一、概述
21世紀(jì)是一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)為核心的信息時(shí)代。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化與信息化、經(jīng)濟(jì)全球化是21世紀(jì)的時(shí)代特征。隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)全球化不斷加快。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代物流和電子商務(wù)已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化，信息網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的加快，在技術(shù)革新迅猛發(fā)展的背景下，為滿(mǎn)足對(duì)單個(gè)產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)和高效識(shí)別，美國(guó)麻省理工學(xué)院的自動(dòng)識(shí)別實(shí)驗(yàn)室在美國(guó)統(tǒng)一代碼委員會(huì)(UCC)的支持下，提出：要在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信技術(shù)，構(gòu)造一個(gè)覆蓋世界萬(wàn)物的系統(tǒng)還提出了產(chǎn)品電子代碼(EPC)的概念，隨后由國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)和美國(guó)統(tǒng)一代碼委員會(huì)主導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)中的GTIN編碼體系與EPC概念的完善結(jié)合，將EPC納入了全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，從而確立了EPC在全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)體系中的戰(zhàn)略地位.。
EPC標(biāo)簽是編號(hào)（每一個(gè)商品唯一的號(hào)碼，“牌照”)的載體，當(dāng)EPC標(biāo)簽貼在物品上或內(nèi)嵌在物品中的時(shí)候，即將該物品與EPC標(biāo)簽中的產(chǎn)品電子碼建立起了一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。EPC標(biāo)簽從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一個(gè)電子標(biāo)簽，通過(guò)射頻識(shí)別系統(tǒng)的電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)EPC標(biāo)簽內(nèi)存信息的讀取。這個(gè)內(nèi)存信息通常就是產(chǎn)品電子碼，產(chǎn)品電子碼經(jīng)讀寫(xiě)器上報(bào)給物聯(lián)網(wǎng)中間件，經(jīng)處理后存儲(chǔ)在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中。用戶(hù)查詢(xún)產(chǎn)品信息時(shí)只要在網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的地址欄輸入產(chǎn)品名稱(chēng)、生產(chǎn)商、供貨商等信息，就可以實(shí)時(shí)獲悉產(chǎn)品在供應(yīng)鏈中的狀況。這整個(gè)系統(tǒng)我們目前把它稱(chēng)為物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)旨在提高現(xiàn)代物流、供應(yīng)鏈管理水平，降低成本，被譽(yù)為是一項(xiàng)具有革命性意義的現(xiàn)代物流信息管理新技術(shù)。
綜上可知：物聯(lián)網(wǎng)的整個(gè)結(jié)構(gòu)可分為射頻識(shí)別系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩部分。射頻識(shí)別系統(tǒng)主要由標(biāo)簽和讀寫(xiě)器組成，兩者通過(guò)RFID空中接口通信。讀寫(xiě)器獲取產(chǎn)品標(biāo)識(shí)后，通過(guò)internet或其他通訊方式將產(chǎn)品標(biāo)識(shí)上傳至信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的中間件，然后通過(guò)ONS解析獲取產(chǎn)品的對(duì)象名稱(chēng)，繼而通過(guò)EPC信息服務(wù)的各種接口獲得產(chǎn)品信息的各種相關(guān)服務(wù)。整個(gè)信息系統(tǒng)的運(yùn)行都會(huì)借助internet的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用在internet基礎(chǔ)上的發(fā)展出的通信協(xié)議和描述語(yǔ)言。因此我們可以說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)是架構(gòu)在internet基礎(chǔ)上的關(guān)于各種物理產(chǎn)品信息服務(wù)的總和。
二、EPC系統(tǒng)組成與特點(diǎn)
2.1 EPC系統(tǒng)的組成
（1）EPC編碼標(biāo)準(zhǔn)
EPC編碼是EPC系統(tǒng)的重要組成部分，它是對(duì)實(shí)體及實(shí)體的相關(guān)信息進(jìn)行代碼化，通過(guò)統(tǒng)一并規(guī)范化的編碼建立全球
（2）EPC標(biāo)簽
EPC標(biāo)簽是裝載了產(chǎn)品電子代碼的射頻標(biāo)簽，通常EPC標(biāo)簽是安裝在被識(shí)別對(duì)象上，存儲(chǔ)被識(shí)別對(duì)象相關(guān)信息。標(biāo)簽存儲(chǔ)器中的信息可由讀寫(xiě)器進(jìn)行非接觸讀/寫(xiě)。
（3）解讀器
解讀器是利用射頻技術(shù)讀取標(biāo)簽信息、或?qū)⑿畔?xiě)入標(biāo)簽的設(shè)備。讀寫(xiě)器讀出的標(biāo)簽的信息通過(guò)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行管理和信息傳輸。
（4）Savant(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件)
Savant是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的“中間件”，用來(lái)處理從一個(gè)或多個(gè)解讀器發(fā)出的標(biāo)簽流或傳感器數(shù)據(jù)，之后將處理過(guò)的數(shù)據(jù)發(fā)往特定的請(qǐng)求方。
（5）對(duì)象名解析服務(wù)(Object Naming Service: ONS)
EPC標(biāo)簽對(duì)于一個(gè)開(kāi)放式的，全球性的追蹤物品的網(wǎng)絡(luò)需要一些特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因?yàn)闃?biāo)簽中只存儲(chǔ)了產(chǎn)品電子代碼，計(jì)算機(jī)還需要一些將產(chǎn)品電子代碼匹配到相應(yīng)商品信息的方法。這個(gè)角色就由對(duì)象名稱(chēng)解析服務(wù)(Object Naming Service: ONS)擔(dān)當(dāng)，它是一個(gè)自動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，類(lèi)似于域名解析服務(wù)(DNS)，DNS是將一臺(tái)計(jì)算機(jī)定位到萬(wàn)維網(wǎng)上的某一具體地點(diǎn)的服務(wù)。
（6）物理標(biāo)記語(yǔ)言(Physical Markup Language PML)
實(shí)體標(biāo)記語(yǔ)言(PML)通過(guò)一種通用的、標(biāo)準(zhǔn)的方法來(lái)描述我們所在的物理世界。PML的目標(biāo)是為物理實(shí)體的遠(yuǎn)程監(jiān)控和環(huán)境監(jiān)控提供一種簡(jiǎn)單、通用的描述語(yǔ)言?？蓮V泛應(yīng)用在存貨跟蹤、自動(dòng)處理事務(wù)、供應(yīng)鏈管理、機(jī)器控制和物對(duì)物通訊等方面。
2.2 EPC系統(tǒng)的特點(diǎn)
（1）開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)
EPC系統(tǒng)采用全球最大的公用的刀又TERNET網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這就避免了系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)也大大降低了系統(tǒng)的成本，并且還有利于系統(tǒng)的增值。梅特卡夫(Metcalfe)定律表明，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)大的價(jià)值是用戶(hù)本系統(tǒng)是應(yīng)該開(kāi)放的結(jié)構(gòu)體系遠(yuǎn)比復(fù)雜的多重結(jié)構(gòu)更有價(jià)值。
（2）獨(dú)立的平臺(tái)和高度的互動(dòng)性
EPC系統(tǒng)識(shí)別的對(duì)象是一個(gè)十分廣泛的實(shí)體對(duì)象，因此，不可能有那一種技術(shù)適用所有的識(shí)別對(duì)象。同時(shí)，不同地區(qū)，不同國(guó)家的射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也不相同。所以開(kāi)放的結(jié)構(gòu)體系必須具有獨(dú)立的平臺(tái)和高度的交互操作性。EPC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建立在INTERNET網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上可以與INTERNET網(wǎng)絡(luò)所有可能的組成部分協(xié)同工作
（3）靈活的可持續(xù)發(fā)展的體系
EPC系統(tǒng)是一個(gè)靈活的開(kāi)放的可持續(xù)發(fā)展的體系，可在不替換原有體系的情況下就可以做到系統(tǒng)升級(jí)。
三、關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用
3.1 EPC/無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)技術(shù)
無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它的工作原理如下：使用射頻電磁波通過(guò)空間耦合(交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))在閱讀器和進(jìn)行識(shí)別、分類(lèi)和跟蹤的移動(dòng)物品（物品上附著有RFID標(biāo)簽）之間實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。RFID是一種利用電磁能量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)捕獲技術(shù)，可以提供無(wú)人看管的自動(dòng)監(jiān)視與報(bào)告作業(yè)。
具體的工作原理如下：當(dāng)裝有電子標(biāo)簽的物體接近微波天線(xiàn)時(shí)，閱讀器受控發(fā)出微波查詢(xún)信號(hào)。安裝在物體表面的電子標(biāo)簽收到經(jīng)微波天線(xiàn)發(fā)出的查詢(xún)信號(hào)后，根據(jù)查詢(xún)信號(hào)中的命令要求，將標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息反射回微波天線(xiàn)。微波天線(xiàn)接收到電子標(biāo)簽反射回的微波合成信號(hào)后，經(jīng)閱讀器內(nèi)部微處理器處即可將電子標(biāo)簽中的識(shí)別代碼等信息分離出來(lái)。這些識(shí)別信息作為物體的特征數(shù)據(jù)被傳送到控制計(jì)算機(jī)作進(jìn)一步處理，從而完成與物體有關(guān)的信息查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)、管理等應(yīng)用。整個(gè)識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，并且閱讀器能自行判斷RFID標(biāo)簽是否被重復(fù)讀取處理。RFID技術(shù)的這些功能特性很適合流水線(xiàn)上產(chǎn)品的控制，以實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)管理，得以使整個(gè)流水線(xiàn)管理自動(dòng)化。
綜上可知：RFID系統(tǒng)一般由RFID系統(tǒng)由閱讀器、應(yīng)答器（標(biāo)簽）和應(yīng)用系統(tǒng)三部分組成，通過(guò)電波在響應(yīng)媒介和詢(xún)問(wèn)媒介間傳遞信息。閱讀器，一般是一臺(tái)內(nèi)含天線(xiàn)和芯片解碼器的閱讀(有時(shí)還可以寫(xiě)入)設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；閱讀器可無(wú)接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)別體的目的。通常閱讀器與電腦相連，所讀取的標(biāo)簽信息被傳送到電腦上進(jìn)行下一步處理。應(yīng)用系統(tǒng)，一般是由計(jì)算機(jī)支撐的有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)管理系統(tǒng)。視不同應(yīng)用要求，對(duì)于實(shí)時(shí)型的智能型控制器，不一定必須要有后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)。標(biāo)簽，主要是射頻標(biāo)簽，響應(yīng)端內(nèi)含天線(xiàn)，兩者組成所謂的“雷達(dá)收發(fā)機(jī)”，以卡、標(biāo)簽等形式存在。
整體的EPC網(wǎng)絡(luò)操作依賴(lài)于RFID系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的介入，使產(chǎn)品信息有效的傳播。安裝在不同需求鏈環(huán)境的解讀器可以讀取標(biāo)簽中儲(chǔ)存的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。因此供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及時(shí)地檢查、更新或者交換信息。圖顯示了EPC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
在由EPC標(biāo)簽、識(shí)讀器、Savant服務(wù)器、Internet、ONS服務(wù)器、PML服務(wù)器以及眾多數(shù)據(jù)庫(kù)組成的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)中，識(shí)讀器讀出的EPC只是一個(gè)信息參考(指針)，由這個(gè)信息參考從INTERNET找到IP地址并獲取該地址中存放的相關(guān)的物品信息，并采用分布式Savant軟件系統(tǒng)處理和管理由識(shí)讀器讀取的一連串EPC信息。由于在標(biāo)簽上只有一個(gè)EPC代碼，計(jì)算機(jī)需要知道與該EPC匹配的其它信息，這就需要ONS來(lái)提供一種自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，Savant將EPC傳給ONS，ONS指示Savant到一個(gè)保存著產(chǎn)品文件的PML服務(wù)器查找，該文件可由Savant復(fù)制，因而文件中的產(chǎn)品信息就能傳到供應(yīng)鏈上，相對(duì)應(yīng)地，EPC系統(tǒng)的工作流程下圖：
EPC系統(tǒng)是一個(gè)全球的大系統(tǒng)，供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)，各個(gè)方面都可受益，但對(duì)低價(jià)值的識(shí)別對(duì)象來(lái)說(shuō)，如：食品，消費(fèi)品等，它們對(duì)EPC系統(tǒng)引起的附加價(jià)格十分敏感。EPC系統(tǒng)正在考慮通過(guò)本身技術(shù)的進(jìn)步，進(jìn)一步陽(yáng)氏成本，同時(shí)通過(guò)系統(tǒng)的整體運(yùn)作使供應(yīng)鏈管理得到更好的運(yùn)作，提高效益，以便抵消和降低附加價(jià)格。
EPC/RFID物品識(shí)別的目標(biāo)是為每一物理實(shí)體提供唯一標(biāo)識(shí)。它與傳統(tǒng)條碼技術(shù)相比有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：
（1）唯一標(biāo)識(shí)。條碼只能識(shí)別一類(lèi)產(chǎn)品, 而無(wú)法識(shí)別單品, 因此條碼容易偽造。RFID卻可以為單品提供唯一標(biāo)識(shí)。
（2）讀取方便。條碼是可視傳播技術(shù)。即掃描儀必須“看見(jiàn)”條碼才能讀取它, 這表明人們通常必須將條碼對(duì)準(zhǔn)掃描儀才有效。相反, 無(wú)線(xiàn)電識(shí)別并不需要可視傳輸技術(shù), 射頻標(biāo)簽只要在識(shí)讀器的讀取范圍內(nèi)就可以了, 甚至可以穿過(guò)外包裝進(jìn)行識(shí)別。這大大減少了人的參與, 提高了識(shí)別效率。
（3）長(zhǎng)壽耐用。紙型條碼容易破損和受到污染。而RFID電子標(biāo)簽可以應(yīng)用于粉塵、油污等高污染環(huán)境和放射性環(huán)境。
（4）動(dòng)態(tài)更改。條碼信息一旦需要更改就必須重貼, 而RFID電子標(biāo)簽中的信息可以編輯, 便于更新。
（5）可擴(kuò)展性。RFID電子標(biāo)簽存儲(chǔ)的是電子數(shù)據(jù), 在需要的時(shí)候可以改變其中的編碼結(jié)構(gòu), 便于升級(jí)。
（6）RFID電子標(biāo)簽可以設(shè)置密碼, 保密性強(qiáng)。
雖然EPC/RFID與條碼技術(shù)相比有巨大的優(yōu)勢(shì), 但是條碼技術(shù)作為一項(xiàng)十分成熟的技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中仍然可以起到一定的作用。EPC代碼實(shí)際上是種編碼手段, EPC并沒(méi)有對(duì)其信息載體進(jìn)行任何限制, 我們現(xiàn)在有飛速發(fā)展起來(lái)的射頻識(shí)別技術(shù), 也有成熟的條碼技術(shù), EPC碼可以?xún)?chǔ)存在RFID芯片中, 同樣可以?xún)?chǔ)存在條碼中。
電子標(biāo)簽廣泛采用后的隱私間題和環(huán)保問(wèn)題一直有爭(zhēng)論。而EPC 在某些產(chǎn)品上采用條碼技術(shù),可以有效的解決目前普遍關(guān)注的射頻標(biāo)簽如何避免隱私的問(wèn)題、磁污染問(wèn)題和廢棄標(biāo)簽中芯片的處理間題。
3.2 EPC/RFID技術(shù)應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以使電子商務(wù)變得更強(qiáng)大, 它使消費(fèi)者可以在網(wǎng)上查到任何一家商店的任何一件商品, 選擇起來(lái)得心應(yīng)手。在物流領(lǐng)域,RFID電子標(biāo)簽可以應(yīng)用于自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)存管理、產(chǎn)品物流跟蹤、供應(yīng)鏈自動(dòng)管理、產(chǎn)品裝配和生產(chǎn)管理、產(chǎn)品防偽等多個(gè)方面。
