物联网是运用无线射频技术、传感器网络技术、智能技术等,按照一定协议把不同的设备与互联网连接,实现物与物、人与物之间的信息交换,以实现对物体对象智能化的识别、定位、跟踪、监控、管理的一种网络。物联网能够将网络与所有物体建立联系,使网络系统对物体做到实时定位追踪和监控识别。物联网的关键技术包括无线射频技术、传感器网络技术、智能技术、纳米技术等,这些关键技术综合运用的基础是EPC编码技术,因此从根本上说,物联网技术是建立在EPC编码技术基础之上的。
以EPC编码为基础,形成EPC网络系统。EPC网络系统是由EPC代码、EPC电子标签、读写器、EPC中间件、对象名称解析服务(ONS)、EPC信息服务(EPCIS)等构成的完整、综合系统。EPC标签通过读写器读出数据信息,读出的数据信息经过EPC中间件的过滤和处理传送给ONS,ONS提供智能化的网络数据库服务,通过ONS服务器连接EPC中间件与EPCIS产品信息服务器,再通过EPCIS将产品信息传输到供应链上,以实现供应链的智能化运营和管理。
表6-2 EPC网络系统构成要素
图6-10 EPC网络系统流程
基于EPC编码技术的EPC网络系统及其展开,构成物联网技术体系运营的基本框架。物联网技术体系和运营系统由以下模块设计构成。
(1)RFID与无线传感器网络技术模块。RFID(Radio Freguency Identification)是一种无线射频识别技术,通过无线电讯号识别特定目标并读写RFID标签相关数据,以自动识别与追踪目标物品。RFID类似于条码扫描,RFID通过专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物品的RFID标签,利用频率信号将信息由RFID标签传送至RFID读写器。RFID电子标签的读写器通过天线与RFID电子标签进行无线通信,可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。完整的RFID技术系统,由读写器、电子标签以及应用软件系统三个部分组成。读写器是RFID系统信息控制和处理中心,它通常由耦合模块、收发模块、控制模块和接口单元组成。RFID技术的工作原理是:RFID标签进入磁场后,接收读写器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息,或者由标签主动发送某一频率的信号,读写器读取信息并解码后,传送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID技术与无线传感器技术相结合,以实现对物体对象的智能感知。无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量的静止或移动的传感器以自组织的方式构成的无线网络,以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络的应用者。传感器网络系统包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点进行信息传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,最后通过互联网到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据。
图6-11 无线传感器网络结构
无线传感器网络具有规模大、协作性、自组织等特点。在安置传感器节点的监测区域内,布置有数量庞大的传感器节点,通过这种分布式的大规模布置,可实现高精度的目标检测和识别。大规模布置的传感器节点以协作执行任务的方式,共同完成对数据信息的采集、处理、存储以及传输,共同实现对物体对象的感知,得到完整的信息。同时,无线传感器网络以自组织的方式工作和运行,包括自组织通信、自组织网络调节、自组织网络管理等。
(2)EPC中间件技术模块。EPC中间件也称为Savant系统,它是处在读写器与EPC信息服务之间的连接纽带,是加工和处理来自阅读器所有信息的软件。读写器将EPC电子标签存储的数据信息读取出来,传送至Savant系统进行数据校验和数据暂存,经Savant系统处理过的数据信息,传送到EPC信息服务器中。EPC中间件的网络结构包括“边缘EPC中间件”和“内部EPC中间件”。“边缘EPC中间件”与RFID读写器相连接,读写器从电子标签中读出EPC数据,并将采集的数据向“边缘EPC中间件”传输,“边缘EPC中间件”再将数据上传至“内部EPC中间件”。“内部EPC中间件”从“边缘EPC中间件”中采集数据,并将采集的数据进行合计与整合。EPC中间件的主要功能是在将数据信息传送到企业应用程序之前,对从电子标签采集的数据信息进行校对、过滤、传送和存储。EPC中间件包括安全校验模块、ONS调用模块、IS调用模块以及协议绑定模块。见图6-12所示。(www.daowen.com)
图6-12 EPC中间件模块结构
(3)ONS服务器技术模块。ONS即对象名称解析服务器,是一个自动的网络服务系统,为EPC中间件提供存储产品相关信息的服务器,用来定位某EPC代码对应的PML服务器,从而连接前台SAVANT软件与后台PML服务器。ONS系统主要处理电子产品码与对应的EPCIS信息服务器PML地址的映射管理和查询,主要功能是实现与电子产品码对应的EPC信息服务地址信息的存储,并向根ONS服务器报告该信息并获取网络查询结果。动态的ONS服务,能够通过电子产品码查询该商品的确切信息,譬如在供应链经过的各个环节上的精确信息。ONS服务提供的查询过程如下:第一,RFID阅读器从一个EPC标签上读取一个电子产品码;第二,RFID阅读器将这个电子产品码送到本地服务器;第三,本地服务器对电子产品码进行相应的URI格式转换,发送到本地的ONS解析器;第四,本地ONS解析器利用格式化转换字符串将EPC编码转换成EPC域前缀名,再将EPC域前缀名与EPC域后缀名结合成一个完整的EPC域名;第五,本地ONS解析器基于EPC域名访问本地的ONS服务器(缓存ONS记录信息),如发现其相关ONS记录,直接返回ONS记录;否则转发给上级ONS服务器(ONS服务基础架构);第六,ONS服务基础架构给本地ONS解析器返回EPC域名对应的一个或多个EPCIS服务器IP地址;第七,本地ONS解析器再将IP地址返回给本地服务器;第八,本地服务器再根据IP地址连接正确的EPCIS服务器,获取所需要的EPC信息。ONS的信息服务对于整个物联网来说,是实现产品信息定位和跨企业间信息流转的中心枢纽。ONS信息服务的查询过程见图6-13。
图6-13 ONS信息服务的查询过程
(4)EPCIS信息服务技术模块。EPCIS是EPC网络中的“空间数据库”,它通过为EPC数据提供一套标准的接口,促成跨组织的单一标准采集与分享信息的方式。EPCIS信息服务是一种可以响应任何与EPC相关标准的信息访问和信息提交的服务,由EPC代码作为关键词进行数据库搜索,EPCIS信息服务可以提供EPC所标识产品的具体信息。EPCIS服务模块分为三个层次:信息模型层、服务层与绑定层。信息模型层界定了EPCIS中包含数据的性质、类型、结构与含义,服务层确定了EPC中间件与EPCIS数据进行交互的实际接口,绑定层定义了信息的传输协议。在整个EPC网络系统中,EPCIS信息服务的主要功能是提供一个接口去存储、管理EPC网络层层处理和传送的信息,因此EPCIS处于EPC网络结构的最高层,它存储和管理的是经过EPC网络各个层次、各个环节采集、处理和传输的信息。见图6-14所示。
图6-14 EPCIS信息服务的位置结构
基于EPC的物联网技术系统,是由EPC电子标签、读写器、EPC中间件、ONS服务器、EPCIS信息服务器等构成的技术体系。由EPC编码形成的EPC标签存储着所标识产品的信息,读写器读取EPC标签中的数据信息,并负责将数据传送给EPC中间件,分布式的EPC中间件处理由读写器读出的一连串EPC数据,并将EPC代码传给ONS的自动化网络数据库服务器,经过ONS服务器,ONS指示EPC中间件到一个存储着产品文件的EPCIS服务器中查询EPC代码所标识产品的具体信息,并将产品具体信息传输到供应链网络,以实现在供应链运营过程中对产品的智能化定位和智能化追踪。
在深蓝渔业产品3Is营销模式运营中,电商服务平台实时接受顾客的即时需求信息,并实时地将顾客即时需求订单进行产品EPC编码、生成订单产品EPC电子标签,订单产品进入供应链物流配送过程之后,读写器、EPC中间件、ONS服务器、EPCIS信息服务器等物联网技术系统,通过自组织化的协同运营,实时采集、处理、传送、查找、展现订单产品在供应链各个环节的具体信息,如订单产品所处环境、所处位置、配送工具、配送人员、配送时间、交付状态等,以实现对订单产品物流配送全流程的智能化实时监控与追踪,从而达到顾客即时需求获得即时响应的营销目标。
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