第12章RFID的测试与分析技术

1、重庆科技学院 电气与信息工程学院1RFID技术基础技术基础利利 节节2 第十一章第十一章 EPCEPC与物联网与物联网 EPC EPC系统系统 EPC EPC编码编码 EPC EPC标签和阅读器标签和阅读器 EPC EPC框架下的框架下的RFIDRFID应用应用3 第十章第十章 EPCEPC与物联网与物联网 EPC EPC系统系统 EPC EPC编码编码 EPC EPC标签和阅读器标签和阅读器 EPC EPC框架下的框架下的RFIDRFID应用应用4 20 20世纪世纪7070年代，商品条形码的出现引发了商业的第年代，商品条形码的出现引发了商业的第一次革命。一次革命。2121世纪的今天，基于世

2、纪的今天，基于RFIDRFID技术的电子产品编码技术的电子产品编码 （Electronic Product CodeElectronic Product Code，EPCEPC）新技术，给商新技术，给商品的识别、存储、流动、销售各个环节带来了巨大的品的识别、存储、流动、销售各个环节带来了巨大的变革，信息化的浪潮使商业进入了崭新年代。变革，信息化的浪潮使商业进入了崭新年代。 5 19991999年美国麻省理工学院成立年美国麻省理工学院成立Auto-IDAuto-ID中心，进行中心，进行RFIDRFID技术研发，技术研发，通过创建通过创建RFIDRFID标准，并利用网络技术，形成标准，并利用网络技

3、术，形成EPCEPC系统。系统。 为实现和管理为实现和管理EPCEPC的工作，国际物品编码协会的工作，国际物品编码协会EANEAN和美国统一代和美国统一代码委员会码委员会UCCUCC在在20032003年年1111月成立了全球电子产品代码中心月成立了全球电子产品代码中心EPC-EPC- global global。 EPCEPCglobalglobal组织机组织机构构 1.EPC1.EPC的发展历程的发展历程6 EPCEPC统一对统一对全球物品的编码方法全球物品的编码方法，直到编码至，直到编码至单个单个物品物品。EPCEPC系统的目标是为每一个物品建立全球的、系统的目标是为每一个物品建立全球的

4、、开放的标准。开放的标准。 EPCEPC规定了将此编码以数字信息的形式存储于附着规定了将此编码以数字信息的形式存储于附着在物品上的应答器（在在物品上的应答器（在EPCEPC中常称为标签中常称为标签）中。）中。 阅读器通过无线空中接口读取标签中的阅读器通过无线空中接口读取标签中的EPCEPC码，并码，并经计算机网络传送至信息控制中心，进行相应的经计算机网络传送至信息控制中心，进行相应的数据处理。数据处理。2.EPC2.EPC的概论的概论7 EPCEPC统一对统一对全球物品的编码方法全球物品的编码方法，直到编码至，直到编码至单个单个物品物品。 EPCEPC规定了将此编码以数字信息的形式存储于附着规

5、定了将此编码以数字信息的形式存储于附着在物品上的应答器（在在物品上的应答器（在EPCEPC中常称为标签中常称为标签）中。）中。 阅读器通过无线空中接口读取标签中的阅读器通过无线空中接口读取标签中的EPCEPC码，并码，并经计算机网络传送至信息控制中心，进行相应的经计算机网络传送至信息控制中心，进行相应的数据处理。数据处理。3.EPC3.EPC的应用前景的应用前景84.EPC4.EPC系统的组成系统的组成 EPCEPC系统是在计算机互联网（系统是在计算机互联网（InternetInternet）的基础上，）的基础上，利用利用RFIDRFID、EPCEPC编码、数据通信等技术，构造的一编码、数据通

6、信等技术，构造的一个覆盖全球万事万物的实物互联网（个覆盖全球万事万物的实物互联网（Internet of Internet of ThingsThings），亦称物联网。），亦称物联网。 在在RFIDRFID和和InternetInternet的基础上，实物互联网可以将数的基础上，实物互联网可以将数量更为庞大的物品建立起信息联接，为商业、物流、量更为庞大的物品建立起信息联接，为商业、物流、仓储、生产、家庭等行业和用户提供了信息化的先仓储、生产、家庭等行业和用户提供了信息化的先进管理理念和手段。进管理理念和手段。 94.EPC4.EPC系统的组成系统的组成 EPC EPC系统由系统由应答器应答器

7、、阅读器阅读器、SavantSavant服务器服务器( (专家软专家软件、中间件件、中间件) )、对象名称解析服务器对象名称解析服务器（ONSONS）和）和EPCEPC信息信息服务器服务器（EPCISEPCIS）与）与网络网络组成。组成。10 应答器应答器装载有装载有EPCEPC编码，它应附着在物品上，亦称为标签（本编码，它应附着在物品上，亦称为标签（本章后面称为章后面称为EPCEPC标签或标签）。标签或标签）。 阅读器阅读器用于读或读写用于读或读写EPCEPC标签，并能连接于本地网络之中。标签，并能连接于本地网络之中。 SavantSavant是连接阅读器和应用程序的软件，亦称为中间件，它是

8、是连接阅读器和应用程序的软件，亦称为中间件，它是物联网中的核心技术，可认为是该网络的神经系统，故称为物联网中的核心技术，可认为是该网络的神经系统，故称为SaSavantvant。 对象名称解析服务对象名称解析服务（ONSONS）的作用类似于）的作用类似于InternetInternet中的域名解中的域名解析服务（析服务（DNSDNS），它给），它给SavantSavant指明了存储产品有关信息的服务指明了存储产品有关信息的服务器（器（EPCISEPCIS）。）。 系统中系统中EPCEPC信息描述采用信息描述采用实体标记语言实体标记语言（PMLPML），PMLPML是在可扩是在可扩展标记语言（展

9、标记语言（XMLXML）基础上发展而成，用于描述有关物品信息）基础上发展而成，用于描述有关物品信息的一种计算机语言。的一种计算机语言。 4.EPC4.EPC系统的组成系统的组成11 采用了采用了EPCEPC编码方法，可以识别物品到个件。编码方法，可以识别物品到个件。 信息系统的网络基础是信息系统的网络基础是InternetInternet网络，将企业网络，将企业的的IntranetIntranet，RFIDRFID和和InternetInternet有机的结合起来。有机的结合起来。 着眼于全球的系统。着眼于全球的系统。 目前仍需要较多的投入，对于低价值的识别对目前仍需要较多的投入，对于低价值的

10、识别对象，必须考虑由此引进的成本。象，必须考虑由此引进的成本。 5.EPC5.EPC系统的特点系统的特点12 第十章第十章 EPCEPC与物联网与物联网 EPC EPC系统系统 EPC EPC编码编码 EPC EPC标签和阅读器标签和阅读器 EPC EPC框架下的框架下的RFIDRFID应用应用13 目前，目前，EPCEPC编码有编码有6464位、位、9696位和位和256256位三种。位三种。 EPC EPC编码由编码由版本号版本号、域名管理域名管理、对象分类对象分类和和序列号序列号四个字段组成。四个字段组成。 版本号字段标识版本号字段标识EPCEPC的版本号，它给出的版本号，它给出EPCE

11、PC编码的长编码的长度；度； 域名管理字段标识相关的生产厂商信息；域名管理字段标识相关的生产厂商信息； 对象分类字段编码物品精确类型；对象分类字段编码物品精确类型； 序列号用于编码出唯一物品。序列号用于编码出唯一物品。 14EPCEPC编码结构中各字段的长度（位）编码结构中各字段的长度（位） EPC-96I EPC-96I型的型的EPCEPC码码01 0000A89 00016F 000169DC001 0000A89 00016F 000169DC0(H)(H)。01(H)01(H)为版本号；为版本号；0000A89(H)0000A89(H)为域名管理；为域名管理；00016F00016F(

12、H)(H)为对象分类，这个字段能容纳足够多的库存单元；为对象分类，这个字段能容纳足够多的库存单元； 000169DC0(H)000169DC0(H)为序列号。为序列号。15EPCEPC编码具有的性能有：编码具有的性能有：唯一性：足够的编码容量和组织保证可以保证对某唯一性：足够的编码容量和组织保证可以保证对某一个物品实现唯一编码。一个物品实现唯一编码。简单性：编码简单且能实现物品的唯一标识，不包简单性：编码简单且能实现物品的唯一标识，不包含物品的其他相关信息含物品的其他相关信息 。可扩展性：为未来的发展提供了充足的备用空间。可扩展性：为未来的发展提供了充足的备用空间。安全性：安全性：EPCEPC

13、编码和加密、认证技术相结合编码和加密、认证技术相结合 。16 第十章第十章 EPCEPC与物联网与物联网 EPC EPC系统系统 EPC EPC编码编码 EPC EPC标签和阅读器标签和阅读器 EPC EPC框架下的框架下的RFIDRFID应用应用17 标签通常是被动式标签，其空中接口采用标签通常是被动式标签，其空中接口采用EPCEPC空中空中接口或接口或ISO/IEC 18000ISO/IEC 18000标准。标准。5 5类功能级别：类功能级别：Class0Class0、ClClass1ass1、Class2Class2、Class3Class3、Class4Class4。 ClassCla

14、ss描述的是标签的基本功能描述的是标签的基本功能，譬如说它里面存，譬如说它里面存储器情况或有无电池。储器情况或有无电池。GenGen是指标签规范的主要版本号是指标签规范的主要版本号。通常所说的第二代通常所说的第二代EPCEPC，实际上是第二代，实际上是第二代EPC Class 1EPC Class 1，这表明它是规范的第二个主要版本，针对拥有一次写入这表明它是规范的第二个主要版本，针对拥有一次写入内存的标签。内存的标签。 1.EPC1.EPC标签标签18 EPC Class EPC Class的目的是为了提供一种模块化结构，的目的是为了提供一种模块化结构，涵盖一系列众多的可能类型的标签功能。涵

15、盖一系列众多的可能类型的标签功能。 EPC Gen 2 EPC Gen 2指符合题为指符合题为“EPC Radio-Frequency EPC Radio-Frequency Identity Protocols/Class 1 Generation-2 UHF/RIdentity Protocols/Class 1 Generation-2 UHF/RFID/Protocol for Communications at 860 MHz96FID/Protocol for Communications at 860 MHz960 MHz”0 MHz”规范的标签。规范的标签。EPC Gen 2E

16、PC Gen 2是一个开放的标准；是一个开放的标准；EPC Gen 2EPC Gen 2是一个多协议的标准；是一个多协议的标准； EPC Gen 2EPC Gen 2是一个发展中的标准。是一个发展中的标准。 1.EPC1.EPC标签标签19 EPC EPC阅读器是阅读器是EPCEPC标签和计算机网络之间的纽带，标签和计算机网络之间的纽带，它将它将EPCEPC标签中的标签中的EPCEPC编码通过射频读入后转换成为可编码通过射频读入后转换成为可在网络中传输的数据。应该具有下述功能和特征：在网络中传输的数据。应该具有下述功能和特征：空中接口功能空中接口功能 阅读器防碰撞阅读器防碰撞 与计算机网络的连

17、接与计算机网络的连接 2.EPC2.EPC阅读器阅读器203.EPC3.EPC阅读器结构阅读器结构213.EPC3.EPC阅读器结构阅读器结构包括收发两个通道，包含编码、包括收发两个通道，包含编码、调制、解调、解码等功能，射频调制、解调、解码等功能，射频功率由天线辐射，并接收从标签功率由天线辐射，并接收从标签返回的信息，空中接口电路是阅返回的信息，空中接口电路是阅读器和标签之间交换信息的纽带。读器和标签之间交换信息的纽带。223.EPC3.EPC阅读器结构阅读器结构采用微控制器（采用微控制器（MCUMCU）或数）或数字信号处理器（字信号处理器（DSPDSP）。）。233.EPC3.EPC阅读器

18、结构阅读器结构应具有支持以太网、无线局域网应具有支持以太网、无线局域网（IEEE 802.11IEEE 802.11）等网络联接方式，）等网络联接方式，这也是这也是EPCEPC阅读器的重要特点。阅读器的重要特点。24 EPC EPC系统网络技术系统网络技术主要完成信息传输和主要完成信息传输和管理功能。主要包括两个方面：管理功能。主要包括两个方面：中间件应用平台中间件应用平台和和应用管理软件应用管理软件。4.EPC4.EPC系统网络技术系统网络技术25 Savant Savant：核心功能是屏蔽不同厂家的：核心功能是屏蔽不同厂家的RFIDRFID阅读器阅读器等硬件设备、应用软件系统以及数据传输格

19、式之间的等硬件设备、应用软件系统以及数据传输格式之间的异构性，从而可以实现不同的硬件（阅读器等）与不异构性，从而可以实现不同的硬件（阅读器等）与不同应用软件系统间的无缝连接与实时动态集成。同应用软件系统间的无缝连接与实时动态集成。4.EPC4.EPC系统网络技术系统网络技术26 Savant Savant被定义成具有一系列特定属性的程序模块被定义成具有一系列特定属性的程序模块或服务，并被用户集成以满足他们的特定需求。或服务，并被用户集成以满足他们的特定需求。程序模块集成器：由多个程序模块组成。程序模块集成器：由多个程序模块组成。 阅读器接口：阅读器接口提供与阅读器的连接方法，阅读器接口：阅读器

20、接口提供与阅读器的连接方法，并采用相应的通信协议。并采用相应的通信协议。 应用程序接口：程序模块和应用程序的接口。应用程序接口：程序模块和应用程序的接口。 程序模块之间的接口：用自己定义的程序模块之间的接口：用自己定义的APIAPI（应用程序（应用程序接口）函数实现。接口）函数实现。网络访问接口。网络访问接口。4.EPC4.EPC系统网络技术系统网络技术27 实体标记语言（实体标记语言（PMLPML）是由可扩展标记语言（）是由可扩展标记语言（XMLXML）发展而来。发展而来。 是一个标准词汇集，用于表述和传递是一个标准词汇集，用于表述和传递EPCEPC相关信息。相关信息。 是阅读器、是阅读器、

21、SavantSavant、EPCISEPCIS、应用程序、应用程序、ONSONS之间相之间相互通信的共同语言。互通信的共同语言。 是一种相互交换数据和通信的格式，与实际如何存是一种相互交换数据和通信的格式，与实际如何存储数据无关，它名为实体标记语言，但它本身不是储数据无关，它名为实体标记语言，但它本身不是产品描述标记语言。产品描述标记语言。4.EPC4.EPC系统网络技术系统网络技术28 对象名称解析服务（对象名称解析服务（ONSONS）在在EPCEPC系统中，需要将系统中，需要将EPCEPC编码与相应的商品信息相匹配，而相应的商品信编码与相应的商品信息相匹配，而相应的商品信息存储在对应的息存

22、储在对应的EPCISEPCIS服务器中，服务器中，ONSONS服务提供与服务提供与EPCEPC编码对应的编码对应的EPCISEPCIS服务器的地址，它的作用类似于因服务器的地址，它的作用类似于因特网的域名解析服务。特网的域名解析服务。 4.EPC4.EPC系统网络技术系统网络技术29 标签 阅读器 本地 服务器 ONS 服务器 EPCIS 阅读器将读到的阅读器将读到的EPCEPC编码通过本地局域网上传至本编码通过本地局域网上传至本地服务器，由本地服务器所带地服务器，由本地服务器所带SavantSavant软件对这些信息进软件对这些信息进行集中处理，然后由本地服务器通过查找本地行集中处理，然后由本地服务器通过查找本地ONSONS服务服务或通过路由器到达远程或通过路由器到达远程ONSONS服务器查找所需服务器查找所需EPCEPC编码对应编码对应的的EPCISEPCIS服务器地址，本地服务器就可以和找到的服务器地址，本地服务器就可以和找到的EPCISEPCIS服务器进行通信了。服务器进行通信了。 30 EPC E