物联网与产品电子代码(EPC)

本书作为自动识别技术系列教材之一。将物联网和产品电子代码（EPC）这一具有划时代意义的新技术做了系统全面的介绍和详细分析，力图使读者能对物联网起因与发展、EPC理论与应用有全面和系统的了解，作为国内高等院校自动识别技术的专业教材，在编写中力求保证其系统性和先进性。书中重要包括物联网基础、EPC基础、EPC编码体系、EPC射频识别系统、EPC系统网络技术、EPC实施指南、EPC的管理与应用展望及EPC应用案例等方面的内容。通过本书，读者可以从技术、应用、特别是系统集成的角度，全面系统地了解物联网与EPC。本书是高等院校自动识别技术系列教材之一，可作为自动识别技术专业及相关专业的教材，也适合于从事自动识别技术研究与应用、物流信息系统规划、电子商务系统建设等工作人员使用，同时可供自动识别技术相关企业和部门的读者参考。第一章物联网基础学习目标1.了解物联网的最新发展2.了解智慧地球的基本情况1.1物联网简介物联网和EPC(全球产品电子代码编码体系)，可能是目前全球最时髦的两个名词了，因为它们即将大大改变我们的生活——当有那么一天，你会发现在超市里选定物品之后不用再排队等候结账，而只需推着满车商品走出大卖场就行了，因为商品上的电子标签会将商品信息自动登陆到商场的计价系统，货款也就自动从你消费者的信用卡上扣除了。与此同时，每件商品的信息在这个过程中又被精确的记录下来，通过一个称为“物联网”的系统，在全球高速传输，于是，分布于世界各地的产品生产厂商，每时每刻都可以准确的获得自己产品的销售和使用情况，从而及时调整生产和供应。而这些单个商品的信息同时还将被更大的物联网络覆盖，以至当您从冰箱中取出一罐可乐饮用时，冰箱会就自动读取这罐可乐的物品信息，即刻通过物联网传输到配送中心和生产厂。于是第二天你就会从配送员的手中得到补充的商品。可见，到那时，我们和我们的商品都将真正生活在全球的网络中。这是因为EPC电子代码革命性地解决了单个商品的识别与跟踪问题，就是说，它为每一个单个商品建立了全球性的、开放性的标识标准，因此，以EPC软硬件技术构成的物联网，就能够使所有商品的生产、仓储、采购、运输、销售及消费的全过程，发生根本性的变化，实现全都可以跟踪查询，从而大大提高全球供应链的性能。1.1.1物联网定义EPC最初提出的时候就引发人们联想到了物联网（InternetofThings）。EPC主要是在物流供应链环节开放领域的应用，随着EPC的提出并成功实施，其它行业如航空、邮政、交通等领域纷纷借鉴了EPC的思想，对各自原有的技术管理体系重新进行规划升级，也在部分领域试点开展基于RFID或其他自动识别技术、信息网络技术的物联网的研究，不断拓展和完善自己的信息管理技术，于是一个更大范围的物联网逐渐形成。2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005:物联网》,提出了“物联网”的概念。报告指出:无所不在的“物联网”通信时代即将来临,世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行信息交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。现在的物联网，指的是将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。在这个网络中，所有的物品都与网络连接在一起，系统可以自动的、实时的对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。“物联网”是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。打个比方：人的眼睛、耳朵、鼻子好比单个的“传感器”。一杯牛奶摆在面前，眼睛看到的是杯子,杯子里有白色的液体,鼻子闻闻有股奶香味，嘴巴尝一下有一丝淡淡的甜味，用手再摸一下，感觉有温度……这些感官的感知综合在一起,人便得出关于这一杯牛奶的判断。假如把牛奶的感知信息传上互联网，坐在办公室的人通过网络随时能了解家中牛奶的情况，这就是“传感网”，假如给你授权，你也可以看到这杯牛奶的情况。如果家中设置的传感器节点与互联网连接，经过授权的人通过网络了解家里是否平安、老人是否健康等等信息，并利用传感器技术及时处理解决，这就是“物联网”。相关知识点：1.1.1物联网定义1.1.2物联网在中国1.1.3物联网的最新发展1.1.4物联网与EPC的关系1.1.2物联网在中国中国在物联网与EPC的发展上，起步并不比任何国家落后。早在2003年12月，国家标准化管理委员会会同科技部就在北京召开了“物流信息新技术--物联网及产品电子代码（EPC）研讨会暨第一次物流信息新技术联席会议”。在会议纪要中指出：“物联网和产品电子代码是近年来出现的物流信息及其管理的最新技术，产品电子代码也被称之为EPC,它是射频技术基于网络环境下，在自动识别技术领域的新应用，发达国家在二十世纪90年代才开始研究，近期刚刚走出研究室。与条型码相比，它有十分显著的优点。一是它的信息量大，可以满足更广泛的要求；二是它可读可写，应用更加灵活；三是它的读取方式是利用感应、无线电波或微波能量进行，不需直接接触；四是可以识别高速运动物体和同时识别多个物体；五是具有抗环境污染、抗干扰的能力，保密性能好。这些方面都是条型码所不能比的。但是由于它的开发和应用成本很高，加之对信息收集、整理和应用的网络环境没有形成，使得应用受到限制。但是，随着现代通讯信息技术发展的加快，EPC推动物流业发展的时机终于成熟。”与会代表就物联网和EPC这一物流信息新技术的研究和应用进行了深入讨论，取得一致意见：一、物联网和EPC新技术的产生是人类及经济贸易发展的智慧结晶，是高科技领域一项革命性的新技术，必将对现代物流的发展带来一场革命。这次会议是我国启动EPC标准化工作的一次非常重要的会议。会议正式确认了“物联网”、“产品电子代码（EPC）”等新概念。二、要从五个方面来充分认识EPC新技术的研究与应用并做好相关工作。首先，EPC的产生和发展有它的必然性。EPC是信息技术伴随网络社会发展的必然结果；第二，充分认识研究和应用EPC新技术必要性。这是我国主动参与国际竞争、融入经济全球化的迫切需要；第三，充分认识研究和应用EPC的战略意义。它不是一个企业、一个行业、一所院校或少数人所能包揽的，而是一个事关国内各行业大局的问题，必须站在国家的高度来组织和研发，否则不可能开展好EPC的研究和应用工作。第四，要系统地考虑EPC的研究和应用。EPC不是一项孤立的工作，而是一项庞大的系统性工作，涉及许多方面，包括技术、管理、硬件、软件、网络、系统安全、无线电频率等，而这些都有标准化的问题，EPC没有标准化就不可能实行。第五，充分认识研究和应用EPC的紧迫性。目前，发达国家都在积极推动EPC技术在本国的应用，预示着发达国家据此对发展中国家形成了新的技术贸易壁垒。如美国商业零售巨头沃尔玛要求排名前100位的供应商，从2005年1月1日起在物流单元上使用EPC；日本在2004年5月将向国际标准化组织（ISO）提供日本起草的EPC国际标准草案；欧洲将于2006年9月使用EPC标准。面对国际竞争的严峻形势，在我国开展EPC研究和应用十分迫切。三、定期召开EPC联席会议，初步确定2004年上半年和下半年各召开一次。联席会议逐步吸收国内有关部门及国内有条件的相关企业参加。根据EPC新技术的发展，适时举办EPC新技术研讨会，并可以邀请香港货品编码协会、新加坡物品编码协会等国家和地区的编码机构参加，形成EPC大中华区；也可以邀请我国周边其他国家的相关机构参加。四、组建物流信息新技术指导组和专家组。物流信息新技术指导组由国家标准化管理委员会、发展改革委、科技部、中国标准化研究院、中国标准化协会等机构的代表组成。物流信息新技术专家组邀请国内外从事EPC硬件、软件、科研工作的知名学者组成。物流信息新技术指导组和专家组的秘书处工作，由全国物流信息管理标准化技术委员会、中国标准化协会和中国自动识别技术协会共同承担。五、各方协力，分工合作，加强对EPC技术的跟踪和应用研究，其中包括EPC技术研究和软件开发，天线技术、封装技术等的研究。EPC标准研究要组织专家统一进行，由全国物流信息管理标准化技术委员会统筹组织和协调，密切跟踪国际发展动态，积极参与国际标准的制定，并结合中国的实际情况研究制定本土化EPC应用标准。EPC标准的制定由全国物流信息管理标准化技术委员会统一归口，避免多个单位交叉重复，各自为政，防止接口不统一，彼此冲突，影响标准的实际应用。六、加强对EPC的宣传和培训。组织相关培训由国家标准委组织复旦大学、北京大学、中国物品编码中心和中国标准化协会统一进行。2004年4月22日，EPCglobalChina——全球产品电子代码（EPC）中国宣布正式成立，并在北京国际会议中心举行了隆重的揭牌仪式。由国家标准化管理委员会主办，中国标准化研究院与中国物品编码中心承办的2004首届中国国际EPC与物联网高层论坛及EPC与物联网第二届联席会也在同期举行。为了顺利实施EPC（产品电子代码），2003年11月1日EAN和UCC决定成立EPCglobal（全球产品电子代码中心）来管理和实施EPC的工作。EPCglobal旨在改变整个世界，搭建一个可以自动识别任何地方、事物的开放性的全球网络。EPCglobal通过各国的编码组织管理和推动当地的EPC工作，EPCglobal（全球产品电子代码中心）于于2004年1月12日授权中国物品编码中心（ANCC）为其在中国范围内的注册、管理和业务推广机构，中国物品编码中心根据EPCglobal授权，以EPCglobalChina的名义来统一组织、协调和管理全国的产品电子代码工作。EPCglobalChina的工作将包括以下几个部分：1.负责EPC产品电了代码的注册管理。2.代表我国参与国际EPC相关标准的制订，建立我国EPC标准体系，制修订EPC相关国家标准及技术规范。3.组织、建立并维护我国EPC信息管理系统。4.建立EPC技术应用示范系统，加强培训，提供教育支持，推动EPC技术在我国国民经济各领域的应用。5.制订我国EPC产业发展规划，引导我国EPC产业化发展。在论坛期间，国家有关主管部委的领导就物流信息新技术的跟踪及应用做重要指示，来自国内外的专家和知名企业对EPC与物联网在国际最新的研究成果、发展趋势及EPC、RFID技术的应用案例发表演讲。逾500名来自国内外相关行业的企业决策者、IT研发人员、业界权威齐聚本次盛会，探讨国际EPC与物联网建设的技术、应用与发展趋势，推动EPC与物联网在我国的研究、开发与应用。首届中国国际EPC与物联网高层论坛特邀了EPCglobal主席及专家、新加坡商品编号理事会、香港货品编码协会、日本自动认识系统协会、美国约翰?霍普金斯大学、Auto-ID中国实验室等组织和单位的高层官员与专家针对EPC和物联网技术及其应用用和标准化等相关问题进行了演讲和交流，EPCglobal主席菲茨杰拉亲自出席了论坛，论坛还组织了PHILIPS、SUN、SAP、ALIEN等国际性IT企业的高级专家来京研讨。国务院相关部委官员、行业协会、研发机构以及物流、运输等应用企业代表参加了本次高层论坛。首届中国国际EPC与物联网高层论坛、以及EPCglobalChina授牌仪式见图1-1。图1-1EPCglobalChina授牌仪式与会代表认为：基于互联网和射频技术的EPC系统，即实物物联网（简称物联网）是在计算机互联网的基础上，利用RFID、天线数据通讯等技术，构造了一个实现全球物品信息实时共享的“Internetofthings”。它将成为继条码技术之后，再次变革商品零售结算、物流配送及产品跟踪管理模式的一项新技术。是条码技术应用的延伸和拓展。当你购物结帐时，再也不必等待售货员将你所购商品一一取出、扫描条码，而是在短短几秒的瞬间内就可以实现商品的自助式智能销售结算。2004年10月11日第二届国际EPC与物联网高层论坛在上海展览中心友谊会堂召开。见图1-2。图1-2第二