物联网概论第二章产品电子编码EPC课件.ppt
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1、物联网概论第二章 产品电子编码EPC目目 录录2.1 2.1 EPCEPC的产生环境的产生环境 2.2 EPC2.2 EPC的技术架构的技术架构产品电子编码产品电子编码EPCEPC 2.3 EPC2.3 EPC标准体系标准体系 2.4 EPC2.4 EPC标准技术内容标准技术内容 2.5 EPC2.5 EPC编码体系编码体系学习目标学习目标了解了解EPC标准和全球统一标识系统标准和全球统一标识系统掌握掌握EPC标准体系标准体系 了解了解EPC编码策略和设计思想编码策略和设计思想 掌握掌握EPC编码转换方法编码转换方法 2.1.1 EPC的产生环境的产生环境EPCEPC的产生环境的产生环境物品的
2、海量数据体系物品的海量数据体系物品流通的需求物品流通的需求物品的有效识别和管理物品的有效识别和管理EPCEPC应运而生!应运而生!2.1.2 EPC的定义与特性的定义与特性EPCEPCElectronic Product Electronic Product CodeCode 产品电产品电子代码子代码 足够给全球每类产品中的每件单品都赋予一个唯足够给全球每类产品中的每件单品都赋予一个唯一的代码,形成一个巨大和而稳定的标识空间。一的代码,形成一个巨大和而稳定的标识空间。思考:如果一个物品消失后,EPC编码可否延用?通用商品条码和非通用商品条码通用商品条码和非通用商品条码传统条码的特点传统条码的特
3、点2.1.2 EPC的定义与特性的定义与特性2.1.2 EPC的定义与特性的定义与特性EPCEPC的主要特性的主要特性 2.1.2 EPC的定义与特性的定义与特性与传统条形码相比,与传统条形码相比,EPCEPC特有的优点特有的优点EPCEPC可以实现商品的可以实现商品的“一物一码一物一码”EPCEPC比通常商品条形码及一般条形码信息量大比通常商品条形码及一般条形码信息量大EPCEPC既可读又可写既可读又可写EPCEPC可以实现非接触式读写可以实现非接触式读写EPCEPC可以识别高速运动的物体并同时识别多个物体可以识别高速运动的物体并同时识别多个物体EPCEPC抗污染、抗干扰能力强、保密性能好抗
4、污染、抗干扰能力强、保密性能好2.1.3 EPC的管理体制的管理体制全球产品电子代码中心(全球产品电子代码中心(EPCglobalEPCglobal)EPCglobal统一管理和实施EPC工作,(EAN和UCC目前已合并,改名为GS1,即全球第一商贸标准化组织),以搭建一个可在任何地方、任何时间自动识别任何事物的开放性的全球产品标识网络。2.1.3 EPC的管理体制的管理体制中国编码中心(中国编码中心(EPCglobal ChinaEPCglobal China)统一组织、协调和管理全国的EPC工作,具体包括EPC产品电子代码的注册管理,代表我国参与国际EPC相关标准的制订,建立我国的EPC标
5、准体系,制订、修订EPC相关国家标准及技术规范,组织、建立并维护我国EPC信息管理系统,建立EPC技术应用示范系统,以及相关的专业培训与宣教工作等。2.1.4 EPC的的RFID标准体系框架标准体系框架EPCEPC体系体系EPC EPC 物理对象交换物理对象交换EPC EPC 基础设施基础设施EPC EPC 数据交换数据交换2.2 EPC的系统架构的系统架构表2-1 EPC 系统架构2.2.2 EPC编码体系编码体系EPCEPC编码类型编码类型 EPC是新一代的与EAN/UPC码兼容的编码标准通用标识符GID(General Identifier,GID)全球贸易货物代码GTIN(Global
6、 Trade Item Number,GTIN)序列全球贸易货物代码SGTIN(Serialized Global Trade Item Number,SGTIN)序列海运集装箱编码SSCC(Serial Shipping Container code,SSCC)统一资源标识符URI(Uniform Resource Identifier,URI)全球位置码GLN(Global Location Number,GLN)序列全球位置码SGLN(Serialized Global Location Number,SGLN)全球可回收资产标识符GRAI(Global Returnable Asset
7、 Identifier,GRAI)全球个体资产标识符GIAI(Global Individual Asset Identifier,GIAI)为不同场合下的实体提供标识2.2.3 EPC编码编码EPCEPC编码结构的特点编码结构的特点2.2.2 EPC编码体系编码体系EPCEPC编码与编码与RFIDRFID载体载体(1 1)EPCEPC与与URIURI的结合的结合 RFID系统中经常采用URI编码,这种识别方案常用于大型系统,实现标识数据的定位与交换。为告诉读、写操作者,标签采用哪一种编码方式,编码结构采用了下列诸字符串形式:urn:epc:tag:EncName:EncodingSpecif
8、icFields,urn:epc:tag:EncName:EncodingSpecificFields,其中EncName 就是用来表示标签采用的编码方式。2.2.2 EPC编码体系编码体系表3-1 EPC-URI通用编码结构2.2.2 EPC编码体系编码体系EPC编码信息的识读编码信息的识读 EPC标签用于代码记录,经识读后使用。这需要解决记录内容、资源定位和信息描述三个问题。2.2.3 EPC编码编码EPCEPC编码与编码与RFIDRFID载体载体(1 1)EPCEPC容量、容量、URIURI、ONSONS与与PMLPML 互联网中信息参考就是统一资源标识符(URI),这些标识符能被域名服
9、务(DNS)翻译成相应的IP地址,就是网络信息的地址。因此,通过AUTO-ID中心提供的对象名称解析服务(ONS),可直接将识读的EPC代码翻译成IP地址。IP地址标识的后台就储存了相关的产品信息,然后由IP地址标识的主机就可向前端应用发送其存储的产品相关信息。2.2.3 EPC编码编码EPCEPC编码体系的组成编码体系的组成EPC代码是由标头、管理者代码、对象分类代码、序列号等数据字段组成的一组数字EPCEPC编码结构举例编码结构举例EPC射频识别系统是实现射频识别系统是实现EPC代码自动采集的功能模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。射频标签是块,主要由射频标签和射频读
10、写器组成。射频标签是产品电子代码(产品电子代码(EPC)的物理载体,附着于可跟踪的)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,是读取标签中的写器与信息系统相连,是读取标签中的EPC代码并将代码并将其输入网络信息系统的设备。其输入网络信息系统的设备。2.2.3 EPC编码编码EPC-RFID系统的特点:系统的特点:非接触识别非接触识别可以识别快速移动的物体可以识别快速移动的物体可以同时识别多个物体可以同时识别多个物体2.2.3 EPC编码编码 EPC射频识别系统为数据采集最大限度的降低了人工干预,实现
11、了完全自动化,是“物联网”形成的重要环节。2.2.3 EPC编码编码RFIDRFID标签标签RFIDRFID识读器识读器EPCEPC中间件中间件EPCEPC代码代码射频识别射频识别无线感应无线感应EPCEPC射频识别系统射频识别系统EPCEPC射频识别系统是实现射频识别系统是实现EPCEPC代码自动采集的功能模块代码自动采集的功能模块 2.2.3 EPC编码编码EPCEPC标签标签 EPCEPC标签是产品电子代码的信息载体,主要由天线和芯标签是产品电子代码的信息载体,主要由天线和芯片组成。标签中存储信息代码,目前以片组成。标签中存储信息代码,目前以9696位为主。为降低位为主。为降低成本,成本
12、,EPCEPC标签通常是被动式射频标签。标签通常是被动式射频标签。识读器识读器 用来识别用来识别EPCEPC标签的装置,与信息系统相连实现数据的标签的装置,与信息系统相连实现数据的交换。近距离读取被动标签最常用的方法是电感耦合方式。交换。近距离读取被动标签最常用的方法是电感耦合方式。当靠近时,识读器天线与标签天线之间形成磁场,标签就当靠近时,识读器天线与标签天线之间形成磁场,标签就利用该磁场发送电磁波给识读器,返回的电磁波被转换为利用该磁场发送电磁波给识读器,返回的电磁波被转换为数据信息,即标签中的数据信息,即标签中的EPCEPC代码。代码。2.2.4 EPC信息网络系统信息网络系统EPCEP
13、C信息网络系统信息网络系统 EPC EPC信息网络系统由本地网络和互联网组成,实现信信息网络系统由本地网络和互联网组成,实现信息管理、信息流通的功能。息管理、信息流通的功能。EPCEPC信息网络系统是在互联网信息网络系统是在互联网基础上,通过基础上,通过EPCEPC中间件以及对象名称解析服务中间件以及对象名称解析服务(ONS)(ONS)和和XML/PMLXML/PML实现全球商品互联。实现全球商品互联。2.4.3 EPC信息网络系统信息网络系统EPCEPC信息网络系统信息网络系统(EPCIS)(EPCIS)的组成的组成EPCEPC中间件中间件 对象名称解析服务(对象名称解析服务(ONSONS)
14、可扩展标记语言可扩展标记语言(XML)(XML)EPC EPC信息服务(信息服务(EPCISEPCIS)2.2.4 EPC信息网络系统信息网络系统EPCEPC中间件中间件 EPC中间件是加工和处理来自识读器的所有信息和事件流的软件,是连接识读器和企业所用程序的纽带,主要任务是在将数据送往应用程序前进行标签数据校对、识读器协调、数据传送、数据存储和任务管理等。对象名称解析服务(对象名称解析服务(ONSONS)ONS是一个自动网络服务系统,类于域名解析服务(DNS),ONS给EPC中间件指明了存储产品信息的服务器。2.2.4 EPC信息网络系统信息网络系统可扩展标记语言可扩展标记语言(XML)(X
15、ML)XML(Extensible Markup Language)即可扩展标记语言是跨平台的一种简单的数据存储语言,使用一系列简单的标记描述数据,已成为数据交换的公共语言。EPC系统使用XML的目标是为物理实体的远程监控和环境监控提供一种简单、通用的描述语言。在EPC系统中,XML用于描述产品、过程和环境信息,供工业和商业中的软件开发、数据存储和分析之用。它提供一种动态环境,使与物体相关的静态的、暂时的、动态的和统计加工的数据均可互相交换。2.2.4 EPC信息网络系统信息网络系统EPCEPC信息服务(信息服务(EPCISEPCIS)EPCIS是EPC系统的重要部分,利用标准的采集和共享信息
16、方式,为EPC数据提供标准接口,供各行业和组织灵活应用。EPCIS构架在互联网基础上,支持商业多种应用。EPCIS针对中间件传递的数据进行EPCIS标准转换,通过认证或授权等安全方式与企业内的其他系统或外部系统进行数据交换,符合权限的请求方也可通过ONS定位向目标EPCIS进行查询。所以,能否构建真正开放的EPC网络,实现各厂商的EPC系统的互联互通,EPCIS起决定性作用。2.2.5 EPC系统工作流程系统工作流程EPC EPC 系统架构系统架构 EPCEPC标签标签 标签数据转换标签数据转换 用户认证用户认证 编码分配管理编码分配管理 EPCISEPCIS服务器服务器 ONS ONS 服务
17、器服务器 EPCEPC中间件中间件 识读器管理识读器管理 识读器识读器 2.2.5 EPC系统工作流程系统工作流程EPCEPC系统的组成系统的组成 小结:完整的EPC系统是由上述标签、硬件设备、软件、网络、ONS+EPCIS服务器、管理机制以及众多的数据库组成。2.2.5 EPC系统工作流程系统工作流程EPCEPC记录信息的方式记录信息的方式 识读器读出的EPC代码给出信息参考(指针),由此从互联网找到IP地址并获取该地址中的相关物品信息,并采用分布式EPC中间件处理由识读器读取的一连串EPC信息。由于标签上只有一个EPC代码,计算机需要知道之匹配的其他信息,这就需要ONS提供自动网络数据库服
18、务,EPC中间件将EPC传给ONS,ONS指示EPC中间件到保存着产品文件的EPCIS服务器查询,该产品文件可由EPC中间件复制,因而文件中的产品信息就能传到各相关应用上。思考:EPC与一维条形码、二维条形码记录方式的异同?2.2.5 EPC系统工作流程系统工作流程 EPC系统工作流程示意图2.2.5 EPC系统工作流程系统工作流程商品物联网系统的重要特点商品物联网系统的重要特点一切均通过自动传感识别实现网络运行一切均通过自动传感识别实现网络运行 各应用间可无缝链接各应用间可无缝链接 可以在静态与移动环境下运行可以在静态与移动环境下运行 精简了前端精简了前端EPCEPC数据量,总成本较低数据量
19、,总成本较低 采纳众多管理实体的标准采纳众多管理实体的标准2.2.6 EAN/UCC标识体系标识体系 EPC并不是取代现行通用商品条码标准,而是由现行系统逐渐过渡到EPC系统或者在供应链中与EAN/UCC系统共存。2.2.6 EAN/UCC物品标识物品标识 EAN/UCC EAN/UCC 物品标识方法物品标识方法 用数字码及相应的条形码符号标识物品,具体体现为商品包装上印刷的条形码 EAN/UCC EAN/UCC 物品标识的类型物品标识的类型 EAN/UCC 物品标识有两种类型,标准版与缩短版 2.2.6 EAN/UCC物品标识物品标识 例如:由13位数字及条形码符号构成的标准版通用商品条形码
20、。EAN/UCC-13标准版条形码的13位数字码分为4段,以本码为例,各段结构如下:(690)(1070)(23002)(8)2.2.6 EAN/UCC物品标识物品标识(1)前缀码-前3位,用于标识商品制造国家(或地区)由EAN总部分配。如本例中“690”代表“中国”;(2)制造厂商代码-第4-7位,用于标识商品的生产企业(或经销商),由对应国家(或地区)的编码主管机构分配。如本例中“1070”代表“云南白药集团股份公司”,由中国物品编码中心分配;(3)商品代码-第8-12位,用于标识具体一类产品,由生产企业(或经销商)指定。如本例中“23002”代表“云南白药胶囊(16粒装规格)”;(4)校
21、验码-第13位,用于扫描时检验识读正确性的代码,由前12位数字按特定算法计算而得,当所得结果与印刷上的校验码一致,即相减为零时,表系统识读成功,否则将继续扫描条形码,直到识读正确为止。各段名称及内容:各段名称及内容:2.2.6 EAN/UCC物品标识物品标识(1)前缀码中“977”、“978”、“979”不分配给任何国家或地区,而用于国际标准期刊号和国际标准书籍号“ISSN”和“ISBN”;(2)制造厂商代码4位,理论容量仅为1万企业,而我国申请通用商品条码的企业数早已突破此数,故EAN指定“690、691、692、693”均代表中国,以不断扩充企业容量;(3)商品代码5位,理论容量可标识10
22、万种产品,但无法识别同类产品下的每一件产品,以及不同生产批次等;(4)EAN-13标准码的校验码算法下表示。相关说明:相关说明:2.2.6 EAN/UCC物品标识物品标识 2.2.6 EAN/UCC物品标识物品标识 EAN/UCC缩短版EAN/UCC-82.3 EPC标准体系标准体系EPCglobal标准标准 EPCglobal Gen2标准标准 2.3 EPCglobal标准标准 EPCglobalEPCglobal标准由标准由EPCglobalEPCglobal管理委员会批准和发布并推广管理委员会批准和发布并推广实施,主要包含下列标准:实施,主要包含下列标准:EPCEPC标签数据(标签数据
23、(TDSTDS)标准)标准识读器发现配置安装协议标准识读器发现配置安装协议标准 EPCEPC标签数据转换(标签数据转换(TDTTDT)标准)标准 EPCEPC信息服务信息服务(EPCIS)(EPCIS)标准标准 应用级事件(应用级事件(ALEALE)标准)标准 空中接口协议标准空中接口协议标准-“Gen2Gen2”识读器协议(识读器协议(RPRP)标准)标准对象名称服务(对象名称服务(ONSONS)标准)标准 低层识读器协议(低层识读器协议(LLRPLLRP)标准)标准 谱系标准谱系标准 识读器管理(识读器管理(RMRM)标准)标准EPCglobalEPCglobal认证标准认证标准 EPCG
24、lobal标准已是全球产业一致认为最能提升供应链效果的标准。2.3.3 EPCglobal Gen2标准标准Gen2Gen2的特点与性能的特点与性能 PML语言:描述物品静态和动态信息,构成标记链2.3.3 EPCglobal Gen2标准标准Gen2Gen2标准的优点标准的优点开放的标准开放的标准 尺寸小、存储容量大、有口令保护尺寸小、存储容量大、有口令保护 保证了各厂商产品的兼容性保证了各厂商产品的兼容性 设置了设置了“灭活灭活”指令(指令(KillKill)良好的识读性。良好的识读性。2.4 EPC标准技术内容标准技术内容EPC Gen2标准技术环境标准技术环境EPC标签的存贮器结构标签
25、的存贮器结构 EPC Gen2标准的基本内容标准的基本内容2.4 EPCglobal Gen2标准标准 EPCglobal Gen2EPCglobal Gen2标准简介标准简介 EPCglobal Class1 Gen2标准(简称Gen2)是RFID技术、互联网和EPC组成的EPCglobal网络的基础。Gen2标准最初由60多家世界顶级技术公司制定,规定了满足由终端用户设定的性能标准的核心性能。Gen2标准是制定推动新的RFID硬件产品开发的标准接口和协议的一项基础要素,从而在各项应用中提供准确的、有效的信息链。Gen2标准对于RFID技术的应用和推广具有非常重要的意义,它为在供应链等应用中
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