第3章RFID标准体系

1、2022年6月25日3.1 EPC系统概述3.2 产品电子编码3.3 EPC识别系统3.4 中间件3.5 物联网名称解析服务3.6 物联网信息发布服务3.7 物联网RFID标准体系小结EPC系统在计算机互联网和射频技术的基础上，通过利用全球产品电子编码技术给每一个实体对象一个唯一的代码，构造了一个实现全球万事万物信息实时共享的实物物联网。EPC系统是一个复杂、全面、综合的网络系统，包括RFID、EPC编码、网络、通信协议等。RFID只是其中的一个组成部分。系统构成名 称注 释全球产品电子代码的编码体系EPC编码标准识别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EPC读写

2、器识读 EPC 标签信息网络系统Savant （神经网络软件）EPC 系统的软件支持系统对象名解析服务（ObjectNaming Service, ONS）定位物品到一具体位置的服务实体标记语言（Physical Markup Language , PML）一种相互交换数据和通信的格式表 3.1 EPC 系统的构成产品电子编码的概念是美国麻省理工学院于1999年提出2003年国际物品编码协会和美国统一编码委员会联合收购了EPC系统，之后共同成立了全球产品电子编码中心，并将Auto-ID中心更名为Auto-ID实验室。图 3.3 EPC Global的组织机构EPC码是由版本号、域名管理者、对象

3、分类代码和序列号等四个数据字段组成的一组数字。 版本号标识了EPC的版本，它确定了域名管理者、对象分类代码、序列号的长度。 域名管理者描述了生产厂商的信息，是厂商的识别代码。 对象分类代码是商品分类号，记录产品的类别信息。 序列号则用于唯一标识每个商品。版本号域名管理者对象分类代码序列号EPC-64TYPE2211724TYPE2151334TYPE2261323EPC-96TYPE8282436EPC-256TYPE83256160TYPE86456128TYPE81285664表 3.2 EPC码64位、96位和256位的数据结构位数允许存在的最大数字版本号8255域名管理者28268 4

4、35 455对象分类代码2416 777 215序列号3668 719 476 735最多允许存在的商品总数9679 228 162 514 264 337 593 543 950 335表 3.3 EPC-96位编码结构最多允许存在的商品总数编码容量大兼容性强应用广泛具有合理性国际性EPC电子标签，即EPC标签 是采用EPC编码进行物品标识的电子标签，是EPC代码的物理载体，附着在可跟踪的物品上，可全球流通，并可以对其进行识别和读写。EPC读写器 可读取EPC电子标签的EPC代码，并将代码输入到与EPC读写器相连的互联网或其他物联网的设备。EPC标签一般有天线和芯片组成，其存储的惟一信息是对

5、物品进行唯一标识的96位或者64位EPC编码。EPC概念 标签类（Class）， Class描述的是EPC标签的基本功能。 代（Gen），Gen是指EPC标签的版本号。Class 0 EPC标签 主要运用在超市的结账付款、超市货架扫描、集装箱货物识别、货物运输通道以及仓库管理等领域。Class 1 EPC标签 除了具备Class 0 EPC标签的所有特征外，还具有一个产品电子代码标识符和一个标签标识符（Tag Identifer, TID）。Class 2 EPC标签 ，它除了具备Class 1 EPC标签的所有特征外，还包括扩展的TID、扩展的用户内存、选择性识读功能。Class 3 EPC

6、标签 它除了具备Class 2 EPC标签的所有特征外，还具有完整的电源系统和综合的传感电路。Class 4 EPC标签 除了具备Class 3 EPC标签的所有特征外，还具有标签到标签的通信功能、主动式通信功能和特别组网功能。EPC Gen1标准 EPC射频识别技术的基础，EPC Gen1主要是为了测试EPC技术的可行性。EPC Gen2标准 详细描述了第二代标签与读写器之间的通信，是EPC Global制定的Class 1 UHF频段射频识别空中接口的第二代标准。开放和多协议的标准存储和口令多渠道兼容更好的标签识读性能“灭活”（Kills）功能实时性全球频率高可靠性EPC读写器一般由天线、

7、空中接口电路、控制器、网络接口、存储器、时钟和电源等几部分构成。图 3.4 EPC读写器的构成空中接口功能 EPC读写器与对应的EPC标签有相同的空中接口协议读写器防碰撞 消除或减少由读写器碰撞所带来的影响与计算机应用系统相连 EPC读写器应该像服务器、路由器一样，成为网络的一个独立终端，支持Internet、Intranet或无线网等标准和协议，以直接与各种应用系统相连。概念： 物联网RFID中间件（Middleware）处于EPC读写器与应用系统的中间，实现了EPC读写器与应用系统之间的通用的、公共的服务作用： 传递消息 解译数据 广播数据 错误恢复 定位网络资源 消息安全 独立于架构 能

8、够与多个EPC读写器以及多个后端应用程序连接，以减轻架构与维护的复杂性数据处理 一般具有数据的收集、过滤、整合和传递等特性标准化 中间件将支持标准化协议图 3.5 中间件的结构程序模块集成器 由多个程序模块构成，分为标准程序模块和用户定义的程序模块两个部分读写器接口 读写器接口基于标准网络通信协议，提供与不同读写器连接的方法应用程序接口 应用程序接口提供了这些应用程序与程序模块集成器之间的接口网络访问接口 网络访问接口提供与互联网的连接，用来构建物联网名称解析服务和物联网信息发布服务的通道EPC系统 EPC：Electronic Product Code 电子产品编码EPC系统的名称解析服务称

9、为对象名解析服务（ONS 对象名解析服务）EPC系统的信息发布服务称为EPC信息服务（EPC Informaiton Service, EPCIS）映射信息 映射信息分布式地存储在不同层次的ONS服务里，这类信息便于管理。ONS服务器 如果某个查询请求要求查询一个EPC对应的PML服务的IP地址，则ONS服务器可以对此作出响应。每一台ONS服务器拥有一些权威的映射信息和另一些EPC的缓冲存储映射信息。ONS解析器 ONS解析器向ONS服务提交查询请求，以获得所需PML服务器的网络位置。图 3.6 ONS系统服务查询过程物联网信息发布服务一般用网络数据库来实现的，IOT-IS提供了一个数据和服务

10、的接口，使得物品的信息可以在企业之间共享。EPCISEPC信息服务规范 提供信息查询结构，与已有的数据库、应用程序及信息系统相连。标签授权 标签授权的作用就是将必要的信息写入标签，这些数据包括公司名称、商品的信息等。牵制策略打包与解包操作 捕获分层信息中每一层的信息是非常重要的，因此如何包装与解析这些数据也成为标签对象生命周期中非常重要的一步。观测 对于一个标签来说，用户最简单的操作就是对它进行读取。EPCIS在这个过程中的作用，不仅仅是读取相关的信息，更重要的是观测标签对象的整个运动过程。反观测 反观测就是记录下那些被删除或者不再有效的数据。图 3.7 EPCIS在EPC网络中的位置图 3.

11、8 EPCIS框架中的层次分类射频识别标准化是指制定、发布和实施射频识别标准，解决编码、数据通信和空中接口等共性需求问题，促进射频识别在全球跨地区、跨行业和跨平台的应用。射频识别目前还没有形成统一的标准 电子标签编码标准 电子标签与读写器之间的空中接口标准 电子标签与读写器性能一致性测试 读写器与后台数据库的数据交换协议 图 3.9 全球5大射频识别标准组织数据内容标准性能标准射频识别标准体系应用标准技术标准划分工作频率定义空中接口定义中间接口数据协议编码规则语法设备性能测试一致性测试特定环境应用标准特定环境应用规范RFID技术标准 RFID技术标准主要定义了不同频段的空中接口及相关参数，包括

12、基本术语、物理参数、通信协议和相关设备等。RFID数据内容标准 RFID数据内容标准涉及数据协议、数据编码规则及语法，主要包括数据编码格式、语法标准、数据对象、数据结构和数据安全等。RFID一致性标准 RFID一致性标准也称为RFID性能标准，主要涉及设备性能标准和一致性标准，主要包括设计工艺、测试规范和试验流程等。RFID应用标准 RFID应用标准用于设计特定应用环境RFID的构架规则，包括RFID在工艺制造、物流配送、仓储管理、交通运输、信息管理和动物识别等领域的应用标准和应用规范。（1）成立专门的非政府的RFID监管机构，责处理RFID在中国的发展过程中遇到的所有问题（2）制定符合中国企业的RFID相关系列标准。（3）建立相应的RFID芯片研究机构，促进RFID的发展和普及。（4）选择几家比较大的企业进行RFID试点应用，像美国国防部和沃尔玛一样力推RFID，促进RFID的快速发展。（5）加大国家对RFID的产业投入，扶