1.2 物联网与EPC网络

1.2.1 物联网的定义

Auto-ID实验室首先提出物联网的概念，是指把所有物品通过射频识别（RFID）等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和可管理的网络。国际电信联盟（International Telecommunication Union, ITU）对物联网的含义进行了扩展，即信息与通信技术的目标已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物品的阶段，而万物的连接就形成了物联网。按照国际电信联盟（ITU）的定义，物联网主要解决物品到物品（Thing to Thing, T2T），人到物品（Human to Thing, H2T），人到人（Human to Human, H2H）之间的互连。与传统互联网不同的是，H2T是指人利用通用装置与物品之间的连接，H2H是指人之间不依赖于个人计算机而进行的互连[8]。需要利用物联网才能解决的是传统意义上的互联网没有考虑的对于任何物品连接的问题。

这里对物联网（The Internet of things）做出如下的定义：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网的参与者包括供应链中的各种角色，以及为这些角色提供服务的中间服务提供商。各种参与者通过 Internet 或其他方式连接在一起。EPC 信息从读写器进入网络系统，经过ALE中间件的处理进入信息系统后，它就可以作为存储信息为企业以后的决策提供依据，而其他企业也可以通过物联网，经由本地ONS或根据ONS的查询，搜索到相关的EPC信息。企业查询的信息可以包括静态的EPC信息和动态的EPC信息，借助灵活的物联网体系结构可以最大程度地实现信息的共享。

1.2.2 EPC物联网的系统结构

物联网体系结构可以从实体与企业内部层、商业伙伴间资料传送层、企业应用服务层三个层次来认识[9,10]。

1．实体与企业内部层

此层包含了产品电子码、电子标签、读写器和EPC智能分析系统。在物联网的架构中，电子标签上嵌有产品电子码，附于或含于所代表的商品上，在整个供应链的物流过程中与商品的关系相当于车辆与车牌。读写器用于读取电子标签上的产品电子码，将相关资料通过网络传送到预先设定好的目的地，通常为一个有执行ALE功能的服务器。ALE的功能为收集过滤由一到多个读写器传送来的数据资料，然后再传送给预设的系统，用于后续的资料分析、储存或其他应用。

2．商业伙伴间资料传送层

此层包含了EPC信息服务。任何一个需要与其他企业传递或共享RFID信息的企业，将需要在企业内部配置一部EPC信息服务器，EPC信息服务器的功能是对由ALE过滤收集的资料进行后续的整理，使资料变成可以查询与使用的资料，以便之后企业的内部系统（ERP、WMS）与商业伙伴间进行资料交换。

3．企业应用服务层

此层包含了物件名称解析服务（ONS）, ONS 的功能在于连接、搜寻出制造商或相关的EPCIS位置，就像互联网上的地址解析服务（DNS）一样。在EPC Network架构中，全球的ONS服务是由EPCglobal委托VeriSign营运的，全球设有十几个资料中心，用以提供ONS的连接搜寻服务。Discovery Services与Event Registry也可归纳为企业应用服务层，Discovery Services为一个提供搜寻服务的机制，可将所有在 EPC Network 架构中可以查询到的与欲查询的商品相关的资料列出。Event Registry为一个储存与商品相关的提供商业活动的地方，所有与商品相关的商业活动可以由此查出。

1.2.3 EPC物联网的工作流程

在EPC物联网中，读写器从RFID电子标签中读出的只是EPC, EPC对应的产品信息保存在EPCIS服务器上，而ONS上存储着EPCIS服务器的地址。EPC物联网的工作流程如图1.3所示。

在整条供应链的各节点有策略地部署读写器，当附有 RFID 电子标签的物品经过检测点时，放置在检测点的读写器就能够读取标签，并向 EPC 物联网传输 EPC信息。EPC中间件控制和管理各检测点的RFID电子标签和读写器等设备。EPC物联网将采集到的EPC信息保存到EPCIS服务器上，并通过网络技术在供应链上的合作企业之间进行共享。

EPC物联网的参与者需要在自己的EPCIS服务器上存储EPC信息，并在根ONS服务器和本地ONS服务器上进行注册。

进行EPC查询时，可以从本地ONS服务器开始。当有注册记录时，本地ONS服务器把EPCIS服务器地址返回，通过该地址获取产品信息；当没有注册记录时，本地ONS服务器向根ONS服务器进行查询，根ONS服务器根据注册记录把与EPC对应的远程 ONS 服务器地址返回，通过对远程 ONS 服务器的再次查询获取远程EPCIS服务器地址，再根据该地址访问远程EPCIS服务器以获取产品信息。

企业或用户通过 EPC 物联网中的查询服务器查询 EPC 信息时，可以在查询服务器上设置权限，规定哪些用户可以访问哪些EPCIS服务器。查询服务器执行授权用户查询EPC和请求数据访问等一系列的服务。

1.2.4 物联网的研究与应用

目前物联网的研究和开发还处于起步阶段，国内外对物联网的定位还没有统一，物联网的系统结构尚未形成，对物联网的关键技术和体系结构的研究成为当前的热点。国内外学者和研究机构通过对物联网的研究，提出了多种不同的物联网体系结构。美国Auto-ID实验室提出的EPC物联网和日本泛在识别中心提出的UID物联网是当前主流的体系结构。物联网研究中的关键技术包括 RFID 技术、传感器网络与检测技术、智能技术和纳米技术[11]。面向物联网的传感器网络技术研究包括先进测试技术及网络化测控研究、智能化传感器网络节点研究、传感器网络组织结构及底层协议研究、对传感器网络自身的检测与控制和传感器网络的安全研究等方面。智能技术研究的主要内容包括人工智能理论、先进的人机交互技术与系统和智能控制技术与系统三个方面。

物联网的开展具有广泛参与性、规模性、技术性、管理性等特征，技术问题是物联网的关键问题。物联网的规划、设计及研发，关键在于RFID、传感器、EPC中间件及数据计算等领域的研究。物联网实际应用的开展不仅需要各行业的参与，还需要政府的主导及相关法规政策上的扶持。美国、加拿大、英国、德国、芬兰、意大利、日本和韩国等都在投入巨资深入探索、研究物联网，我国也正在高度关注、重视物联网的研究。目前，物联网的应用领域包括绿色农业、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等，并取得了一定成效。物联网前景非常广阔，它将极大地改变人们目前的生活方式。

1.2.5 RFID和EPC物联网应用在农产品供应链追溯中的优势

现代农产品在养殖、加工、配送和销售管理中，有别于普通产品，它既有一般产品的基本特征，又有鲜明的行业特色，如水产品具有活水车运输、冷加工、冷库储存及冷藏车运输技术等特色。将RFID和EPC物联网应用到农产品供应链追溯中，有以下优势。

（1）RFID技术具有快速、高效的读写能力和抗污染能力，能适应多种恶劣的工作环境，提高了农产品读取的准确性。

（2）EPC可以唯一标识产品。采用EPCglobal的编码标准和可读写的RFID标签，通过改写RFID电子标签内的EPC编码，实现了标签的循环利用，降低了企业的生产和管理成本。

（3）通过读写器快速、批量读取RFID电子标签，提高了企业的生产作业效率。

（4）在加工车间部署温度传感器和 RFID 电子标签，随时监控加工车间的温度变化，保证了农产品在加工过程中的质量安全。

（5）基于EPC物联网的产品信息查询，确保了信息的及时、准确和权威性，提高了消费者的消费信心，也给企业带来了良好的信誉，树立了企业的品牌价值。

（6）在政府的监管下，构建基于RFID和EPC物联网的追溯平台，对农产品进行批次管理，当产品出现问题时，可以迅速定位问题产品并及时召回，减少问题产品给社会造成的经济损失，减少政府的健康支出，从而提高了政府的公众形象。