物联网与RFID应用技术基础-2

物联网与RFID应用技术基础

第二讲马平博士北京航空航天大学软件学院2.物联网的典型架构--EPC2.1EPC体系及特点2.2EPC编码系统2.3EPC网络技术2.2EPC编码系统

--EPC编码背景

EAN.UCC编码已大大提高了供应链内生产率和效率，已成为全球最通用标准之一。条码已经成为识别产品的主要手段。但条码有如下缺点：1．它们是可视传播技术。扫描仪必须“看见”条码才能读取，必须将条码对准扫描仪才有效。无线电频率识别并不需要可视传输技术，RFID标签只要在解读器读取范围内就行。2．如条码横条撕裂、污损或脱落，无法扫描商品。3．唯一产品的识别对于某些商品非常必要。而条码只能识别制造商和产品名称，不是唯一商品。牛奶纸盒上条码到处都一样，辨别哪盒牛奶先超过有效期不可能。2.2EPC编码系统

--EPC编码背景

随着射频技术趋于成熟，可以为供应链提供前所未有、近乎完美的解决方案。公司将能及时知道每个商品在供应链上任何时点的位置信息。

如何才能识别和跟踪供应链上每一件单品呢？

最好的解决方法就是给每一个商品唯一号码——“牌照”——产品电子码（EPC）。EPC是在本世纪初由美国MIT的AUTO-ID中心提出的，它是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。2.2EPC编码系统

--EPC系统设计EPC由分别代表版本号、制造商、物品种类及序列号的编码组成。EPC是唯一存储在RFID标签中的信息。这使RFID标签能维持低成本并具有灵活性，因为数据库中无数的动态数据能与EPC相链接。EPC系统由六方面组成：（1）EPC编码标准（2）EPC标签（3）EPC码（4）解读器（5）SavantTM(神经网络软件)（6）对象名解析服务(ObjectNamingService:ONS)（7）实体标记语言（PhysicalMarkupLanguage:PML）2.2EPC编码系统

--EPC系统意义及目标

EPC系统的最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。通过EPC系统的发展：（1）能够推动自动识别技术的快速发展；（2）通过整个供应链对货品进行实时跟踪；（3）通过优化供应链来给用户提供支持；（4）提高全球消费者的生活质量；2.2EPC编码系统

--EPC发展1999年MIT成立自动识别技术中心提出EPC概念，剑桥大学、澳大利亚阿德雷德大学、日本Keio大学、复旦大学相继加入研发EPC，并得到100多国际大公司支持。编码方案已有EPC-96Ⅰ型、EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等，并得到UCC和EAN支持。已有许多公司实施EPC方案，全球将大规模采用EPC。2.2EPC编码系统

--EPC之实物互联网

由EPC标签、解读器、Savant服务器、Internet、ONS服务器、PML服务器及众多数据库组成的实物互联网中，解读器读出的EPC只是一个信息参考（指针），由这个信息参考从INTERNET找到IP地址并获取该地址中存放的相关物品信息。

采用分布式Savant软件系统处理和管理由解读器读取的一连串EPC信息。

由于标签上只有一个EPC码，需要知道与该EPC匹配的其它信息，就需要ONS提供一种自动化网络数据库服务，Savant将EPC传给ONS，ONS指示Savant到一个保存着产品文件的PML服务器查找，该文件可由Savant复制，因而文件中产品信息就能传到供应链上。2.2EPC编码系统

--EPC之实物互联网EPC网络的特点：（1）不像传统的条码，不需要人的干预与操作而是通过自动技术实现网络运行；（2）无缝链接；（3）网络成本相对较低；（4）通用可在任何环境下运行；（5）采纳一些管理实体的标准如：UCC、EAN、ANSI、ISO。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计

EPC目标是提供对物理世界对象的唯一标识。它通过计算机网络来标识和访问单个物体，就如在互联网中使用IP地址来标识、组织和通信一样。

具体分析这种物品命名方案的各个方面，并介绍EPC的设计策略。唯一标识(UniqueIdentification)与广泛使用的UPC代码不同，EPC提供对物理对象的唯一标识。一个EPC编码分配给一个且仅一个物品使用。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计唯一标识直接结果是：

必须有足够的EPC编码来满足对物品标识的需要。必须考虑所有物理对象的数量，从世界人口总数到大米总粒数，EPC必须有足够大地址空间标识所有对象。

2.2EPC编码系统

--EPC编码设计必须保证EPC编码分配的唯一性并寻求解决编码冲突的方法。这就产生由谁或什么组织负责EPC编码的分配问题。由多个管理者分别管理EPC空间的一部分。除了组织管理和立法机关的管理，EPC命名空间的创建和管理可以借助于自动化软件。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计生产商及其产品(ManufacturesandProduct)UCC拥有近100万个会员，大多数是较大公司，产品往往需要UPC编码。将较小公司、服务机构和私人企业考虑在内会有更多的成员。需要建立一套标准的与这些预见一致的编码系统。每个公司都有一系列产品和服务，一个公司具体管理着多少不同类型的产品？虽然有些公司——尤其是服装行业的产品种类达10万种之多，但大多数公司产品比较单一，产品数量的范围变化很大。任何一个组织的产品类型均不超过10万种。此外，需要考虑很多更小的公司，它们不是任何标准组织的成员，这个数目就更小了。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计集装箱EPC层级图2.2EPC编码系统

--EPC编码设计集装箱(Containers)

传统上货品、集装箱和托盘都要按照不同的编码结构进行编码。在EPC体系结构中，无需为这些容器使用不同的编码方法。容器内货品记录和货运数据存储在计算机网络中并自动与容器建立联系。运输集装箱的卡车、货车车厢、船舶或仓库也可能作为单个物品并使用相同格式的EPC编码。EPC层级图描绘了物品货运的情形，这个层级会随着时间的推移而改变。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计组合装置(Assemblies,AggregatesandCollections)

EPC除了标识单个对象，还可标识组合装置等，AUTO-ID中心建议用EPC标识装配件和组合装置及单个货品。这样就可采用描述货运数据的方式来描述组合装置。

传统上组合装置被认为是复杂的，连接着很多元器件。实际上集装箱和组合装置两者之间没有实质差别。集装箱和组合装置的拓扑结构都有上面所描绘的层级结构。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计嵌入信息(EmbeddedInformation)

是否在EPC中嵌入信息一直颇有争议。当前的编码标准，如UCC/EAN-128应用标识符(AI)结构中就包含数据。这些信息可以包括如货品重量、尺寸、有限期、目的地等。

AUTO-ID中心建议消除或最小化EPC编码中嵌入的信息量。其基本思想是利用现有的计算机网络和当前的信息资源来存储数据，这样EPC便成了一个信息引用者。这需要最小信息量，当然也需要和实际要求相平衡，如易于使用、与系统兼容等。

无论EPC中是否存储信息，AUTO-ID中心的目标是用它来标识物理对象。按照这一方针，给出EPC的定义：EPC是唯一标识贸易项的编码方案的一部分。因此在设计中着重介绍标识物理对象所需的数据。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计分类(Categorization)

将具有共同特征的对象进行分类或分组是智能系统最基本的性能之一，也是减少数据复杂性的主要方法。

发展一门有效的分类学是件艰巨任务，它紧密依赖观察者的观点。例如：一罐颜料在制造商那里可能被当成库存资产，在运输商那里可能是“可堆叠的容器”，而回收商则可能认为它是有毒废品。在各个领域，分类是具有相同特点物品的集合，而不是物品的固有属性。

因此AUTO-ID中心主张在产品电子代码中取消或者最小化分类信息。因为分类仍然是重要的行为，主张将这种功能移植到网络上。采用能够进行基本数据采集和将物品“过滤”为传统产品的高水平软件。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计参考信息(InformationReference)

EPC首要作用是作为网络信息的参考。EPC本质上是在线数据的“指示器”。使用Internet的一个普遍参考就是统一资源标识符（URI），包括以前的统一资源定位符（URL）和统一资源名称（URN）。这些标识符都被域名服务（DNS）翻译为相关的网络协议（IP）地址，这些地址就是网络信息的地址。

AUTO-ID中心提供的对象名称解析服务（ONS）直接将EPC代码翻译成IP地址。IP地址标识后台储存相关产品信息，由IP地址标识主机将发送存储产品相关信息。ONS本质上相当EPC编码和网络信息之间的“胶水”。因此编码结构应能促进主机地址的查找，且通过对象“黄页”来提高查找效率。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计头字段(HEADER)

通过头字段码将信息包含到EPC中，即对并发数据的类型和结构进行编码。头字段码并不携带对象标识过程的信息也没有嵌入物品信息，应该是最小化的，其代价是编码需求能力降低。本质上头字段码是被嵌入其结构中的EPC编码的版本号，必须最低限度满足更新要求。简单性(Simplicity)

过去曾经设计了很多标准和命名方案，但很少能被广泛采用。原因之一是其复杂性，越难的方案就需要越长的学习时间，且必须与用户利益平衡。因此EPC要尽可能简单且能同时提供对象的唯一标识。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计人机交互(HumanInteraction)很多编码系统是专为人机交互而设计的。为便于记忆，很多编码尤其是车牌号码和电话号码包括很少几个分区（通常7位或更短），每个分区有很少几个号码。这些编码是专为快速识别和简单采集而设计的。其它一些编码，如IP地址是为了分配给机器使用，但其表示法是为了人工识读。虽然不是为了便于记忆，IP地址使用点号隔开比较容易书写及手动输入。

在EPC编码设计中，直接的人机交互不重要。可读性和UPC编码及IP地址是必要的，但人工采集不需要。因此EPC编码应该有一种简单而一致的表示法，易转录、口述和手动键入。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计可扩展性(Extensibility)发展一种全球性标准的难点之一是预计所有可能的应用。对于将来没有完全而确定的预见，AUTO-ID中心提供了一种简单的扩展方法。这样他们提议与其提供完整的规范，不如只做初步设计，将EPC地址空间的主体留备将来使用。媒介(Media)EPC要存储到某些类型的物理媒介上，例如条码、电子存储器或打印的字符。数据通过编码的电磁波进行传输。对所有媒介，存储和传输成本与数据量成正比。AUTO-ID中心希望EPC能被广泛采用－在数万亿的贸易项标签中使用，媒介必须尽最大可能的降低成本。为此EPC必须尽可能减小尺寸以降低成本和复杂性。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计数据传输机制(DataTransmissionMechanisms)

在UPC编码中作为编码结构一部分，设一位校验位以保证数据在标签和扫描器之间传输时正确有效。校验位、起始位、结束位和握手协议是数据通信中保证正确有效的常用方法。这些机制随数据传输方法和可靠性变化而变化。与其在EPC中嵌入数据传输机制，不如在通信协议中对编码进行耦合。这些技术都是应用于EPC数据的传输过程，而不是它的一部分。依靠这种方法能够将对象标识策略与数据传输方法分离开来。2.2EPC编码系统

--EPC编码设计保密性与安全性(PrivacyandSecurity)

通过同样方法可以将数据内容从传输方法中分离出来，即根据安全和加密技术对EPC定义进行耦合。保密性和安全性是配置高效网络的首要问题之一。安全的传输、存储和实现是EPC能否被广泛采用的基础。

AUTO-ID中心认为与其使用专门的加密技术，不如将EPC仅仅看作是一种简单的命名和标识对象的方法。2.2EPC编码系统

--EPC编码结构

EPC的目标是为每一物理实体提供唯一标识，它是由一个头字段和另外三段数据（EPC管理者、对象分类、序列号）组成的一组数字。

头字段标识EPC版本号，使以后的EPC可有不同的长度或类型；

EPC管理者是描述与此EPC相关的生产厂商的信息，例如“可口可乐公司”；

对象分类记录产品精确类型的信息，例如：“美国生产的330ml罐装减肥可乐”；

序列号唯一标识货品，它会精确指明所说的究竟是哪一罐330ml罐装减肥可乐。2.2EPC编码系统

--EPC编码结构2.2EPC编码系统

--EPC编码结构各类EPC版本号详细情况2.2EPC编码系统

--EPC编码结构EPC头字段(EPCHeader)

头字段标识EPC的版本号。设计者采用版本号标识EPC结构，指出EPC中编码总位数和其他三部分中每部分位数。

为了和64位EPC区别，大于64位EPC版本号的前两位为00，这样就96位EPC版本号序列是001。长度大于96位的EPC版本号前三位是000，所以256位EPC开始序列是00001。2.2EPC编码系统

--EPC编码结构EPC管理者(EPCManager)

不同版本EPC管理者编码因长度可变性，使更短EPC管理者编号更宝贵。EPC-64II型有最短EPC管理者部分，只有15位。只有EPC管理者编号小于215＝32768的才可由该EPC版本表示。

出于特殊考虑两个EPC管理者编号已留做备用：0和167842659（十进制）。零（0）已经分配给MIT。因此MIT控制着包括零（0）的EPC管理者编号在内的所有产品电子码的分配；167842659（十进制）已留做私人使用。私人使用EPC管理者编号需避免产品电子码预先使用模式。有需使用产品电子码来识别自己私有物品的个人和组织可使用任何便利的产品电子码而无需在全球对象名解析系统中进行注册。2.2EPC编码系统

--EPC编码结构对象分类(ObjectClass)对象分类部分用于一个产品电子码分类编号，标识厂家产品种类。对于拥有特殊对象分类编号者来说，对象分类编号分配没有限制。但AUTO-ID中心建议第0号对象分类编号不要作为产品电子码一部分使用。序列号(SerialNumber)序列号部分用于产品电子码序列号编码。此编码只是简单填补序列号值的二进制0。一个对象分类编号拥有者对其序列号分配没有限制。但AUTO-ID中心建议第0号序列号不要作为产品电子码一部分来使用。2.2EPC编码系统

--EPC编码分类

目前EPC位数有64位、96位或更多。为保证所有物品都有一个EPC并使其载体－标签成本尽可能降低，建议采用96位，可为2.68亿个公司提供唯一标识，每个生产厂商可有1600万个对象分类且每个对象分类可有680亿个序列号，对未来世界所有产品已经够用。

鉴于当前不用那么多序列号，只采用64位EPC。已经推出EPC-96Ⅰ型、EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等编码方案。后面会重点介绍EPC-64和EPC-96。

2.2EPC编码系统

--EPC编码分类58位编码最小模式是58位编码，有一位头字段编码，20位管理者编码，17位对象分类编码和20位序列号编码。2.2EPC编码系统

--EPC-64编码EPC-64Ⅰ型2.2EPC编码系统

--EPC-64编码

该64位产品电子码包含最小的标志码。比起58位编码，需考虑如何分配剩余6位码问题。因为较小编码首要考虑的问题是如何节约位数，对于位数分配，数据分区比头字段部分有较高优先级。头字段部分增加一位，就允许3种数据分区，可覆盖更广泛工业需求。剩余的第四种数据分区留待扩展。

20位的管理者分区仅满足一百万个公司。增加一位就会允许二百万个组使用该EPC-64代码。对象分类分区可以容纳131,072个库存单元，可满足绝大多数公司需求。

58位编码序列号分区仅提供一百万单品，不足以满足很多公司需求。把剩余的四位都分配给这部分，序列号增加到24位，这样就可以为一千六百万单品提供空间。2.2EPC编码系统

--EPC-64编码EPC-64Ⅱ型2.2EPC编码系统

--EPC-64编码除Ⅰ型EPC-64，还有其他方案以适合更大范围的公司、产品和序列号。AUTO-ID中心提议EPC-64Ⅱ用来适合众多产品以及价格反应敏感的消费品生产者。产品数量超过两万亿且想要申请唯一产品标识的企业，可采用方案2。采用34位的序列号，最多可以标志17,179,869,184件不同产品。与13位对象分类区结合，每个工厂可为140,737,488,355,328或超过140万亿不同单品编号。这远远超过世界上最大的消费品生产商生产能力。2.2EPC编码系统

--EPC-64编码EPC-64Ⅲ型2.2EPC编码系统

--EPC-64编码

为推动EPC应用过程，将EPC扩展到更加广泛的组织和行业。AUTO-ID中心希望扩展分区模式以适合小公司，服务行业和组织。

因此除扩展单品编码数量，像第二种EPC-64，会增加公司数量。通过把管理者分区增加到26位，可为多达67,108,864个公司来提供64位EPC编码。

6千7百万个号码已超出世界公司总数。采用13位对象分类分区，可为8,192种不同种类物品提供空间。序列号分区采用23位编码，可为超过8百万商品提供空间。对6千7百万个公司，每个公司允许超过680亿的不同产品编码采用此方案。2.2EPC编码系统

--EPC-96编码2.2EPC编码系统

--EPC-96编码

EPC-96Ⅰ型也有三个数据段。头字段后第一个数据段标识EPC管理者，负责维护随后的编码。EPC管理者负责在自己范围内维护对象分类代码和序列号。

EPC管理者须保证对ONS可靠操作，并负责维护和公布相关产品信息。EPC管理者区域占据28个数据位，允许约2.68亿家制造商。每个管理者都允许拥有1600万个对象分类，这个字段能容纳当前所有的UPC库存单元的编码。

序列号字段则是单一货品识别的编码。EPC-96序列号对所有的同类对象提供36位的唯一辨识号。与产品代码相结合，该字段将为每个制造商提供1.1×1028个唯一的项目编号。2.2EPC编码系统

--EPC标签（eTag）EPC标签基本构造及原理

EPC标签由天线、集成电路、连接集成电路与天线的部分、天线所在的底层四部分构成。96位或者64位产品电子码是存储在RFID标签中的唯一信息。

EPC标签有主动型，被动型和半主动型三种类型。

主动型标签有一个电池，为微芯片电路提供能量，并向解读器发送信号；

被动型标签没有电池，它从解读器获得电能。解读器发送电磁波，在标签的天线中形成了电流；

半主动型标签用一个电池为微芯片提供电能，但是发送信号和接受信号时却是从解读器处获得能量。

2.2EPC编码系统

--EPC标签（eTag）

主动和半主动标签在追踪高价值商品时非常有用，因为可远距离扫描，扫描距离可达到100英尺，但每个成本要1美元或更多，这使得不适合应用于低成本的商品上。

Auto-ID中心正致力研发被动标签，扫描距离不像主动标签那么远，通常少于10英尺，但比主动标签便宜得多，目前成本已降至5美分左右（还要进一步降低），且不需要维护。2.2EPC编码系统

--EPC标签（eTag）降低EPC标签成本举措

EPC标签的高成本成为大规模推广最大障碍，因此EPC标签能在单品追踪中发挥作用的关键之一就是大幅度降低标签成本。

为达到以上目的采取以下措施：1、缩小芯片2、开发新型天线3、寻找硅的替代品2.2EPC编码系统

--EPC标签（eTag）缩小芯片

降低被动和只读标签成本的关键是减小所用微芯片的大小。8英寸硅晶片的价格相对稳定，但把晶片割成小片，每一小片价格都会较低。目前大部分晶片用金刚石锯切开，可产生最多15000块微芯片，大小为1平方毫米。另有一种方法叫做蚀割，能产生最多25万块芯片，每块芯片150平方微米，或是头发宽度的三倍。2.2EPC编码系统

--EPC标签（eTag）开发新型天线

另一构造低成本标签的关键是降低天线成本。Auto-ID中心的一位赞助商Rafsec，正在开发一种新型天线，将被用来加在Alien芯片上制作标签。

目前大多数RFID天线是利用酸去除铜和铝这类导体中的元素，再锻造成型制成的。Rafsec是全球最大的打印纸生产商之一的芬兰UPM-Kymmenc公司附属公司，已开创高速电镀技术，天线使用导体墨水绘制，然后将一层金属印在它的顶部。

利用这项技术，Rafsec在大批量生产天线情况下，可将天线成本控制在1美分左右，与用现有技术生产的普通天线5到15美分成本形成鲜明对比。另外，还有其他生产低成本天线的创新性方法正由Auto-ID中心的其他支持者开发。2.2EPC编码系统

--EPC标签（eTag）寻找硅的替代品

有几家独立于Auto-ID中心的公司正在研究利用硅的廉价替代品生产EPC标签的技术，甚至是纯粹利用磁性的“无芯片标签”。

Auto-ID中心非常支持并憧憬一个包罗万象的世界，在这里任何标签，只要使用正确的语言，满足基本的性能要求，无论硅或其它材料制作，都能与任何解读器交流信息。2.2EPC编码系统

--解读器（Reader）解读器基本工作原理

解读器使用多种方式与标签交互信息，近距离读取被动标签中信息最常用方法是电感式耦合。只要贴近，解读器天线与标签天线间就形成磁场。标签利用磁场发送电磁波给解读器。返回的电磁波被转换为数据信息，即标签的EPC编码。

Auto-ID中心已设计灵敏解读器的详细参考规格，这种解读器能读取不同频率芯片中信息。通过这种途径，公司能在不同情况下利用不同种类标签，且不必为每种频率标签购买一个解读器。

Auto-ID规格将使生产商在大批量生产情况下生产出成本约100美元的灵敏解读器。2.2EPC编码系统

--解读器（Reader）解读器关键技术问题1、避免解读器冲突2、避免标签冲突3、读取距离2.2EPC编码系统

--解读器（Reader）避免解读器冲突

利用解读器遇到的一个问题是，从一个解读器发出的信号可能与另一个覆盖范围重叠的解读器发出的信号互相干扰。这种现象叫解读器冲突，Auto-ID中心利用一种叫做时分多址（TDMA）机制来避免冲突。

简而言之就是解读器被指示在不同时段读取信息，而不是在同一时刻都试图读取信息，这保证它们不会互相干扰。

但这意味着处于两个解读器重叠区域的任何一个RFID标签都将被读取两次信息，为此开发出一套删除冗余信息的系统。2.2EPC编码系统

--解读器（Reader）避免标签冲突

解读器遇到的另一问题是在同一范围内要读取多个芯片信息，当在同一时刻超过一个芯片向解读器返回信号，标签冲突就会发生，它使解读器不能清晰判断信息。

Auto-ID中心已采用一个标准化方法来解决这个问题。解读器只要求第一位数符合它所要求的数字的标签回应解读器。解读器提出要求：“产品电子码以0开头的标签回应解读器。”如果超过一个标签回应，则解读器继续要求：“产品电子码以00开头的标签回应解读器。”操作直到仅有一个标签回应为止。这一过程非常迅速，一个解读器在1秒内可读取50个标签信息。2.2EPC编码系统

--解读器（Reader）读取距离

解读器读取信息的距离取决于解读器能量和使用频率。通常高频率标签有更大读取距离，但需解读器输出电磁波能量更大。典型的低频标签须在一英尺内读取，而UHF标签可在10到20英尺距离内被读取。

在某些应用情况下，读取距离是一个需考虑的关键问题，如有时需读取较长的距离。但是较长读取距离并不一定是优点，如果你在一个足球场大的仓库里有两个解读器，也许知道有哪些存货，但解读器不能确定某个产品具体位置。

对于供应链来讲，在仓库中最好有一个由许多解读器组成的网络，它们能准确查明一个标签的确切地点。Auto-ID中心的设计是一种在4英尺距离内可读取标签的灵敏解读器。2.3EPC网络技术

--SAVANT系统

每件产品都加上RFID标签后，在产品生产、运输和销售过程中，解读器将不断收到一连串产品电子编码。整个过程中最重要、也是最困难的环节是传送和管理这些数据。自动识别产品技术中心开发了一种名叫Savant的软件技术，相当于该新式网络的神经系统。2.3EPC网络技术

--SAVANT系统Savant基本原理每件产品加上RFID标签后．在产品生产、运输和销售过程中，不同地理位置读写器不断采集产品电子编码数据流，Savant位于读写器与信息网络中间部位，加工和处理来自读写器所有信息和事件流。Auto—IDCenter提出的Savant技术框架，是一种管理EPC数据的架构，定义成具有一系列特定属性“程序模块”或“服务”。被用户集成以满足特定需求。这些程序模块设计能支持不同群体对模块的扩展。Savant连接标签识读器和企业应用程序，代表应用程序提供一系列计算功能，如在将数据送往应用系统前,对标签数据进行过滤、汇总和计数，压缩数据容量．减少网络流量。Savant向上层转发有关的某些事件或事件摘要．并有防止错误识读、漏读和重读数据功能。2.3EPC网络技术

--SAVANT系统Savant体系结构2.3EPC网络技术

--SAVANT系统Savant为程序模块的集成器，程序模块通过两个接口与外界交互：识读器接口和应用程序接口。识读器接口提供与RFID识读器的连接方法。应用程序接口使Savant与外部应用程序链接起来．通常是现有企业运行的应用系统程序，或为新的EPC应用程序，或为其他Savant系统。应用程序接口是程序模块与外部应用的通用接口，能采用Savant服务器本地协议与以前扩展服务进行通讯，或采用与识读器协议类似的分层方法。其中高层定义命令与抽象语法，底层实现具体语法与协议的绑定。除以上两个外部接口外，程序模块之间通信采用自行定义的API函数实现，也可通过某些特定接口与外部服务进行交互，典型情形是Savant到Savant的通信。2.3EPC网络技术

--SAVANT系统Savant通常安装在商店、仓库、制造车间、运输车辆上、配送中心、区域乃至全国性的数据中心。以实现对数据的捕获、监控和传送。典型的EPCSavant系统呈现树形结构，叶点称为“边缘EPCSavant。ES”．树的分枝节点称为“内部Savant，IS”。“ES”直接与RFID读写器连接，从标签数据，不间断地捕获、监视和存储数据，并向其它的EPCSavant传送。

“IS”指内部节点，是“ES”的父节点或上级，它除了从下属节点采集数据外，还负责EPC数据统计。2.3EPC网络技术

--SAVANT系统EPCSavant关键技术Savant由多个内部程序模块和多个外部接口模块构成，这些组件的实现方法构成了Savant关键技术。程序模块可由Auto—ID标准委员会定义。或由用户和第三方开发商定义。Auto—ID标准委员会定义的模块是标准程序模块，其中某些标准模块需要应用在Savant的所有应用实例中，叫作必备标准程序模块，其他可根据用户定义包含或排除于具体实例中的模块．被称为可选标准程序模块。Savant系统中主要由三个模块构成：事件管理系统、实时内存事件数据库和任务管理系统．都是必需的标准程序模块。2.3EPC网络技术

--SAVANT系统事件管理系统(EventManagementSystem，EMS)EMS配置在“ES”端，收集读取的标签信息，主要功能：①能够允许不同类型的读写器将信息写入到适配器；②从读写器收集标准格式的EPC数据；⑧允许过滤器对EPC数据进行过滤处理；④将处理后的数据写入RIED或本地数据库，或通过HTTP/JMS／SOAP广播到远程服务器。⑤对事件进行缓冲，使数据记录器，数据过滤器和适配器能互不干扰地工作。2.3EPC网络技术

--SAVANT系统Savant事件处理过程2.3EPC网络技术

--SAVANT系统实时内存事件数据库(Real-timein-memoryEventData-base，RIED)Savant特有的一种存储容器和优化数据库，为满足Savant在逻辑网络中的数据传输速度要求而设立，用以存储“边缘EPCSavant”的事件信息，维护来自读写器的信息，并提供过滤和记录时间框架。记录器要将事件记录到数据库，但数据库通常不能在1秒内处理上千个事物，因此需要由RIED提供与数据库通信的接口以解决访问速度匹配。应用程序一般使用JDBC或用本地接口访问RIED。RIED提供诸如SELECT、UPDATE、INSERT、DELETE等SQL操作，支持定义在SQL92中子集，同时提供快照功能，以维护数库不同时间的数据快照。2.3EPC网络技术

--SAVANT系统RIED的模型由8个组件构成：①

JDBC接口：使远程的机器能使用标准的SQL查询访问RIED．并使用标准的URL定位RIED；②

DML解析器：解析SQL数据修改语言，包括标准SQL命令，是整个SQL92DML规范的子集；③查询优化器：将DML解析器的输出转化为RIED可查询的执行计划，定义的搜索路径用来找到一个有效的执行计划；④本地查询处理器：处理直接来自应用程序(或SQL解析器)的执行计划；2.3EPC网络技术

--SAVANT系统RIED的模型图2.3EPC网络技术

--SAVANT系统任务管理系统(TaskManagementSystem，TMS)EPCSavant使用定制的任务执行数据管理和数据监控，通常一个任务可被看作多任务系统的一个线程，TMS的功能恰似操作系统的任务管理，把由外部应用程序定制的任务转为Savant可执行的程序，写入任务进度表，使Savant具备任务执行功能。Savant支持的任务有三种类型：一次性任务、循环性任务和永久性任务。TMS还提供多任务操作系统不具备的特性，如：①具有时间段任务的外部接口；②从冗余的类服务器中随机选择加载Java虚拟机的统一类库：③调度程序维护任务的持久化信息数据，在Savant瘫痪或任务瘫痪后能实现重启。2.3EPC网络技术

--SAVANT系统TMS的体系结构图2.3EPC网络技术

--SAVANT系统TMS的体系结构包含以下组件：①任务管理器：负责执行和维护运行在EPC任务，每个任务均设立一个时间表．表明任务的运行周期、是否连续执行等。②

SOAP服务器：其任务是将功能和任务管理器的接口作为服务的形式表现出来，让所有系统均可访问，其部属可通过设置一个服务文件。并描述哪些任务管理器的方法可以被显露。

2.3EPC网络技术

--SAVANT系统③类服务器：任务管理器指向类服务器并在类服务器有效时加载请求加载的新类，使得在实现更新、添加和修改任务时无需重启系统。④数据库：为任务管理器提供持久化的存储容器，数据库含有提交的任务和相应进度表的详细信息，在任务管理器意外瘫痪时，所有提交给系统的任务均能存活，在每一循环任务管理器查询数据库中任务并更新相关记录。2.3EPC网络技术

--对象名解析服务（ONS）对象名解析服务(ONS)是一种全球查询服务,可将EPC编码转换成一个或多个Internet地址,为Savant系统指明如何找到此编码对应的货品的详细信息.通过URL(UniformResourceLocator)可以访问EPCIS服务和与该货品相关的其他Web站点或Internet资源。2.3EPC网络技术

--对象名解析服务（ONS）ONS在EPC系统中的作用2.3EPC网络技术

--对象名解析服务（ONS）ONS技术构架ONS概述ONS对带有射频标签的物理对象定位其网络服务

(网络服务是一种基于Internet或者VPN专线的远程服务,可以提供和存储指定对象的相关信息,如:产品信息)。实体对象的网络服务可以通过该实体对象的唯一产品电子码(EPC)进行识别。ONS可以帮助识读器或识读器信息处理软件定位这些服务。ONS定位的网络服务可以将EPC关联到与物品相关的Web站点或者其他Internet资源。2.3EPC网络技术

--对象