1 引 言

　　隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化和信息技術(shù)的發(fā)展，顧客個(gè)性化需求日益增長，不確定性也大大增加，在貿(mào)易物流、生產(chǎn)制造等領(lǐng)域?qū)┙o鏈效率提出了越來越高的要求。由于物品標(biāo)識和識別技術(shù)的落后，造成信息不對稱，嚴(yán)重地影響到社會物流效率。

　　1998年麻省理工學(xué)院(MIT)的兩位教授提出，以射頻識別技術(shù)(REID)為基礎(chǔ)，對所有的貨品或物品賦予其唯一的編號方案，來進(jìn)行唯一的標(biāo)識。這一標(biāo)識方案采用數(shù)字編碼，并且通過實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)對物品信息的進(jìn)一步查詢。這一技術(shù)設(shè)想催生了EPC (產(chǎn)品電子代碼)和物聯(lián)網(wǎng)概念的提出。即利用數(shù)字編碼，通過一個(gè)開放的、全球性的標(biāo)準(zhǔn)體系，借助于低價(jià)位的電子標(biāo)簽，經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)物品信息的追蹤和即時(shí)交換處理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)信息的收集、整合和互換，并用于生產(chǎn)和物流決策。

　　2 EPC／RFID物品識別的基本模型

　　EPC／RFID物品識別功能的實(shí)現(xiàn)主要由EPC編碼標(biāo)準(zhǔn)、RFID電子標(biāo)簽、識讀器、Savant網(wǎng)絡(luò)、對象名解析服務(wù)以及EPC信息服務(wù)系統(tǒng)等六方面組成。

　　(1)EPC編碼。EPC提供對物理對象的唯一標(biāo)識。儲存在EPC編碼中的信息包括嵌進(jìn)信息(Embedded InformatiON)和參考信息(Information　Reference)。嵌進(jìn)信息可以包括貨品重量、尺寸、有效期、目的地等。其基本思想是利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和當(dāng)前的信息資源來存儲數(shù)據(jù)，這樣EPC就成了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)指針，擁有最小的信息量。參考信息實(shí)在是有關(guān)物品屬性的網(wǎng)絡(luò)信息。

　　(2)RFID電子標(biāo)簽。由天線、集成電路、連接集成電路與天線的部分、天線所在的底層四部分構(gòu)成。RFID電子標(biāo)簽中存儲EPC碼。RFID電子標(biāo)簽有主動型、被動型和半主動型三種類型。主動和半主動標(biāo)簽在追蹤高價(jià)值商品時(shí)非常有用，它們可以遠(yuǎn)間隔的掃描，但這種標(biāo)簽每個(gè)本錢也較高。被動標(biāo)簽相對便宜，正在被積極地研究和推廣。

　　(3)識讀器。使用多種方式與標(biāo)簽交互信息，近間隔讀取被動標(biāo)簽中的信息最常用的方法就是電感式耦合。標(biāo)簽利用這個(gè)磁場發(fā)送電磁波給識讀器。這些返回的電磁波被轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息，即標(biāo)簽的EPC編碼。識讀器讀取信息的間隔取決于識讀器的能量和使用的頻率。通常來講，高頻率的標(biāo)簽有更大的讀取間隔。一個(gè)典型的低頻標(biāo)簽必須在一英尺內(nèi)讀取，而一個(gè)UHF標(biāo)簽可以在3．05～6．10 rn的間隔內(nèi)被讀取。

　　(4)Savant系統(tǒng)。每件產(chǎn)品都加上RFID電子標(biāo)簽之后，在產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售過程中，識讀器將不斷收到一連串的EPC碼。為了在網(wǎng)上傳送和治理這些數(shù)據(jù)，Auto-ID中心開發(fā)了一種名叫Savant的軟件系統(tǒng)，它是一個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以簡化治理，進(jìn)步系統(tǒng)運(yùn)行效率，如圖1所示。它可以安裝在商店、本地配送中心、區(qū)域甚至全國數(shù)據(jù)中心中，它的主要任務(wù)是數(shù)據(jù)校對、識讀器協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)存儲和任務(wù)治理。

圖1 典型的Savant系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　(5)對象名解析服務(wù)系統(tǒng)(0NS)。通過將EPC碼與相應(yīng)物品信息進(jìn)行匹配來查找有關(guān)實(shí)物的參考信息。比如：當(dāng)一個(gè)識讀器讀取到EPC標(biāo)簽的信息時(shí)，EPC碼就傳遞給Savant系統(tǒng)，然后再在局域網(wǎng)或因特網(wǎng)上利用*找到這個(gè)產(chǎn)品信息所存儲的位置。由*給Savant系統(tǒng)指明了存儲這個(gè)產(chǎn)品的有關(guān)信息的服務(wù)器，并將這個(gè)文件中的關(guān)于這個(gè)產(chǎn)品的信息傳遞過來。

　　(6)EPC信息服務(wù)。在物聯(lián)網(wǎng)中，有關(guān)產(chǎn)品信息的文件存儲在EPC信息服務(wù)器中。這些服務(wù)器往往由生產(chǎn)廠家來維護(hù)。所有產(chǎn)品信息將用一種新型的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)語言——物理標(biāo)記語言(PML)書寫，PML是基于為人們廣為接受的可擴(kuò)展標(biāo)識語言(Ⅺ L)發(fā)展而來的。PML文件將被存儲在EPC信息服務(wù)器上，為其它計(jì)算機(jī)提供他們需要的文件。

　　(7)EPC碼的識讀流程。解讀器讀取一個(gè)EPC碼，將信息傳送給Savant系統(tǒng)，并通過*獲取與當(dāng)前所探測到的遠(yuǎn)程EPC信息服務(wù)器的地址，此后Savant向遠(yuǎn)程的EPC信息服務(wù)器發(fā)送讀取PML數(shù)據(jù)的請求，EPC信息服務(wù)器返回給sa—vant它所請求的PML數(shù)據(jù)，再由Savant處理新讀取的EPC碼的內(nèi)容，其識讀流程如圖2所示。

圖2 EPC碼的識讀流程

　　3 基于EPC／RFID的物聯(lián)網(wǎng)概念

　　EPC／RFID技術(shù)是以網(wǎng)絡(luò)為支撐的大系統(tǒng)，它一方面利用現(xiàn)有的Internet網(wǎng)絡(luò)資源，另一方面可在世界范圍內(nèi)構(gòu)建出實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)。如圖3所示為基于EPC／RFID的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。在這個(gè)由RFID電子標(biāo)簽、識別設(shè)備、Savant服務(wù)器、Internet、0NS服務(wù)器、EPC信息服務(wù)系統(tǒng)以及眾多數(shù)據(jù)庫組成的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)中，識別設(shè)備讀出的EPC碼只是一個(gè)指針，由這個(gè)指針從Internet找到相應(yīng)的IP地址，并獲取該地址中存放的相關(guān)物品信息，交給Savant軟件系統(tǒng)處理和治理。由于在每個(gè)物品的標(biāo)簽上只有一個(gè)EPC碼，計(jì)算機(jī)需要知道與該EPC匹配的其它信息，這就需要用*來提供一種自動化的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)，Savant將EPC碼傳給*，*指示Savant到一個(gè)保存著產(chǎn)品文件的EPC信息服務(wù)器中查找，Savant可以對其進(jìn)行處理，還可以與EPC信息服務(wù)器和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫交互。

圖3 基于EPC／RFID的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

　　4 EPC／RFID與條碼技術(shù)

　　EPC／RFID物品識別的目標(biāo)是為每一物理實(shí)體提供唯一標(biāo)識。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。條碼只能識別一類產(chǎn)品，而無法識別單品，因此條碼輕易偽造。EPC卻可以為單品提供唯一標(biāo)識。

　　(2)讀取方便。條碼是可視傳播技術(shù)。即掃描儀必須“看見”條碼才能讀取它，這表明人們通常必須將條碼對準(zhǔn)掃描儀才有效。相反，無線電識別并不需要可視傳輸技術(shù)，射頻標(biāo)簽只要在識讀器的讀取范圍內(nèi)就可以了，甚至可以穿過外包裝進(jìn)行識別。這大大減少了人的參與，進(jìn)步了識別效率。

　　(3)長壽耐用。紙型條碼輕易破損和受到污染。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。

　　(6)RFID電子標(biāo)簽可以設(shè)置密碼，保密性強(qiáng)。

　　(7)條碼技術(shù)是為自動結(jié)算設(shè)計(jì)的，固然現(xiàn)在已經(jīng)在產(chǎn)品生產(chǎn)和流通的其他環(huán)節(jié)有一定的應(yīng)用并取得一定的收益，但是其自身存在的一些題目限制了其在物流領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用。

　　固然EPC/RFID與條碼技術(shù)相比有巨大的上風(fēng)，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)際上是一種編碼手段，EPC并沒有對其信息載體進(jìn)行任何限制，我們現(xiàn)在有飛速發(fā)展起來的射頻識別技術(shù)，也有成熟的條碼技術(shù)，EPC碼可以儲存在RFID芯片中。同樣可以儲存在條碼中。

　　電子標(biāo)簽廣泛采用后的隱私題目和環(huán)保題目一直有爭論。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)簽如何避免隱私的題目、磁污染題目和廢棄標(biāo)簽中芯片的處理題目。

　　5 物聯(lián)網(wǎng)與EPC/RFID技術(shù)應(yīng)用展看

　　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)用于自動倉儲庫存治理、產(chǎn)品物流跟蹤、供給鏈自動治理、產(chǎn)品裝配和生產(chǎn)治理、產(chǎn)品防偽等多個(gè)方面。生產(chǎn)組織大量使用RFID電子標(biāo)簽可以進(jìn)步整個(gè)供給鏈和生產(chǎn)作業(yè)治理水平。

　　(1)零售業(yè)。今后人們到商場往購物，可能只要將貨架上的商品放進(jìn)購物車，然后推車出門就可以了。由于商店使用了EPC／RFID技術(shù)，在商店的出口裝有RFID識讀器，當(dāng)有人把商品帶出往的時(shí)候，識讀器自動列出所購商品清單并通過結(jié)算系統(tǒng)自動在該人的帳戶上扣取相應(yīng)的貨款。這一技術(shù)還使得人們可以帶著自己的物品進(jìn)進(jìn)超級市場，由于這些物品上的標(biāo)簽顯示它們不屬于這家商店，因此出門時(shí)也不會帶來不必要的麻煩。

　　(2)物流業(yè)。貨物的盤點(diǎn)、查詢、發(fā)貨將變得非常簡單和正確。倉庫的治理效率更高，用人更少。車輛治理安裝了相應(yīng)系統(tǒng)之后，將有效降低空駛率，并為“智能交通”提供信息治理的平臺。

　　(3)制造業(yè)。通過將EPC/RFID技術(shù)引進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)治理，可實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)信息的自動實(shí)時(shí)錄進(jìn)，正確記錄每一產(chǎn)品形成的全部過程和本錢發(fā)生的因果信息，實(shí)現(xiàn)對物品在加工環(huán)節(jié)及以后的信息追蹤和治理。

　　(4)有效防偽。由于消費(fèi)者可以通過商品標(biāo)簽在網(wǎng)上查到有關(guān)商品的幾乎全部信息，因此假冒產(chǎn)品將變得更加困難。這一技術(shù)對高值物品尤其有利。

　　(5)軍事領(lǐng)域。一些國家已經(jīng)開始在軍需物資上使用RFID技術(shù)，以加強(qiáng)物資的治理、盤點(diǎn)和查詢工作。美國軍方早在2O世紀(jì)9O年代就開始采用RFID技術(shù)用于海灣戰(zhàn)爭中士兵個(gè)人信息識別，美國國防部要求2005年1月1日以后，所有軍需物資都要使用RFID電子標(biāo)簽。

　　物聯(lián)網(wǎng)與EPC/RFID技術(shù)的應(yīng)用推廣具有它的必然性、必要性和系統(tǒng)性，國際上已經(jīng)開始了一些重要的實(shí)驗(yàn)性的應(yīng)用。中國有關(guān)部分也已經(jīng)看到了應(yīng)用推廣物聯(lián)網(wǎng)與EPC／RFID技術(shù)的緊迫性和戰(zhàn)略性，正在抓緊制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并在一些企業(yè)中進(jìn)行試點(diǎn)。這一過程需要全社會各行各業(yè)的支持，尤其是大企業(yè)至公司的支持。