1 問(wèn)題的提出

RFID的系統(tǒng)架構(gòu)大致上可以分成3個(gè)部分，主要由卡片閱讀機(jī)(Reader)與電子卷標(biāo)(Tag)及軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)整合(Middleware & System Integration)所組成。Tag包含RFID射頻與一個(gè)超薄天線環(huán)路的RFID芯片，天線與一個(gè)塑料薄片一起嵌入到標(biāo)簽內(nèi)。當(dāng)Reader接收到Tag所送出的ID Code后，再送給后端Middhware的Apphcation，作為后續(xù)相關(guān)應(yīng)用。

EPC編碼是EPC系統(tǒng)里最重要的設(shè)計(jì)，因?yàn)槊總�(gè)EPC碼都是獨(dú)一無(wú)二的，是對(duì)象唯一在信息系統(tǒng)中的代號(hào)，藉此跟對(duì)象相關(guān)的信息得以在散布全球的EPC網(wǎng)絡(luò)中存取，以獲得相關(guān)應(yīng)用，進(jìn)而建立信息交換標(biāo)準(zhǔn)。在目前的應(yīng)用方面，EPC碼最有機(jī)會(huì)成為下一代條形碼，編碼結(jié)構(gòu)延伸自現(xiàn)行的傳統(tǒng)條形碼，在對(duì)象信息描述上，更為豐富、詳細(xì)，并更具時(shí)效優(yōu)勢(shì)。但是Barcode與EPC存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)：使用Barcode成本較低，EPC較昂貴；條形碼需人工操作，容易產(chǎn)生人為錯(cuò)誤，而EPC屬于自動(dòng)識(shí)別科技，不需人工操作。EPC碼的標(biāo)示對(duì)象除了使用傳統(tǒng)條形碼的物品外，小至單一對(duì)象、盒子，大至貨柜、貨車等，甚至擴(kuò)及服務(wù)項(xiàng)目的物品都合適使用EPC碼，提供這些實(shí)體或虛擬對(duì)象的全球唯一編號(hào)。

EPCglobal網(wǎng)絡(luò)(EPCglobal Network)結(jié)合EPC碼、RFID與信息網(wǎng)絡(luò)等科技設(shè)施，建立了RFID的全球標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。為適應(yīng)自動(dòng)化供應(yīng)、貨品追蹤與倉(cāng)儲(chǔ)管理的要求：增進(jìn)商品信息的透明度，提供了高效與信息準(zhǔn)確的對(duì)象信息交換。同時(shí)，這些技術(shù)的應(yīng)用，使得交易伙伴間達(dá)到了能夠加速處理訂單，快速且直接的反映顧客需求，增進(jìn)物品的收送、計(jì)算、分類以及運(yùn)送過(guò)程中的效率，在同業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中增加競(jìng)爭(zhēng)力。圖1顯示由Local EPC網(wǎng)絡(luò)所串聯(lián)成為Global EPC網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)圖。

圖1 Global EPC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用示意圖

EPC系統(tǒng)的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在因特網(wǎng)互聯(lián)的基礎(chǔ)上，透過(guò)Savant管理軟件系統(tǒng)。以對(duì)象名稱解析的服務(wù)系統(tǒng)(Object Name Service，ONS)，實(shí)體標(biāo)記語(yǔ)言(Physical Markup Language，PML)實(shí)現(xiàn)全球的“實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)”。EPC標(biāo)簽對(duì)于一個(gè)開放式且全球性可追蹤物品相關(guān)信息的網(wǎng)絡(luò)，需要特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)查詢EPC卷標(biāo)機(jī)制。因?yàn)榫順?biāo)中只儲(chǔ)存了產(chǎn)品電子代碼(EPC Code)，計(jì)算機(jī)還需要一些可將產(chǎn)品電子代碼符合相對(duì)應(yīng)商品相關(guān)信息的機(jī)制，此角色由對(duì)象名稱服務(wù)(ONS)來(lái)?yè)?dān)當(dāng)。它是一個(gè)自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，類似區(qū)域名稱解析系統(tǒng)(DNS)，而DNS主要目的是將一臺(tái)計(jì)算機(jī)定位到因特網(wǎng)上的某一具體地點(diǎn)。ONS運(yùn)作過(guò)程分幾個(gè)步驟，以圖2說(shuō)明。

圖2 ONS及PML運(yùn)作架構(gòu)圖

    1)從卷標(biāo)上讀入一個(gè)符合EPC電子貨品代碼規(guī)定數(shù)據(jù)的字符串。
    2)讀碼器將此字符串EPC電子貨品代碼發(fā)送到本地端服務(wù)器進(jìn)行處理。
    3)本地端服務(wù)器對(duì)EPC電子貨品代碼數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)排序且過(guò)濾掉不必要信息，將EPC電子貨品代碼發(fā)送到本地端ONS進(jìn)行下一步處理。
    4)本地ONS利用格式化轉(zhuǎn)換字符串將EPC位編碼轉(zhuǎn)變成EPC網(wǎng)域名稱前置編碼，再將EPC網(wǎng)域名稱前置編碼與EPC網(wǎng)域名稱后置編碼結(jié)合成一組完整的EPC網(wǎng)絡(luò)區(qū)域名稱，經(jīng)由ONS再進(jìn)行一次ONS查詢，將EPC區(qū)域名稱發(fā)送到指定的ONS服務(wù)器基礎(chǔ)架構(gòu)，以獲得所需要的信息。
    5)ONS基礎(chǔ)架構(gòu)機(jī)制給本地ONS運(yùn)算器傳回EPC網(wǎng)域名稱對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)PML服務(wù)器對(duì)應(yīng)的IP地址。
    6)本地ONS再將IP地址傳回本地端服務(wù)器。
    7)本地端服務(wù)器再根據(jù)IP地址，聯(lián)系正確的PML服務(wù)器，以獲取所需的EPC相關(guān)信息。    

如何將RFID與EPC網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用推廣至智能型居家生活應(yīng)用之中將是本論文主要目標(biāo)。本文作者針對(duì)RFID技術(shù)的EPC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)作一套綜合智能手機(jī)、RFID和EPC網(wǎng)絡(luò)的智能移動(dòng)采購(gòu)系統(tǒng)。

2 Mobile RFID

    Mobile RFID網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)于2004年提出，Nokia發(fā)表的RFID手機(jī)終端設(shè)備Nokia Mobile RFID Kit在EPC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中支持移動(dòng)式RFID讀取器，并兼容EPC Class-1 Generation 2 UHF(860-960M Hz)標(biāo)準(zhǔn)，提供使用者使用手機(jī)終端設(shè)備存取Mobile EPC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的Information Server，見圖3。


圖3 Mobile RFID網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

    1)RFID手機(jī)終端設(shè)備向Local ONS提出EPC Information Server Query。
    2)Local ONS轉(zhuǎn)向Remote ONS查詢EPC Information Server地址。
    3)Local ONS將EPC Information Server地址回傳給RFID手機(jī)終端設(shè)備。
    4)RFID手機(jī)終端與EPC Information Server交換EPC相關(guān)信息。
    5)由Location Based Service Provider提供RFID手機(jī)終端與EPC Information Server所需AAA信息。

由韓國(guó)Mobile RFID Forum所提出的Mobile RFID網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖4所示。使用者持mRFID-MS手機(jī)(內(nèi)嵌RFID Reader)透過(guò)Mobile Network向遠(yuǎn)程ODS(Object Directory Service)取得EPC Code信息，轉(zhuǎn)向WAP Server取得URL數(shù)據(jù)，進(jìn)而取得URL內(nèi)容的信息。


圖4 韓國(guó)MobileRID

    圖5顯示韓國(guó)Mobile RFID網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中Mobile RFID網(wǎng)絡(luò)與EPC網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)時(shí)所產(chǎn)生的4種情形。


圖5 Mobile RFID存取方式

    Case A：EPC使用者存取EPC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的EPC-IS(Information Server)。
    Case B：Mobile RFID使用者存取Mobile RFID網(wǎng)絡(luò)mRFID-IS。 
    Case C：EPC使用者存取EPC Mobile RFID網(wǎng)絡(luò)mRFID-IS。
    Case B：Mobile RFID使用者存取EPC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的EPC-IS。