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第四节 电子代码(EPC)技术
一、EPC技术介绍
EPC(Electronic Product Code)产品电子代码,是国际编码组织推出的新一代产品编码体系,原来的产品条码仅是对产品分类的编码,EPC码则是所有单品都赋予一个全球唯一编码,EPC编码 96位(二进制)方式的编码体系。
96位的 EPC码,可以为 2.68亿公司赋码,每个公司可以有 1600万种产品分类,每类产品有 680亿的独立产品编码,形象的说可以为地球上的每一粒大米赋一个唯一的编码。
EPC和物联网技术介绍
电子标签(RFID)、产品电子码(EPC)、互联网(INTERNET)三个元素的有效组合,构建了一个在互联网之上全球物品信息动态传递网络,物联网展示了一个在全球范围内对每个单件产品跟踪的全新理念,当一个带有电子标签的产品通过一个读写器时,这个产品唯一编码的电子信息就会通过互联网传输的指定的计算机内,这是一个全自动的产品流动监测网络。物联网将在全球范围内从根本上改变对产品生产、运输、仓储、销售各环节物品流动监控的管理水平。 1999年美国麻省理公学院一位天才的教授提出了物联网构想,在国际条码组织(EAN.UCC)、宝洁公司(P&G)、吉列公司 ( Gillette Compamy)、可口可乐、沃尔马、联邦快递、雀巢、英国电信、SAP、SUN、PHILIPS、IBM全球 83家跨国公司的支持下,开始了这个发展计划。并于2003年完成了技术体系的规模场地使用测试。欧、美、日等发达国家在全力推动符合 EPC技术电子标签应用,全球最大的零售商美国沃尔玛宣布从2005年1月份开始前100名供应商必须在托盘上使用EPC电子标签,2006年必须在产品包装中使用 EPC电子标签。美国国防部和美国、欧洲、日本的很多生产和零售企业都有推进应用电子标签的计划,目前家乐福、麦德龙等大型连锁零售企业也纷纷制定了在 2004年到 2005年实施电子标签的方案。
二、EPC系统介绍
EPC系统是一个非常先进的、综合性的复杂系统,其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。它由全球产品电子代码(EPC)的编码体系、射频识别系统及信息网络系统三部分组成,主要包括六个方面。
图表:EPC系统的构成
系统构成EPC编码体系 射频识别系统信息网络系统 名 称 EPC代码EPC 标签读写器EPC中间件对象名称解析服务(Object Naming Service:ONS) EPC信息服务(EPC IS) 注 释 用来标识目标的特定代码 贴在物品之上或者内嵌在物品之中识读 EPC标签 EPC系统的软件支持系统

数据来源:中研普华数据库
EPC编码体系
EPC编码体系是新一代的与 GTIN兼容的编码标准,它是全球统一标识系统的延伸和拓展,是全球统一标识系统的重要组成部分,是 EPC系统的核心与关键。
EPC代码是由标头、厂商识别代码、对象分类代码、序列号等数据
字段组成的一组数字。具体结构如表 2-2所示,具有以下特性:
科学性:结构明确,易于使用、维护。
兼容性:EPC编码标准与目前广泛应用的 EAN.UCC编码标准是兼容的,GTIN是 EPC编码结构中的重要组成部分,目前广泛使用的GTIN、SSCC、GLN等都可以顺利转换到 EPC中去。
全面性:可在生产、流通、存储、结算、跟踪、召回等供应链的各环节全面应用。
合理性:由 EPCglobal、各国 EPC管理机构(中国的管理机构称为EPCglobal China)、被标识物品的管理者分段管理、共同维护、统一应用,具有合理性。
国际性:不以具体国家、企业为核心,编码标准全球协商一致,具有国际性。
无歧视性:编码采用全数字形式,不受地方色彩、语言、经济水平、政治观点的限制, 是无歧视性的编码。
图表:EPC-96 编码结构
EPC-96 标头 厂商识别代码 28 对象分类代码24 序列号
8 36

数据来源:中研普华数据库
图表:EPC-256 编码结构
EPC-256 标头8 厂商识别代码32 对象分类代码56 序列号
160
EPC-256 8 64 56 128
EPC-256 8 128 56 64

数据来源:中研普华数据库
当前,出于成本等因素的考虑,参与 EPC测试所使用的编码标准采用的是 64位数据结构,未来将采用 96位的编码结构。
EPC射频识别系统
EPC射频识别系统是实现EPC代码自动采集的功能模块,主要由射频标签和射频读写器组成。射频标签是产品电子代码(EPC)的物理载体,附着于可跟踪的物品上,可全球流通并对其进行识别和读写。射频读写器与信息系统相连,是读取标签中的 EPC代码并将其输入网络信息系统的设备。EPC系统射频标签与射频读写器之间利用无线感应方式进行信息交换,具有以下特点:
非接触识别;
可以识别快速移动物品;
可同时识别多个物品等。
EPC射频识别系统为数据采集最大限度的降低了人工干预,实现了完全自动化,是“物联网”形成的重要环节。
(1)EPC标签
EPC标签是产品电子代码的信息载体,主要由天线和芯片组成。 EPC标签中存储的唯一信息是 96位或者 64位产品电子代码。为了降低成本,EPC标签通常是被动式射频标签。
EPC标签根据其功能级别的不同目前分为 5类,目前所开展的 EPC测试使用的是Class1/GEN2。
(2)读写器
读写器是用来识别 EPC标签的电子装置,与信息系统相连实现数据的交换。读写器使用多种方式与 EPC标签交换信息,近距离读取被动标签最常用的方法是电感耦合方式。只要靠近,盘绕读写器的天线与盘绕标签的天线之间就形成了一个磁场。标签就利用这个磁场发送电磁波给读写器,返回的电磁波被转换为数据信息,也就是标签中包含的 EPC代码。
读写器的基本任务就是激活标签,与标签建立通信并且在应用软件和标签之间传送数据。EPC读写器和网络之间不需要 PC作为过渡,所有的读写器之间的数据交换直接可以通过一个对等的网络服务器进行。
读写器的软件提供了网络连接能力,包括 web设置、动态更新、TCP/IP读写器界面、内建兼容 SQL的数据库引擎。
当前 EPC系统尚处于测试阶段,EPC读写器技术也还在发展完善之中。Auto-ID Labs提出的 EPC读写器工作频率为860-960MHz。
EPC信息网络系统
信息网络系统由本地网络和全球互联网组成,是实现信息管理、信息流通的功能模块。EPC系统的信息网络系统是在全球互联网的基础上,通过 EPC中间件、对象命名称解析服务(ONS)和 EPC信息服务(EPC IS)来实现全球“实物互联”。
1)EPC中间件
EPC中间件具有一系列特定属性的“程序模块”或“服务”,并被用户集成以满足他们的特定需求,EPC中间件以前被称为SAVANT。
EPC中间件是加工和处理来自读写器的所有信息和事件流的软件,是连接读写器和企业应用程序的纽带,主要任务是在将数据送往企业应用程序之前进行标签数据校对、读写器协调、数据传送、数据存储和任务管理。
图表:EPC中间件组件与其它应用程序通讯

数据来源:中研普华数据库
2)对象名称解析服务(ONS)
对象名称解析服务(ONS) 是一个自动的网络服务系统,类似于域名解析服务(DNS), ONS给 EPC中间件指明了存储产品相关信息的服务器。
ONS服务是联系 EPC中间件和 EPC信息服务的网络枢纽,并且 ONS设计与架构都以因特网域名解析服务 DNS为基础,因此,可以使整个EPC网络以因特网为依托,迅速架构并顺利延伸到世界各地。
3)EPC信息服务(EPC IS)
EPC IS提供了一个模块化、可扩展的数据和服务的接口,使得 EPC的相关数据可以在企业内部或者企业之间共享。它处理与EPC相关的各种信息,例如:
EPC的观测值:What / When / Where / Why,通俗的说,就是观测对象、时间、地点以及原因,这里的原因是一个比较泛的说法,它应该是 EPC IS步骤与商业流程步骤之间的一个关联,例如订单号、制造商编号等商业交易信息。
包装状态:例如:物品是在托盘上的包装箱内。
信息源:例如:位于Z仓库的Y通道的X识读器。
EPCIS有两种运行模式,一种是EPCIS 信息被已经激活的 EPCIS应用程序直接应用;另一种是将EPCIS 信息存储在资料档案库中,以备今后查询时进行检索。独立的 EPCIS 事件通常代表独立步骤,比如 EPC 标记对象 A装入标记对象 B,并与一个交易码结合。对于 EPCIS资料档案库的 EPCIS查询,不仅可以返回独立事件,而且还有连续事件的累积效应,比如对象 C包含对象 B,对象B本身包含对象A。
三、EPC与物联网
EPC的英文就是 Electronic Product Code,直接翻译过来就是电子产品代码,在中文中容易产生误解。在 2003年 12月我国第一届 PEC联席会议上确认,将 EPC翻译成“产品电子代码”。它的特点是强调适用于对每一件物品都进行编码的通用的编码方案,这种编码方案仅仅涉及对物品的标识,不涉及物品的任何特性。每一件物品的 EPC代码在物联网中所起到的就是相当于一个索引的作用。物联网。对物联网的理解是在不断深入的过程中。我们最开始的理解是把任何东西都搬到物联网上,通过 EPC的概念,相当于在物联网上为每一件产品建立了从生到死的档案。物联网的特点是什么呢?是基于互联网的平台,能够查询全球范围内每一件物品信息的网络平台,物联网的索引就是EPC代码。物联网有这么几个组成部分,一个是编码,标识的功能,一个是中间件,管理的功能,还有一个 ONS是寻址的功能,还有EPCIS,存贮的功能。
作为 EPC这个概念能不能付诸实施,最底层靠的就是 RFID系统,它的基本组成部分就包括电子标签和阅读器,从理论上来说,这个 EPC代码可以用射频识别的方式来实现,也可以不用射频识别的方式来实现,它是一个代码,选择射频识别的方式作为一种载体。EPC标签就是一种电子标签,或者把它称为射频标签。从概念上来说,EPC相当于物联网的内核,EPC代码通过物联网进行电子数据交换,EPC代码通过RFID标签作为载体,随着实物在现实社会中流通。通过物联网会产生巨大的社会效益和经济效益,任何东西都在物联网上,每个物品都有唯一的 EPC代码,这样就可以通过物联网查到其档案的情况,防伪的问题和一系列的问题都得到了解决。
RFID技术并不是唯一为EPC和物联网服务的,是先有的RFID技术。RFID技术可以追溯出 50年的发展历史。EPC则可以追溯到 1998年。
物联网工作的一个基本模型可以通过案例这样描述:我们将 EPC标签(RFID)放到一本书上,这本书通过阅读器把 EPC标签里面的信息采集进来,阅读器和计算机网络连接起来,通过中间件送到物联网中,存到 EPCIS服务器中,我们再通过一个中间件就可以实现我们对一件物品的其他信息的查询。我们在采集一件物品信息的时候,可以把采集的地点作为相关信息,同时采集进来。
在网联网中,物体和物体“沟通”,也需要一个标准。“物联网不是科技狂想,而是又一场科技革命!”有专家预言,“未来 10年内,顶多十几年的时间,物联网一定会像现在互联网一样高度普及。”物联网现在还有一些瓶颈问题亟待解决,其中之一就是技术标准。标准就好比一种交流规则如同说话的通用语言,如果标准不一样,物体和物体间沟通不起来,物联网的建设就会面临巨大的困难。目前欧美等国家都想尽早推出自己的标准。谁定了国际标准,谁就掌握了市场主动,可以向全世界推销符合标准的技术设备。温家宝总理指示, “我国在传感网发展中,要早一点谋划未来,早一点攻破核心技术”。
物联网的标准体系一定要达到全球通用。目前,已经在制定 EPC编码标准,要考虑将许多以在实施应用的编码都归纳在一起,兼容起来,所以这已经不是简简单单的一个编码的问题,而是一个编码体系的问题。
当我们有了明确的目标和实现目标的现实方法,我们就会发现物联网离我们并不遥远了。EPC为我们提供了一个非常合理的平台,它并不是摒弃当前的标准,而是充分考虑如何将当前应用的编码方法与标准整合进去。
从一维条码到 EPC将会是一个较长的过程,是一个逐步过渡和逐步实现的过程。在这个过程中,我们可以根据现有的技术条件和社会经济条件,结合被管理的 EPC实体对象的具体情况,结合它的使用特点来选择合适的信息载体。譬如,单件物品如果本身价值不高的,采用二维码标识;对较贵重物品或需同时识读的物品则采用射频技术和二维码同时标识;货运单元或多个目标需要同时识读的,就采用可远距离识读的电子标签等。我们需要做的是对它们编码的规则进行规范和统一。
当前应对金融危机,一定要以信息化技术提升工业化水平,在金融危机以后,全球经济复苏,不要拉大与西方先进国家的差距,而是要缩小甚至赶上西方现进国家,因此,现在信息化和工业化融合的越来越重要。将已经有的物流和生产力等各种要素依靠计算机和电子信息技术进行优化组合,在原有基础上投入更少,成本更低,效益更好,这将是金融危机后,引领经济发展的一个制高点。
美国政府为了面对金融危机,也许是为了追求“双保险”的效果,美国新科总统奥巴马一口气提出了两项新技术——新能源和“物联网”。奥巴马总统就职后,在他和工商领袖举行的圆桌会议上,还提出了“智慧地球”的概念,其中包括美国要形成智慧型基础设施“物联网”,被美国人认为是振兴经济、确立竞争优势的关键战略,奥巴马政府对此给予积极回应。
所谓“智慧地球”计划,就是通过物联网让全球都变得智能化。而物联网一旦普及开来,无数的日常生活用品需要加装更加小巧智能的传感器,或者直接升级换代,给市场带来的商机“大得难以估量”。

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