（计算机应用技术专业论文）基于web+service的rfid信息网络系统的构建.pdf

上海师范大学硕士学位论文摘要 摘要 摘要：基于r f i d 的自动识别数据采集系统，有着高容量、高速、多样化数 据格式的特点。结合这些特点，在当前企业信息系统中集成r f i d 越来越受到青 睐。r f i d 旨在将电子标签运用于物品管理和信息采集，利用射频识别实现信息 的实时采集、交换、处理等功能。但由于在r f i d 信息网络系统管理的对象都是 单品，所以信息量较大，它应该为不同操作系统上构造的数据库应用提供所有关 键功能，如数据存储、优化查询、多选择项等。可以选择几个关键指标作为其基 本数据库的存储，包括r f i d 编码、商品描述、质量信息等。在此基础上通过一 个w e bs e r v i c e 共享平台将不同信息联结为高效统一的网络，实现信息高度共享； 从而提高运输、仓储、物料输送和生产调度的效率并大幅降低成本，解决企业内 部之间、不同企业之间的信息交互，使r f i d 应用系统更加有效地运作。 如今企业利用先进的计算机技术来实现效率的提高和成本的降低，通过产品 管理系统、供应链信息系统、客户关系管理系统、生产执行系统等各种企业信息 系统的应用，对原材料、产品、设备、货物和人员、业务信息进行集成。这些对 象都需要独立唯一的编号，在现有的技术中，r f i d 作为一种新兴的自动识别技 术，越来越多的被应用到商业领域中，并得到了很快的发展。w e bs e r v i c e 技术 也是近年来在信息领域备受关注的技术，它是面向体系结构、设计、实现与部署 而采用的组件化的合理发展。w - e bs e r v i c e 和r f i d 目前是信息领域中最为活跃的 两个研究和应用主题。将w e bs e r v i c e s 应用于r f i d 系统，尤其是用其实现r f i d 系统中间件中负责企业内部信息交互、企业间信息交互和企业与服务注册中心间 的信息交互的功能，几乎已经成为人们的共识。因此r f i d 与w e bs e r v i c e 的结 合是明智的选择。在这样一个基于w e bs e r v i c e 的r f i d 企业信息系统中，能满 足我们企业信息集成的应用。另外，从技术实现来看，w e bs e r v i c e 与r f i d 具有 良好的兼容性。w e bs e r v i c e 与r f i d 的集成成为本课题的研究主题，在这个框架 中，物品能够彼此进行“交流 ，而无需人的干预，其实质是利用r f i d 技术和 w e bs e r v i c e 技术非接触自动识别的特点，通过互联网实现物品信息的跟踪与共 享，使得r f i d 与企业，与社会能够保持联系。创建一个信息系统平台简单，而结 合r f i d 和w 曲s e r v i c e 进行开发还有待我们做更多的工作。本文主要结合我国 自主开发的r f i d 公共服务体系讨论r f i d 与w e bs e r v i c e 结合搭建企业信息系 统模型，利用模拟的公共服务体系下的r f i d 信息网络对商品进行检索追踪以提 高企业的效率。 关键词：r f i dw e bs e r v i c e 基于w e bs e r v i c e 的架构公共服务体系 上海师范大学硕士学位论文摘要 a b s t r a c t a b s t r a c t ：r f i d - b a s e da u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o nd a t ac o l l e c t i o ns y s t e mh a sah i 【g hc a p a c i t y , h i g l l - s p e e d ，d i v e r s i f i e dd a t af o r m a tc h a r a c t e r i s t i c c o m b i n a t i o no ft h e s ec h a r a c t e r i s t i c s ，t h e i n t e g r a t i o no fr f i di nt h ec u r r e n te n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m si si n c r e a s i n g l yp o p u l a r t h eu s e o fr f i di st 0a p p l i e de l e c t r o n i ct a g st og o o d sm a n a g e m e n ta n di n f o r m a t i o nc o l l e c t i o na n dt o a c h i e v er e a l - t i m ec o l l e c t i o no fi n f o r m a t i o n , e x c h a n g e ，p r o c e s s i n ga n do t h e rf u n c t i o n s 。h o w e v e r , a st h eo b j e c t so ft h er f i di n f o r m a t i o nn e t w o r ks y s t e mm a n a g e m e n to b j e c t sa r es i n g l e - p r o d u c t , s o al a r g e ra m o u n to fi n f o r m a t i o n ，i ts h o u l dp r o v i d ea l lt h ek e yf e a t u r e sf o rt h ed a t a b a s ea p p l i c a t i o n i nt h ed i f f e r e n to p e r a t i n gs y s t e m s ，s u c ha sd a t as t o r a g e ，q u e r yo p t i m i z a t i o n ，m u l t i s e l e c ti t e m sa n d s oo n w ec a nc h o o s eaf e wk e yi n d i c a t o r sa st h eb a s i cd a t a b a s es t o r a g e ，i n c l u d i n gt h er f i dc o d e ， p r o d u c td e s c r i p t i o n ，t h eq u a l i t yo fi n f o r m a t i o n o nt h i sb a s i s ，t h r o u g haw e bs e r v i c e s h a r i n g p l a t f o r mw i l lb el i n k e dt oe f f i c i e n ti n t e g r a t i o no fd i f f e r e n ti n f o r m a t i o nn e t w o r k s ，t oa c h i e v eah i g h d e g r e eo fs h a r i n go fi n f o r m a t i o ns oa st oe n h a n c et r a n s p o r t a t i o n ，w a r e h o u s i n g ，m a t e r i a lh a n d l i n g a n dp r o d u c t i o ns c h e d u l i n ge f f i c i e n c ya n ds i g n i f i c a n t l yr e d u c i n gc o s t s ，s o l v i n gt h ee n t e r p r i s e ， b e t w e e nd i f f e r e n ti n f o r m a t i o ne x c h a n g eb e t w e e nd i f f e r e n te n t e r p r i s e s ，s ot h a tr f i da p p l i c a t i o n s y s t e mm o r ee f f e c t i v em a n n e r t o d a y , e n t e r p r i s e su s ea d v a n c e dc o m p u t e rt e c h n o l o g yt o a c h i e v ee f f i c i e n c ya n dc o s t r e d u c t i o nt h r o u g hp r o d u c tm a n a g e m e n ts y s t e m s ，s u p p l yc h a i ni n f o r m a t i o ns y s t e m s ，c u s t o m e r r e l a t i o n s h i pm a n a g e m e n ts y s t e m s ，m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e m s a n do t h e r e n t e r p r i s e i n f o r m a t i o ns y s t e m sa p p l i c a t i o n s ，f o ri n t e g r a t i n gla wm a t e r i a l s ，p r o d u c t s ，e q u i p m e n t , c a r g o p e r s o n n e la n db u s i n e s si n f o r m a t i o n t h e s eo b j e c t sr e q u i r eas e p a r a t eu n i q u en u m b e r ，i nt h e e x i s t i n gt e c h n o l o g i e s ，r f i da sa ne m e r g i n ga u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o nt e c h n o l o g y , m o r ea n dm o r e b e i n ga p p l i e dt ob u s i n e s sa r e a s ，a n dh a sb e e nd e v e l o p e dr a p i d l y w e bs e r v i c et e c h n o l o g yi sa l s oa c o n c e r ni nr e c e n ty e a r si nt h ef i e l do fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , w h i c hi so r i e n t e da r c h i t e c t u r e ， d e s i g n ，i m p l e m e n t a t i o na n dd e p l o y m e n ta n du s eo fc o m p o n e n t so ft h er a t i o n a ld e v e l o p m e n t w e b s e r v i c ea n dr f i di sc u r r e n t l yt h em o s ta c t i v ei nt h ef i e l do fi n f o r m a t i o nr e s e a r c ha n da p p l i c a t i o n o ft w ot h e m e s w e bs e r v i c e sw i l lb ea p p l i e dt or f i ds y s t e m s ，e s p e c i a l l yt h ef u n c t i o n si su s i n g w e bs e r v i c e st oa c h i e v er f i ds y s t e m sm i d d l e w a r e ，r e s p o n s i b l ef o ri n t e r n a li n f o r m a t i o ne x c h a n g e ， i n f o r m a t i o ne x c h a n g eb e t w e e ne n t e r p r i s e sa n db u s i n e s sa n dt h ec e n t e ro fs e r v i c er e g i s t r y i n f o r m a t i o ne x c h a n g e ，a l m o s tb e c o m ec o n s e n s u s t h e r e f o r e ，t h ec o m b i n a t i o no fr f i dw i t ht h e w e bs e r v i c ei saw i s ec h o i c e i ns u c har f i de n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e mf o rw e b s e r v i c e b a s e d ，i tb ea b l et om e e to u re n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o na p p l i c a t i o n s i na d d i t i o n ， f r o mt h et e c h n o l o g yp e r s p e c t i v e ，w e bs e r v i c ew i t hr f i dh a se x c e l l e n tc o m p a t i b i l i t y , t h e 上海师范大学硕+ 学位论文 摘要 i n t e g r a t i o no ft h ew e bs e r v i c ea n dt h er f i db e c o m eas u b j e c to fs t u d yo ft h i si s s u e i nt h i s f r a m e w o r k , t h ei t e m sc a nb ew i t he a c ho t h e rt o ”e x c h a n g e ”w i t h o u th u m a ni n t e r v e n t i o n ，a n di t s e s s e n c ei st h eu s eo ft h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h er f i dt e c h n o l o g ya n dw e bs e r v i c et e c h n o l o g y , n o n - c o n t a c ta u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o nt h r o u g ht h ei n t e m e t , t r a c k i n ga n ds h a r i n go fi n f o r m a t i o n ， m a k i n gr f i da n de n t e r p r i s ew i t ht h ec o m m u n i t yc a nk e e pi nt o u c h h o w e v e r , t oc r e a t ea n i n f o r m a t i o ns y s t e mp l a t f o r mf o rs i m p l e ，i n t e g r a t e dr f i da n dw e bs e r v i c ef o rd e v e l o p m e n th a s y e tt ob eu st od o m o r ew o r k t h i sp a p e rf o c u s e so nr f i da n dw e bs e r v i c ei n t e g r a t i o nt ob u i l d e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e mm o d e l ，a n dt h e nc o m et ow e bs e r v i c e - b a s e de n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o n ，r f i dh a s ab r o a dp r o s p e c t k e y w o r d s ：r f i d w e bs e r v i c e sw e bs e r v i c e so r i e n t e da r c h i t e c t u r ep s 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以 标注和致谢的地方外，不包含其他人或机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研 究的启发和所做的贡献均已在论文中做了明确的声明并表示了谢意。 作者签名：日期： 耐气 of 。| ；fg 论文使用授权声明 本人完全了解上海师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论 文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、 缩印或其它手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。 毛吡气 导师签雪掘之名悯 e l 期： 、，l 孓t 鼍 上海师范大学硕士学位论文第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究背景 本课题来源于上海市教委项目基于w e b 服务的r f i d 中间件研究。 r f i d ( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ，既射频识别) 技术是一种基于射频原 理实现的非接触式自动识别技术。做为一项具有广泛应用前景的技术，r f i d 产 品近年来已经广泛应用在社会、经济、国防等领域。r f i d 旨在基于将电子标签 运用于物品管理和信息采集，利用射频识别实现信息的实时采集、交换、处理等， 在此基础上通过一个w e bs e r v i c e 共享平台将不同信息联结为高效统一的网络， 实现信息高度共享，从而提高运输、仓储、物料输送和生产调度的效率并大幅降 低成本，解决企业内部之间、不同企业之间的信息交互，使r f i d 应用系统更有 效地运作。基于r f i d 电子标签，通过唯一的编码对于有的货品和物品进行识别。 这样可以实现对单品的跟踪和追溯，这样电子标签尽量简单，物品的信息就可以 通过w e bs e r v i c e 来检索，通过识别，获取与目标相关的数据，最终建立用户驱 动的信息网络系统，在供应管理、降低缺货率和原材料库存方面取得更高的效率， 以及依赖可靠的信息进行预测等。 由于在r f i d 信息网络系统管理的对象都是单品，所以信息量大，它应该为 不同操作系统上构造的数据库应用提供所有关键功能，如数据存储、优化查询出 来、多选择选项等，可以选择几个关键指标作为其基本数据库的存储包括r f i d 编码、商品描述、质量信息等，从技术实现来看，w e bs e r v i c e 与r f i d 具有良好 的兼容性，w e bs e r v i c e 与r f i d 的集成成为本课题的研究主题。 基于w e bs e r v i c e 的r f i d 信息网络系统主要特点是在系统的支撑软件上，尤 其是在读写器和应用于企业应用的中间件、不同企业之间的数据连接，以下就将 分别从以下几个方面详细地分析论述r f i d 信息网络系统的应用现状： 1 1 ) 没有通用化、多样化。 就r f i d 信息应用系统而言，仅从功能方面提供局部的解决方案，设计者很 少从整体的、统一的角度对r f i d 信息系统进行设计。虽然物联网正在加速其标 准的建立，但r f i d 系统仍然没有通用化和多样化。 2 ) 传统r f i d 信息系统的开发模式适用性不高，不利于应用系统和企业间、 l 第一章绪论上海师范大学硕士学位论文 企业和企业间的数据交换。 首先r f i d 中间件采集数据标准的不一样，r f i d 读写器和r f i d 标签类型的 不一致，当读写器接入一个新的应用系统时，要重新开发应用程序，程序的接入 不是很方便，标签数据清洗功能单一，不能满足各种企业应用的需要。系统模块 之间的耦合性不高，导致企业信息系统的集成困难，异构性不高。 针对传统的r f i d 信息系统设计方法中存在的不足，本文着重研究了面向服 务为核心的设计思想在r f i d 信息系统设计中的应用。本文重点讨论了基于w e b s e r v i c e 的r f i d 信息系统设计的以下几个方面： 1 ) r f i d 的分布式体系结构的设计；将s o a 和w e b 2 0 架构的设计思想应用 于r f i d 读写器管理服务、标签信息服务、r f i d 服务器异常监控服务、r f i d 系统 信息中。 2 ) r f i d 和w e bs e r v i c e 的信息存储方案的设计。 3 ) w e bs e r v i c e 与s o a 架构。 4 ) 讨论了基于w e bs e r v i c e 的r f i d 信息系统安全。 1 2 研究现状 国外已经有两家关于r f i d 有影响力的研究机构：e p cg l o b a l 和u i d 中心， 两个机构都分别提出了自己的r f i d 解决方案，目前已经在全球大力推广。e p c g l o b m 提出的解决方案是“物联网的概念，倡导e p c i s 标准和解决方案；u i d 中心提出的是“u i d 信息服务系统 口1 。 e p cg l o b a l 想要实现的目标是通过构建一个全球开放的公共信息网络来实 现全球范围物品信息的跟踪与共享，建立个与互联网相类似的、详细的、统一规 范而且开放的技术标准来支持的物联网。在这个网络中，物品能够彼此惊喜“交 流”，而不需人的干预，在建立的开放的网络里面可以跟踪供应链、产品链、销 售链中物品的流动，实现商品的高度透明化。e p cg l o b m 公共信息网络主要由五 部分组成：e p c 编码，e p c 标签及标签读写器，o n s 服务器，e p c 中间件 a l e ( a p p l i c a t i o nl e v e le v e n t ) 服务器，e p c i s ( e p ci n f o r m a t i o ns e r v i c e ) 服务器。 u i dc e n t e r 提出的泛在识别技术体系架构由泛在识别码( u c o d e ) 、信息服务 器、泛在通信器和u c o d e 解析服务器四个部分组成。泛在识别码是现实世界中所 有实体对象的唯一识别码。在信息系统服务器中存储着并提供与u c o d e 相对应的 各种数据信息集合并完成实体对象的信息服务的查询与储存。u c o d e 解析服务的 功能是定位与u c o d e 相对应的相关信息存放在具体的信息系统服务器。泛在信息 2 上海师范大学硕士学位论文第一章绪论 服务网( u c ) 由r f i d 电子标签、r f i d 标签读写器和无线广域通信设备等部件构 成，泛在信息服务网把电子标签读取到的识别码送至u c o d e 解析服务器，并从具 体的信息系统服务器获得该u c o d e 的对应信息。u c 不仅提供了和标签通信的功 能外，还提供与3 g 、8 0 2 1 1 、p h s 等其他多种接入方式并与广域网上的其他信 息服务器相连。 以上两种架构的相同之处在于都采用对物品的统一编码方式，e p c 是产品 电子代码，u c o d e 是泛在计算代码，编码格式虽然不一致，实现两者的“软转 换很不是很困难，不同之处在于前者采用业务链的方式，面向企业以及企业产品 信息的流动，突出在互联网基础上建立物联网，后者使用扁平式信息采集方式， 更加侧重在获取分析信息。从e p cg l o b a l 和u i d 提出的解决方案中可以看出， 两者建立的目标都是建立一个由计算机网络系统和读写器网络系统组成的涵盖 世界万物的公共服务服务网系统。e p cg l o b a l 现已经建立全球o n s 服务，已设 有1 4 个用于提供0 n s 搜索服务的资料中心，建立了7 个o n s 服务中心，它们共 同组成了国际电子产品码网。在这物联网的基础上，不同企业可以与同网络内的 任一企业，进行生产链、产品链、销售链信息的共享。随着r f i d 技术的不断成 熟和解决方案的不断完善，众多企业对r f i d 技术的应用将由企业内部的闭环应 用过渡到供应链的开环应用上。 我国在r f i d 信息网络的研究已经在几年前启动，提出了自主知识产权的 r f i d 公共服务体系。是在以信息交换为基础的互联网体系上，增加以物品信息 交流为中心、面向服务的设施。具有通用性强、伸缩性高的特点，能满足国内具 体应用的需求，并且能和国际r f i d 主流体系接轨。为我国r f i d 信息系统的推 广提供了统一框架。目前的应用主要集中在几个行业，其中上海就有以下应用： 上海港务集团龙吴码头建立了世界上第一条电子标签集装箱航线，电子标签芯片 存储了集装箱和所装货物的相关信息，还可以自动记录箱门开关和行动路线等信 息；上海市计划完成1 0 0 万只危险化学品气瓶的电子标签标识工作，全力对上海 市危险化学品实施全过程进行追溯管理，目前已经对2 0 万只液氯、乙炔气瓶安 装了r f i d 电子身份证。 国内机构也在积极探索r f i d 信息系统在实践中的应用，中科院r f i d 研究 中心开发了面向服务的r f i dp s i 架构软件和血液管理应用原型系统，提供p s i 的后台控制和注册管理，与业务系统有机整合的应用，并且提供注册管理、编码 分配、用户管理、编码解析、信息服务、信息检索与跟踪等功能。上海交通大学 也同时对面向商业物流的、实时性高的r f i d 数据集成技术进行了研究，开发了 支持主流r f i d 读写设备和企业信息系统的数据集成软件，同时上海张江( 集团) 有限公司在上海张江高新区建立可运营的区域r f i d 信息公共服务平台，建立一 第一章绪论上海师范人学硕士学位论文 个基于r f i d 技术的区域网络，为张江高新区的制造业、出口加工、物流企业提 供相关r f i d 公共服务以及托管服务。这些研究为r f i d 的大规模应用提供了一 定的技术基础。 1 3 论文的主要工作 1 ) 分析了当前r f i d 信息系统中的研究现状和前沿知识，介绍了w e b s e r v i c e 技术和r f i d 技术及其在供应链管理中的一些应用，这些基础理论和技术 保证了系统的可行性。 2 ) 从传统的供应链业务流程构建出基于w e bs e r v i c e 的r f i d 信息物流系统 的业务场景( 包括从生产方到销售用户的供应链协同) 和规范的业务模型，展示 r f i d 如何用于企业内部、不同企业间的协同商务、终端用户和企业之间的信息 交互。 3 ) 提出一种应用p s i 基于w e bs e r v i c e 的r f i d 信息系统应用模型。提出了 基于w e bs e r v i c e 的r f i d 信息系统的规范化业务操作流程，使分销方，制造方， 供应方之间通过w e bs e r v i c e 通信，流程中使用r f i d 技术共享物品的实时信息。 4 ) 设计并实现简单的r f i d 信息系统，实现了使用r f i d 进行商品管理、商 品运输跟踪、商品销售跟踪追溯的关键技术，如：中间件，e p c i s 。通过在商品 上贴上r f i d 电子标签，在适当的位置部署r f i d 读写器，建设公共的e p c 信息 服务，能够达到对商品的实时跟踪追溯目的。用w e bs e v e r i c e 实现数据转换服务， 数据过滤服务，完成标签数据的读写存储。 5 ) 设计开发出平台化的基于w e bs e r v i c e 的r f i d 信息系统，采用业务层与 底层分离的构架，使得子系统和模块都能方便得添加，随时可根据新的业务需求 添加新的应用。 6 ) 研究信息统一交换格式，研究e d a s o a 的相关技术将新系统与原有系 统的整合。 7 ) 讨论了基于w e bs e v e r i c e 的r f i d 信息网络的安全。 1 4 论文的创新点 论文的创新点如下： 1 ) 提出一种基于w e bs e r v i c e 的r f i d 信息系统应用模型。 提出了基于w e bs e r v i c e 的r f i d 信息系统的规范化业务操作流程，使分销 方，制造方，供应方之间通过w e bs e r v i c e 通信，流程中使用r f i d 技术共享物品 的实时信息。 2 ) 根据应用模型和解决方案，深入研究基于w e bs e r v i c e 的信息集成技术， 4 上海师范大学硕士学位论文第一章绪论 设计系统的架构，设计并实现简单的r f i d 信息系统，实现了使用r f i d 进行商 品管理、商品运输跟踪、商品销售跟踪追溯的关键技术，如：中间件，e p c i s 。 通过在商品上贴上r f i d 电子标签，在适当的位置部署r f i d 读写器，建设公共 的e p c 信息服务，能够达到对商品的实时跟踪追溯目的。用w e bs e v e r i c e 实现数 据转换服务，数据过滤服务，完成标签数据的读写存储 3 ) 为支持r f i d 应用中的信息整合和知识整合，采用了支持语义的物品信 息描述语言。结合语义网络建立物品相关知识( 物品之间的关联和约束关系) 的 表达，形成对标准物品信息描述语言的扩展集，生成相应的描述方案。 1 5 论文的组织结构 第一章绪论。讨论了论文的背景意义、国内外研究现状和研究目标。 第二章r f i d 技术与w e bs e r v i c e 技术。 第三章基于w e bs e r v i c e 的r f i d 信息网络的模型分析与设计。 第四章基于w e bs e r v i c e 的r f i d 信息网络系统模型实现。 第五章总结。 总结本文的工作及进一步的工作。 最后是致谢、参考文献、附录。 5 上海师范大学硕士学位论文第二章r f i d 技术与w e bs e r v i c e 技术 第二章r f i d 信息网络与w e bs e r v i c e 技术 2 1 射频识别技术 2 1 1r f i d 系统结构构成 作为一种无线非接触式系统，r f i d 是现有技术中的一种能自动识别的技术。 有着无线功能的r f i d 相对条形码来说，它有着防水、防磁、使用寿命长、耐高 的优点，同样r f i d 的读取距离大、标签存储数据量大且信息可以更改以及加密， 对于高速运动中的多个物体携带的多标签可以同时识别，操作起来方便快捷。此 外，储存息量也非常大，能容纳2 的9 6 次方个码【1 7 1 ，即2 6 8 亿个码。 r f i d 物理组成包括如图2 1 所示的三个部分：( 1 ) 读写器，能够读取电子 标签数据，并且能够将生成的电子标签号写入到标签中，基本作用是作为连接前 向信道和后向信道的核心数据交换的环节，将作为数据载体的电子标签中所含的 信息传递给后端应用系统；( 2 ) 电子标签，储存电子识别码的载体；( 3 ) 主机， 执行信息系统的维护。 电波 袅 电子标签。 阅读磊 图2 1r f i d 系统组成 r f i d 的逻辑组成也包括图2 2 中所示的三部分： ( 1 ) r f i d 读写协议，负责 读写器和中间件之间的交互：( 2 ) 中间件，控制读写器和在读写器和应用系统 间传输数据；( 3 ) 应用系统，执行信息的储存和应用。 图2 - 2r f i d 逻辑组成 7 第二章r f i d 技术与w e bs e r v i c e 技术上海师范大学硕士学位论文 2 1 2r f i d 工作原理 r f i d 标签首先进入r f i d 阅读器读写范围，标签信息被读写器读取到并交 于r f i d 中间件处理，r f i d 中间件遵照协议，做数据解析、i d 验证、信息过滤 一系列的数据处理工作，然后将数据交付到到后台系统。 2 1 3r f i d 技术标准 r f i d 标签必须符合由i s o 或e p c 等机构制定的标准。i s o 标准按类划分， 如i s o1 8 0 0 0 或i s o1 5 6 9 3 。e p c 把标签分为五类，数字越大表示复杂程度越深， 例如：0 代表只能读取被动标签，而4 代表能改写主动标签。虽然存在i s o 和 e p c 两方面交叉标准，但i s o 已将e p cc l a s s lg e n 2 标准列为i s o18 0 0 0 - 6t y p e c 标准草案，未来将有融合趋势。 2 2r f i d 信息网络 2 2 1r f i d 信息网络概述 r f i d 信息网络技术发展的中心思想是通过r f i d 和信息系统将物品流动过 程与信息有效的结合起来。从而将携带r f i d 标签的物品不仅可以使用在信息系 统的内部，并且可以和社会生活中的其他环节相结合起来进行有效广泛的交流， 从而进一步控制，更深层次的实现全球范围内物品的跟踪和信息的共享。目前关 于r f i d 信息网络系统的研究还处在探索阶段中，有影响的是e p cg l o b a l 提出的 物联网系统和日本的u b i q u i t o u si dc e n t e r 提出的泛在计算( u b i q u i t o u s c o m p u t i n g ) 系统，2 0 0 6 年我国也提出了关于r f i d 公共服务体系( p u b l i cs e r v i c e s i n f r a s t r u c t u r e 。p s i ) 的概念。 e p cg l o b m 想要实现的目标是通过构建一个全球开放的公共信息网络来实 现全球范围物品信息的跟踪与共享，建立个与互联网相类似的、详细的、统一规 范而且开放的技术标准来支持的物联网。在这个网络中，物品能够彼此惊喜“交 流 ，而不需人的干预，在建立的开放的网络里面可以跟踪供应链、产品链、销 售链中物品的流动，实现商品的高度透明化。e p cg l o b a l 公共信息网络主要由五 部分组成：e p c 编码，e p c 标签及标签读写器，o n s 服务器，e p c 中间件 a l e ( a p p l i c a t i o nl e v e le v e n t ) 服务器，e p c i s ( e p ci n f o r m a t i o ns e r v i c e ) 服务器 【1 7 】。u i dc e n t e r 提出的泛在识别技术体系架构由泛在识别码( u c o d e ) 、信息服务 器、泛在通信器和u c o d e 解析服务器四个部分组成。泛在识别码是现实世界中所 有实体对象的唯一识别码。在信息系统服务器中存储着并提供与u c o d e 相对应的 各种数据信息集合并完成实体对象的信息服务的查询与储存。u c o d e 解析服务的 8 上海师范大学硕士学位论文第二章r f i d 技术与w e bs e r v i c e 技术 功能是定位与u e o d e 相对应的相关信息存放在具体的信息系统服务器。泛在信息 服务网( u c ) 由r f i d 电子标签、r f i d 标签读写器和无线广域通信设备等部件构 成，泛在信息服务网把电子标签读取到的识别码送至u c o d e 解析服务器，并从具 体的信息系统服务器获得该u c o d e 的对应信息。u c 不仅提供了和标签通信的功 能外，还提供与3 g 、8 0 2 1 1 、p h s 等其他多种接入方式并与广域网上的其他信 息服务器相连。 2 0 0 6 年，我国推出中国r f i d 技术政策白皮书，在白皮书中提到关于r f i d 公共服务体系的建设问题，指出r f i d 公共服务体系( p s i ) 是r f i d 应用于社会 的基础服务体系，在p s i 中包括认证、注册、管理、编码检索、信息跟踪等多项 服务【5 j 。可以这样理解，r f i d 信息网络中的解析服务类似于因特网中的域名解析 服务，没有了解析服务，就无法找到物品，解析服务的功能即将r f i d 编码映射 到r f i d 信息网络中的某台服务器，而且对应提供了该编码的物品信息或者服务； r f i d 跟踪服务为用户提供某一物品或者某类物品的历史追溯信息；目录服务是 将电子标签和物品的属性进行绑定，可以提供树状类的信息检索；r f i d 信息分 发服务能将为参与者提供大规模的信息资源共享和协同工作中去。目前的应用主 要集中在几个行业，其中上海就有以下应用：上海港务集团龙吴码头建立了世界 上第一条电子标签集装箱航线，电子标签芯片存储了集装箱和所装货物的相关信 息，还可以自动记录箱门开关和行动路线等信息；上海市计划完成1 0 0 万只危险 化学品气瓶的电子标签标识工作，全力对上海市危险化学品实施全过程进行追溯 管理，目前已经对2 0 万只液氯、乙炔气瓶安装了r f i d 电子身份证。在这些应 用中都采用e p c 体系架构实现的。 2 2 2e p c g l o b a l 服务体系 1 e p c 体系 e p c 是兼容e a n u c c 的编码标准。在这个体系中，e p c 和当前的g t i n ( g l o b a lt r a d ei t e mn u m b e r ) 相兼容。所以它并不是要取代传统流行的条形码标 准，是由传统的条形码标准过渡到r f i d 标准，并且能够在以后的供应链中 与e a n u c c 系统并存，在e p c 系统中e p c 编码是存储在电子标签中唯一的信 息，且u c c 与e a n 两个机构都支持e p c 编码1 1 1 】。e p c 系统期望为现实世界中 的每个物体分配一个唯一的标志，如同因特网中采用i p 地址来标识互联网中的 9 第一章r f i d 技术与w e bs e i c c 技术 上海师范大学硕士学位论文 计算机一样，进而组织网络中某个终端节点进行通信。 为了达到使用目前编码标准的同时能够保证通用性、简单些、唯一性和网络 中高效寻址的目的，e p c g o l b a l 规范了一个包含通用标识码和一组域名标识码的 编码方式来兼容当前的编码系统旧。e p c 中码段是由e a n u c c 组织进行分配的。 在我国，g t i n 具体是由中国物品编码中心负责管理分配。同时中国物品编码中 心也是e p c g l o b a l 和e p c g l o b a l 管理机构g s i 在我国的代表机构。 e p c 编码由一个版本号和域名管理者以及对象分类和序列号等三段数字构 成的一个独一无二的编码。其结构图如图2 3 所示，采用版本号来标识该物品的 e p c 编码对应的编码版本号。不相同的版本号也有不同的长度：域名管理者对应 该e p c 相关的牛产厂商对应的信息。如“n o k i a ”或“海尔集团”等等。对象 分类是按照物品的精确分类进行记录。序列号标识物品的惟一性。在r f i d 信息 网络中结合企业内部管理系统就会根容易查询到某一物品的具体生产时间、牛 产厂商、生产地点。 0 2 0 3 d 2 a9 16 e 8 b0 7 19 b a e 03 c 图2 3e p c 编码示意髓 1 e p c 中间件服务 若世界上每件物件均贴上电子标签，读写器便要不断接收延绵不绝的产品电 子编码。然而管理和与之通信所有遣些讯息便非常困难，要成为具有价值的全球 无线射频识别网络，就必须克服这些问题。因此e p c 便设计了e p c 中间件， 并在r f i d 信息网络承担着神经系统的角色。e p c 中帕j 件与大部分企业软件的分 别在于它并非支配一切的应用程序，相反，它利用分散式结构。以等级和组织来 管理数据的流向。e p c 中间件会收集、存储和执行信息，井与其他e p c 中间件 互相通信。图2 - 4 是中间件在基于e p c 的配送中心的作用范例图。 e p c 中间件主要负责处理来自一个或者多个读写器发出的电子标签信息、电 子传感器信号数据以及事件数据等等，它是连接物品数据采集装置和企业信息应 用程序的纽带，辅助应用程序预先为系统提供一系列信息计算和数据处理p ”。 为了减少嘲络流量、提高通信效率，e p c 中间件只向上层接口转发所关注的信息 或事件。在转发数据给应用程序之前，中间件要尽量压缩数据，过滤标签数据， 上海师范大学硕士学位论文 第二章r f i d 技术与w e bs e r v i e e 技术 对数据进行集成以及一些必要的计算。 在e p c g l o b a l 里面也定义了 些e p c 中间件的具体程序模块，也同时允许 生产商和客户进行定义。e p c g l o b a l 自定义的模块称谓标准程序模块。应用在所 有应用实例中的e p c 中间件标准模块称谓必需标准程序模块。例如实时内存数 据结构、事件管理系统和任务管理系统 4 0 l 。其它一些用户自定义添加或者删除 的模块称谓可选标准程序模块。 dn0m a m