第8章EPC基础知识

EPC与物联网技术本章内容EPC的基础知识EPC编码EPC系统的网络技术EPC系统中得对象名称解析服务EPC系统中的实体标记软件语言物联网技术与应用EPC的基础知识EPC的基本概念EPC系统的构成EPC技术的优势1.什么是EPC？EPC（ElectronicProductCode）即电子产品编码，是一种编码系统。它建立在EAN.UCC（即全球统一标识系统）条形编码的基础之上，并对该条形编码系统做了一些扩充，用以实现对单品进行标志。一、EPC的基本概念EPC标签2.EPC编码体系EPC编码的一个重要特点是：该编码是针对单品的。它的基础是EAN.UCC，并在EAN.UCC基础上进行扩充。根据EAN.UCC体系，EPC编码体系也分为5种：（1）SGTIN：系列化全球贸易标识代码（SerializedGlobalTradeIdentificationNumber）；（2）SGLN：系列化全球位置码（SerializedGlobalLocationNumber）；（3）SSCC：系列货运包装箱代码（SerialShippingContainerCode）；（4）GRA：全球可回收资产标识符（GlobalReturnableAssetIdentifier）；（5）GIAI：全球个人资产标识符（GlobalIndividualAssetIdentifier）。一、EPC基本概念1.EPC系统的构成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，主要包括六个方面，见表8-1和图8-1。二、EPC系统的构成2.EPC系统的构成该框架基于RFID技术、Internet技术以及EPC体系，包括各种硬件和服务性软件系统。EPC系统的构成目标，制定相关标准的目标是：在贸易伙伴之间促进数据和实物的交换，鼓励改革。（1）全球化的标准：（2）开放的系统：（3）平台独立性：（4）可测量性和可延伸性：（5）安全性：（6）私秘性：（7）工业结构和标准：二、EPC系统的构成三、EPC技术的优势1.EPC技术的好处EPC网络通过高效的、顾客驱动的运作，供应链中的诸如贸易项的位置、数量等即时信息会保证组织对顾客需求做出更灵敏的反应。EPC标签实现了自动的，无须在视线范围内的识别。3.EPC网络能够为快速消费品以外的行业提供解决方案2.EPC技术网络的开发和商业化是一项全球性行动四、EPCglobal组织1.EPCglobal概述EPCglobal是一个中立的、非营利性标准化组织。由EAN和UCC两大标准化组织联合成立。主要职责：是在全球范围内对各个行业建立和维护EPC网络，保证供应链各环节信息的自动、实时识别采用的全球统一标准。2.EPCglobal网络EPCglobal网络是实现自动即时识别和供应链信息共享的网络平台。8.2EPC编码EPC编码原则EPC编码关注的问题EPC编码结构EPC编码类型EPC编码数据结构EPC数据的URIEPC编码和EPC编码的相互转换EPC编码是EPC系统的重要组成部分，它是指对实体及实体的相关信息进行代码化，通过统一并规范化的编码建立全球通用的信息交换语言。EPC编码是EAN.UCC在原有全球统一编码体系基础上提出的，是新一代全球统一标识编码体系，是对现行编码体系的一个补充。8.2.1EPC编码原则唯一性足够的编码容量组织保证使用周期简单性EPC编码既简单，同时又能提供实体对象的唯一标识。可扩展性EPC编码留有备用空间，具有可扩展性。保密性与安全性EPC编码与安全和加密技术相结合，具有高度的保密性和安全性。8.2.2EPC编码关注的问题生产厂商和产品内嵌信息分类批量产品编码载体8.2.3EPC编码结构EPC中码段的分配时由EAN.UCC来管理的。EPC编码是由一个版本号加上另外三段数据（依次为域名管理、分类对象、序列号）组成的一组数字。版本号+域名管理+分对象+序列号8.2.4EPC编码类型EPC-64码EPC-64I型EPC-64II型EPC-64III型EPC-96码EPC-256码256位EPC编码是为满足未来使用EPC编码的应用需求而设计的。8.2.5EPC编码数据结构EPC编码数据结构标准规定了EPC数据结构的特征、格式。EPC编码数据结构标准适用于全球和国内物流供应链各个环节的产品（物品、贸易项目、资产、位置等）与服务等的信息处理和信息交换。1.EPC编码数据结构表示EPC编码数据结构的通用结构由一个分层次，可变长度的标头及一系列数字字段组成，代码的总长、结构和功能完全由标头的值决定。8.2.6EPC数据的URI表示EPC作为一种URI的编码规范。URI编码补充了供RFID标签和其他低级架构部件使用和定义的EPC标签编码。8.2.7EAN编码和EPC编码相互转换1.EPC系统的构成EPC网络是一个能够实现供应链中的商品的快速自动识别及信息共享的框架。EPC网络使供应链中的商品信息真实可见，从而使组织机构可以更加高效地运转。通过采用多种技术手段，EPC网络为在供应链中识读EPC所标识的贸易项目，并且在贸易伙伴之间共享项目项目信息提供了一种机制。EPC网络使用射频技术（RFID）实现供应链中贸易项信息的真实可见。它由五个基本要素组成：产品电子代码（EPC）、射频识别系统（EPC标签和识读器）、Savant系统、发现服务（包括ONS）、EPC中间件、EPC信息服务（EPCIS）。8.3EPC系统网络技术2.Savant系统给每件产品都加上RFID标签之后，在产品的生产、运输和销售过程中，识读器将不断收到一连串的产品电子编码。整个过程中最为重要、同时也是最困难的环节就是传送和管理这些数据。自动识别产品实验室开发了一种名叫Savant的软件技术，相当于新式网络的神经系统。8.3EPC系统网络技术图8-18Savant的组件与其他应用程序的通信8.3EPC系统网络技术3.对象名称解析服务（ONS）ONS是一个自动的网络服务系统，类似于域名解析服务DNS。ONS用来定位某一EPC对应的PML服务器。PML服务器是一种简单的Web服务器，用PML语言来描述与实体对象相关的信息。ONS服务是联系前台Savant软件和后台PML服务器的网络枢纽，并且其设计与架构都以因特网域名解析服务DNS为基础。8.3EPC系统网络技术4.（ObjectNameService,对象名称解析服务），系统主要处理电子产品编码与对应的EPCIS信息服务器地址的映射管理和查询，而EPC编码技术采用了遵循EAN.UCC的SGTIN格式，和域名分配方工很相似，因此完全可以借鉴互联网络中已经很成熟的DNS技术思想，并利用DNS构架实现ONS服务。2.ONS与DNS比较（1）ONS与DNS的联系ONS服务是建立在DNS基础之上的专门针对EPC编码与货品信息的解析服务，在整个ONS服务工作过程中，ONS服务工作过程中，DNS解析是作为ONS不可分割的一部分存在的，在将EPC编码转换成URI格式，再由客户端将其转换成标准域名时，下面的工作就由DNS承担了，DNS经过递归式或交谈式解析，将结果以NAPTR记录格式返回给客户端，ONS即过完成了一次解析服务。8.4EPC系统中的对象名称解析服务3.ONS与DNS比较（2）ONS与DNS的区别ONS与DNS主要的区别在于输入与输出内容的区别。ONS在DNS基础上进行EPC解析，因此其输入端是EPC编码，而DNS用于解析，其输入端是域名；ONS返回的结果是NAPTR格式，而DNS则更多时候返回查询的IP地址。DNS与ONS解析比较如图8-20所示。8.4EPC系统中的对象名称解析服务3.ONS类型（2）ONS与DNS的区别ONS提供静态ONS与动态ONS两种服务。静态ONS指向货品的制造商，动态ONS指向一件货品在供应链中流动时所经过的不同的管理实体。静态ONS静态ONS假定每个对象有一数据库，提供指向相关制造商的批针，并且给定的EPC编码总是指向同一个URL，如图8-21所示。8.4EPC系统中的对象名称解析服务3.ONS类型（2）ONS与DNS的区别ONS提供静态ONS与动态ONS两种服务。静态ONS指向货品的制造商，动态ONS指向一件货品在供应链中流动时所经过的不同的管理实体。动态ONS动态ONS指向多个数据库，指向货品在供应链流动过程中所经过的所有管理者实体，如图8-22所示。5.ONS工作原理与层次结构ONS是种全球查询服务，可以将EPC编码转换成一个或多个Internet地址，从而可以进一步找到次编码对应的货品详细信息，通过统一资源定位符（URL）可以访问EPCIS服务和与该货品相关的其他Web站点/Internet资源。图8-23展示了ONS在物联网系统中的作用。ONS是负责将标签ID解析成其对应的网络资源地址服务。例如，客户端有一个请求，需要获得标签ID号为“123.....”的一瓶药的详细情况，ONS服务器接到请求后将ID号转换成资源地址，那么资源服务器将检查这瓶药的详细信息，如生产日期、配方、原材料、用途、供应商等，并返回给客户端。5.ONS工作原理与层次结构ONS层次结构ONS系统是一个分布式的层次结构，主要由ONS服务器、ONS本地缓存、本地ONS解析器以及映射信息组成。ONS服务器是ONS系统的核心，用于处理本地客户端的ONS查询请求，若查询成功，则返回此EPC编码对应的EPCIS映射信息（服务地址信息）。ONS服务器的结构类似于DNS服务器，ONS系统的层次图如图8-24所示，系统分为三个层次，处于最顶层的是ONS服务器，中间层的则是各地的本地ONS服务器，最下层的则是ONS缓存。5.ONS工作原理与层次结构ONS层次结构ONS系统是一个分布式的层次结构，主要由ONS服务器、ONS本地缓存、本地ONS解析器以及映射信息组成。ONS服务器是ONS系统的核心，用于处理本地客户端的ONS查询请求，若查询成功，则返回此EPC编码对应的EPCIS映射信息（服务地址信息）。ONS服务器的结构类似于DNS服务器，ONS系统的层次图如图8-24所示，系统分为三个层次，处于最顶层的是ONS服务器，中间层的则是各地的本地ONS服务器，最下层的则是ONS缓存。6.ONS工作流程与查询步骤ONS工作流ONS工作流程如图8-25所示，主要分为如下几频：（1）从标签上识读一个比特字符串EPC编码，如：0100000000011000001001001001001000011001001000101010110110010101这是一个64位的EPC编码；（2）读写器将此比特字符串EPC编码发送到本地服务器；（3）本地服务器将二进制的EPC编码转化为整数并在头部添加“urn:epc:”,转化为URI格式：“urn:epc:1.1554.37401.2272661”转换完成后，发送该URI到本地ONS解析器；（4）本地ONS解析器利用格式化转换字符串将EPC比特位编码转换成EPC域前缀名，再将EPC域前缀名结合成一个完整的EPC域名。ONS解析器再进行一次ONS查询（ONSQuery）,将EPC域名发送到指定的ONS服务器基础架构，以获取所需的信息。其方法为：6.ONS工作流程与查询步骤ONS工作流ONS工作流程如图8-25所示，主要分为如下几频：（5）ONS基础架构给本地ONS解析器，返回EPC域名对应的一个或多个PML服务器IP地址；（6）本地ONS解析器再将IP地址返回给本地服务器；（7）本地服务器再根据IP地址联系正确的PML服务器，获取所需的EPC信息。6.ONS工作流程与查询步骤7.URI转成DNS查询格式的步骤现将URI转成DNS查询格式的步骤说明如下