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EPCglobal组织的RFID标准体系研究

EPCglobal组织的RFID标准体系研究
EPCglobal组织的RFID标准体系研究

目前,国际上RFID[1~4]技术发展迅速,很多国际大公司已开始进入实用阶段。采用RFID最大的好处是可以对企业的供应链进行高效管理,降低成本。对于供应链管理应用而言,射频技术是一项非常适合的技术,但由于标准不统一等原因,该技术在市场中并未得到大规模应用。因此,为了获得期望的效果,用户迫切要求开放标准,标准不统—已成为制约RFID发展的重要因素之一。

由于每个RFID标签中部有一个惟一的识别码(ID),如果它的数据格式有很多种类且互不兼容,则使用不同标准的RFID产品就不能通用,这对全球经济一体化的物品流通非常不利。数据格式的标准涉及到各个国家自身的利益和安全。目前日本泛在ID中心和美国的EPCglobal两大标准组织互不兼容。预计世界各国从自身的利益和安全出发,倾向于制定不同的数据格式标准,由此带来的兼容问题和损失难以估量。如何让这些标准互相兼容,让RFID产品在世界范围中流通,是当前亟待解决的重要问题。

1 EPCglobal标准体系

EPCglobal成立于2003年11月1日,是一个中立的非盈利性标准化组织,它继承了EAN/UCC与产业界近30年的成功合作传统,其前身是1999年10月1日在美国麻省理工学院(MIT)成立的非盈利性组织Auto-ID中心。

1. 1 EPCglobal机构组成

2005年1月,EAN正式更名为GS1(全球第一标准化组织)。2005年6月,UCC正式更名为GS1 US。目前,EPCglobal是由GS1和GS1 US两大标准化组织联合成立,

其机构组成如图1所示。

图1 EPCglobal的机构组成

1. 2 EPCglobal标准总览

EPCglobal于2004年4月公布了第一代RFID技术标准,包括EPC标签数据规格,超高频Class0和Class1标签标准,高频Class1标签标准,以及物理标识语言内核规格。另外,RFID第二代标准正处在最后定稿阶段,预计2006年底之前公布于世。

EPCglobal组织的RFID标准体系研究*

Research on RFID Standardization System of EPCglobal

郎为民1,2 杨宗凯2(1. 解放军通信指挥学院 武汉430010;2.华中科技大学电子与信息工程系 武汉430074)

摘 要:研究EPC系统的特点,分析了EPCglobal标准体系及标准的主要内容,并介绍了EPC编码体系和EPC标签分类方法。关键词:射频识别 EPCglobal 电子产品码 标准体系

EPCglobal体系框架包含三种主要的活动,由EPCglobal

体系框架内相应的标准支撑,如图2所示。

图2 EPCglobal体系框架

其中:EPC物理对象交换——EPCglobal体系框架定义

了EPC物理对象交换标准,保证当用户将一种物理对象提交

给另一个用户时,后者能确定该物理对象有EPC代码并能较

好地对其进行说明;EPC基础设施——标准用来收集和记录

EPC数据的主要设施部件接口标准,允许用户使用互操作部

件来构建其内部系统;EPC数据交换——标准为用户提供了

一种点对点共享EPC数据的方法,并提供了用户访问

EPCglobal核心业务和其他相关共享业务的机会。

EPCglobal体系框架的标准如表1所示,这些标准与EPC

物理对象交换、EPC基础设施和EPC数据交换三种活动密切

相关。表1主要是对于目前EPCglobal体系框架中所有的部件

进行规范,而不是未来工作的路标。

 表1 EPCglobal体系框架的标准制定情况

2 EPC编码体系

EPC编码是EPC系统的重要组成部分,它是对实体及实

体的相关信息进行代码化,通过统一的、规范化的编码来建

立全球通用的信息交换语言。EPC编码是EAN/UCC在原有全

球统一编码体系基础上提出的,是新一代全球统一标识的编

码体系及对现行编码体系的拓展和延伸。

2.1 EPC编码规则

EPC编码体系是新一代与GTIN兼容的编码标准,也是

EPC系统的核心与关键。EPC的目标是为物理世界的对象提供

惟一的标识,从而达到通过计算机网络来标识和访问单个物

体的目标。EPC中码段的分配是由EAN/UCC管理的。在我国,

EAN/UCC系统中GTIN编码是由中国物品编码中心(ANCC)

负责分配和管理。ANCC也已启动EPC服务来满足国内企业使

用EPC的需求。

EPC编码体系具有惟一性:EPC提供对物理对象的惟一标

识。一个EPC编码仅仅分配给一个物品使用。同种规格同种

产品对应同一个产品代码,同种产品不同规格对应不同的产

品代码。根据产品的不同性质,赋予不同的商品代码。永久

性:产品代码一经分配不再更改,并且是终身的。当此种产

品不再生产时,其对应的产品代码只能搁置起来,不得重复

启用或分配给其他商品。简单性:EPC的编码简单同时又能提

供实体对象的惟一标识。可扩展性:EPC编码留有备用空间,

具有可扩展性,确保了EPC系统的升级和可持续发展。保密

性与安全性: EPC编码具有高度的保密性和安全性。无含义:

为了保证代码有足够的容量以适应产品频繁更新换代的需要,

最好采用无含义的顺序码。

2.2 EPC编码结构

EPC代码是由一个版本号加上另外三段数据(域名管理、

对象分类、序列号)组成的一组数字,如表2所示。其中版

本号用于标识EPC编码的版本次序,它使得EPC随后的码段

可以有不同的长度;域名管理是描述与此EPC相关的生产厂

商的信息,例如可口可乐公司;对象分类记录产品精确类型

的信息,例如美国生产的330ml罐装减肥可乐;序列号惟一

标识货品,它会精确地指明EPC代码标识的是哪一罐330ml

罐装减肥可乐。

表2 EPC编码结构

3 EPC标签分类

EPC标签是电子产品代码的信息载体,主要由天线和芯

片组成。EPC标签中存储的惟一信息是96位或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标签可分为5类,目前所开展的EPC测试使用的是Class1 Gen2标签。

Class0 EPC标签:适用于物流和供应链管理领域,如超市的结账付款、货架扫描、集装箱货物识别、货物运输通道以及仓库管理等。Class0 EPC标签的主要功能包括:必须包含EPC代码、24位自毁代码以及CRC代码;可以被读写器读取;可以被重叠读取;可以自毁;存储器不可以由读写器进行写入。

Class1 EPC标签:又称身份标签,它是一种无源的、后向散射式标签,具备Class0 EPC标签的所有特征外,还具有一个电子产品代码标识符和一个标签标识符,Class1 EPC标签具有自毁功能,能够使得标签永久失效,此外,还有可选的密码保护访问控制和可选的用户内存等特性。

Class2 EPC标签:无源的、后向散射式标签,具备Class1EPC标签的所有特征外,还包括扩展的标签标识符TID(Tag Identifier)、扩展的用户内存、选择性识读功能。Class2EPC标签在访问控制中加入了身份认证机制,并将定义其他附加功能。

Class3 EPC标签:半有源的、后向散射式标签,具备Class2 EPC标签的所有特征外,还具有完整的电源系统和综合的传感电路。

Class4 EPC标签:有源的、主动式标签,具备Class3 EPC标签的所有特征外,还具有标签到标签的通信功能、主动式通信功能和特别组网功能。

4 结论

EPCglobal以创建物联网为使命,与众多成员企业共同制订一个统一的开放技术标准。旗下有沃尔玛集团、英国Tesco等100多家欧美的零售流通企业,同时有IBM、微软、飞利浦、Auto-ID实验室等公司提供技术研究支持。目前,EPCglobal已在加拿大、日本、中国等国建立了分支机构,专门负责EPC码段在这些国家的分配与管理、EPC相关技术标准的制定、EPC相关技术的宣传普及以及推广应用等工作。

参考文献

1 郎为民. 射频识别(RFID)技术原理与应用. 北京: 机械工业出版社, 2006

2 郎为民, 王逢东, 靳焰. RFID相关标准总览. 中国无线电, 2005,22 (6): 23~26

3 游战清, 李苏剑等. 无线射频识别技术(RFID)理论与应用. 北京: 电子工业出版社, 2004

4 Klaus Finkenzeller. 射频识别(RFID)技术——无线电感应的应答器和非接触IC卡的原理(第2版). 陈大才译. 北京: 电子工业出版社, 2001

作者介绍:郎为民,华中科技大学电信系博士研究生,解放军通信指挥学院讲师,研究方向为下一代网络、信息安全和电子标签;杨宗凯,博士,教授,博士生导师,华中师范大学副校长,中国电子学会高级会员、通信学会会员,科技部“十五”电子商务专家组成员,专家组召集人。研究方向为下一代网络、远程教育和数字信号处理。

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