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EPC描述了一个物联网应用的原型系统

  概要:

  EPC标准,构建物-物互联的物联网的概念与解决方案;

  EPC研究的内容主要包括三个方面:

  EPC编码体系

  EPC射频识别系统

  EPC信息网路系统

  

 

  1.EPC研究构建能让世界上“每一件商品说话”的系统

  2.RFID技术发展的过程

  3.MIT关于EPC技术的研究

  4.EPC系统能够覆盖全世界所有使用RFID与EPC编码生成商生产的所有产品

  5.EPC体系充分体现出物联网应用系统的技术特征

  一、EPC研究构建了一个能够让世界上“每一件商品说话”的系统

  20世纪20年代,条形码(bar code)诞生(备注:百度百科的条形码专家名片记录:最早出现在20世纪40年代,其它资料亦有:条形码技术最早产生在风声鹤唳的二十世纪二十年代,诞生于威斯汀豪斯(Westinghouse)的实验室里。一位名叫约翰·科芒德(John Kermode) 性格古怪的发明家“异想天开”地想对邮政单据实现自动分检,那时候对电子技术应用方面的每一个设想都使人感到非常新奇。)。时至今日,几乎所有的商标都附加上了条形码。进入21世纪之后,商品流通与运输也高度发展,条形码在越来越多的情况下已经不能够满足人们的要求。想象下面几种实际应用场景:

  1.当你在超市推着满载商品的购物车时,收银员用扫码枪挨个扫码商品的条形码

  2.如果你是库管,你每天都需要对大量产品进行出入库扫码

  3.如果你是机场工作人员。当一位中转的旅客过了登机时间仍未登机,广播通知也没有找到时,你是否需要有一种技术,只要靠近就能够自动显示位置

  4.如果你是一名军需官,在一次军事行动中,几列火车的军用物资达到了,各个部队的后勤人员要在最短时间内领导自己需要的弹药、装备与食品时,通过阅读器就能马上知道每节车厢的物资种类、每件物品的确切位置

  二、RFID技术发展的过程

  RFID技术能够满足物品信息自动、快速、准确识别的需求。当RFID技术与互联网技术结合在一起时,可以构成全世界物品信息实时共享的“物-物互联”的物联网。一场影响深远的技术革命也就随之而来了。

  实际上,RFID技术研究的历史可以追溯到20世纪60年代。R.F.Harrington发表了与RFID技术相关的论文“Theory of Loaded Scatters”。这是 Sensormatic 等公司推出了电子物品防盗(Electronic Article Surveillance)的应用。这种电子标签也叫做“1-比特标签”,它只能用于检测物品在不在,而无法标识物品的种类。

  20世纪70年代,学术界与工业界都意识到电子标签技术的重要性,开始进行交大规模的研究与实验。这个时期最具有代表性的研究成果是美国 Los Alamos 实验室的 Koelle、Steven 与 Freyman 发布的论文“Short-Range Radio-Telemetry for Electronic Identification Using Modulated Backscatter”,以及传输距离几十米的被动式电子标签原型系统。

  20世纪80年代,世界各国开始将RFID应用于商场零售业、物流运输业、工业原材料与产品管理,以及动物监控等领域。

  20世纪90年代,是RFID技术与应用发展速度最快的阶段。美国有3亿个RFID标签安装在汽车上。1991年,第一个高速公路不停车收费(ETC)系统在美国俄克拉荷马州投入使用。1992年,电子收费与交通管理相结合的系统在休斯敦运行。之后一些工业自动化系统在组装线上采用RFID标识零配件,并且扩展到销售、运输与仓库管理,这些成果的应用促进了RFID应用技术的发展。

  21世纪初,沃尔玛将RFID应用到零售业,美国军方将RFID应用到军事物流。RFID的大规模应用推动了编码与通信协议的标准化,催生了全球性的RFID标准与产业联盟,最主要的有 EPCglobal、AIM、ISO/IEC等。

  

 

  三、MIT关于EPC技术的研究

  在RFID技术与互联网技术结合方面最有代表的研究是由美国麻省理工学院(MIT)的 Auto-ID 实验室完成的。1999年10月,有 Sanjey Sarma 与 David Brock 教授提出了依托产品电子代码(Electronic Product Code,EPC)标准,构建物-物互联的物联网的概念与解决方案。EPC研究的内容主要包括三个方面:EPC编码体系、EPC射频识别系统与EPC信息网络系统

  EPC研究的核心思想是:

  为每一个产品(而不是每一类产品)分配一个唯一的电子标识符——EPC码

  EPC码存储在RFID标签的芯片中

  通过无线数据传输技术,RFID读写器可以通过非接触的方式自动采集到EPC码

  连接在互联网中的服务器可以完成对EPC码所涵盖内容的解析

  四、EPC系统能覆盖全世界所有使用RFID与EPC编码生产商生成的所有产品

  基于EPC的物联网是建立在互联网的基础之上的,但是它需要增加必要的物联网基础设施:对象名字服务(Object Naming Service,ONS)与服务器体系、EPC信息服务(EPC Information Service,EPCIS)与服务器体系。

  由于物联网上需要存储的物品EPC信息非常多,EPCIS服务器也必然很多,因此支持物联网EPC应用的ONS服务器、EPCIS服务器不可能采用集中式的服务器与数据库,而需采取与互联网域名服务DNS类似的设计方法,通过建立分布在不同地理位置、协同工作的分布式服务器体系与分布式数据库,形成层次性的ONS服务器体系与EPCIS服务器体系,以满足大规模物联网EPC信息服务的需要。EPC网络硬件、软件与数据就构成了能够自动识别物品数据,实现可靠传输与智能处理的物联网应用系统。

  EPC系统在RFID商品信息查询中采用了与DNS(互联网域名服务)相似的对象名字服务(ONS)与ONS服务器体系。

  EPC系统对RFID商品信息的查询过程步骤:

  1.通过ONS系统查询EPCIS服务器的URL

  2.通过互联网DNS系统查询EPCIS服务器的IP地址

  3.通过生产商EPCIS服务器的IP地址获取商品信息

  

 

  五、EPC体系充分体现出物联网应用系统的技术特征

  Auto-ID实验室研究的EPC系统为我们展示了基于RFID感知技术的一类重要物联网应用的原型系统。

  Auto-ID实验室EPC研究最重要的创新点表现为:

  1.EPC不是为一类产品,而是为每一件产品分配唯一的电子标识码

  2.EPC不是为某个RFID应用系统,而是为全球各种RFID应用系统建立了一个标准的存储、查询RFID信息的ONS体系

  3.EPC网络不是一个独立于互联网、孤立的网络信息系统,它是建立在互联网的基础上的网络信息系统

  4.EPC研究人员巧妙地利用互联网中域名解析服务的域名系统,并模仿DNS工作原理、算法与服务器体系,设计了能够支撑全世界用户访问的名字对象服务系统(ONS)

  5.在数据通信上,EPC系统不需要单独建立传输网,而是充分地利用互联网传输网的数据传输能力;在应用层必须制定适应EPC工作原理的协议,开发高层应用软件,增加相应的设备;在执行EPC应用层协议的过程中,EPC系统要使用互联网应用层的域名解析DNS、虚拟终端协议Telnet与动态地址配置协议(DHCP)、以及 Web、E-mail、FTP等基本的协议与服务。

  认真研究系统的设计思想,对于我们理解物联网的概念,研究物联网核心技术与体系结构具有重要的借鉴意义和示范作用。

  彩蛋:

  RFID:Radio Frequency Identification,射频识别

  EPC:Electronic Product Code,产品电子代码

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