物联网底层数据采集技术及标准化

物联网底层数据采集技术及标准化钱恒研究员/副院长ISO/IECJTC1/SC31中国委员二○一○年六月提纲•一.物联网之物品编码标准化•二.物联网之物品信息采集技术标准化•三.展望提纲•一.物联网之物品编码标准化•二.物联网之物品信息采集技术标准化•三.展望物联网底层技术解析•编码层–物品编码是物品的数字化表示，是物品与网络连接的关键。•数据采集层–信息采集技术和传感技术是物品信息联入网络的重要手段。常用物品编码•常用物联网物品编码–GS1编码：针对贸易项目、物流单元、位置、资产、服务关系等的编码–EPC编码：对每一个物品的编码–OID：objectidentifier，对信息对象的标识GS1编码GS1编码•GTIN编码示例EPC编码编码是针对单品的，在EAN.UCC基础上进行扩充。EPCEPC贯穿供应链的始终贯穿供应链的始终21234567890722123456789072货品信息，价格，装运信息，订单，付款结算，运输电子商务供应链起始供应链结束制造商.单品包装箱托盘运输车分销中心运输车托盘包装箱单品零售店顾客在供应链的每一环节均使用统一标识物流信息流EPCEPC概念概念是一串编码……………….……封装在无线射频标签中……两者结合起来，用来唯一识别一个物体标头EPC管理者(公司)物品(产品)序列号8字节28字节(2.68亿)24字节(1.6千万)(680亿)36字节96字节10000万亿个物品EPCEPC编码编码64561288Ш12856648Π16056328ІEPC－2563624288ІEPC－962313262Ш3413152Π2417212ІEPC－64系列号对象分类EPC管理者版本号EPC编码结构ISO/IECJTC1/SC31相关编码标准15418.2InformationTechnology,AutomaticIdentificationandDataCaptureTechniques–GS1ApplicationIdentifiersandASCMH10DataIdentifiersandMaintenance15434.3InformationTechnology–AIDCTechniques-SyntaxforHighCapacityADCMedia15459.2Informationtechnology–uniqueidentifiersPart1:TransportUnits15459.2Informationtechnology–uniqueidentifiersPart2:RegistrationProcedures15459Informationtechnology–uniqueidentifiersPart3:Commonrules15459Informationtechnology–uniqueidentifiersPart4:IndividualItems15459Informationtechnology–uniqueidentifiersPart5:ReturnableTransportItems15459Informationtechnology–uniqueidentifiersPart6:ProductGroupings15459Informationtechnology–uniqueidentifiersPart8:GroupingofTransportUnits提纲•一.物联网之物品编码标准化•二.物联网之物品信息采集技术标准化•三.展望主要物联网物品信息采集技术•条码•RFID•传感器•……RFID技术原理利用射频信号通过空间耦合(电感耦合、反向散射耦合)实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到对物体的识别目的的自动识别技术。电感耦合电磁感应定律反向散射耦合电磁传播原理RFID系统组成•RFID电子标签•RFID读写器•RFID天线•RFID中间件•RFID应用系统RFID系统工作流程RFID读写器ExternalantennaIC-Chip数据主机、应用主机CarryingarticleRadioFrequencyRFID系统——工作频率100kHz10GHz1MHz10MHz100MHz1GHz125-134kHz低频LF13.56MHz高频HF915MHz超高频UHF2.45GHz5.8GHz微波MWF读写距离：几厘米应用领域：宠物管理、门禁控制、汽车防盗、酒店门锁读写距离：小于1m应用领域：电子票证、气瓶管理、图收管理读写距离：几米至几十米应用领域：物流、生产线、航空包裹读写距离：几米至几十米应用领域：不停车收费、集装箱管理电子标签的设计与应用•电子标签的结构•表现形式：RFIDInlay、各种封装形式芯片,内含物品的UID及存储器天线，铜或铝线圈（绕制/蚀刻/印刷）•RFIDInlayRFIDInlay13.56MHzRFIDInlay915MHzAntennaRFIDChipSubstrateRFID电子标签——分类InlayAssemblyWaferofprocessedsiliconchipsWebofantennasApplyadhesiveApplyheatandpressurePick;flip;placeBasematerial(“labelstock”)manufacturingprocessLaminateFaceStockWeboffinishedinlaysLaminateliner标签制造电子标签实例InternationalElectrotechnicalCommission(IEC)IEEEINCITSInternationalOrganizationforStandardization(ISO)InternationalTelecommunicationsUnion(ITU)(UnitedNations)TC104FreightContainersTC8Ships&MarineTechSC31AutomaticDataCaptureISO/IECJointTechnicalCommittee1(JTC1)ITU-T(fkaCCITT)TelecommunicationsITU-R(fkaCCIR&IFBR)radio-frequencyIssuesITU-D(fkaBDT)TelecommunicationsDevelopmentECMAComitéEuropéenNormalisation(CEN)ComitéEuropéenNormalisationElectrotechnique(CENELEC)ComitéEuropéenPostal&Telegraph(CEPT)TC122PackagingInternationalRegionalNationalStandardsAustralia(SAA)AFNORDeutchesInstitutfurNormung(DIN)JISCANSIBritishStandardsInstitution(BSI)AIMMHIGS1EIAIndustryOtherCompTIAATAEIAAIAHIBCCAIAGUCCOtherWG1-SymbologyWG2-DataContentWG3-ConformanceWG4RFIDUniversalPostalUnion(UPU)(UnitedNations)T6B10SC17ICCardsVDAODETTEWG5-RTLSSAC物流单元的RFID标识层级单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品单品包装包装包装包装包装包装包装包装包装包装包装包装包装包装包装包装货运箱货运箱货运箱货运箱货运箱货运箱货运箱货运箱托盘托盘托盘托盘集装箱交通工具(汽车,飞机,轮船,火车)Layer5Layer4(433MHz)ISO17363(货运集装箱)Layer3(860-960MHz)(ISO18000-6C)ISO17364(可回收货运单元标识)Layer2(860-960MHz)(ISO18000-6C)ISO17365(货运单元标识)Layer1(860-960MHzISO18000-6)(13.56MHzISO18000-3)ISO17366(产品包装标识)Layer0(860-960MHzISO18000-6)(13.56MHzISO18000-3)ISO17367(单品标识)ConceptSource:AkiraShibata,DENSO-WaveCorporation条码技术标准化•一维条码标准–ISO/IEC15416Linearbarcodeprintquality–ISO/IEC15417Code128–ISO/IEC15420EAN/UPC–ISO/IEC16388Code39–ISO/IEC16390Interleaved2of5•二维条码标准–ISO/IEC15438PDF417–ISO/IEC154152Dbarcodeprintquality–ISO/IEC16022DataMatrix–ISO/IEC16023MaxiCode–ISO/IEC18004QRCode2005–ISO/IEC24724GS1DataBar(wasRSS)–ISO/IEC24728MicroPDF417–ISO/IEC24778AztecCode我国主要条码标准•GB12904-2008商品条码零售商品编码与条码表示•GB/T12907-2008库德巴条码•GB/T12908-2002信息技术自动识别和数据采集技术条码符号规范三九条码•GB/T15425-2002EAN.ICC系统128条码•GB/T16827-1997中国标准刊号（ISSN部分）条码•GB/T16828-2007商品条码参与方位置编码与条码表示•GB/T16829-2003信息技术自动识别与数据采集技术条码码制规范交插二五条码•GB/T16830-2008商品条码储运包装商品编码与条码表示•GB/T17172-1997四一七条码•GB/T18127-2009商品条码物流单元编码与条码表示•GB/T18283-2008商品条码店内条码•GB/T18347-2001128条码•GB/T19946-2005包装用于发货、运输和收货标签的一维条码和二维条码•GB/T21049-2007汉信码•GB/T21335-2008RSS条码主要ISO/IECRFID技术标准标准类别标准号标准名称标准制定分支机构术语标准19762-3信息技术——自动识别和数据捕获(AIDC)技术.校准词汇.第3部分:射频识别(RFID)JTC1/SC31空中接口标准18000信息技术——单品管理射频识别JTC1/SC31备注：ISO/IEC18000包括6部分：ISO/IEC18000-1主要规定了射频识别系统的“参考结构和标准化参数的定义”，ISO/IEC18000-2、ISO/IEC18000-3、ISO/IEC18000-4、ISO/IEC18000-6、ISO/IEC18000-7部分分别规定了135KHz以下、13.56MHz、2.45GHz、860MHz至960MHz、433MHz射频识别系统的“空中接口通信参数”。数据内容标准15961信息技术.项目管理用射频识别(RFID).数据协议.应用接口JTC1/SC3115962信息技术.项目管理用射频识别(RFID).数据协议.数据编码规则和逻辑存储功能JTC1/SC3115963信息技术.项目管理的射频识别.RF标签的唯一识别JTC1/SC31一致性与测试标准18046信息技术.自动识别和数据捕获技术.射频识别装置性能试验方法JTC1/SC3118047信息技术.射频识别装置合格试验方法JTC1/SC31实施指南24729单品管理射频识别.实施指南（技术报告）JTC1/SC31实时定位系统24730-1信息技术.实时定位系统(RTLS).第1部分:应用程序接