分布式电子标签识读器管理中间件，并形成方便用户参 考和理解的j a v a a p i 文档。 在分布式电子标签识读器管理中间件的基础上，完成一个应用演示系统的开发， 验证中间件的功能，并体现中间件的优势和用途。 关键词：物联网，分布式识读器，数据采集，中间件 北方r t 业大学硕士学位论文 t h ed e s i g na n d i m p l e m e n t a t i o no fam i d d l e w a r ef o rm a n a g i n g d e s t r i b u t e dr e a d e r s a b s t r a c t 1 1 l er e s e a r c ha i l da p p l i c a t i o no ne p cn e 咐o r ki sb e c o m i n gb r o a d e rm a l le v e rb e f o 代 i i l c l u d i n gt h eh a r d w a r er e s e a r c h0 nt a g 锄dr e a d t h es e a r c ho ne p cn e 啊o r ks o f 栅娥 t 1 1 ee c o 】姗e r c e - r e l a t e dr e s e a rc _ h ，a n ds oo n t h em a l l a g e i i l e n to nd i s t e dr e a d e ri so n o ft h ei m p o r t a n tq u e s t i o n si nt l l es e a r c ho fe p cn e 觚o r ks o 脚a r e t h em a l l a g e m e i 】 s o 脚a r eo fd i s t r i b u t e dr e a d e r sl o c a t e si nm e1 0 w e s tl a y e ro fe p cn 神1 ) l ，o r ks o 胁a r e 孤i c o m m u l l i c a t e sw i mt l l er e a d c rh 捌w a r ed i r e c t l y t oe i l s u r et l l ea c c u r a c ya n de m c i e n c yo t r 撇i t t e dd a t af 硒mr e a d e r so nt l l es o r w a r el e v e l ，l ed e s i g na n di m p l 锄e n t i n gm e t l l 0 i a n dt h ew a yo fu l t i m a t eu s eh 嬲ad i r e c ti m p a c to nu p p e rs o 脚a r cm o d u l e s t h e r c f o r e ，t h c o r r e c t i l e 鼹o fs o 脚a r ed e s i 朗锄di m p l e i l l e n t a t i o nf o rm a l l a 西n gd i s t r i b u t e dr e a d e r si sm f o o t s t o n e 矗wc o n s 仃u c t i n gt h ee n t i r ee p cn e t 、) i r o r ks o 脚a r e b a s e do ni n - d 印t hu i l d e r s t 锄d i n go fe p cn e 铆o r k 印e c m c a t i o na l l dac a r e 如la i l a l y s i o fe p cn e t w o r ke n t e r p r i s ea p p l i c a t i o nr c q u i 崩n e n t s ，t h ek e n l e lp r o b l e m so fm a n a 百n j d i s t r i b u t e dr e a d e r ss u c ha sd a t ac o l l e c t i o n ，d a t a 矗l t 甜n ga i l dd a t at r a n s m i t t i n g 鲫 c o n c l u d e d ，a i l dt h ec o n c u 蚴l c ep r o b l e mi nd a t ac o l l e c t i o ni sf o c u s e di nt h es t u d y f o rd a t ac o l l e c t i o n ，b o t hr i n g - 1 i k ed a t ac o u e c t i o ns 0 1 u t i o na n de v e n t l i s t e n e rs 0 1 u t i o 】 a r ea p p l i e da c c o r d i n gt od i 仃i e r e n ta p p l i c a t i o nr e q u i r e m e n t s ；f 0 rd a t a 右l t 甜n g ，al 【i n do e 仃e c t i v ef i l t e r 内rt a gd a t a 丘l t e r i n gi si m p l e l 】 1 e n t e d ；f o rd a t at r a l l s m i t t i n g ，b o li n t i m i s o l u t i o n锄dc a c h es o l u t i o na r e i m p l 锄c 1 1 t e da c c o r d i n g t od i t印p l i c a t i o 】 r e q u i r e m e n t s f o rt h ec o n c u r r e i l c ep r o b l 锄i nd a t ac o l l e c t i o n 锄dm ep r o b l e m f o rt h ec 0 硼 o fc o n t r o l l a b l er e a d e r s ，as o l u t i o ni s 百v e l lb ym u l t i - m r c a da 1 1 ds o c k e tt e c h n 0 1 0 9 y ，f o l l o w e i b yt h et h e o r e t i c a l 觚a l y s i s t h ef e a s i b i l i 锣o f 垂v e ns o l u t i o n sf o rd a t ac o l l e c t i o n ，d a t a 6 1 t e f i n ga n dd a t ； 栅l s m i t t i n gi st e s t e db yl o t so fe x p 耐m 饥t s as i m u l a t e dt e s ts u i t ei sd e s i 印e da n dt h et 髑 r e s u l ti s 百v e nf o rm er e q u i r e m e n t so fe n t e r p 订s ea p p l i c a t i o n si nw i l ic _ hh i g hf 诧q u e i 】 r e a d e r sa r ea d 印t e d t h e r e f o r e ，l ew h o l em a i l a g 锄e n ts o l u t i o nf o rd i s t r i b u t e dr e a d e r sh a m ef e a n 如e so fc o m p l e t e i l e s s ，s e c u r i 坝c o r r e c t n e s s 锄dh i 曲e 伍c i e i l c y d u et ot h ew i d e s p r c a de x i s t e l l c ea b o u tm a i l a 西n gd i s t r i b u t e dr e a d e r si ne p cn e 帆o r k i t so fs i 鲥f i c a l l c et od i s t i l lc o m m o nl o 百co fm a l l a g e i l l e n to fd i s t 曲u t e dr e a d e r sf o a c c e l 酬i n ga p p l i c a t i o nd e v e l o p m c n t a 如n d a m e n t a ls u i t ew h i c hi sa p p l i c a b l ef o rm o s m a n a g e m e l l ta p p l i c a t i o n so fd i s 胁u t e dr e a d e r si sd e s i 萨e da i l di m p l 锄e n e di nt h ef o mo h l i d d l e w a r eb ya p p l y i n go b j e c t - o r i e n t e dt e c l l i l 0 1 0 9 ya n d 百v e ns o l u t i o n sa b o v e ，s ot h i 3 重p p l i c a t i o n ，sd c v e l o p m e n tf o rm a l l a 百n g d i s t r i b m e dr e a d e r s c a i lb ea c c e l e r a t e da n d 豇m p l i f i e d 1 1 1 em i d d l e w a r ef o rm 锄a 西n gd i 赋b u t e dr e a d e r si sc o n 帆l c 锄i nm ef o 衄o f j a v a l i b r a 姒觚daj a v aa p id o c u m e n ti sb u i l tf o ru n d 酬锄d i n g m i d d l e w a r ea 1 1 dd e v e l o p p l n g 汜a d c rr e l e v a n ta p p l i c a t i o n s f o rt e s t i n gt h e c t i o n so ft h cm i d d l e w a r e ，ad e i i l oa p p l i c a t i o ns y s t 锄l sd e v e l o p e d b a s e do nt l l em i d d l e w a r e ，i n d i c a t i n gt h e m i d n e w a r e sa d v 锄t a g ea l l du s e t u l n e s s 沁yw 6 r d s ：e p cn e t w o r l ，d i s t r i b u t e dr e a d e r s ，d a t ac o u e c t i o n ，m i d m e w a r e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得j 笪友王些太堂或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：床合营 签字日期：。髟年歹月影自 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解j 量友王些太堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅 和借阅。本人授权墨友王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：1 床合彦 名：彩吁 签字日期：o 缛占月彩日签字日期：汐嚣年歹月驰日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 北方工业大学硕士学位论文 1 引言 作为本文的开篇部分，本章主要介绍了课题“分布式电子标签识读器管理中 间件设计与实现 的研究背景和主要研究内容，然后介绍了本文的组织结构。 1 1 课题研究背景 现代物流信息技术的发展，为全球各国的发展带来了巨大的经济效益。物流 信息技术以其独特的影响力倍受各国的青睐。全世界每一个国家都希望在这新一 轮的竞争中脱颖而出，因此不断努力加大相关投入，以期获得丰厚的回报【1 1 。 随着现代物流、供应链管理的发展，物流信息的交换和传递变得越来越重要。 人们一直在思考如何实时地实现信息的交流和传递，1 9 9 9 年由美国麻省理工学 院自动识别( a u t 0 i d ) 中心正式提出产品电子代码【2 】( e p c e 1 e c 仰n i cp r o d u c t c o d e ，下文论述中将使用e p c 表示产品电子编码) 的新概念。 e p c 是为了提高物流供应链管理水平、降低成本而发展起来的一项现代物流 信息管理新技术，可以实现对所有单个实体对象( 包括零售商品、物流单元、集 装箱、货运包装等) 的惟一、有效标识，被誉为具有革命性意义的现代物流信息 管理新技术。物流网和e p c 技术是科技和现代物流发展的产物，是高科技领域 一项革命性的新技术。继条码技术之后，电子标签( e p c ) 的商品电子码将再次推 动超市等零售行业结算、物流配送及产品跟踪的管理模式的变革，必将对现代物 流和电子商务的发展带来深远的影响。在上海召开的第二届国际e p c 与物联网 高层论坛上，与会专家就e p c 产业的发展与应用做了多方探讨。 2 0 0 4 年1 月全球产品电子代码管理中心( e p c 酉o b a l ) 授权中国物品编码中 心为中华人民共和国境内的惟一代表机构，负责全球产品电子代码在中国范围内 的注册、管理和业务推广。2 0 0 4 年4 月2 2 日e p c 西o b a l 在中国的分支机构 e p c g l o b a lc h i n a 正式成立，全国范围内掀起一股研究e p c 编码和物联网( 又称 e p c 系统，是将e p c 应用于物流管理的新技术) 技术的热潮。物联网是一个非 常先进的、综合性的和复杂的系统。其最终目标是为每一单品建立全球的、开放 的标识标准。 物联网在计算机互联网的基础上，利用i 汴d 、无线数据通信等技术，构造 一个覆盖世界上万事万物的”i n t e m e to f l l l i n g s ”。在这个网络中，物品( 商品) 能够 彼此进行”交流”，而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别( r f i d ) 技术，通 过计算机互联网实现物品( 商品) 的自动识别和信息的互联与共享【3 】。 e p c 系统主要由六方面组成【4 】：e p c 编码标准、e p c 标签、识读器、e p c 北方工业大学硕士学位论文 信息服务软件( e p c i s ) 、对象名解析服务( o b j e c tn a m i n gs e r v i c e ：o n s ) 、物理标 记语言( p h y s i c a lm a r k u pl 锄g u a g ep m l ) 。 通过e p c 系统的发展不仅能够对货品进行实时跟踪、而且能够通过优化整 个供应链，给用户提供支持，从而推动自动识别技术的快速发展并能够大幅度提 高全球消费者的生活质量。 在e p c 系统中，信息的采集是一项重要的基础性工作，主要是将e p c 系统 中的不同结点处的分布式识读器在所采集到的数据( 电子标签中的数据信息) 实 时准确的获取，并根据业务的需求向信息处理层传递所需要的数据。若是识读器 数据采集出现误差或发生错误，业务层的数据处理结果将会成为一堆垃圾数据。 而如何正确有效的从分布式识读器中采集数据、如何防止多个标签同时被一个识 读器读取时的信息丢失问题、如何向业务层传递所获取的数据等等，这些问题还 没有得到合理的解决。 为解决上述问题，本课题将研究开发一个电子标签识读器管理中间件，为分 布式电子标签识读器的数据采集提供j 下确、快速、有效的解决方案，进而简化上 层应用的搭建。另一方面也促进我国物联网技术不断走向成熟，促进我国射频识 别应用中间件技术的研究，加快射频识别应用的发展。 可以预见，随着e p c 技术的不断走向成熟，将会有越来越多的人进行物联 网的研究工作。 1 1 1 发展过程 产品电子代码( e l e c 缸o i l i cp r o d u c tc o d e ) ，是一种新的产品编码方式，可标识 具体每一个产品。在每个产品上贴一个射频识别( i u i d ，r a d i of r e q u e i l c y i d e l l t i f i c a t i o n ) 标签。每个标签包含唯一的电子产品代码( e p c ，e 1 e c 仃d n i cp r o d u c t c o d e ) ，这样可以对具体产品在供应链上进行跟踪。 通过e p c 识别目标，获得所有与目标相关的数据，最终建立用户驱动的供 应网络( 降低缺货率、减少产品和原材料库存以及依赖可靠的信息进行预测等) 。 通过在所有的物品中嵌入名为射频标签，利用互联网、无线通讯等技术，实 现物品自动识别和信息的互联与共享的实体信息网络，通过这个实体信息网络可 以利用计算设备自动地对实体的位置及状态等信息进行管理和查询。 美国a u t o i dc e n t e r 在2 0 0 3 年9 月1 5 日至1 7 日于美国芝加哥举行e p c 会 议上公布了基于射频标签实现的”e p cn e 觚o r k ”规澍5 1 ，包括： 1 ) e p ct a gd a t as p e c i j f i c a t i o n ( e p c 标签数据规范) ：定义e p c 标签的数据 结构和数据格式。 2 )9 0 0 m h zc l a s s or a d i of r e ( 1 啪c y ( r f ) i d e n t i f i c a t i o nt 她s p e c i f i c a t i o n 2 北方工业大学硕士学位论文 ( 9 0 0 m h z 射频标签规范) ：详细说明了9 0 0 m h z 频率类的通讯接口和协议。包括 射频、标签、通讯算法等方面的内容 3 ) 13 5 6m h zi s mb a n dc 1 a s s1r a d i of r e q u e i l c y ( r f ) i d e n t i f i c a t i o n t a g s p e c i f i c a t i o n ( 1 3 5 6 m h z 射频标签规范) ：详细说明了1 3 5 6 m h z 频率类的通讯 接口和协议。包括射频、标签、通讯算法等方面的内容 4 ) 8 6 0 m h z 一9 3 0m h zc l a s sir a d i of r e q u e n c y ( r f ) i d e n t i j e i c a t i o nt a gr a d i o f r e q u e i l c y 觚dl o 舀c a lc o m m u l l i c a t i o ni n t e r f a c es p e c i 6 c a t i o n ( 8 6 0 一9 3 0 m h z 射频 标签规范) ：详细说明了8 6 0 m h z 一9 3 0m h z 频率类的通讯接口和协议。包括射 频、标签、通讯算法等方面的内容。 5 ) r e a d e r p r o t o c o l ( 读写器协议) ：定义了读写器和e p c 相关软件及中间件 ( 包括s a v 趾t ) 的通讯协议和通讯机制。 6 ) s a v a n ts p e c i 矗c a t i o n ( s a v a n t 规范) ：定义了在e p c 网络中s a v a n t 为应用 请求提供的服务( 注：此规范已在2 0 0 6 年修订为e p c i s 规范) 。 7 ) p h y s i c a lm a r k u pl a l l g u a g e ( p m l ) c o r es p e c i f i c a t i o n ，x m ls c h e l t l aa l l d i n s t a n c ef i l e s ( p m l ，x m l 和实体文件规范) ：定义了p m l ，l 和实体文件 规范。提供r e a d e r 读写信息的标准格式，以及相关的x m l 和实体文件规范。 8 ) c i b j e c tn 锄es e r v i c e ( o n s ) s p e c m c a t i o n ( o n s 规范) ：定义o n s 的服务 机制。 美国商业零售巨头沃尔玛要求排名前1 0 0 位的供应商，从2 0 0 5 年1 月1 日 起在物流单元上使用e p c 。e p c 系统将给零售业带来巨大的利润回报，据估计， 通过采用e p c 系统，沃尔玛每年可以节省8 3 5 亿美元。日本在2 0 0 4 年5 月将向 国际标准化组织( i s o ) 提供日本起草的e p c 国际标准草案，而欧洲将于2 0 0 6 年9 月使用e p c 标准。目前，国内的许多公司也正在积极参与国际e p c 技术标准的 研制，积极开发符合国际标准的硬件设备。 关于电子标签识读器的标准或规范发展如下：2 0 0 3 年9 月，a u t o i dc e n t e r 颁布了识读器规范：a u t o i dr e a d e rp r o t o c o l l o ；2 0 0 4 年4 月，e p c g l o b a l 颁布 了电子标签数据标准e p c t mt a gd a t as t a i l d a r d sv e r s i o n1 1r e v 1 2 4 ；2 0 0 5 年7 月，e p c 西o b a l 正式颁布了e p cn e 咐o r k 蓝本一n ee p c 西o b a la r c h i t e c t u i e f r 锄e w o r k ，其中将a u t o i dr e a d e rp r o t o c o l1 o 作为识读器管理中间件构造的参 考实现规范；2 0 0 6 年7 月，e p c g l o b a l 宣布其u h fg e l l2 空中接口协议作为c 类u h fr f i d 标准经i s o 核准并入i s o i e c l8 0 0 0 6 修订标准1 。u h f 第二代 ( g e l l2 ) 成为r f i d 技术、互联网和e p c 组成的e p c 西0 b a l 网络系统的奠基石， 它提供了供应链各个环节的参与方实时分享相关库存信息的手段。但目前关于此 标准，还有一些遗留问题( 知识产权问题、e p c 酉o b a l 与i s o 之间有关r f i d 标 3 北方工业大学硕士学位论文 签标准的统一问题) 仍需要进一步解决。且新一代电子标签和识读器国际国内 标准仍在制定当中。 1 1 2 研究现状 目前，只有少数几家研究机构和公司在从事电子标签识读器方面的研究工 作，并有了相关的中间件产品。其中，s y b a s e 的附属公司i a n y w h e r e 开发了中间 件产品：i 强i da n y w h e r e 。目前已经发布了3 o 版本，其中包含电子标签识读器 管理模块的部分功能。还有，m m 、微软、o r a c l e 、s a p 、s u i l 、o a t s y s t e m s 和 g l o b e r a i l g e r 等公司也已经实现了符合标准规范的一些软件产品。另外在我国， 射频技术和物联网技术起步较晚，相应的中间件技术也比较少，但是发展很快。 以广州，上海为首的大中城市，均开始了e p cn e 觚o r k 的构建和推广工作，并且 有了一些成功的商业案例。 但是，作为e p c 系统的一个重要的基础性组件，电子标签识读器中间件模 块的构建和实现始终没有一个完善的解决方案，主要体现在以下几点： 各大厂商对识读器中间件甚至e p c 系统所提出的解决方案，均是和自己已 有的技术紧密耦合的，这使得构建出的系统和外部世界缺乏交互能力。 各大厂商均根据自己的需要，在实现产品时对识读器的规范做出了一定程度 的修改，这使得系统的后续的集成和维护出现问题。 国内的射频技术和物联网技术只是针对某些具体的应用，缺乏中间件技术的 支撑。而识读器管理中间件在国内的研究也刚刚起步。 1 1 3 物联网发展趋势 自1 9 9 9 年提出e p c 物联网的构想到2 0 0 3 年，短短的几年时间，a u t o i d 中 心已经完成了e p c 应用方面三个阶段示范实验：一、货堆试验阶段，2 0 0 1 年9 月2 8 日，m i t 实验室成功的异地读取了宝洁公司位于密苏里州杰拉杜角的工厂 货盘上的b o l l i l d y 纸巾的电子产品码。二、货箱试验阶段，2 0 0 2 年2 月，美国多 家大公司将包装盒上配有e p c 标签的货物在全美选定的几个配送中心和零售商 之间运输，数据传输量大大增加，系统仍然运行良好。三、单个物品试验阶段， 2 0 0 2 年底，a u 幻i d 中心将标签加载到单个物品上，测试系统处理更大数据量的 能力，2 0 0 3 年秋季发布了e p c 核心标准1 0 。 截止今年2 月2 0 日，全球e p c 最终用户已达9 0 家，其中美国有7 0 家，美 国以外的国家和地区有2 0 家；解决方案提供商有7 5 家，其中美国有5 0 家，美 国以外的国家和地区有2 5 家，计划到2 0 0 7 年底将有4 0 0 家公司签署合作协议。 按照e p c 发展构想，大概经过3 5 年的时间，其将应用于生产企业、配送中心、 零售商以及运输、仓储等环节。预计货箱和托盘将在2 0 0 5 2 0 0 7 年间将在大型 4 北方工业人学硕士学位论文 零售商使用，而实现产品和地方应用的扩张阶段得等到2 0 0 8 2 0 1 2 年，成为标 准的时间最早在也就在2 0 1 3 年。而单品和货架的应用时间更要推迟，大型零售 商使用时间可能在2 0 0 7 2 0 0 9 年，而扩张阶段在2 0 1 0 2 0 1 4 年，成为标准要到 2 0 1 5 年以后。a u t o i d 中心调查并预测了e p c 电子标签在全球范围内的应用速 度和应用层次( 见表1 1 和表1 2 ) 。 表1 1e p c 全球应用粒度时间表( 资料来源：a u t o - i d 中心) 2 0 0 3 年2 0 0 4 年2 0 0 5 年2 0 0 6 年2 0 0 7 年 将来 杂货货堆货箱物品 电子消费品货堆货箱、物品物品 保健品货堆货箱物品 媒体货堆 医药 货堆 货箱、物晶 玩具货堆货箱、物品 服装货堆货箱、物品 表1 2e p c 单品应用时间表( 资料来源：a u t o i d 中心) 2 0 0 3 年2 0 0 4 年2 0 0 5 年2 0 0 6 年2 0 0 7 年将来 杂货 2 5 5 0 1 0 0 电子消费品 2 5 7 5 1 0 0 保健品 2 5 媒体 医药2 5 7 5 l o o 1 0 0 玩具 5 0 文具 1 0 0 武器1 0 0 e p c 的广泛应用可以提高整个供应链和生产作业管理水平，在自动仓储库存 管理、产品物流跟踪、供应链自动管理、产品装配和生产管理、产品防伪等多个 方面起到非常重要的作用，对于企业提高自身竞争力具有非常重要的意义。e p c 的应用，将在减少流动资金，降低库存存货，减少最小存货量，减少固定资本需 求量，提高固定资产利用率，在不同的方面给零售业、制造业和运输业带来巨大 的潜在利益【6 】。 e p c 的广泛应用可以提高整个供应链和生产作业管理水平，在自动仓储库存 管理、产品物流跟踪、供应链自动管理、产品装配和生产管理、产品防伪等多个 方面起到非常重要的作用，对于企业提高自身竞争力具有非常重要的意义。e p c 的应用，将在减少流动资金，降低库存存货，减少最小存货量，减少固定资本需 求量，提高固定资产利用率，在不同的方面给零售业、制造业和运输业带来巨大 的潜在利益。 在互联网格局既定之后，“物联网”开始成为下一个争夺的焦点。预计在 5 北方工业大学硕士学位论文 2 1 世纪还会形成更大的高潮，国内外研究焦点可能会集中到以下几个方面 3 9 ： 零售业应用方面，不但能增加企业利润，还可以尽量的减少企业投资。一方 面可以提高定单供品率，增加产品可获取性，这将很大程度上减少商品脱销现象 的产生，对于收入的增加，作用将十分明显；另一方面，也能一定程度的减低成 本。e p c 的应用有利于零售商降低运转费用，提高运转和工作效率，有利于减少 货物损失和非流通存货量。 制造业应用方面，既可以增加企业利润，又可以降低投资额。e p c 的应用， 一方面将减少滞销和脱销，从而带来企业收入的增加；另一方面，可以降低配送 成本，提高劳动生产效率，同时降低产品退货率，减少配送与运输成本。 运输业应用方面，e p c 可用于资产的管理、追踪和维护，提高企业资产利用 率；可自动获取数据，从而规划产量，降低取货和存货成本，实行分组管理，提 高运作效率；在安全性方面，可用于货物真伪表识、自动通关以及运输路线跟踪； 在质量管理和客户服务，可提高调度准确性、送货可靠性和送货效率；资金管理 方面，可由此确定交易定价，并监控转包商，降低数据存储成本；收益率方面， 可减低索赔、保险费用，并提供新信息增值服务。 e p c 广泛有效的应用和物联网的建立，将给消费产业的流通带来革命性的效 率，具有不可估量的发展潜力和价值，因此e p c 技术的发展和应用的推广受到 很多发达国家和地区的关注。 国际组织e p c g l o b a l 的全力推动、国际大企业的应用需求和发展步伐、射频 技术的日趋完善和国际标准的制定使e p c 和物联网进入高速发展的轨道。全球 最大的零售商美国沃尔玛，美国国防部和美国、日本、加拿大、欧洲的很多生产 和零售企业都制定了在2 0 0 4 年到2 0 0 5 年实施电子标签的方案。目前各个国家 e p c 发展趋势如下： 首先了解美国的发展趋势，美国e p c 技术的推广应用主要是靠政府支持和 企业推动。到目前为止，美国已有1 0 0 多家企业承诺支持e p c 应用，这其中包 括：零售商沃尔玛；制造商吉列、强生、宝洁；物流行业的联合包裹服务公司以 及政府方面国防部欧洲应用试验。 去年年底吉列公司采购了5 亿个i 江i d 标签，而零售商u i l i t c dc o l o r so f b e t t o n 公司则下了15 0 万个r f i d 标签的采购订单，作为其5 0 0 0 家连锁店的 服装标签。世界零售业巨擘沃尔玛公司表示，要求其前1 0 0 位供应商在2 0 0 5 年 1 月底之前都必须在货箱上贴上e p c 标签，2 0 0 6 年底的时候，沃尔玛的所有供 应商都采用e p c 标签。沃尔玛计划在未来几年内投资3 0 亿美元，采用货物追踪 新技术保证货物供应。 美国国防部也积极支持r f i d 技术的广泛应用，去年1 0 月份，美国防部草 6 北方工业人学硕士学位论文 拟了l u i d 应用政策，要求所有供应商尽可能在2 0 0 5 年1 月的时候在所有的物 品至少是包装盒上使用r f i d 标签。 其次是日本e p c 相关技术发展。在日本，日本经济产业省已于2 0 0 3 年1 0 月提出了电子标签的应用普及策略。日本推广电子标签的策略着重于两个基本 点，一点是电子标签的相关技术标准，另一点是标签的低价化。 众所周知，日本是采用开放型的经济体制。鉴于许多企业进行国际交易的现 状，如果不是采用国际标准的话，就不能成为标准。因此把基本规格制定成一个 囡际标准，对电子标记的普及是不可缺的。在标准化过程中涉及两个方面：商品 编码和i c 标记的技术规格。 日本已经提出了商品编码体系标准的三个必要条件：业际性、国际性和互换 性。今年年初，日本的经济产业省已召开研究会，制定了电子标记的商品编码体 系的统一化方案，并于5 月份向国际标准机构i s o 提交。不久，日本将公布商品 编码体系的国际标准。在i c 标记规格的标准化方面，日本也提出了标准国际化 的目标，除了建立自己的技术标准体系外，还积极与e p c 西o b a l 、i s o 标准接轨。 标签价格方面，日本提出的目标是标签价格降低至3 5 日元个。日本经济 产业省和产业界成立联合技术开发项目，计划用两年时间，实现以具有国际标准 的低成本电子标记为基础的技术开发，包括开发低成本天线制造技术，开发低成 本装载技术，开发国际标准的u h f 的i c 贴片。为此，日本成立了技术产业联盟， 约有1 0 0 家企业参与有关技术的研究和开发，包括n t t 集团、l d i 、索尼、日 立、东芝、n e c 、丰田汽车、东京电力、日本通运、日本铁道货物、京滨电气铁 道公司、三菱一沃尔玛、石川岛播磨重工等国际知名企业。另外，日本还计划在 近一两年之内，首先在家电、服装、书刊和食品流通等四个产业界建立行业试点 来推动e p c 技术的应用。 再次是加拿大e p c 发展计划。在加拿大，随着e p c 技术的成熟及应用范围 的不断扩大，加拿大商业界已经意识到尽早致力于e p c 技术的应用研究和参与 e p c 技术国际标准的制定将获得巨大的利益。那些早期参与e p c 项目的公司将在 e p c 网络中占据非常有利的地位。由此，加拿大e p c 西o b a l 已经制定了相关工作 计划。 2 0 0 4 年，e p c 加拿大将制定e p c 商业计划，并逐步在加拿大推广该技术； 代表加拿大工业界参与全球e p c 标准开发和管理过程，结合加拿大用户的要求 参与制定2 o 标准；为e p c 网络的发展提供有利的公共政策、培训终端用户和 技术方案解决商、让加拿大用户及时了解e p c 西o b a l 动态、培训终端用户如何应 用e p c 码和e p c 网络、培训方案解决商提供有关e p c 编码和e p c 网络的技术、 出版e p c 商业应用案例、建立e p c 培训机制，举办论坛、演讲进行交流，宣传 7 北方工业大学硕士学位论文 e p c 网络的商业价值；建立与加拿大基础技术和系统相兼容的e p c 标准。其目的 是形成一个为加拿大各公司提供应用解决方案的数据库，建立加拿大应用方案解 决商及用户委员会，引发对e p c 技术的巨大需求，引导加拿大各行业e p c 应用。 接着是新加坡e p c 发展现状。近年来，新加坡资讯通信业的快速发展大大促 进了新加坡制造业的发展，提高了物流及服务业的生产力，为射频技术的应用创 造了良好的前提条件。2 0 0 3 年7 月e p c 西o b a l 开始在新加坡的推广。新加坡物品 编码理事会是新加坡e p c 西o b a l 的主管单位，执行e p c 酉o b a l 的注册、推广和应 用工作。新加坡e p c 酉o b a l 工作组由4 0 位射频专家组成，分别来自厂商、软件 公司、终端用户和政府机关等。工作组每年将举行四次会议，主要策划e p c g l o b a l 的应用试点。近期，新加坡将进行仓库管理和国防部应用试点。 目前，新加坡射频技术的主要应用于公路上汽车流量管理、汽油站加油付款 管理、停车场自动付款管理、s a r s 控制及追踪、国家图书馆和国家农粮局的管 理。 在非典期间，新加坡将射频技术应用在s a r s 控制及追踪系统上，记录到访 医院的探病公众，以便出现s a r s 的症状时，快速的隔离到访者。新加坡国家图 书馆开发了用射频的系统。并成功注册了专利权。现在已经有九百万册图书装上 了射频系统，实现了借书、还书及图书馆管理自动化，节省费用，并为公众提供 便利。新加坡国家农粮局应用射频系统，把射频晶片注射入受国际保护的活金龙 鱼的体内，方便了养鱼坊对金龙鱼的繁殖及管理。因此，新加坡人工繁殖的第三 代金龙鱼也成功走进了国际市场。 e p c 在新加坡的发展前景无限。最近，新加坡市场兴起了一股e p c 热潮， 受到了新加坡物流业、超级市场业的重视，包括新加坡国家航运公司、新加坡国 防部、相关研究院以及射频晶片生产商和射频系统供应商对此广泛关注。 欧洲e p c 发展情况如下。当各个国家都在紧跟e p c 技术发展的时代，欧洲 作为世界工业革命的发源地也不甘落后，特别是英国和德国等工业发达国家。可 以说，欧洲的零售业界是最先意识到e p c 技术将给他们带来巨大的优势。欧洲 将于2 0 0 6 年9 月开始使用e p c 标准。目前，欧洲许多大型企业都纷纷进行e p c 的应用实验。 英国的零售企业t c s c o 早于2 0 0 3 年9 月基本结束了第一阶段的试验。试验 由该公司的物流中心”n a t i o n a ld i s t r i b u t i o nc e i l 仃c ( n d c ) ”和英国的两家商店( s t n e o t s 与p e t e r b o r o u 曲) 进行，对n d c 和两家商店之间的包装盒及货盘的流通路 径进行追踪。在使用9 1 5 删z 频带中取得重大突破。2 0 0 3 年1 1 月，t e s c 0 公布了 使用无线标签的计划。要求前1 0 0 位供应商在2 0 0 6 年9 月4 日起必须在商品包 装盒上使用无线标签进行物流管理。与此同时，德国最大的零售集团m e t r o 也积 8 北方工业大学硕士学位论文 极推动e p c 技术的应用。今年4 月，m e 仃0 建立了一家应用e p c 技术的试验性” 未来商店”，包括i b m ，n c r ，w 讥c o rn i x d o 正h e w l 甜p a c k a r d ，c i s c 0 ，m e t t l e r t 0 1 e d o ，s y m b o l t e c l l l l o l o 舀鼯，o r a c l e ，c h 印，g 锄b l e ，1 f tf 0 0 d s ，g i l l e t t e 和 c o c a - c 0 1 a 等在内的多家大公司参与了这个试验，目前他们正在等待进一步的反 馈信息。 最后是中国的应对策略。我国e p c 和物联网的研究工作起步较晚，其应用 发展任重道远。面对e p c 和物联网时代的快速来临，我国应该尽快建立和物联 网有关的研究基地和队伍，从事主要相应技术上的开发，支持试验性项目，积极 地参与国际标准的建立，并逐渐地建立中国相应的法规。中国企业的产品要想加 入国际主流流通渠道，就需要跨越信息交换技术新的门槛，使用符合e p c 标准的 电子标签技术。 就目前而言，中国近期应对策略主要放在e p c 技术跟踪和研究、国际标准研 究和频率选定研究方面，逐步实现相关技术与标准的本土化，积极与产业界合作 建立试点，并进行推广。同时在标准引导下，率先推广一些非e p c 的应用，为 e p c 的应用做铺垫。 中国标准化协会e p c 与物联网应用标准化工作组在跟踪国际e p c 发展信息 和技术发展趋势方面作了大量研究工作，建立了e p c 技术同盟和用户同盟，在国 内各行业大型企业内做了大量的e p c 普及宣传工作，并在汽车、烟酒等6 个行 业取得了重要进展。今年3 月e p c 工作组访美期间，与e p c 国际管理机构、e p c