物聯網體系結構研究及模擬實驗平臺
論文摘(zhai)要:結(jie)合技術(shu)發展(zhan)和(he)應用趨勢(shi),梳理(li)(li)了物聯(lian)網(wang)的(de)概(gai)念,提出了EPC(electronic product code)物聯(lian)網(wang)與泛(fan)在網(wang)絡和(he)傳感網(wang)之間的(de)區別(bie)。以(yi)EPC物聯(lian)網(wang)為主,詳細分析了網(wang)絡體系(xi)結(jie)構、各組成模塊的(de)功能及系(xi)統的(de)工作(zuo)原理(li)(li),最后,以(yi)Accada原型平臺為基(ji)礎(chu),介紹了EPC物聯(lian)網(wang)模擬(ni)實(shi)驗(yan)系(xi)統的(de)組建方法。研究成果對探討物聯(lian)網(wang)技術(shu)及實(shi)驗(yan)方法具有一定的(de)指導意義。
論文關鍵詞:物聯網(wang);射頻識(shi)別(RFID),產(chan)品電子(zi)代碼(EPC);模擬實驗平臺
射頻識(shi)(shi)別(radio frequency identification,RFID)是(shi)20世(shi)紀50年代出現(xian),在(zai)(zai)當(dang)前備受關注的(de)(de)(de)一(yi)種成熟的(de)(de)(de)無線(xian)自動識(shi)(shi)別技(ji)術(shu)(shu)(shu)。利(li)用(yong)RFID可(ke)以實現(xian)可(ke)移動、無接觸、多目標的(de)(de)(de)數(shu)據通信u]。1999年,美國麻省理工學院(MIT)自動識(shi)(shi)別中心(Auto—ID Center)提出產品(pin)電(dian)(dian)子代碼(ma)EPC(electronic product code)的(de)(de)(de)概念”],旨在(zai)(zai)通過(guo)嵌入(ru)到RFID標簽中的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子代碼(ma)來標識(shi)(shi)物品(pin)的(de)(de)(de)唯一(yi)性,從而(er)取(qu)代在(zai)(zai)20世(shi)紀70年代已開始廣泛使用(yong)的(de)(de)(de)條形碼(ma)技(ji)術(shu)(shu)(shu)。2005年在(zai)(zai)國際(ji)電(dian)(dian)信聯(lian)(lian)(lian)盟(meng)(ITU)發布的(de)(de)(de)《ITU互(hu)聯(lian)(lian)(lian)網報告(gao)2005:物聯(lian)(lian)(lian)網》一(yi)文中提出了(le)物聯(lian)(lian)(lian)網(Internet of things)一(yi)詞(ci),將其定義為利(li)用(yong)RFID和(he)Internet構(gou)建一(yi)個遍及全球、覆蓋世(shi)界(jie)上萬事萬物的(de)(de)(de)網絡,從而(er)實現(xian)對物品(pin)的(de)(de)(de)自動識(shi)(shi)別和(he)對物品(pin)屬性的(de)(de)(de)互(hu)聯(lian)(lian)(lian)與共享(xiang)[33。至此,許多國家和(he)地區(qu)掀(xian)起了(le)對物聯(lian)(lian)(lian)網技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)研(yan)究和(he)實驗網絡的(de)(de)(de)建設熱潮,希望在(zai)(zai)標準制定和(he)自主知識(shi)(shi)產權(quan)等方面(mian)能(neng)夠取(qu)得(de)話語權(quan),不希望再面(mian)對類似目前Internet的(de)(de)(de)尷尬局(ju)面(mian)。
由于(yu)(yu)物(wu)(wu)(wu)聯網(wang)(wang)尚處于(yu)(yu)發展初期,目(mu)前國內外(wai)對物(wu)(wu)(wu)聯網(wang)(wang)概念(nian)的定位也(ye)不盡相同。本(ben)文首先對目(mu)前存在的物(wu)(wu)(wu)聯網(wang)(wang)概念(nian)進行了(le)必要(yao)的分(fen)類梳理,然后以EPC物(wu)(wu)(wu)聯網(wang)(wang)(EPC系(xi)統(tong)(tong))為主(zhu),分(fen)析了(le)物(wu)(wu)(wu)聯網(wang)(wang)的體系(xi)結構、各組(zu)成模(mo)塊的功(gong)能(neng)以及系(xi)統(tong)(tong)的工作原(yuan)理,最后以Accada原(yuan)型平臺為例(li),介紹了(le)EPC物(wu)(wu)(wu)聯網(wang)(wang)模(mo)擬實(shi)驗系(xi)統(tong)(tong)的組(zu)建方法。
l物聯網的概念
目前(qian)國(guo)際上對(dui)物(wu)聯網(wang)(wang)的(de)(de)(de)研究主要(yao)分為以(yi)(yi)歐美為代表的(de)(de)(de)EPC系(xi)統和(he)以(yi)(yi)日本、韓國(guo)為代表的(de)(de)(de)泛在識別UID(ubiquitous ID)系(xi)統。另外,傳(chuan)感(gan)器(qi)網(wang)(wang)絡(簡稱(cheng)“傳(chuan)感(gan)網(wang)(wang)”)是由“傳(chuan)感(gan)器(qi)模(mo)塊+組網(wang)(wang)模(mo)塊”組成的(de)(de)(de)網(wang)(wang)絡,其中傳(chuan)感(gan)器(qi)僅僅感(gan)知信號(如溫度、濕度、速度等),并不(bu)對(dui)物(wu)體(ti)進(jin)行標識,所以(yi)(yi)從嚴(yan)格意義上講傳(chuan)感(gan)網(wang)(wang)不(bu)屬于物(wu)聯網(wang)(wang)的(de)(de)(de)范(fan)疇(chou),但傳(chuan)感(gan)器(qi)產生的(de)(de)(de)信號可(ke)以(yi)(yi)經統一編(bian)碼后交給(gei)物(wu)聯網(wang)(wang)處理(li)。
1.1 EPC系統
產品(pin)電子代碼(EPC)的(de)概(gai)念1999年由麻省理工學院Auto—ID Center提出。2003年11月(yue)(yue)1日(ri)Auto—ID Center更名(ming)為Auto—ID Lab。2003年10月(yue)(yue)31日(ri)成立的(de)EPCglobal是(shi)國際物品(pin)[FS:PAGE]編碼協會(hui)(EAN)和美國統一代碼委(wei)員會(hui)(UCC)共(gong)同組建的(de)一個(ge)非盈利組織(zhi),旨在改進EPC技術,以滿足不斷發(fa)展的(de)自動(dong)識別的(de)需要(yao)。Auto—ID Center和AUtO—ID Lab都是(shi)EPC—global的(de)合作者。
EPC系(xi)統利用(yong)RFID、互聯網、數據庫等技術來構(gou)造一(yi)個主要由物(wu)品組(zu)(zu)建的(de)(de)網絡(luo),實現對物(wu)品的(de)(de)標識(shi)、跟蹤、監控等管理。EPC系(xi)統使用(yong)了數據接口(kou)(kou)組(zu)(zu)件的(de)(de)方(fang)式解決數據的(de)(de)傳輸和存(cun)儲問題,用(yong)標準化(hua)的(de)(de)計(ji)算機(ji)語(yu)言(yan)來描述物(wu)品的(de)(de)相關(guan)信息o]。2003年(nian)9月(yue),在Auto-ID Center發布(bu)的(de)(de)基于RFID實現的(de)(de)“EPC Network”規范中(zhong)(zhong)。將這個接口(kou)(kou)組(zu)(zu)件命名為(wei)PML(Physical Mark—up Language,物(wu)理標識(shi)語(yu)言(yan))服(fu)務=5一(yi)。之后(hou),研(yan)究(jiu)人(ren)員對這一(yi)規范進行(xing)了修改和優化(hua),并于2004年(nian)9月(yue)發布(bu)了修訂的(de)(de)EPC網絡(luo)結構(gou)方(fang)案,用(yong)EPCIS(EPC infor-marion service,EPC信息服(fu)務)代替了原(yuan)來的(de)(de)PML服(fu)務。目前,在全球各(ge)EPCglobal成員單位(wei)(其中(zhong)(zhong)包括(kuo)2004年(nian)4月(yue)22日成立(li)的(de)(de)EPCglobal China)的(de)(de)積極參與下,已建立(li)了一(yi)些(xie)EPC系(xi)統原(yuan)型(xing)。
1.2泛在網絡
2003年3月,日本成(cheng)立了UID Center(ubiquitousID center,泛(fan)在(zai)識別(bie)中心(xin)),具體負責研究和(he)推廣自動識別(bie)的(de)(de)(de)(de)(de)核(he)心(xin)技術(shu),主要工(gong)作重點(dian)是在(zai)所有物品上植入微型芯片,組建一個由(you)物品組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)網(wang)絡。泛(fan)在(zai)網(wang)絡(u—biquitous network)即無(wu)所不同、無(wu)所不包、無(wu)所不能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)網(wang)絡,實現(xian)(xian)任何時間、任何地點(dian)、任何人(ren)、任何物都能(neng)夠自由(you)通信邙]。泛(fan)在(zai)網(wang)絡中包含互聯網(wang)、移(yi)動通信網(wang)絡、傳感網(wang)等幾乎所有的(de)(de)(de)(de)(de)網(wang)絡類(lei)型。現(xian)(xian)有的(de)(de)(de)(de)(de)泛(fan)在(zai)網(wang)絡標準中使(shi)用了RFID技術(shu)。泛(fan)在(zai)網(wang)絡中不同實體之間的(de)(de)(de)(de)(de)通信,主要通過稱為(wei)泛(fan)在(zai)通訊器(ubiquitous com-municator,UC)的(de)(de)(de)(de)(de)UID終端來實現(xian)(xian),UC提供了多制(zhi)式的(de)(de)(de)(de)(de)通信接口以適應不同種類(lei)標簽和(he)讀寫器處理信息的(de)(de)(de)(de)(de)要求。
泛在(zai)網絡日益受(shou)到(dao)了更(geng)多國(guo)家和組(zu)織的(de)(de)重視,韓國(guo)在(zai)2006年提出的(de)(de)IT一(yi)839計(ji)劃(hua)(hua)中引入(ru)了泛在(zai)網絡的(de)(de)概(gai)念,隨(sui)后又將IT一(yi)839計(ji)劃(hua)(hua)更(geng)名為U—IT839計(ji)劃(hua)(hua)。
2 EPC物聯網的(de)組成
EPC物聯網是一個非常先進的系統。也是一個綜合了各項技術的復雜系統。EPC物聯網由EPC編碼標準、射頻識別(RFID)系統和信息網絡系統3大部分組成。
2.1 EPC編(bian)碼標準
EPC是用于標(biao)(biao)識(shi)(shi)實(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)核心,它存(cun)儲有物品、人、動物等需(xu)要識(shi)(shi)別的(de)(de)實(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)基本標(biao)(biao)識(shi)(shi)信息,具體(ti)嵌入到RFID標(biao)(biao)簽中。目前,EPC編碼(ma)采用64位(wei)(wei)、96位(wei)(wei)和(he)(he)256位(wei)(wei)等3種具體(ti)方案。與IP分(fen)組(zu)結構一樣,EPC編碼(ma)的(de)(de)結構由“頭部(bu)(bu)”(也稱為(wei)“EPC頭字段”)和(he)(he)“數(shu)據(ju)”2個部(bu)(bu)分(fen)組(zu)成,其中,“數(shu)據(ju)”部(bu)(bu)分(fen)又由EPC管理者(EPCManager)、對象分(fen)類(lei)(object cl[FS:PAGE]ass)和(he)(he)序列(lie)號(serialNO)3個字段組(zu)成。
其中,“EPC頭字(zi)(zi)段”用(yong)(yong)于(yu)定義EPC編碼的(de)(de)總長度、識(shi)別(bie)類型(xing)(xing)和(he)編碼結構;“EPC管理者”用(yong)(yong)于(yu)標(biao)識(shi)產(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)生產(chan)(chan)商,例(li)如IBM、HP、聯(lian)想等(deng);“對象分類”用(yong)(yong)于(yu)標(biao)識(shi)某一生產(chan)(chan)商所生產(chan)(chan)的(de)(de)某一產(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)(de)具體類型(xing)(xing)。例(li)如IBM System x3400 M3等(deng)I“序(xu)列號”字(zi)(zi)段用(yong)(yong)于(yu)標(biao)識(shi)具體的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin),即進行(xing)單(dan)一產(chan)(chan)品(pin)(pin)識(shi)別(bie),例(li)如IBM Systemx3400 M3中的(de)(de)某一款具體的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)。
2.2 RFID系統
目前(qian)。RFID系統的應用非常廣(guang)泛,但其技術原理基本上是相同的,一般都由標簽(tag)、讀寫器(reader)和天線(antenna)組成JJ。
(1)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)簽(qian)(qian)。標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)簽(qian)(qian)相(xiang)當(dang)于(yu)條形(xing)碼(ma)中(zhong)的(de)(de)(de)條碼(ma)符號,附著在用(yong)于(yu)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)識的(de)(de)(de)物品上,用(yong)來存(cun)儲(chu)物品的(de)(de)(de)EPC信息(xi)。標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)簽(qian)(qian)一般是帶(dai)有線圈、天(tian)線、存(cun)儲(chu)器與控制(zhi)系統的(de)(de)(de)低電(dian)(dian)(dian)集成電(dian)(dian)(dian)路。按照(zhao)獲(huo)取電(dian)(dian)(dian)能的(de)(de)(de)方式(shi)(shi)不(bu)同,標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)簽(qian)(qian)可以(yi)分為(wei)主動式(shi)(shi)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)簽(qian)(qian)(Active tag)和被動式(shi)(shi)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)簽(qian)(qian)(Passive tag)2種(zhong)類型。其中(zhong),主動式(shi)(shi)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)簽(qian)(qian)也(ye)稱為(wei)“有源(yuan)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)簽(qian)(qian)”,其內部(bu)自帶(dai)電(dian)(dian)(dian)池供電(dian)(dian)(dian),工(gong)作可靠性高(gao),信號傳輸(shu)距離(li)遠,而被動式(shi)(shi)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)簽(qian)(qian)稱為(wei)“無源(yuan)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)簽(qian)(qian)”,其內部(bu)不(bu)帶(dai)電(dian)(dian)(dian)池,要依(yi)靠外界(jie)提供的(de)(de)(de)能量(liang)才能正常工(gong)作。ECP物聯網中(zhong)一般使用(yong)“無源(yuan)標(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)簽(qian)(qian)”。
(2)讀(du)(du)寫(xie)器。讀(du)(du)寫(xie)器也稱為詢(xun)問器,它是(shi)一種讀(du)(du)取(有(you)時也可以(yi)寫(xie)入(ru))標簽(qian)信(xin)息的設備。讀(du)(du)寫(xie)器除提供標簽(qian)信(xin)息的讀(du)(du)取(或寫(xie)入(ru))功(gong)能外,還提供信(xin)號(hao)狀態控制(zhi)、差錯控制(zhi)等功(gong)能。
(3)天(tian)(tian)線(xian)。天(tian)(tian)線(xian)是在(zai)標(biao)(biao)(biao)簽和讀(du)(du)寫器(qi)之間傳遞(di)數據的裝置。在(zai)標(biao)(biao)(biao)簽和讀(du)(du)寫器(qi)上都安裝有天(tian)(tian)線(xian)。讀(du)(du)寫器(qi)上的天(tian)(tian)線(xian)一(yi)(yi)般在(zai)物品經(jing)過(guo)(guo)的通(tong)道口(kou),它一(yi)(yi)方面(mian)給無(wu)源(yuan)標(biao)(biao)(biao)簽提(ti)供電能(neng),另(ling)一(yi)(yi)方面(mian)通(tong)過(guo)(guo)它接收(shou)標(biao)(biao)(biao)簽上發出的信息。標(biao)(biao)(biao)簽上的天(tian)(tian)線(xian)屬于微型天(tian)(tian)線(xian),除(chu)接收(shou)讀(du)(du)寫器(qi)發送的信息外,還負責(ze)(ze)發送標(biao)(biao)(biao)簽上經(jing)過(guo)(guo)處理的信息。無(wu)源(yuan)標(biao)(biao)(biao)簽上的天(tian)(tian)線(xian)還要負責(ze)(ze)從讀(du)(du)寫器(qi)上獲取電能(neng)。
2.3信(xin)息網(wang)絡系統(tong)
信(xin)息(xi)網絡系(xi)統由企(qi)業本地網絡和全球互聯網組成(cheng),負責EPC系(xi)統中信(xin)息(xi)管(guan)理與傳輸,由EPC中間件(savant)、對象名稱解析服務(ONS)和物理標記語(yu)言(PML)與EPC信(xin)息(xi)服務(EPCIS)3部分組成(cheng)。
(1)EPC中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)件(savant)。中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)件(savant)用(yong)來處(chu)理從一個或(huo)多個讀(du)寫(xie)器發出的(de)(de)(de)標(biao)簽(qian)數(shu)(shu)據(ju)或(huo)傳(chuan)感器數(shu)(shu)據(ju)(事件數(shu)(shu)據(ju)),是連接標(biao)簽(qian)讀(du)寫(xie)器與后臺應(ying)用(yong)程序之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)紐帶,是一種通用(yong)的(de)(de)(de)管理EPC采集數(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)(de)系(xi)(xi)統(tong)工具。Savant是專門為物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)環(huan)境設計和(he)開發的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)件軟件,除具有(you)傳(chuan)統(tong)中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)件的(de)(de)(de)功能外,還針對物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)環(huan)境進(jin)行(xing)了大量(liang)細(xi)節方面的(de)(de)(de)優化。考慮(lv)到物(wu)(wu)聯(lian)網(wang)應(ying)用(yong)環(huan)境的(de)(de)(de)特殊性(xing),Savant在向(xiang)后端企業應(ying)用(yong)程序發送數(shu)(shu)據(ju)之(zhi)前,需要(yao)(yao)對數(shu)(shu)據(ju)進(jin)行(xing)壓縮,對標(biao)簽(qian)數(shu)(shu)據(ju)進(jin)[FS:PAGE]行(xing)過濾、集成和(he)計算,以提高發往網(wang)絡系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)質量(liang),防止錯誤識(shi)讀(du)、漏讀(du)或(huo)多讀(du)信息。為了減少(shao)網(wang)絡流量(liang),Savant可以只向(xiang)上(shang)層(ceng)轉發必需的(de)(de)(de)某些事件或(huo)事件摘要(yao)(yao)i 81。
(2)對(dui)象名(ming)稱解析(xi)(xi)服(fu)務(object name service,0NS)。在(zai)Internet中(zhong)由DNS(domain name system,域名(ming)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong))負責(ze)域名(ming)與(yu)IP地(di)址之(zhi)間的(de)(de)解析(xi)(xi)功能(neng),而(er)在(zai)EPC系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中(zhong)則(ze)由ONS負責(ze)EPC編碼與(yu)存(cun)放物品(pin)詳細信息(xi)的(de)(de)EPCIS服(fu)務器URI(uniform resource identi—tier,統(tong)(tong)一資源標(biao)識符)之(zhi)間的(de)(de)解析(xi)(xi)功能(neng)[9d叫(jiao)。ONS的(de)(de)工作(zuo)原理(li)和功能(neng)都類(lei)似(si)于DNS。與(yu)DNS一樣,ONS也(ye)是一個(ge)分布式(shi)遞歸查詢系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。ONS系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)建立在(zai)DNS系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)上。EPC標(biao)簽(qian)中(zhong)一般僅存(cun)儲了實(shi)體的(de)(de)EPC,當Savant系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)在(zai)獲得該實(shi)體的(de)(de)EPC后,還需要(yao)根據EPC匹配到相應(ying)實(shi)體的(de)(de)詳細信息(xi)。這個(ge)匹配過(guo)程即(ji)物聯網的(de)(de)尋址過(guo)程,也(ye)就是0NS所提(ti)供的(de)(de)功能(neng)。
(3)物理標(biao)記(ji)語(yu)(yu)(yu)言(yan)(physical markup.1anguage,PML)與EPC信息(xi)服(fu)(fu)務(EPCIS)。正(zheng)像Internet中(zhong)(zhong)的(de)(de)超文本標(biao)記(ji)語(yu)(yu)(yu)言(yan)或(huo)標(biao)示(shi)語(yu)(yu)(yu)言(yan)(hypertext markup lan-guage,HTML)一(yi)(yi)樣,在(zai)物聯網中(zhong)(zhong)也需(xu)要(yao)一(yi)(yi)種針對(dui)(dui)具體(ti)實(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)信息(xi)的(de)(de)描述(shu)(shu)語(yu)(yu)(yu)言(yan),該語(yu)(yu)(yu)言(yan)即為PML(physicalmarkup language,物理標(biao)示(shi)語(yu)(yu)(yu)言(yan),又稱實(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)標(biao)示(shi)語(yu)(yu)(yu)言(yan)),由PML語(yu)(yu)(yu)言(yan)描述(shu)(shu)的(de)(de)各項服(fu)(fu)務構成了EPCIS。PML是(shi)在(zai)XML(extensible markup language,可擴(kuo)展(zhan)標(biao)記(ji)語(yu)(yu)(yu)言(yan))的(de)(de)基礎之(zhi)上發展(zhan)起來的(de)(de)。在(zai)EPC系(xi)統(tong)中(zhong)(zhong),EPC一(yi)(yi)般僅(jin)(jin)包含(han)有(you)所(suo)描述(shu)(shu)實(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)簡要(yao)信息(xi),僅(jin)(jin)作(zuo)為實(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)信息(xi)的(de)(de)摘要(yao)、指針或(huo)關(guan)(guan)鍵字。有(you)關(guan)(guan)實(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)的(de)(de)詳細信息(xi)存放在(zai)網絡(luo)數(shu)(shu)據(ju)庫中(zhong)(zhong),具體(ti)由EPCIS提供的(de)(de)接(jie)口(kou)來訪問。從Savant獲取(qu)到EPC,到含(han)有(you)EPC的(de)(de)信息(xi)在(zai)Savant、EPCIS、ONS、應用(yong)程序之(zhi)間的(de)(de)傳遞,都需(xu)要(yao)有(you)一(yi)(yi)種被每(mei)一(yi)(yi)個節點共認的(de)(de)公(gong)共語(yu)(yu)(yu)言(yan)來描述(shu)(shu),這個語(yu)(yu)(yu)言(yan)就是(shi)PML。EPCIS通過為EPC數(shu)(shu)據(ju)提供一(yi)(yi)套(tao)標(biao)準接(jie)口(kou),實(shi)(shi)(shi)(shi)現了對(dui)(dui)EPC單一(yi)(yi)數(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)采集和共享,而且不(bu)影響(xiang)對(dui)(dui)企業(ye)已有(you)系(xi)統(tong)的(de)(de)使用(yong)。
3 EPC物聯網的(de)工作原理
EPC信息(xi)的(de)(de)(de)處理過程主要分為以(yi)(yi)下幾個步驟:步驟1:當貼有EPC標(biao)(biao)簽的(de)(de)(de)實(shi)體(汽車、手機、計算機等)進(jin)入RFID讀(du)寫器的(de)(de)(de)信號覆蓋范圍時(shi),讀(du)寫器以(yi)(yi)電磁波形式(shi)發出的(de)(de)(de)指令(ling)會(hui)被(bei)EPC標(biao)(biao)簽接(jie)收到。EPC標(biao)(biao)簽在接(jie)收到指令(ling)后,將(jiang)存儲器中的(de)(de)(de)EPC通過內部電路調(diao)制后經內置天線以(yi)(yi)電磁波的(de)(de)(de)形式(shi)發送出去,給讀(du)寫器以(yi)(yi)“應答”。讀(du)寫器對接(jie)收到的(de)(de)(de)EPC電磁波進(jin)行解(jie)調(diao)后便取得(de)了該標(biao)(biao)簽中的(de)(de)(de)EPC。
在(zai)具體(ti)應(ying)用中(zhong),同(tong)(tong)一個RFID讀寫(xie)器可能會同(tong)(tong)時(shi)(shi)接收到由多個EPC標(biao)(biao)簽發(fa)(fa)送(song)的EPC。例如(ru),當裝有大(da)量商(shang)品的卡車(che)通過(guo)倉(cang)庫出(chu)口(kou)時(shi)(shi),這(zhe)些商(shang)品上(shang)的EPC標(biao)(biao)簽會被RFID讀寫(xie)器發(fa)(fa)送(song)的電(dian)磁波同(tong)(tong)時(shi)(shi)激活(huo),這(zhe)時(shi)(shi)所有[FS:PAGE]EPC標(biao)(biao)簽幾乎同(tong)(tong)時(shi)(shi)向(xiang)同(tong)(tong)一個RFID讀寫(xie)器發(fa)(fa)送(song)“應(ying)答(da)”信(xin)息(xi),不(bu)(bu)同(tong)(tong)信(xin)息(xi)之(zhi)間將產(chan)生(sheng)“碰撞”。在(zai)遇到這(zhe)種情(qing)況(kuang)(此情(qing)況(kuang)出(chu)現的概(gai)率很高)時(shi)(shi),RFID讀寫(xie)器會啟(qi)用防碰撞程序,使不(bu)(bu)同(tong)(tong)的EPC標(biao)(biao)簽按(an)序發(fa)(fa)送(song)“應(ying)答(da)”信(xin)息(xi)。隨著對物聯網(wang)研究范圍的擴展(zhan),實體(ti)上(shang)不(bu)(bu)僅(jin)會貼有EPC標(biao)(biao)簽,還有可能會安裝不(bu)(bu)同(tong)(tong)功能的傳感器。在(zai)EPC系統中(zhong),傳感器產(chan)生(sheng)的信(xin)息(xi)也要(yao)轉(zhuan)換為標(biao)(biao)簽的EPC后(hou)再發(fa)(fa)送(song)給RFID讀寫(xie)器處(chu)理。
步(bu)驟2;RFID讀寫器(qi)在獲(huo)得實體(ti)的(de)EPC后(hou),EPC將傳給本(ben)地(di)Savant進行過濾處理,隨后(hou)以(yi)過濾后(hou)的(de)EPC為對象查(cha)找保存(cun)(cun)有(you)該(gai)(gai)EPC詳細信息(xi)的(de)EPCIS服務器(qi)。這里有(you)2種可能(neng):一種是本(ben)地(di)ONS緩沖中(zhong)(zhong)(zhong)已存(cun)(cun)在該(gai)(gai)EPC記(ji)錄(lu),此時便通(tong)過記(ji)錄(lu)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)URI訪問EP—CIS服務器(qi);另一種是本(ben)地(di)ONS緩沖中(zhong)(zhong)(zhong)不存(cun)(cun)在該(gai)(gai)EPC記(ji)錄(lu),此時便向本(ben)地(di)ONS服務器(qi)發(fa)出查(cha)詢請求,如果本(ben)地(di)ONS服務器(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)沒有(you)對應的(de)記(ji)錄(lu),則通(tong)過遞歸方式在ONS樹中(zhong)(zhong)(zhong)進行查(cha)詢,直到返回EPCIS服務器(qi)的(de)URI。
步驟3:應用軟件(jian)在得(de)到的URI列表中選擇其中一個,然后通過該URI來訪問對應的EPCIS服務器(qi),便可獲得(de)該EPC實體的詳(xiang)細(xi)信息。
需(xu)要注意的(de)(de)是(shi),在由EPC標(biao)簽(qian)、RFID讀寫器、Sa—vant、ONS服務器、EPCIS服務器組成的(de)(de)EPC系統中,RFID讀寫器從EPC標(biao)簽(qian)中獲取(qu)的(de)(de)EPC僅僅是(shi)一條(tiao)索(suo)引(指針)信(xin)(xin)息(xi),用戶關心(xin)的(de)(de)是(shi)與EPC相對(dui)應的(de)(de)詳(xiang)細信(xin)(xin)息(xi),而(er)這(zhe)些完(wan)整(zheng)的(de)(de)信(xin)(xin)息(xi)以PML形式全部存儲在EPCIS服務器上。
4基(ji)于Accada原型的模擬(ni)實驗平(ping)臺的組建(jian)
為(wei)了(le)(le)推動EPC物聯網(wang)在全球的(de)(de)發(fa)展(zhan),瑞(rui)士圣加侖大(da)學(xue)的(de)(de)Auto-ID實驗(yan)(yan)室發(fa)布了(le)(le)一個稱為(wei)Accada的(de)(de)開源(yuan)(yuan)RFID原型平臺,并得到(dao)了(le)(le)來自劍(jian)橋Auto-ID實驗(yan)(yan)室的(de)(de)大(da)力幫助。通過(guo)下載和使(shi)用(yong)這(zhe)個免費(fei)的(de)(de)開源(yuan)(yuan)軟(ruan)件棧,在該(gai)平臺上終端用(yong)戶(hu)、系統集成商以及研(yan)究人員便可以進行EPCglobal網(wang)絡協議(yi)的(de)(de)各項(xiang)實驗(yan)(yan),從而開發(fa)出符合(he)標準規范(fan)和技術要求(qiu)的(de)(de)應(ying)用(yong)程(cheng)序。 。Accada原型平臺目前主(zhu)要包(bao)含3個功能模塊(kuai):讀寫器、采集和過(guo)濾EPC的(de)(de)中間件(savant)和EPCIS。
acla原型平臺中各模塊之問的關系讀寫器模塊可通過其協議將實驗中產生的模擬數據用標準方式與中間件進行通信,該模塊集成了由EPCglobal在讀寫器協議規范中定義的所有必須和可選擇的特性,支持基于RFID標簽的EPC、天線、時間、位置等數據的過濾。由中間件過濾后的數據將被EP—CIS捕獲程序捕獲,并交由EPCIS數據庫模塊存儲。當用戶進行RFID事件查詢時,EPCIS數據庫模塊會從相應數據庫中進行檢索。
在學習和研究EPC物聯網的過程中(zhong),讀者(zhe)可以根(gen)據(ju)需要并(bing)借助Accada原型平(ping)臺(tai)來組建模擬實現環(huan)境(jing)。文(wen)獻[iz]中(zhong)進(jin)[FS:PAGE]行(xing)了必(bi)要的嘗試。
5 結束語
網(wang)(wang)絡體(ti)系結構決定(ding)(ding)了(le)物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)(de)整體(ti)框架(jia),相關(guan)功(gong)能(neng)模(mo)塊及協議標(biao)準決定(ding)(ding)了(le)物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)(de)具(ju)體(ti)功(gong)能(neng)。本文在簡(jian)要概(gai)述了(le)當前物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)(de)概(gai)念后,重點介紹了(le)EPC物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)系結構、功(gong)能(neng)模(mo)塊和(he)實現技術(shu),分析了(le)物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)現狀和(he)發展(zhan)方(fang)向,并以開源(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)Accada原型平臺(tai)為基(ji)礎提(ti)供了(le)EPC物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)模(mo)擬實驗(yan)環境的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)建(jian)方(fang)法。由于(yu)目前EPC物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)技術(shu)尚(shang)(shang)處于(yu)研究(jiu)階段,一些技術(shu)細節(jie)尚(shang)(shang)未得到(dao)全球的(de)(de)(de)(de)(de)共認,而本文中提(ti)出的(de)(de)(de)(de)(de)一些內容(rong)也可(ke)能(neng)會(hui)隨著研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)深入(ru)和(he)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)而變(bian)化。物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)研究(jiu)對(dui)于(yu)我國在該領域自(zi)主知(zhi)識產權(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)確定(ding)(ding)和(he)信息安全具(ju)有十分重要的(de)(de)(de)(de)(de)意義,本文是作(zuo)者對(dui)物(wu)聯(lian)(lian)(lian)網(wang)(wang)研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)階段性(xing)成果,可(ke)為大家(jia)提(ti)供一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)參考。
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