物流信息管理第三章 物联网技术基础

1、 % 大连理工大学出版社 地址：大连市软件园路80号 发行E-mail : 第三版 新世纪高职高专教材编审委员会 组编 主编：谈慧 新世纪高职高专旅游管理系列规划教材 第三章 物联网技术基础 【知识要求】 u 了解物联网的概念； u了解物联网的特征； u熟悉物联网的基础技术； u了解EPC编码技术和UID编码技术； u掌握中间件在系统中的作用和位置； u掌握物联网在物流管理中的应用。 第三章 物联网技术基础 【技能要求】 l 掌握RFID技术在物流管理中的解决方案； l 学会架构典型的基于RFID的物流信息系统。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元一

2、了解物联网 无锡无锡市率先运用物联网技术开展的市率先运用物联网技术开展的“感知校园感知校园”建设，日前在锡山区春江花园小学试点并取得建设，日前在锡山区春江花园小学试点并取得 了显著成效。据业内人士介绍，了显著成效。据业内人士介绍，“感知校园感知校园”建设的优势在于，彻底改变了单一使用红外对射报警、建设的优势在于，彻底改变了单一使用红外对射报警、 视频监控等传统安防手段，有效解决了以往防范效果差、更多用于事后取证、事前防范作用有限的视频监控等传统安防手段，有效解决了以往防范效果差、更多用于事后取证、事前防范作用有限的 问题，校园安防的智能化、信息化和机动化程度得到了显著提高。据介绍，春江花园小学

3、问题，校园安防的智能化、信息化和机动化程度得到了显著提高。据介绍，春江花园小学“感知校感知校 园园”建设主要由一个系统平台及其下属的建设主要由一个系统平台及其下属的5个子系统构成。个子系统构成。 那么那么什么是物联网？物联网有哪些特征？物联网技术能给我们带来什么变化？本模块的学习给什么是物联网？物联网有哪些特征？物联网技术能给我们带来什么变化？本模块的学习给 出了部分答案。出了部分答案。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 物联网概念是在互联网概念的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，物联网概念是在互联网概念的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间， 进行信息交

4、换和通信的一种网络概念。其定义是：通过射频识别（进行信息交换和通信的一种网络概念。其定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、）、红外感应器、 全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接， 进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。 单元一了解物联网 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元一了解物联网 （一）中国定义（一）中国定义 物联网是一个基于互联网、传

5、统电信网等信息承载体，让所有能 够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通 对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。 对物联网的定义各国有一些不同的解释：对物联网的定义各国有一些不同的解释： 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元一了解物联网 （二）欧盟定义：（二）欧盟定义： 2009年年9月，在北京举办的月，在北京举办的“物联网与企业环境中欧研讨会物联网与企业环境中欧研讨会”上，上， 欧盟委员会信息和社会媒体司欧盟委员会信息和社会媒体司RFID部门负责人部门负责人Lorent Ferderix博士给博士给 出了欧盟对物联网的定义：出了欧盟对物联网的定义

6、： 物物联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操联网是一个动态的全球网络基础设施，它具有基于标准和互操 作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的作通信协议的自组织能力，其中物理的和虚拟的“物物”具有身份标识、具有身份标识、 物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联物理属性、虚拟的特性和智能的接口，并与信息网络无缝整合。物联 网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。网将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。 对物联网的定义各国有一些不同的解释：对物联网的定义各国有一些不同的解释： 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术

7、基础 单元一了解物联网 首先首先，它是各种感知技术的广泛应用。，它是各种感知技术的广泛应用。 这里的这里的“物物”要满足以下条件才能够被纳入要满足以下条件才能够被纳入“物联网物联网”的范围：的范围： 其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。 还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体 实施智能控制。实施智能控制。 （1）要有数据传输通路；）要有数据传输通路； （2）要有一定的存储功能；）要有一定的存储功能； （3）要有）要有CPU； （4）要有操

8、作系统；）要有操作系统； （5）要有专门的应用程序；）要有专门的应用程序； （6）遵循物联网的通信协议；）遵循物联网的通信协议； （7）在世界网络中有可被识别的唯一编号。）在世界网络中有可被识别的唯一编号。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元一了解物联网 物联网这个概念，在中国早在物联网这个概念，在中国早在1999年就提出来了。不过，当时不叫年就提出来了。不过，当时不叫“物联网物联网”而叫传感而叫传感 网罢了。中科院早在网罢了。中科院早在1999年就启动了传感网的研究和开发。与其它国家相比，我国的技术研年就启动了传感网的研究和开发。与其它国家相比，我国的技术研 发水平处于世界前列

9、。发水平处于世界前列。 2005年年11月月27日，在突尼斯举行的信息峰会上，国际电信联盟（日，在突尼斯举行的信息峰会上，国际电信联盟（ITU）发布了）发布了ITU互互 联网报告联网报告2005：物联网：物联网，正式提出了物联网的概念。，正式提出了物联网的概念。 8月月24日，中国移动总裁王建宙在台湾发表的公开演讲中，也提到了物联网这个概念。日，中国移动总裁王建宙在台湾发表的公开演讲中，也提到了物联网这个概念。 工信部总工程师朱宏任在中国工业运行工信部总工程师朱宏任在中国工业运行2009年夏季报告会上表示，物联网是个新概念，到现年夏季报告会上表示，物联网是个新概念，到现 在为止还没有一个约定俗

10、成的，大家公认的概念。他说，总的来说，在为止还没有一个约定俗成的，大家公认的概念。他说，总的来说，“物联网物联网”是指各类传是指各类传 感器和现有的感器和现有的“互联网互联网”相互衔接的一种新技术。相互衔接的一种新技术。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元一了解物联网 2009年年8月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对于物联网应用也提出月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对于物联网应用也提出 了一些看法和要求。自温总理提出了一些看法和要求。自温总理提出“感知中国感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略 性产业

11、之一，写入性产业之一，写入“政府工作报告政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程 度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。 物物联网概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施联网概念的问世，打破了之前的传统思维。过去的思路一直是将物理基础设施IT基础基础 设施分开，一方面是机场、公路、建筑物，另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在设施分开，一方面是机场、公路、建筑物，另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在 物联网时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合

12、为统一的基础设施，在此意义上，基础物联网时代，钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施，在此意义上，基础 设施更像是一块新的地球。故也有业内人士认为物联网与智能电网均是智慧地球的有机构成设施更像是一块新的地球。故也有业内人士认为物联网与智能电网均是智慧地球的有机构成 部分。部分。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元一了解物联网 不过不过，也有观点认为，物联网迅速普及的可能性有多大，尚难以轻言判定。毕竟，也有观点认为，物联网迅速普及的可能性有多大，尚难以轻言判定。毕竟RFID早早 已为市场所熟知，但新大陆等拥有已为市场所熟知，但新大陆等拥有RFID业务的相关上市公司定期报

13、告显示出业绩的高成长性业务的相关上市公司定期报告显示出业绩的高成长性 尚未显现出来，所以，对物联网的普及速度存在着较大的分歧。但可以肯定的是，在国家大尚未显现出来，所以，对物联网的普及速度存在着较大的分歧。但可以肯定的是，在国家大 力推动工业化与信息化两化融合的大背景下，物联网会是工业乃至更多行业信息化过程中，力推动工业化与信息化两化融合的大背景下，物联网会是工业乃至更多行业信息化过程中， 一个比较现实的突破口。而且，一个比较现实的突破口。而且，RFID技术在多个领域多个行业所进行的一些闭环应用。在这技术在多个领域多个行业所进行的一些闭环应用。在这 些先行的成功案例中，物品的信息已经被自动采集

14、并上网，管理效率大幅提升，有些物联网些先行的成功案例中，物品的信息已经被自动采集并上网，管理效率大幅提升，有些物联网 的梦想已经部分的实现了。所以，物联网的雏形就象互联网早期的形态局域网一样，虽然发的梦想已经部分的实现了。所以，物联网的雏形就象互联网早期的形态局域网一样，虽然发 挥的作用有限，但昭示着的远大前景已经不容质疑。挥的作用有限，但昭示着的远大前景已经不容质疑。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元一了解物联网 物物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消 防、工业监

15、测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦 查和情报搜集等多个领域。查和情报搜集等多个领域。 国际国际电信联盟于电信联盟于2005年的报告曾描绘年的报告曾描绘“物联网物联网”时代的图景：当司机出现操作失误时汽时代的图景：当司机出现操作失误时汽 车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会“告诉告诉”洗衣机对颜色和水温的洗衣机对颜色和水温的 要求等等。物联网在物流领域内的应用则比如：一家物流公司应用了物联网系统的货车，当要求等等。

16、物联网在物流领域内的应用则比如：一家物流公司应用了物联网系统的货车，当 装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还有剩余，告诉你轻重货怎装载超重时，汽车会自动告诉你超载了，并且超载多少，但空间还有剩余，告诉你轻重货怎 样搭配；当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫样搭配；当搬运人员卸货时，一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了你扔疼我了”，或者说，或者说“亲爱的，亲爱的， 请你不要太野蛮，可以吗？请你不要太野蛮，可以吗？”；当司机在和别人扯闲话，货车会装作老板的声音怒吼；当司机在和别人扯闲话，货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋，笨蛋， 该发车了！该发车了！” 第三章第三章 物联网技术

17、基础物联网技术基础 单元一了解物联网 物物联网把新一代联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备 到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然后 将将“物联网物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网 络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础络当中，

18、存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础 设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生 活，达到活，达到“智慧智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。 毫无疑问毫无疑问，如果，如果“物联网物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而，时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而， 不谈什么隐私权和辐射问题，单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太

19、现实。人不谈什么隐私权和辐射问题，单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人 们正走向们正走向“物联网物联网”时代，但这个过程可能需要很长的时间时代，但这个过程可能需要很长的时间。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元一了解物联网 业内业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球 经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也 正在高度关注、重视物联网的研

20、究，工业和信息化部会同有关部门，新一代信息技术正在开正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，新一代信息技术正在开 展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （一）信息采集技术（一）信息采集技术 条码技术条码技术 无线射频无线射频(RFID) 技术技术 全球定位系统全球定位系统 (GPS)技术技术 地理信息系统地理信息系统 (GIS) 电子数据交换电子数据交换 (EDI) 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 物物联

21、网的实质其实就是在诸多联网的实质其实就是在诸多 行业和领域已有应用的无线传感网行业和领域已有应用的无线传感网 (Wireless Sensor Networks， WSN)。 （二）网络通信技术（二）网络通信技术 无线传感网按其功能抽象可以分为五个层次无线传感网按其功能抽象可以分为五个层次: 基础层（传感器集合）基础层（传感器集合） 网络层（通信网络）网络层（通信网络） 中间件层中间件层 数据处理和管理层数据处理和管理层 应用开发层应用开发层 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 物物联网中的联网中的“物物”，即物品。通过对物品进行编码，实现物品的数字化。物品

22、编码是，即物品。通过对物品进行编码，实现物品的数字化。物品编码是 物联网的基础，建立我国物联网编码体系对于保障各个行业、领域、部门的应用，实现协物联网的基础，建立我国物联网编码体系对于保障各个行业、领域、部门的应用，实现协 同工作具有重要的意义。同工作具有重要的意义。 （三）物品编码技术（三）物品编码技术 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 1. 条形码编码条形码编码 条形码种类很多，常见的大概有二十多种码制，其中包括：条形码种类很多，常见的大概有二十多种码制，其中包括：Code39码（标准码（标准39码）、码）、 Codebar码（库德巴码）、码（库德巴码

23、）、Code25码（标准码（标准25码）、码）、ITF25码（交叉码（交叉25码）、码）、Matrix25 码（矩阵码（矩阵25码）、码）、UPC-A码、码、UPC-E码、码、EAN一一13码（码（EAN一一13国际商品条码）、国际商品条码）、EAN一一 8码码 (EAN一一8国际商品条码国际商品条码)、中国邮政码（矩阵、中国邮政码（矩阵25码的一种变体）、码的一种变体）、Code-B码、码、MSI码、码、 Code11码、码、Code93码、码、ISBN码、码、ISSN码、码、Codel28码码(Codel28码，包括码，包括EANl28码码)、 Code39EMS（EMS专用的专用的39码

24、）等一维条码和码）等一维条码和PDF417等二维条码。等二维条码。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 2产品电子代码（产品电子代码（EPC）编码）编码 全球统一标识系统是由国际物品编码协会开发，是以对贸易项目、物流单元、贸易方全球统一标识系统是由国际物品编码协会开发，是以对贸易项目、物流单元、贸易方 位置、资产、服务关系等进行编码，服务于物流供应链的开放的标准体系，是全球统一标位置、资产、服务关系等进行编码，服务于物流供应链的开放的标准体系，是全球统一标 识和通用商业语言。识和通用商业语言。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相

25、关技术 3Ubiquitous ID（UID）编码）编码 UID编码体系是一种日本编码体系是一种日本UID（Ubiquitous ID）中心提出的编码方式。是日本自行推）中心提出的编码方式。是日本自行推 出的一套出的一套RFID方面的标准化系统方面的标准化系统。 其其与与EPCGlobal的最大的区别是，的最大的区别是，EPC只是使用只是使用RFID设备来对物品的个体进行识别，设备来对物品的个体进行识别， 而而UID技术面向的是人、物体、环境三个要素，它通过综合使用技术面向的是人、物体、环境三个要素，它通过综合使用RFID技术、红外线、无限技术、红外线、无限 LAN等，可以对进入某个特定环境的

26、人员，发出特定的指示等，可以对进入某个特定环境的人员，发出特定的指示。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 物联网是互联网的延伸和扩展，因此互联网技术是物联网发展的核心技术。物联网是互联网的延伸和扩展，因此互联网技术是物联网发展的核心技术。 （四）互联网技术（四）互联网技术 在物联网时代，作为代表物品的标签数量是万亿数量级。如此大量的数据需要通过数据在物联网时代，作为代表物品的标签数量是万亿数量级。如此大量的数据需要通过数据 库管理。数据存储在当地数据库中，标签阅读器与当地数据库相连接。经过授权，数据库可库管理。数据存储在当地数据库中，标签阅读器与当地数据库

27、相连接。经过授权，数据库可 以经由网络存取。针对物联网的特征，用于存储物品信息的数据库应具备如下功能：以经由网络存取。针对物联网的特征，用于存储物品信息的数据库应具备如下功能： （五）数据库技术（五）数据库技术 1数据校对数据校对2解读器协调解读器协调 3数据传送数据传送4数据存储数据存储 5任务管理任务管理 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 根据物联网自身的特点，物联网除了面对移动通信网络的传统网络安全问题之外，还存 在着一些与已有移动网络安全不同的特殊安全问题。这是由于物联网是由大量的机器构成的， 缺少人对设备的有效监控，并且数量庞大。 （六）网络安全

28、技术（六）网络安全技术 1物联网机器感知节点的本地安全问题物联网机器感知节点的本地安全问题 2感知网络的传输与信息安全问题感知网络的传输与信息安全问题 3核心网络的传输与信息安全问题核心网络的传输与信息安全问题 4物联网业务的安全问题物联网业务的安全问题 这些特殊的安全问题主要有以下几个方面： （1）物联网中的业务认证机制）物联网中的业务认证机制 （2）物联网中的加密机制）物联网中的加密机制 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 物联网软件和中间件处于物联网三层架构的中上层和顶层，如果把物联网系统和一个物联网软件和中间件处于物联网三层架构的中上层和顶层，如果把

29、物联网系统和一个 人体做比较，感知层好比人体的四肢，传输层好比人的身体，那么应用层就好比人的大脑。人体做比较，感知层好比人体的四肢，传输层好比人的身体，那么应用层就好比人的大脑。 软件和中间件是物联网系统的灵魂和中枢神经。软件和中间件是物联网系统的灵魂和中枢神经。 （七）物联网管理系统开发技术（七）物联网管理系统开发技术 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 EPCglobal（全球产品电子代码管理中心）是目前全球实力最强的（全球产品电子代码管理中心）是目前全球实力最强的RFID标准组织，其前标准组织，其前 身是北美身是北美UCC（统一编码组织）和欧洲（统一编

30、码组织）和欧洲EAN产品标准组织，合并后称为产品标准组织，合并后称为EPCglobal。 （一）（一） EPC简介简介 可以简单地将可以简单地将EPCglobal的研究范围归结为：电子标签（含电子标签和读写器的技术特的研究范围归结为：电子标签（含电子标签和读写器的技术特 性）、性）、EPC、对象名称解析服务（、对象名称解析服务（ONS，类似于互联网的域名服务器系统，使物流环节能够，类似于互联网的域名服务器系统，使物流环节能够 共享共享EPC产品的产地信息等）和描述物品信息的物理标识语言（产品的产地信息等）和描述物品信息的物理标识语言（Physical Markup Language，PML）。

31、）。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （一）（一） EPC简介简介 EPC信息系统 RFID协议 l等级0 l等级1 lUHF Gen2 应用层事件目标命名业务 物品编码分配管理EPC信息业务层读写协议 电子产品编码：EPC标签数据规范 软件EPCglobal业务 EPCglobal定义的RFID标准总体结构 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （一）（一） EPC简介简介 EPC具有如下特点：具有如下特点： EPC具有如下特点：具有如下特点： （1）开放的结构体系。 （2）独立的平台与高度 的互动性。 （3）灵活的可

32、持续发展 体系。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （二）（二）EPC系统的构成及特点系统的构成及特点 1EPC系统的结构系统的结构 EPC系统的目标是为每一系统的目标是为每一 个物品建立全球的、开放的标个物品建立全球的、开放的标 识标准。识标准。EPC系统的组成如图系统的组成如图 所示。所示。 因特网 ONS服务器 EPCIS服务器 路由器 数据库 本地服务器 （含Savant） 计算机 阅读器 应答器 阅读器 应答器RFID 本地网络 因特网 网络 EPC系统的组成 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （二）（二）E

33、PC系统的构成及特点系统的构成及特点 表表7-1为为EPC系统各组成部分的解释说明系统各组成部分的解释说明 系统构成名 称注 释 EPC编码体系EPC代码用来标识目标的特定代码 射频识别系统 EPC标签贴在物品之上或者内嵌在物品之中 读写器识读EPC标签 信息网络系统 EPC中间件EPC系统的软件支持系统 对象名称解析服务 (Object Naming Service：ONS) 进行物品解析 EPC信息服务(EPCIS) 提供产品相关信息接口，采用可扩展标记语 言（XML）进行信息描述 表 EPC系统的构成 EPC系统由应答器、阅读器、Savant（专家软件、中间件）服务器、对象名称解析服 务

34、器（ONS）和EPC信息服务器（EPCIS）与网络组成。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （二）（二）EPC系统的构成及特点系统的构成及特点 （1）采用EPC编码方法，可以识别物品到个件。 （2）信息系统的网络基础是因特网，因此EPC系统具有开放的体系结构，可以将企业的 内联网(Intranet)、RFID和因特网有机地结合起来，避免了系统的复杂性，提高了资源的利用 率。 （3）EPC系统是一个着眼于全球的系统，因此众多规范和标准的统一是一项重要的工作。 （4）EPC是一个大系统，目前仍需要较多的投入，对于低价值的识别对象，必须考虑由 此引人的成本。随着

35、EPC系统技术的进步和价格的降低，低价值识别对象进入系统将成为现 实。 2EPC系统的特点系统的特点 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （二）（二）EPC系统的构成及特点系统的构成及特点 3. EPC编码体系编码体系 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。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （二）（二）EPC系统的构成及特点系统的构成及特点 （ 1 ） 兼容性兼容性 （ 2 ） 科学性科学性 （ 3） 全面性全面

36、性 （ 4） 合理性合理性 （ 5 ） 无歧视性无歧视性 EPC编码具有以下特性：编码具有以下特性： 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （二）（二）EPC系统的构成及特点系统的构成及特点 4. EPC射频识别系统射频识别系统 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。

37、（1）EPC标签。标签。（2）读写器）读写器 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （二）（二）EPC系统的构成及特点系统的构成及特点 （ 1 ） EPC中间件中间件 （ 2 ） 对象名称解析服务对象名称解析服务 （ONS） （ 3） EPC信息服务信息服务(EPCIS) 5. EPC信息网络系统信息网络系统 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （一）（一）UID中心简介中心简介 UID中心的主要活动包括：研究开发用于自动识别“物品”和“场所”的核心技术，以 及开展作为UID技术基础的系统应用的相关活动。UID中心还研究用于

38、识别“物品”和“场所” 的码制（uCode）的标准化和编码配置，UID中心让条码与RFID共存，根据出发点不同等特 性在两者中选择使用，此外，也进行uCode服务器的应用和为在泛在环境下实现安全通信的 eTRON认证机构(entity and economy TRON Certificate Authority)的运营。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （二）泛在（二）泛在ID 随着各种无线技术的融合发展，网络以及应用广泛的“泛在网络”时代正在逐渐实现。 在这种信息无处不在的网络中，所有的“物品”和“场所”都会被赋予写有被称为泛在编码 (uCode)的电

39、子标签uCode电子标签，进而人们也都将持有这种标签。系统可以根据从这 些uCode电子标签中读取的uCode，通过网络向人们提供各种服务。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 泛在ID（UbiquitousID）概要如图所示。 任务（位置） 安全（认证） 内容管理 读写器/传感器 装贴在物品上 商品药品 读写器/传感器 装贴在场所中 读写器/传感器 由人携带 路灯汽车身份证服装 泛在ID概要 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 eTRON是一种能够使这些权力信息和经济信息在开放网络上安全传递的系统结构。 eTRON包括存

40、储经济信息的eTRON 器件以及传递经济信息的网络设施的 各个部分。eTRON器件具有抗解密性 (防止机密数据被非法读取的功能)。 信息系统服务器 (uTAD） UC(泛在通信器) uCode(泛在识别 码)电子标签 eTRON 认证机构 uCode解析服务器 泛在识别技术体系 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 uCode是统一识别是统一识别“物品物品”和和“场所场所”的的ID，是在大规模泛在网络中识别对象的一种，是在大规模泛在网络中识别对象的一种 手段。手段。uCode的基本码长是的基本码长是128bit，也可根据需要以，也可根据需要以128bit为单位

41、进行扩充。在使用时，为单位进行扩充。在使用时， 将将uCode赋予各个赋予各个“物品物品”或或“场所场所”，计算机通过读取信息对每个，计算机通过读取信息对每个“物品物品”和和“场所场所” 进行识别。目前，设置在进行识别。目前，设置在“物品物品”上的编码包括条码使用的上的编码包括条码使用的JAN，书刊上使用的，书刊上使用的ISBN等，等， 但需要注意的是，这些编码是针对不同类型的物品，并不是识别每个但需要注意的是，这些编码是针对不同类型的物品，并不是识别每个“物品物品”的通用编码。的通用编码。 1uCode uCode是能够包含各种现存码制的编码体系。现存的编码中包括条码中使用的是能够包含各种现

42、存码制的编码体系。现存的编码中包括条码中使用的JAN、 EAN和和UPC，书刊上使用的，书刊上使用的ISBN和和ISSN，以及互联网的，以及互联网的IP地址等。地址等。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 泛在通信器泛在通信器UC由电子标签、读写器和无线网络等部分构成，用于将读取到的由电子标签、读写器和无线网络等部分构成，用于将读取到的uCode码码 信息传送到信息传送到uCode解析服务器，并从信息系统服务器获取有关服务。解析服务器，并从信息系统服务器获取有关服务。 2泛在通信器泛在通信器 UC可以实现两种通信功能：第一种通信功能是与周围的可以实现两种通信

43、功能：第一种通信功能是与周围的uCode电子标签进行通信的局电子标签进行通信的局 部功能，部功能，UC可以通过这一功能实现可以通过这一功能实现uCode的读写；第二种通的读写；第二种通 信功能是信功能是UC与通信网之间的与通信网之间的 广域通信功能，可实现广域通信功能，可实现UC与公众电话网、互联网、与公众电话网、互联网、W-LAN、蓝牙等网络的广域通信。、蓝牙等网络的广域通信。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 uCode解析服务器在泛在识别技术体系中是以解析服务器在泛在识别技术体系中是以uCode为主要线索、对为该泛在为主要线索、对为该泛在ID提供相关

44、提供相关 信息服务的系统地址进行检索的、分散型的索引服务系统，与互联网中连接主机名和信息服务的系统地址进行检索的、分散型的索引服务系统，与互联网中连接主机名和ICPIP 中中IP地址的地址的DNS的作用类似。的作用类似。 3uCode解析服务器解析服务器 uCode解析服务器具有如下特征：分散管理，不是单一组织进行管理，而是进行分散管理解析服务器具有如下特征：分散管理，不是单一组织进行管理，而是进行分散管理 的分散数据库，方法与互联网的的分散数据库，方法与互联网的DNS相近；与已有的相近；与已有的ID服务统一，在解决过程中，也可以使用服务统一，在解决过程中，也可以使用 某些已有的解决服务器；安

45、全协议，关于某些已有的解决服务器；安全协议，关于uCode解析协议，解析协议，uCodeRP（uCode Resolution Protoc01）在）在eTRON结构的结构的ETP Session上进行密码认证通信；与多重协议对应。上进行密码认证通信；与多重协议对应。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 信息系统服务器存储并提供与信息系统服务器存储并提供与uCode相关的各种信息。用户通过相关的各种信息。用户通过UC读取的读取的uCode作为关作为关 键字，向键字，向uCode解析服务器查询信息系统服务器的地址，可以连接到各种信息服务器。解析服务器查询信息系

46、统服务器的地址，可以连接到各种信息服务器。 4信息系统服务器信息系统服务器 在在UID结构中，从信息系统服务器获取的内容是以被称为结构中，从信息系统服务器获取的内容是以被称为uTAD（ubiquitous TRON Application Databus）的以）的以XML为基础的数据形式来表述的，这一数据形式不受信息系统为基础的数据形式来表述的，这一数据形式不受信息系统 服务器的数据格式所限。也就是说，在信息系统服务器中存储的数据格式可以是服务器的数据格式所限。也就是说，在信息系统服务器中存储的数据格式可以是uTAD，也，也 可以是其他格式，但其他格式的数据在从信息系统服务器向网络传送时，应变

47、换为可以是其他格式，但其他格式的数据在从信息系统服务器向网络传送时，应变换为uTAD数数 据格式，除此之外，还有存储在据格式，除此之外，还有存储在RFID电子标签或非接触型电子标签或非接触型IC卡中的二进制压缩码等形式。卡中的二进制压缩码等形式。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 在泛在在泛在ID技术中，泛在环境的各种物品都有技术中，泛在环境的各种物品都有uCode，包含，包含uCode的设备就是的设备就是UID电子标签。电子标签。 uCode的基本代码长度是的基本代码长度是128字节，提供了字节，提供了3401036个编码空间，还可以以个编码空间，还可以

48、以128字节为单位字节为单位 进行扩充，具有进行扩充，具有256字节、字节、384字节和字节和512字节的结构，如表所示。若使用字节的结构，如表所示。若使用128字节代码长度的字节代码长度的 uCode，其包含的号码数量约为，其包含的号码数量约为3.41038个。个。 1UID编码结构编码结构 （三）（三）UID编码体系编码体系 编码类别标识编码的内容（长度可变）物品唯一标识 表 UID编码规范 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 1UID编码结构编码结构 （三）（三）UID编码体系编码体系 ISBN类别标识ISBN码一本图书的唯一标识 表 13位ISBN码

49、经转换形成的uCode码 下面以下面以2007年最新实施的十进制数据年最新实施的十进制数据13位位ISBN码为例，介绍它如何转换成码为例，介绍它如何转换成uCode码。码。 ISBN类别标识分配在类别标识分配在011字节；十进制数据字节；十进制数据13位位ISBN码以每位码以每位4个字节计算，共需个字节计算，共需52 个字节，所以将其分配在个字节，所以将其分配在1263字节；剩余的字节；剩余的64127字节分配给同一种图书的不同个体，其字节分配给同一种图书的不同个体，其 个别个别ID共共64个字节，可给个字节，可给18 446 744 073 709 551 616本图书分配个别本图书分配个别

50、ID，如表所示。，如表所示。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （三）（三）UID编码体系编码体系 uCode标准的主要特点包括确保厂商独立的可用性、确保安全的对策、标准的主要特点包括确保厂商独立的可用性、确保安全的对策、uCode标识的标识的 可读性和使用频率不做强制性规定。可读性和使用频率不做强制性规定。 2UlD编码特点编码特点 用于识别用于识别“物品物品”和和“场所场所”的电子标签分类如表所示。的电子标签分类如表所示。 3. UID电子标签分级电子标签分级 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （三）（三）UID编

51、码体系编码体系 等级 名称 内容 Class0 光学ID标签条码和平面条码等 Classl低档RFID标签读取专用电子标签，代码已在工厂烧制在商品上，不可改变，如muChip和T-Junction等 Class2高档RFID标签 能够读、写的电子标签，通过简易认证方式，具有防止识别协议的标签；代码通过认证状态后，可以 写入；而且，通过控制命令，保持控制用的状态 Class3低档智能标签 具有抗破坏性，在内置CPU内核和加密处理电路等元件的电子标签中，具备专用密钥加密处理功能的 产品，如eTron8 Class4高档智能标签 具有抗破坏性，在内置CPU内核和加密处理电路等元件的电子标签中，具备通

52、用密钥加密处理功能的 产品，如eTron16 Class5低档主动标签 可通过不可识别的简易认证通信访问，其代码通过了认证的状态，是可写入标签；在内置电池和发电 装置能够自行发送信息的电子标签中，没有嵌入CPU内核和加密处理电路等元件的产品 Class6高档主动标签 具有抗破坏性，是与公开键密码认证通信网络对应的、具有端到端的访问保护功能的标签；在内置电 池和发电装置能够自行发送信息的电子标签中，嵌入了CPU内核和加密处理电路等元件的产品，可编程 Class7安全盒 能够保存大容量信息的服务器等。具备防篡改功能的架构、有线通信功能和支持eTRON规格的安全处 理功能等 Class8安全服务器除

53、Class7中的安全功能外，还具有根据保安手续运行的服务器等 表 UID电子标签相关技术等级分类 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 在物联网系统中，编码后的标签经过读写器捕获，再将标签中的信息传送给物品管在物联网系统中，编码后的标签经过读写器捕获，再将标签中的信息传送给物品管 理网络，除了进行必要的多标签识别和防碰撞控制、解析域名及发布信息外，理网络，除了进行必要的多标签识别和防碰撞控制、解析域名及发布信息外，RFID中间中间 件在整个结构及运转过程中起着类似桥梁的作用，它贯通了读写器与名称解析服务及信件在整个结构及运转过程中起着类似桥梁的作用，它贯通了读

54、写器与名称解析服务及信 息发布系统。息发布系统。 RFID中间件中间件(RFID Middleware，RFID-MW)，该概念最早由美国人提出，而后被广泛，该概念最早由美国人提出，而后被广泛 地沿用。在物联网系统中，地沿用。在物联网系统中，RFID中间件也称为物联网中间件中间件也称为物联网中间件(IOT Middleware，IOT- MW)。虽然物联网后台系统也可能涉及类似互联网应用中的中间件，但这里主要是针对。虽然物联网后台系统也可能涉及类似互联网应用中的中间件，但这里主要是针对 RFID介绍物联网中间件的作用、特点及发展现状。介绍物联网中间件的作用、特点及发展现状。 第三章第三章 物联

55、网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 物联网中间件负责实现与物联网中间件负责实现与RFID硬件以及配套硬件以及配套 设备的信息交互和管理，同时作为一个软硬件集设备的信息交互和管理，同时作为一个软硬件集 成的桥梁，完成与上层复杂应用的信息交换。它成的桥梁，完成与上层复杂应用的信息交换。它 是是RFID应用框架中相当重要的一环，总的来说，应用框架中相当重要的一环，总的来说， 物联网中间件起到一个中介的作用，它屏蔽了前物联网中间件起到一个中介的作用，它屏蔽了前 端硬件的复杂性，并把采集的数据发送到后端的端硬件的复杂性，并把采集的数据发送到后端的 IT系统。系统。 （一）物联网中间件的

56、作用（一）物联网中间件的作用 物联网/应用系统 业务数据集成 EAI/BPM IOT中间件 行业应用 集成环境 读写器 RFID标签 IOT 中间件环境 其他 传感器 中间件在系统中的作用和位置 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 其一，操纵控制其一，操纵控制RFID读写设备按照预定的方式工作，保证不同读写设备读写设备按照预定的方式工作，保证不同读写设备 之间很好地配合协调；之间很好地配合协调； 其二，按照一定的规则筛选过滤数据，筛除绝大部分冗余数据，将真正其二，按照一定的规则筛选过滤数据，筛除绝大部分冗余数据，将真正 有效的数据传送给后台的信息系统。有效的

57、数据传送给后台的信息系统。 具体来说，物联网中间件的作用主要包括两个方面：具体来说，物联网中间件的作用主要包括两个方面： （一）物联网中间件的作用（一）物联网中间件的作用 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （二）物联网中间件的特点（二）物联网中间件的特点 （1）独立于架构（）独立于架构（Insulation Infrastructure） （2）数据流（）数据流（Data Flow） （3）处理流（）处理流（Process Flow） 同时，物联网中间件有其自身的特色，可以从一般意义上概括如下：同时，物联网中间件有其自身的特色，可以从一般意义上概括如下：

58、第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元二实现物联网的相关技术 （三）物联网中间件的发展（三）物联网中间件的发展 2.架构中间件架构中间件 （ Infrastructure Middleware） 阶段阶段 3.解决方案中间件解决方案中间件 （Solution Middleware）阶段）阶段 1.应用程序中应用程序中 间件间件 （Application Middleware） 阶段阶段 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元三物联网在物流管理中的应用 物联网在物流诸多环节上发挥了重大的作物联网在物流诸多环节上发挥了重大的作 用，其主要的一些应用如下：用，其主要的一些应用如下

59、： 其主要的其主要的 一些应用一些应用 1.零售环零售环 节节 2.存储环存储环 节节 3.运输环运输环 节节 4.配送配送 分销环分销环 节节 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元三物联网在物流管理中的应用 通过应用物联网管理技术可实现以下目标：通过应用物联网管理技术可实现以下目标： 1.仓库内物品、货架、搬运工具的可视化管理，加快企业信息化进 程提高客户服务水平。 2.实现储存、出入库、盘存、拣选运输等环节的完全自动化，降低 库存水平，提高库存管理能力。 3.增加供应链的可视性，提高供应链的适应性能力。 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元三物联网在物流管理中的应用

60、 主要主要业务流程是业务流程是： p 基础基础资料资料管理管理 p 收货收货入库入库管理管理 p 库存库存盘点盘点管理管理 p 拣拣货出库货出库管理管理 （一）业务流程分析（一）业务流程分析 采购订单 发货 出入库分析 库存分析需求预测报告 采购部门 供应商 财务部门 收货 入库 库存 盘点 基础数 据处理 拣货 出库 仓储部门 销售部门 管理部门 客户 客户订单入库 出库 订单 现代库存管理业务流程 第三章第三章 物联网技术基础物联网技术基础 单元三物联网在物流管理中的应用 在收货入库管理模块处理入库单，在收货入库管理模块处理入库单， 对入库单的货物进行验收以及上架处理。对入库单的货物进行验