[硕士论文精品]epc物联网系统的研究与设计

摘要电子产品代码ELECTRONICPRODUCTCODE，EPC以及物联网概念的提出，在世界范围内为每件单品建立了惟一的标识，并提供了全球的、开放的标准。它的产生及应用极大地推动了自动识别技术的快速发展，它不仅能够对物流信息进行自动采集、实时跟踪，还能够提高整个供应链的效率。EPC系统是建立在计算机互联网的基础上，利用射频识别、无线数据通讯等技术构造的一个覆盖世界范围的实物互联系统。本文首先介绍了EPC系统的组成和概念，之后着重对组成部分之一的EPC信息网络系统进行了讲解，明确了它的作用和工作原理。在实践部分，本文完成了基于简化的供应链销售流程的EPC系统的分析与设计，并最后交付了完整的面向对象的设计模型。本文还提出了一个简单的供应链模型，在此基础上，讨论了引入EPC系统给供应链带来的效益，形象直观。此外，本文也探讨了EPC的应用前景以及推广中的挑战，并给出了在我国发展EPC的一些建议。至此，全文从理论和实践两方面都对EPC物联网进行了系统、深入的研究。关键词EPC，物联网，系统设计ABSTRACTNOWADAYS，IDEASOFEPCELECTRONICPRODUCTCODEANDINTERNETOFTHINGSAREPUTFORWARD，WHICHESTABLISHESSOLEIDENTIFIABLESYMBOLFOREVERYOBJECTINTHESCOPEOFTHEWORLDANDSOMERELEVANTANDOPENSTANDARDSAREBEINGPRODUCEDATTHESAMETIMETHEAPPLICATIONSOFEPCPROMOTESTHEDEVELOPMENTOFAUTOIDENTIFIABLETECHNOLOGY,WHICHCOULDNOTONLYCOLLECTANDFOLLOWLOGISTICSINFORMATION，BUTALSOCOULDOFFERSUPPORTTOUSERSTHROUGHOPTIMIZATIONOFTHEWHOLELOGISTICSSUPPLYINGCHAINSSOTHATTHESERVICECOULDBEIMPROVEDLARGELYBASEDONTHEINTERNET，EPCSYSTEMFORMSAGLOBALINTERSYSTEMOFMATERIALOBJECTSTHROUGHTECHNOLOGYOFRFIDRADIOFREQUENCYIDENTIFICATIONANDWIRELESSCOMMUNICATIONAFTERESTABLISHINGTHECONCEPTOFEPCANDEPCSYSTEM，THISPAPERMAINLYEXPLAINSTHEROLESANDWORKINGPRINCIPLESOFTHEVARIOUSCOMPONENTSOFEPCNETWORK，弱WELLASHOWTHEYSUPPORTANDCOMMUNICATEWIMEACHOTHERNEXT,WEMAKEDEAROFTHEARCHITECTUREANDFUNCTIONOFEPCNETWORKTHENCOMESTHEIMPORTANTPARTOFTHISPAPERTHEANALYSISANDDESIGNOFASIMPLIFIEDEPCSYSTEMTHEFINALDELIVERYISTHECOMPLETESETOFUDPDESIGNMODELSINADDITION,THISPAPERPRESENTSASIMPLESUPPLYCHAINMODEL，ANDVIVIDLYINTRODUCESTHEIMPROVEMENTSTHATEPCSYSTEMBRINGSTOSUPPLYCHAINIMPROVEMENTSBASEDONTHATMODELMOREOVER，THISPAPERINTRODUCESTHEAPPLICATIONPROSPECTSOFEPC蠲WELLASTHECHALLENGESDURINGTHEPROMOTIONRALSOGIVESSOMESUGGESTIONREGARDINGTHEDEVELOPMENTOFEPCINOURCOUNTRYINSHORT,THISPAPERDOESFULLRESEARCHOFEPCINTERNETOFTHINGSBOTHINTHEORYANDINPRACTICEKEYWORDSEPC，INTERNETOFTHINGS，SYSTEMDESIGNII学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文所涉及的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。特此声明学位论文作者签名韶饥1年歹月彳日学位论文版权使用授权书本人完全了解对外经济贸易大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或部分的阅览服务；学校有权按照有关规定向国家有关部门或者机构送交论文；在以不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。保密的学位论文在解密后遵守此规定。学位论文作者签名叼弋们导师躲件守华叫年厂月6EL卅年5“月“日第1章引言当前，数据采集困难、标准不统一以及数据难以在物流各参与方之间共享和交换是制约物流信息化快速发展的两大重要问题。EPC的产生为解决这两大问题提供了可能的答案。本章作为全文的绪论，将介绍论文的研究目的及意义，引入研究主体，并介绍国内外研究与发展现状，最后概述研究内容及结构安排，为后续章节做出充分的铺垫及规划。11研究目的及意义EPC的全称是ELECTRONICPRODUCTCODE，中文译作电子产品代码，是基于RFID与INTERNET的一项物流信息管理新技术。EPC是条码技术的延伸与拓展，可以极大地提高物流效率、降低物流成本，是物品追踪、供应链管理、物流现代化的关键。由于EPC符合市场需求，具有广阔的应用前景，它的出现引起了全球各国的普遍关注。目前，世界上许多系统服务商如微软、MM，零售商如沃尔玛、麦德龙1等，以及标准化机构如GSL2、EPCGLOBAL3及其在各国的成员组织，在EPC方面投入了巨大的资金和力量。近年来，在种种力量的推动下，EPC已经走出实验室，在许多行业中应用于标识托盘、包装箱。随着技术的发展和研究的不断深入，众多企业关注的重点也逐渐转向单品级应用和标准化硬软件，EPC在全球得到更广泛应用将指日可待4。因此，为了广泛普及EPC与物联网技术，加强对EPC技术的跟踪和应用研究，推动EPC与物联网在我国的发展，急切需要对EPC物联网技术开展研究。本文的研究目的为一、理论上，全面地概括、总结EPC的概念，EPC系统的组成及工作原理，并分析EPC系统对供应链的效益，最后根据EPC发展中的问题提出在我国发展EPC的一些建议。二、实践上，根据简化的供应链销售流程，完成对EPC系统的设计，交付从需求分析到数据库设计的整个系统分析与设计的成果。12国内外研究与发展现状1麦德龙股份公司METROAG常称作。麦德龙超市”，是德国最大、欧洲第二、世界第三的零售批发超市集团2国际物品编码协会GLOBALSTANDARDS1，GS3网址HTTPWWWEPCGLOBALINCORGHOME4中国物品编码中心，EPC全球动态2009年第2期，HTTPWWWEPCGLOBALORGCN121国外EPC发展状况1999年，美国麻省理工学院成立AUTOID研究中心，进行自动识别技术的研发。同年，该中心在RFID和INTERNET的基础上提出了EPC的概念，剑桥大学等其他几所世界著名大学也相继加入了EPC的研发工作。该项工作还得到了可口可乐、强生、宝洁、联合利华、UPS、沃尔玛等100多家国际大公司的支持。无论是供应商、零售商还是系统集成商或者是硬件生产商都积极地参与到了EPC的研究之中。目前，SUN公司已经开发了符合EPC网络标准的信息服务软件；IBM公司也演示了该公司的EPC系统。沃尔玛已经开展了EPC的测试，一些公司如宝洁，已经开始试用部分研究成果。EPC要在全球推广和应用，离不开标准化组织的支持。2003年，国际物品编码协会EANUCC收购了AUTOID研究中心的EPC技术，将EPC纳入全球统一标识系统。2003年11月1日，国际物品编码协会成立了EPCGLOBAL，来管理全球EPC标准和相关EPC的知识产权，并与AUTOID中心进行合作，管理EPC网络。为了配合EPC网络的推广，各国纷纷制定本国的EPC网络相关规范标准实施计划。在日本，EPC网络国家发展战略已经制定。在加拿大，EPCGLOBALCANADA也已经成立，由该组织负责本国EPC网络的研发和推广。2005年1月1曰起，沃尔玛要求其前100位供应商使用EPC射频标签，EPC给RFID世界带来的商机已开始显现。同时，随着2004年第二代射频标签全球标准的出台，RFID技术与市场的发展更加规范有序，EPC系统的推广与应用真正步入了快车道。122国内EPC发展状况国内研究人员对EPC的研究基本上是从空白开始的，已有的技术积累也较低，但这方面的研究一直在继续，基本属于跟踪发达国家的研究，参与这方面研究的有中国物品编码中心ANCC，中国自动识别技术协会AIMCHINA等非盈利机构以及复旦大学等高等学校科研机构，目前已经取得了一些初步的成果，EPC处于宣传和推广的起步阶段。2002年中国物品编码中心开始积极跟踪国际EPC的发展动态，2003年完成了EPC产品电子代码课题的研究，出版了条码与射频标签应用指南一书。2003年12月23日，由国家标准化管理委员会主办，中国物品编码中心牵头，全国物流信息管理标准化技术委员会承办，在北京举行了第一届中国EPC联席会。22004年1月，中国物品编码中心取得了国际物品编码协会的惟一授权。2004年4月22日，EPCGLOBALCHINAL在北京成立负责我国EPC的注册、管理与实施工作，从组织机构上保障了中国EPC事业的有效推进，标志着我国在跟踪EPC技术发展动态、研究EPC技术、推进EPC技术标准化、推广EPC技术应用等方面工作的全面启动。同年4月23日，第二届EPC与物联网联席会在北京顺利召开，这是继EPCG【OBALCHINA成立暨2004中国EPC与物联网高层论坛之后国内自动识别领域内的又一次盛会，这次会议对于推动我国EPC技术的发展和应用具有重要意义。2005年6月22日，由国家标准化管理委员会主办的第三届“中国国际EPC与RFID高层论坛“于在北京召开。此次论坛就EPC、RFID技术的发展动态和规划、标准化工作的进展、技术应用现状和预期等热点问题进行了研讨及演示。为促进我国RFID电子标签技术的发展，推动我国现代物流业的建立，中国物品编码中心在2006中国国际RFID技术应用论坛暨第十三届国际自动识别技术展览会上特别提出了7项建议一、应该从战略的高度重视第二代物品编码与自动识别技术，建立RFID长期发展战略，建议国务院尽快出台加快RFID发展的若干意见，发改委、科技部、信息产业部、商务部、国家标准委等按照各自分工，共同推进RFID关键技术、应用、标准及产业工作。二、EPC是国际发展趋势，我国参与国际流通的产品必须积极采用EPC技术；同时，应考虑加快我国物品编码与自动识别标准体系的建设，并研究我国自主创新的编码方案。三、建议加大第二代物品编码与自动识别技术科研和产业的投入和推进，设立专项基金建立第二代物品编码与自动识别技术的技术创新机制，开展具有自主知识产权的技术与产品研究。四、在第二代物品编码与自动识别技术推动中，我国应当积极开展第二代物品编码与自动识别技术的测试工作。五、鉴于世界上绝大多数国家和地区已经为UHF2频段的RFID技术规划了频率，同时考虑到我国RFID产业的现状，我国应尽快完成相关的频段规划工作。六、我国应该成为EPCGLOBAL的核心成员，实质性地参加EPC各个工作组及标准的制定等，把我国的需求反映到EPC的标准中。1网址HTTPWWWEPCGLOBALORGEN2即ULTRAHIGHFREQUENCY，超高频七、应该在开展EPC工作的同时，高度重视知识产权问题和信息安全问题。此外，从2006年到2010年，我国国家科技部正在实施863计划重大项目“射频识别RFID技术与应用。近四、五年来，我国学者对EPC的研究主要集中在以下三方面一、研究EPC网络系统中某一组成部分的原理甚至是实现算法，如收录在2007中国第二届北京国际RFID技术高峰论坛会论文集中的单承赣等撰写的EPC物联网中的“信使“删S及发表在计算机工程与设计2006年第18期中的黎立等撰写的EPC系统中的中间件研究等文章；二、纯粹对EPC编码体系的历史进行综述或对EPC编码标准进行讲解，如发表在信息通信2006年第3期中的郎为民等撰写的电子产品代码EPC标准化进展等文章；三，撇开技术单纯谈EPC应用，如发表在商场现代化2006年第31期中的张胜等撰写的我国物流信息化发展中EPC技术的应用探讨等文章。本文并重技术原理与实际应用，拟完成对EPC系统的设计，并主要从效益和发展建议两方面深入探讨EPC的应用，这也扩展了前人的研究成果，并在一定程度上做出了创新的努力。13研究内容及结构安排本论文主要分为七个章节进行论述。第一章引言，介绍论文的研究目地和意义、国内外研究与发展现状及研究内容；第二章EPC介绍及应用展望，介绍EPC的产生、EPC系统的组成及概念，之后介绍EPC在我国的管理，最后重点讲解EPC的应用前景、推广中的挑战及在我国发展的一些建议；第三章EPC信息网络系统，先介绍整体的组成结构，接下来分别讲解各个构成要素的功能及工作原理；第四章EPC系统对供应链的效益，借助一个简单的供应链模型，重点从两方面讲解EPC系统给供应链带来的效益；第五章EPC系统的分析，主要完成需求分析、用例模型和效益分析，本章和下一章均采用UDPI系统分析与设计的思想及方法，利用ENTERPRISEARCHITECTT具进行UML2建模；第六章EPC系统的设计，在分析的基础上，进一步完成系统设计；1LVARJACOBSON等著，周伯生等译，统一软件开发过程，机械工业出版社，2006年5月第L版，第1章2IVARJACOBSON等著，周伯生等译，统一软件开发过程，机械工业出版社，2006年5月第1版，第11页4向。第七章结论，总结研究成果，重点指明创造性工作，并给出进一步研究的方其中，第四、五、六章是本文的研究重点。5第2章EPC介绍及应用展望EPC概念的提出源于RFID技术和计算机网络技术的发展。RFID技术的优点在于可以无接触地实现远距离、多标签甚至在快速的状态下进行自动识别。互联网技术的发展使得全球信息传递的即时性得到了基本保证。而将这两项技术结合起来应用于物品标识和追踪，就产生了EPC。本章将全面介绍EPC的产生、EPC系统的组成及概念。之后将介绍EPC在我国的管理，最后重点讲解EPC的应用前景及推广中的挑战。21FPC的产生211条码自动识别20世纪70年代开始大规模应用的商品条码BARCODEFORCOMMODITY现在已经深入到日常生活的每个角落，以商品条码为核心的EANUCCO全球统一标识系统，已成为全球通用的商务语言。目前已有100多个国家和地区的120多万家企业和公司加入了EANUCC系统，上千万种商品应用了条码标识。EANUCC系统在全球的推广加快了全球流通领域信息化、现代物流及电子商务的发展进程，提升了整个供应链的效率，为全球经济及信息化的发展起到了举足轻重的推动作用。商品条码的编码体系是对每一种商品项目的惟一编码，信息编码的载体是条码，随着市场的发展，传统的商品条码逐渐显示出来一些不足之处。首先，从EANUCC系统编码体系的角度来讲，主要以全球贸易项目代码GLOBALTRADEITEMNUMBER,GTIN体系为主。而GTIN体系是对一族产品和服务，即所谓的“贸易项目在买卖、运输、仓储、零售与贸易运输结算过程中提供惟一标识。虽然GTIN标准在产品识别领域得到了广泛应用，却无法做到对单个商品的全球惟一标识。而新一代的EPC编码则因为编码容量的极度扩展，能够从根本上革命性地解决了这一问题。其次，虽然条码技术是EANUCC系统的主要数据载体技术，并已成为识别产品的主要手段，但条码技术存在如下缺点1条码是可视的数据载体。识读器必须“看见“条码才能读取它，必须将识读器对准条码才有效。相反，无线电频率识别并不需要可视传输技术，RFID标签只要在识读器的读取范围内就能进行数据识读。1欧洲物品编码协会EUROPEANARTICLENUMBER,EAN，美国统一代码委员会UNIFORMCODECOUNCIL。UCC，二者为合作关系，是国际物品编码协会现已更名为GSI的前身62如果印有条码的横条被撕裂、污损或脱落，就无法扫描这些商品。而RFID标签只要于识读器保持在既定的识读距离之内，就能进行数据识读。3现实生活中对某些商品进行惟一的标识越来越重要，如食品、危险品和贵重物品的追溯。而条码只能识别制造商和产品类别，而不是具体的商品。牛奶纸盒上的条码到处都一样，辨别哪盒牛奶先超过有效期将是不可能的。4不同领域的应用对条码的数据结构有不同的要求，因此就出现了多种编码方案。然而，EPC编码结构则适合描述几乎所有的产品，同时通过地址可以识别网络节点上存有产品信息的计算机。5条码体系无法依赖于网络资源。许多外部数据比如价格和保质期等都必须存储在条码结构中，增加了复杂性。EPC编码中则不包含有关识别货品的具体信息，而只提供指向这些目标信息的有效的网络指针。我们只需要识别拥有这些目标参考信息的组织及其服务器即可。随着网络技术和信息技术的飞速发展以及射频技术的日趋成熟，EPC系统的产生为供应链提供前所未有的、近乎完美的解决方案。212射频识别射频识别技术RFID是20世纪中叶进入实用阶段的一种非接触式自动识别技术，其基本原理是利用射频信号及其空间耦合和传输特性，实现对静止或移动物体的自动识别。射频识别的信息载体是射频标签，其形式有卡、钮扣、标签等多种类型。射频标签贴在产品或安装在产品或物品上，由射频识读器读取存储于标签中的数据。RFID可以用来追踪和管理几乎所有物理对象。因此，越来越多零售商和制造商都在关心和支持这项技术的发展与应用。采用RFID最大的好处是可以对企业的供应链进行高效管理，以有效地降低成本。因此对于供应链管理应用而言，射频技术是一项非常适合的技术，但由于标准不统一等原因，该技术在市场中并未得到大规模的应用，因此，为了获得期望的效果，用户迫切要求开放标准。213EPC针对RFID技术的优势及其可能给供应链管理带来的效益，国际物品编码协会EAN和UCC早在1996年就开始与国际标准组织ISO协同合作，陆续开发了无线接口通讯等相关标准，自此，RFID的开发、生产及产品销售乃至系统应用有了可遵循的标准，对于RFID制造者及系统方案提供商而言也是一个重要的技术标准。71999年麻省理工大学成立AUTOIDCENTER，致力于自动识别技术的开发和研究。AUTOIDCENTER在美国统一代码委员会UCC的支持下，将RFID技术与INTEMCT网结合，提出了产品电子代码EPC的概念。国际物品编码协会与美国统一代码委员会将全球统一标识编码体系植入EPC的概念当中，从而使EPC纳入全球统一标识系统。世界著名研究性大学英国剑桥大学、澳大利亚的阿德雷德大学、日本KCIO大学、瑞士的圣加仑大学、上海复旦大学相继加入并参与EPC的研发工作。该项工作还得到了可口可乐、吉利、强生、辉瑞、宝洁、联合利华、UPS、沃尔玛等100多家国际大公司的支持，其研究成果已在一些公司中试用，如宝洁公司、TESCO等。2003年11月1日，国际物品编码协会EANUCC正式接管了EPC在全球的推广应用工作，成立了EPC西OHM，负责管理和实施全球的EPC工作。EPCGLOBM授权EANFUCC在各国的编码组织成员负责本国的EPC工作，各国编码组织的主要职责是管理EPC注册和标准化工作，在当地推广EPC系统和提供技术支持以及培训EPC系统用户。在我国，EPCOHM授权中国物品编码中心作为唯一代表负责我国EPC系统的注册管理、维护及推广应用工作。同时，EPCGLOHM于2003年11月1日将AUTOID中心更名为AUTOIDLAB，为EPCGLOBM提供技术支持。EPCGLOBM的成立为EPC系统在全球的推广应用提供了有力的组织保障。EPC西OBM旨在改变整个世界，搭建一个可以自动识别任何地方、任何事物的开放性的全球网络。即EPC系统，可以形象地称为“物联网一。在物联网的构想中，RFID标签中存储的EPC代码，通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现对物品的识别。进而通过开放的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的透明化管理。22EPO系统EPC系统是一个非常先进的、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。它由全球产品电子代码EPC体系、射频识别系统及信息网络系统三部分组成。221EPC编码体系EPC编码体系是新一代的与GTIN兼容的编码标准，它是全球统一标识系统的延伸和拓展，是全球统一标识系统的重要组成部分，是EPC系统的核心与关键。用二进制来表示，EPC有以下通用格式11参考AUTOID实验室的白皮书AUTOIDLABSWPSWNET加12，第2页版本号|生产商|产品L序列号图21EPC的格式来源自制因为不止有一个版本的EPC格式，所以用版本号来表明该标签使用的EPC格式。现在EPC格式有64字节的、96字节的和256字节的当前，出于成本等因素的考虑，参与EPC测试所使用的编码标准采用的是64位数据结构，未来将采用96位的编码结构。生产商域是赋给每一个生产商的惟一的号码。同一生产商生产的所有产品的生产商编码都是相同的。产品域是分配给某一生产商的每一特定产品类的惟一号码。某一生产商生产的某一相同类的所有产品的产品编码也都是相同的。序列号是由生产商指派给每一件产品的惟一性的编码。在某一生产商的某一类产品中，所有产品的序列号都是各不相同的。不同的产品可以使用相同的序列号，因为产品编号的不同可以对它们进行识别。简而言之，生产商编码，产品编码，序列号这个三元组惟一地标识了某一件特定产品。EPC代码具有以下特性科学性结构明确，易于使用、维护。兼容性EPC编码标准与目前广泛应用的EANUCC编码标准是兼容的，GTIN是EPC编码结构中的重要组成部分，目前广泛使用的GTIN、SSCC系列货运包装箱代码，SERIALSHIPPINGCONTAINERCODE、GLN全球位置码，GLOBALLOCATIONNUMBER等都可以顺利转换到EPC中去。全面性可在生产、流通、存储、结算、跟踪、召回等供应链的各环节全面应用。合理性由EPCGLOBAL、各国EPC管理机构中国的管理机构称为EPCGLOBALCHINA、被标识物品的管理者分段管理、共同维护、统一应用，具有合理性。国际性不以具体国家、企业为核心，编码标准全球协商一致，具有国际性。无歧视性编码采用全数字形式，不受地方色彩、语言、经济水平、政治观点的限制，是无歧视性的编码。222射频识别系统EPC射频识别系统是实现EPC代码自动采集的功能模块，主要由射频标签和射频读写器组成。射频标签是产品电子代码EPC的物理载体，附着于可跟踪1参考EPCGLOBALCHINA网站中的相关讲解HTTPWWWEPCGLOBALORGCNZHISHIEPCBMTXASPX9的物品上，可全球流通并对其进行识别和读写。射频读写器与信息系统相连，是读取标签中的EPC代码并将其输入网络信息系统的设备。EPC系统射频标签与射频读写器之间利用无线感应方式进行信息交换，具有以下特点非接触识别；可以识别快速移动物品；可同时识别多个物品等。EPC射频识别系统为数据采集最大限度的降低了人工干预，实现了完全自动化，是“物联网“形成的重要环节。1EPC标签EPC标签是产品电子代码的信息载体，主要由天线和芯片组成。EPC标签中存储的惟一信息是96位或者64位产品电子代码。为了降低成本，EPC标签通常是被动式射频标签1。EPC标签根据其功能级别的不同目前分为5类，目前所开展的EPC测试使用的是CLASSLGEN22。2读写器读写器是用来识别EPC标签的电子装置，与信息系统相连实现数据的交换。读写器使用多种方式与EPC标签交换信息，近距离读取被动标签最常用的方法是电感耦合方式。只要靠近，盘绕读写器的天线与盘绕标签的天线之间就形成了一个磁场。标签就利用这个磁场发送电磁波给读写器，返回的电磁波被转换为数据信息，也就是标签中包含的EPC代码。读写器的基本任务就是激活标签，与标签建立通信并且在应用软件和标签之间传送数据。EPC读写器和网络之间不需要PC作为过渡，所有的读写器之间的数据交换直接可以通过一个对等的网络服务器进行。读写器的软件提供了网络连接能力，包括WEB设置、动态更新、TCPIP读写器界面、内建兼容SQL的数据库引擎。当前EPC系统尚处于测试阶段，EPC读写器技术也还在发展完善之中。AUTOIDLABS提出的EPC读写器工作频率为860960MHZ3。223信息网络系统1由读写器发出的查询信号触发后进入通信状态的标签称为被动式标签。被动式标签通讯能量从识读器发射的电磁波中获得，它既有不含电源的标签，也有含电源的标签2参考EPCGLOBALCHINA嘲站中的相关讲解HTTPWWWCPCGLOBALORGCNZHISHI_EPCSPSBASPX3参考EPCGLOBAICHINA网站中的相关讲解HTTPWWWCPCGLOBALORGCNZHISHI_ELSPSBASPX10信息网络系统由本地网络和全球互联网组成，是实现信息管理、信息流通的功能模块。EPC系统的信息网络系统是在全球互联网的基础上，通过EPC中间件、对象命名称解析服务OBJECTNAMESERVICE,ONS和EPC信息服务EPCINFORMATIONSERVICEEPCIS来实现全球“实物互联。EPC信息网络系统的具体功能和工作原理将在下一章中详细讲解。224EP0系统的特点1开放的结构体系EPC系统采用全球最大的公用的INTERNET网络系统。这就避免了系统的复杂性，同时也大大降低了系统的成本，并且还有利于系统的增值。梅特卡夫METCALFE定律1表明，开放的结构体系远比复杂的多重结构更有价值。2独立的平台与高度的互动性EPC系统识别的对象是一个十分广泛的实体对象，因此，不可能有哪一种技术适用所有的识别对象。同时，不同地区，不同国家的射频识别技术标准也不相同。因此开放的结构体系必须具有独立的平台和高度的交互操作性。EPC系统建立在INTERNET网络系统上，可以与INTERNET网络所有可能的组成部分协同工作。3灵活的可持续发展的体系EPC系统是一个灵活的开放的可持续发展的体系，可在不替换原有体系的情况下就可以做到系统升级。EPC系统是一个全球的大系统，供应链各个环节，各个节点，各个方面都可受益，但对低价值的识别对象来说，如食品，消费品等，它们对EPC系统引起的附加价格十分敏感。EPC系统正在考虑通过本身技术的进步，进一步降低成本，同时通过系统的整体运作使供应链管理得到更好的运作，提高效益，以便抵消和降低附加价格。23EP0的应用展望低价无线射频电子标签RFID、产品电子代码EPC、互联网三个元素的有效组合，孕育出正在改变世界产品生产和销售管理的网络系统，这就是“物联网”。物联网展示了一种在全球范围内对每个产品跟踪的全新理念。它将是一场轰轰烈烈的物流革命，并对人类的生活方式产生深远的影响2。231EPC在我国的管理1梅特卡夫定律METCALFCSLAW网络的价值与其节点的平方成正比，即网络的价值VKXN2K为价值系数，N为嘲络节点数。这条定律是用以太网络的发明人罗伯特梅特卡夫的名字命名的2陈十一，EPC应用全球展望与中国的应对策略，信息与电脑，2004年06期，第L页中国物品编码中心1是我国EPC系统管理的工作机构。各厂商申请注册后，将取得中国产品电子代码系统成员资格。目前，系统成员分为两类终端用户和系统服务商。终端用户包括生产商、零售商、批发商、承运商和政府。它们在ONS中注册，成为EPC网络的用户。系统服务商包括硬件和软件公司、咨询人员、系统集成商和培训公司，它们是帮助终端用户实施EPC网络和技术的组织。终端用户注册流程为2EPC终端用户申请人以下简称申请人直接向中国物品编码中心申请注册EPC厂商识别代码。申请人应当填写EPCGLOBALCHINA终端用户注册登记表，并提供营业执照及其复印件。中国物品编码中心对申请人提供的申请资料应当在五个工作日内完成初审。对初审合格的，中国物品编码中心将进行正式审批；对初审不合格的，中国物品编码中心应当将申请资料退给申请人并说明理由。中国物品编码中心对初审合格的申请资料应当自收到申请人交纳的有关费用之日起十个工作日内完成审批程序。对符合规定要求的申请成为EPC系统终端用户的申请人，中国物品编码中心应立即将申请人的资料上报给EPCGLOBAL，请求核准，一旦获得通过，即向申请人核准注册EPC厂商识别代码；对不符合规定要求的，中国物品编码中心应当将申请资料退回并说明理由。申请人获准注册EPC厂商识别代码的，由中国物品编码中心发给EPCGLOBALCHINA终端用户证书，取得EPCGLOBALCHINA终端用户资格。232应用前景3自1999年提出EPC物联网的构想到2003年，短短的几年时间，AUTOID中心已经完成了EPC应用方面三个阶段示范实验一、货堆试验阶段，2001年9月28日，MRR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BOUNDY纸巾的电子产品码。二、货箱试验阶段，2002年2月，美国多家大公司将包装盒上配有EPC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，2002年底，AUTOID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，2003年秋季发布了EPC核心标准10。截止2004年2月20日，全球EPC最终用户已达90家，其中美国有70家，1网址HTTPWWWANEEORGCIL2参考HTTPWWWEPCGLOBALORGENGUANLIZHUCE_ZDASPX3该小节参考文献陈十一，F_PC应用全球展望与中国的应对策略，信息与电脑，2004年06期12美国以外的国家和地区有20家；解决方案提供商有75家，其中美国有50家，美国以外的国家和地区有25家，计划到2004年底将有400家公司签署合作协议。按照EPC发展构想，大概经过35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2005“2007年间将在大型零售商使用，而实现产品和地方应用的扩张阶段得等到2008“2012年，成为标准的时间最早在也就在2013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2007“2009年，而扩张阶段在2010“2014年，成为标准要到2015年以后了。EPC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。EPC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。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。EPC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。EPC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，EPC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。EPC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EPC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。233影响因素13EPC有着独特的技术优势和广阔的前景，能给我们带来巨大的便利，但是，推广和使用EPC的道路并非一帆风顺。EPC系统能否广泛应用，主要面临以下几个方面的挑战1硬件实施成本EPC系统需要IT系统与读写器等硬件设施，投资庞大。EPC普及的瓶颈之一就是标签价格居高不下。目前最低的标签价格也在25美分以上，这显然无法用于某些价值较低的单件产品。据估计，只有标签的单价下降到10美分以下，才可能大规模应用于整箱整包的商品；下降到3美分以下，才有可能应用与单品。除了EPC标签，EPC读写器也是一笔巨大的开支。读写器的价格大都在1000美元以上，如果一个企业动辄就需要安装数十台、甚至上千台类似的机器，再加上应用软件、系统集成等费用，广大中小企业只能望而却步。此外，业务流程改造所导致的直接或间接费用也不容忽视。2系统复杂性EPC系统运用到的关键技术是射频技术，而射频技术的支持技术十分复杂。所涉及的技术就包括射频识别系统、无线数据通信与网络、数据加密、自动数据收集与数据挖掘与POS系统等。将销售系统与ERP和仓库管理系统WMS结合起来，实现整个供应链的自动化管理，需要一套功能强大的软件系统的支持。所有这些技术与系统都必须实现无缝的连接，这对系统集成是个极大的挑战。3标准问题射频标准方面，由于各国无线电频段用途的分配存在一定的差异，射频识别系统可能面临频率资源的限制。例如，UHF频段直接决定了射频标签能否应用于对通信距离有更高要求的供应链环境。欧盟允许使用868MHZ，美国和加拿大允许使用915MHZ，日本则将950一956MHZ开放供RFID使用，我国使用920925MHZ。而且，这种情况将需要设计更多种类的标签和读写器，从而导致更高的成本。4安全和隐私问题标签和阅读器构成的无线数据采集区域可能存在的安全威胁包括标签的伪造、对标签的非法接入和篡改、通过空中无线接口的窃听、获取标签的有关信息以及对标签进行跟踪和监控。企业内部系统存在的安全威胁与现有企业网一样，在加强管理的同时，要防止内部人员的非法或越权访问与使用，还要防止非法阅读器接入企业内部网络。ONS通过一种认证和授权机制，以及根据有关的隐私法规，保证采集的数据14不被用于其他非正常目的的商业应用和泄露，并保证合法用户对有关信息的查询和监控。234EPC在我国的发展建议我们应该紧密把握EPC的发展趋势，积极应对可能面临的各种挑战，在我国推广使用这一技术，提升我国企业的国际竞争力。1加强标准化工作没有标准，没有与国际标准兼容或一致的标准，EPC标签就无法被其他国家和地区的读写器识别，全球物联网的建立就成了一句空话。因此，我国应当密切跟踪EPC技术的国际发展动态，积极参与国际标准的制定和实施，并结合中国的实际情况研究制定本土化的EPC系统标准。2制定相应政策法规由于EPC系统是一个全球性的大系统，为了保证它的正常运行，必须制定相应的政策法规，规范EPC系统注册管理工作。3加强推广相关的组织管理机构和系统集成商应当加强宣传和技术培训，让更多的企业了解EPC，参与EPC的试点与实施。当然，还有人才、资金、观念等问题，需要全面考虑。总之，EPC系统的发展将为全社会带来巨大的效益，给电子、IT、包装等行业带来了新的发展机遇，同时，也是严峻的挑战。我们必须充分抓住这个机遇，及时调整发展战略，促进民族工业的发展，在全球EPC产业当中占据席位。15第3章EP0信息网络系统EPC信息网络系统及其标准，最早由AUTOID中心开发，现由EPCGLOBAL管理，它的设计和实施旨在通过互联网将全世界的所有物品识别出来。本章主要介绍EPC信息网络系统的各个组成部分的功能及工作原理。31组成结构信息网络系统由本地网络和全球互联网组成，是实现信息管理、信息流通的功能模块。EPC系统的信息网络系统是在全球互联网的基础上，通过SAVANT管理中间件、对象命名解析服务ONS、实体标记语言PML和EPC信息服务EPCIS实现全球“实物互联“。下表为EPC信息网络系统的组成及功能说明表31EPC信息网络系统的组成来源自制组成功能及说明EPC系统的软件支持系统，主要任务是数据校对、识读器协调、SAVANT中间件数据传送、数据存储和任务管理对象名解析服务是一个自动的网络服务系统，类似于域名解析服务DNS，ONSONS给SAVANT系统指明了存储产品的有关信息的服务器实体标记语言基于可扩展标识语言L发展而来的，用于描述有关产品信息的一种计算机语言，提供描述实物体、动态环境的标准，供软PML件开发、数据存储和数据分析之用EPC信息服务由供应链各参与方维护，是信息请求者和数据库之间的门户EPCISEPC信息网络系统的每一个组件的功能将在接下来的小节中详述。这里应该注意，局域EPC网络适用于一个企业或一个专用网，局域EPC网络通过互联网连接起来，使信息和数据流能在全球流动。如图31所示。一个全球公用的ONS系统也可以用来连接EPC网络的公用门户，原理类似域名解析系统DOMAINNAMESYSTEM，DNS连接互联网上的计算机。16图31将所有的EPC网络通过互联网连接起来来源自制32SAVANT中间件当每件产品都加上RFID标签后，在产品的生产、运输和销售过程中，读写器将不断采集到产品电子编码的数据流，SAVANT位于读写器与信息网络的中间部位，加工和处理来自读写器的所有信息和事件流。AUTOIDCENTER提出的SAVANT的技术框架，是一种通用的管理EPC数据的架构，被定义成具有一系列特定属性的可扩展的“程序模块一或“服务“，并被用户集成以满足特定的需求。SAVANT连接标签识读器和企业应用程序，代表应用程序提供一系列功能，比如将数据送往应用系统之前，要进行过滤、汇总和计数，压缩数据容量，减少网络流量。SAVANT向上层转发它所关注的某些事件或事件摘要，并有防止错误识读、漏读和重读数据的功能。图32描述了SAVANT组件与其他程序间的通讯。17SAVANT图32SAVANT结构来源AUTOIDCENTER,AUTOIDSAVANTSPECIFICATION10“，OCTOBER2003SAVANT通过两个接口与外界交互识读器接口和应用程序接口。其中识读器接口提供与RFID识读器的连接方法；应用程序接口使SAVANT与外部应用程序连接起来，这些应用程序通常是现有的企业运行的应用系统程序。SAVANT服务器通常位于在商店、仓库、制造车间、运输车辆上、本地配送中心、区域乃至全国性的数据中心，以实现对数据的捕获、监控和传送。33对象名解析服务在EPC网络中，对象名解析服务ONS的作用是指出具体应用需要的信息所在的服务器的地址。换句话说，ONS就像“反向电话目录一，给你一个号码EPC号码，从它的数据库中找到相对应的地址数据所在的地址。为了促使ONS更快的发展，它完全基于互联网的技术和架构。第一代ONS系统是基于DNS系统设计的，利用了现有的DNS系统，并加入了自己的配置。A髻一煅钯阻蜘ILLII，ILLJ|ETAGME删E叫TAGREADER2TAGENCODCDE叫LOCALSERVER卜3EPCURJFORM、ITNIFNO口UUJULRMLO盯V可LOCATIONSRESOLVER7C0珂盈蜘M立POOOA4EPCDOMAIN5NAPTRRECORDSNAME1RLONS、RV碜ERINFRA。STRUCTUREEPCINFORMATIONSERVICE图33ONS系统概览来源AUTOIDCENTER,AUTOIDOBJEANAMESERVICEONSLI10”，AUGUST2003图33为ONS系统概览，具体解释见下表表32ONS中的URL解析来源AUTOIDCENTER,AUTOIDOBJECTNAMESERVICEONS10”，AUGUST2003描述传输的数据L读写器读取EPC标签，并获二进制码010000000000000000000得二进制形式的EPC码100000000000001L0000000000000000001100100002获得的EPC码被传给服务器二进制码010000000000000000000L0000000000000110000000000000000001100100003EPC码被转换成URLL格式UI112EPC“1224,400进制转换成整数4URI被转换成域名格式去掉UMEPC1224400去掉EPC的序列号1224倒置整个字符串2421在末尾连接“ONSROOTORG2421ONSROOTORG5ONS将产生一系列可能的HTTPWWWEXAMPLETOMREQUESTPHPURLHTTPLLWWWEXAMPLE,COMSERVICEINFOREQUESTASP6正确的URL将被选择并提取HTTPWWWEXAMPLETOMREQUESTPHP出来7服务器向该URL发送请求HTTPWWWEXAMPLECORNREQUESTPHP1统一资源标识符UNIFORMRESOURCEMENTIFIER,URI是指向万维网WORLD懒DEWEB,WWW上的任何对象的所有类型的名字和地址的通用术语2统一资源名称UNIFORMRESOURCENAME,URN和统一资源定位符UNIFORMRESOURLOCATOR，URL都是URI的子集19现今，ONS的概念与AUTOID中心第一次提出时有了重大改变。最初，ONS将EPC码解析为口地址，比如127001，也就是找到了服务器可以是一个数据库，或者是一个信息服务器。一个IP地址足以找到一台服务器，但还不足以找到一个特定的服务。于是，EPCGLOBAL