产品电子码(EPC)概述

产品电子码 EPC 研究 课题报告 1 产品电子码 EPC 概述 文件名 产品电子码 EPC Rep 1 20030928 1 目 录 第一节 Electronic Product Code EPC 系统目标及意义 3 1 1 EPC 编码提出的背景 3 1 2 EPC 系统的设计 3 1 3 EPC 系统的目标和意义 4 1 4 EPC 的发展 4 第二节 EPC 编码 5 2 1 EPC 编码设计策略 5 2 1 1 唯一标识 Unique Identification 5 2 1 2 生产商及其产品 Manufactures and Product 5 2 1 3 集装箱 Containers 6 2 1 4 组合装置 Assemblies Aggregates and Collections 7 2 1 5 嵌入信息 Embedded Ination 7 2 1 6 分类 Categorization 8 2 1 7 参考信息 Ination Reference 8 2 1 8 头字段 HEADER 8 2 1 9 简单性 Simplicity 9 2 1 10 人机交互 Human Interaction 9 2 1 11 可扩展性 Extensibility 9 2 1 12 媒介 Media 9 2 1 13 数据传输机制 Data Transmission Mechanisms 9 2 1 14 保密性与安全性 Privacy and Security 10 2 2 EPC 编码结构 10 2 2 1 EPC 的头字段 EPC Header 11 2 2 2 EPC 管理者 EPC Manager 11 2 2 3 对象分类 Object Class 11 2 2 4 序列号 Serial Number 12 2 3 EPC 编码分类 12 2 3 1 EPC 64 编码 13 2 3 2 EPC 96 编码 14 2 4 EPC 编码与 GTIN 的整合分析 15 2 4 1 GTIN 体系与 EPC 体系的发展回顾 15 2 4 2 GTIN 体系与 EPC 体系应用比较 15 2 4 3 EPC 体系与 GTIN 体系的整合 16 第三节 EPC 标签 eTag 18 3 1 EPC 标签基本构造及原理 18 3 2 降低 EPC 标签成本举措 18 3 2 1 缩小芯片 19 3 2 2 开发新型天线 19 3 2 3 寻找硅的替代品 20 第四节 解读器 Reader 21 4 1 解读器基本工作原理 21 产品电子码 EPC 研究 课题报告 1 产品电子码 EPC 概述 文件名 产品电子码 EPC Rep 1 20030928 2 4 2 解读器关键技术问题 21 4 2 1 避免解读器冲突 21 4 2 2 避免标签冲突 21 4 2 3 读取距离 22 第五节 SAVANT 系统 23 5 1 分布式结构 23 5 2 数据校对 23 5 3 解读器协调 23 5 4 数据传送 24 5 5 数据存储 24 5 6 任务管理 24 第六节 对象名解析服务 ONS 25 6 1 服务过程 25 6 2 特殊要求 25 第七节 物理标识语言 PML 26 7 1 描述物品的标准 26 7 2 PML 数据的种类 26 7 3 PML 服务器 27 第八节 EPC 之实物互联网 28 第九节 EPC 系统各研发阶段的现场测试 29 第十节 结论 30 参考文献 31 说 明 32 产品电子码 EPC 研究 课题报告 1 产品电子码 EPC 概述 文件名 产品电子码 EPC Rep 1 20030928 3 第一节 第一节 Electronic Product Code EPC 系统目标及意义 系统目标及意义 1 1 EPC 编码提出的背景 编码提出的背景 在过去的 25 年里 EAN UCC 编码已大大提高了供应链内的生产率和效率 并且已成为全球最通用的标准之一 随着因特网的飞速发展 信息数字化和全球 商业化促进了更现代化的产品标识和跟踪方案的研发 在过去的 25 年中 条码已经成为识别产品的主要手段 但条码有如下缺点 1 它们是可视传播技术 也就是 扫描仪必须 看见 条码才能读取它 这表明人们通常必须将条码对准扫描仪才有效 相反 无线电频率识别并不需要 可视传输技术 RFID 标签只要在解读器的读取范围内就行了 2 如果印有条码的横条被撕裂 污损或脱落 就无法扫描这些商品 3 我们认为唯一产品的识别对于某些商品 非常必要 而条码只能识别制 造商和产品名称 而不是唯一的商品 牛奶纸盒上的条码到处都一样 辨别哪盒 牛奶先超过有效期将是不可能的 随着射频技术趋于成熟 可以为供应链提供前所未有的 近乎完美的解决方 案 也就是说 公司将能够及时知道每个商品在他们供应链上任何时点的位置信 息 那么如何才能识别和跟踪供应链上的每一件单品呢 有多种方法可以实现 但我们所找到的最好的解决方法就是给每一个商品唯 一的号码 牌照 产品电子码 EPC EPC是在本世纪初由美国 MIT的AUTO ID中心提出的 它是一个非常先进的 综合性的和复杂的系统 1 2 EPC 系统的设计 系统的设计 EPC由分别代表版本号 制造商 物品种类以及序列号的编码组成 EPC 是唯一存储在RFID标签中的信息 这使得RFID标签能够维持低廉的成本并具有 灵活性 这是因为在数据库中无数的动态数据能够与EPC相链接 EPC 系统主要由如下六方面组成 1 EPC 编码标准 2 EPC 标签 3 EPC 码 4 解读器 5 SavantTM 神经网络软件 6 对象名解析服务 Object Naming Service ONS 7 实体标记语言 Physical Markup Language PML 产品电子码 EPC 研究 课题报告 1 产品电子码 EPC 概述 文件名 产品电子码 EPC Rep 1 20030928 4 1 3 EPC 系统的目标和意义 系统的目标和意义 EPC 系统的最终目标是为每一单品建立全球的 开放的标识标准 通过 EPC 系统的发展 1 能够推动自动识别技术的快速发展 2 通过整个供应链对货品进行实时跟踪 3 通过优化供应链来给用户提供支持 4 提高全球消费者的生活质量 1 4 EPC 的发展 的发展 1999年美国麻省理工学院 MIT 成立了自动识别技术中心 AUTOID CENTER 提出EPC概念 其后四个世界著名研究性大学 英国剑桥大学 澳 大利亚的阿德雷德大学 日本Keio大学 上海复旦大学相继加入参与研发EPC 并得到了100多个国际大公司的支持 其研究成果已在一些公司中试用 如宝洁 公司 Tesco公共股份有限公司等 关于编码方案 目前已有EPC 96 型 EPC 64 型 型 型等 并得到了UCC和国际EAN的支持 自2001年以来国际上不仅已经有许多大公司实施EPC方案 而且AUTO ID 中心的目标是到2003年第四季度向市场推出商用硬件和软件 让公司尽早部署 配置AUTO ID中心制定的开放式RFID系统 据预测到2005年EPC标签的成本将 降到1美分 而从2005至2010年全球将大规模采用EPC 产品电子码 EPC 研究 课题报告 1 产品电子码 EPC 概述 文件名 产品电子码 EPC Rep 1 20030928 5 第二节 第二节 EPC 编码 编码 2 1 EPC 编码设计策略 编码设计策略 EPC 的目标是提供对物理世界对象的唯一标识 它通过计算机网络来标识 和访问单个物体 就如在互联网中使用 IP 地址来标识 组织和通信一样 下面 将具体分析这种物品命名方案的各个方面 并介绍 EPC 的设计策略 2 1 1 唯一标识唯一标识 Unique Identification 与当前广泛使用的 UPC 代码不同的是 EPC 提供对物理对象的唯一标识 换句话说 一个 EPC 编码分配给一个且仅一个物品使用 这种情况产生的直接 结果是 首先 必须有足够的 EPC 编码来满足过去 现在和将来对物品标识的需要 这样就必须考虑所有物理对象的数量 具体字节的分配情况见表 2 1 从世界 人口总数 大约 60 亿 到大米总粒数 粗略估计 1 亿亿粒 EPC 必须有足够大 的地址空间来标识所有这些对象 比特数 比特数 唯一编码数 唯一编码数 对 象 对 象 23 6 0 106 年 汽车 29 5 6 108使用中 计算机 33 6 0 109 人口 34 2 0 1010 年 剃刀刀片 54 1 3 1016 年 大米粒数 摘自 MIT AUTO ID Center EPC Whitepaper 表 2 1 其次 必须保证 EPC 编码分配的唯一性并寻求解决编码冲突的方法 这就 产生了由谁或什么组织负责 EPC 编码的分配问题 也就是说 由多个管理者分 别管理 EPC 空间的一部分 除了组织管理和立法机关的管理 EPC 命名空间的 创建和管理可以借助于自动化软件 2 1 2 生产商及其产品 生产商及其产品 Manufactures and Product UCC 拥有接近 100 万个会员 这些会员中的大多数是较大的公司 其产品 往往需要 UPC 编码 当将那些较小的公司 服务机构和私人企业考虑在内时 会有更多的成员 实际上 目前世界上的公司估计超过 2500 万家 而接下来的 10 年这个数目有望达到 3900 万 显然需要建立一套标准的与这些预见一致的编 码系统 每个公司都有一系列的产品和服务 需要考虑的一个问题是一个公司具体管 理着多少不同类型的产品 虽然有些公司 尤其是服装行业的产品种类达10 产品电子码 EPC 研究 课题报告 1 产品电子码 EPC 概述 文件名 产品电子码 EPC Rep 1 20030928 6 万种之多 但大多数公司产品比较单一 产品数量的范围变化很大 如表2 2所示 值得注意的一点是任何一个组 织的产品类型均不超过10万种 据EAN成员组织调查 此外 需要考虑很多更 小的公司 它们不是任何标准组织的成员 这个数目就更小了 领 域 领 域 中 值 中 值 范 围 范 围 新兴市场经济 37 0 8 500 新兴工业经济 217 1 83 400 先进的工业国家 1080 0 100 000 摘自MIT AUTO ID Center EPC Whitepaper 表2 2 2 1 3 集装箱 集装箱 Containers 传统上 货品 集装箱和托盘都要按照不同的编码结构进行编码 在建议的 EPC 体系结构中 无需为这些容器使用不同的编码方法 容器内的货品记录和 货运数据存储在计算机网络中并自动与容器建立联系 更进一步 运输集装箱的卡车 货车车厢 船舶或仓库也可能作为单个物品 并使用相同格式的 EPC 编码 下面的 EPC 层级图描绘了物品货运的情形 这 个层级会随着时间的推移而改变 产品电子码 EPC 研究 课题报告 1 产品电子码 EPC 概述 文件名 产品电子码 EPC Rep 1 20030928 7 图 2 1 这样通过 EPC 包装物品的结构 物品货运的过程就随之记录了下来 2 1 4 组合装置 组合装置 Assemblies Aggregates and Collections EPC除了标识单个对象 还可以标识组合装置等 AUTO ID中心建议用EPC 标识装配件和组合装置及单个货品 这样 就可以采用描述货运数据的方式来描 述组合装置 传统上 组合装置被认为是复杂的 连接着很多元器件 实际上 集装箱和组合装置两者之间没有实质的差别 无论哪种情况 集装箱和组合装置 的拓扑结构都有如图 2 1 所描绘的层级结构 2 1 5 嵌入信息 嵌入信息 Embedded Ination 是否在EPC中嵌入信息 一直颇有争议 当前的编码标准 如UCC EAN 128 应用标识符 AI 的结构中就包含数据 这些信息可以包括如货品重