第二章 文獻探討
2.1 RFID
2.1.1 RFID 的標準化
大約在西元1999 年,美國麻省理工學院的兩位教授,Sanjay Sarma 和 David Brock 開始將 RFID 的技術標準化[1],而提出 Auto-ID 的架構,並成立了 自動識別技術中心(AUTOID CENTER),提出了 EPC 概念,其後四個世界著名 研究性大學:英國劍橋大學、澳大利亞的阿雷德大學、日本 Keio 大學、上海復 旦大學相繼加入參與研發EPC,並得到了 100 多個國際大公司的支援,其研究 成果已在一些公司如寶潔公司、Tesco 公司中試用。2004 年 10 月份,
EAN.UCC 正式接管了 EPC 在全球的推廣應用工作,成立了 EPC Global。而
Auto-ID Center 改為 Auto-ID Lab,EPC 的研究性工作也將繼續由 Auto-ID Lab 承擔。作為EAN.UCC 的會員組織,中國物品編碼中心(ANCC)也積極參與 到EPC 的推廣工作中來。
由於Auto-ID Tag 的極低成本以及 Auto-ID 本身已是公開且被大家所廣泛接 受的標準,因此常被業界拿來作為物流作業中管理物品的工作。Auto-ID Tag 被 附著在箱子、盒子或是任何產品之上,在供應鍊管理系統中提供管理者雙向的 資訊流。
Auto-ID 其實是一套整合的物件資訊取得方式,而整個 Auto-ID 的架構包含 [1]:
RFID Tag
RFID Reader
標準:
物件本身的產品是別代碼 (Electronic Product Code , EPC)
物件本身的資訊描述語言 (Product Markup Language, PML)
識別碼解析服務 (Object Name Service, ONS)
架構:
儲存物件資訊的伺服器 (PML Server)
查詢物件資訊所在的伺服器 (ONS Server)
Savant:將 EPC Code 送至 ONS Server 以尋找物件的 PML 檔案
而整個Auto-ID 的運作架構大致可以歸納如下圖:
圖 2 Auto-ID 流程圖[1]
EPC (Electronic Product Code)[1]
由於產品的唯一識別對於某些商品非常必要,而條碼識別最大的缺點之一 是它只能識別一類產品,而不是唯一的商品。例如牛奶紙盒上的條碼到處都一 樣,要辨別哪盒牛奶會先超過有效期將是不可能的。那麼如何才能識別和跟蹤 供應鏈上的每一件單品呢?目前所找到的最好的解決方法就是給每一個商品提 供唯一的號碼--"EPC 碼"。
EPC 碼是新一代的與 EAN/UPC 碼相容的新的編碼標準,在 EPC 系統中 EPC 編碼與現行 GTIN 相結合,因而 EPC 並不是取代現行的條碼標準,而是由 現行的條碼標準逐漸過渡到EPC 標準或者是在未來的供應鏈中 EPC 和
EAN.UCC 系統共存。
EPC 碼是由一個版本號加上另外三段資料(依次為功能變數名稱管理者、
物件分類、序列號)組成的一組數位。其中版本號標識EPC 的版本號,它使得 EPC 隨後的碼段可以有不同的長度;功能變數名稱管理是描述與此 EPC 相關的 生產廠商的資訊,例如"可口可樂公司";物件分類記錄產品精確類型的資訊,
例如:"美國生產的 330ml 罐裝減肥可樂(可口可樂的一種新產品)";序列號 唯一標識貨品,它會精確的告訴我們所說的究竟是哪一罐330ml 罐裝減肥可 樂。下圖便是一個96bits 的 EPC 識別碼。
圖 3 96bits EPC 識別碼格式[3]
一般的辨識標籤依其不同的分類標準可以大致分為[3]:
依能量傳遞方式而分為主動式標籤與被動式標籤。
根據射頻標籤的讀寫方式可以分為只讀型標籤和讀寫型標籤。
根據射頻標籤有無電源可分為無源標籤和有源標籤。
根據射頻標籤的工作頻率可分為低頻標籤、高頻標籤和微波標 籤。
根據射頻標籤的工作距離可分為遠程標籤、近程標籤、超近程標 籤。
而EPC 標籤的特色包含:
EPC 標籤中儲存的唯一資料是 96 位或者 64 位產品電子代碼.
EPC 標籤通常是被動式射頻標籤
EPC 標籤是全球統一標準、規格化的射頻標籤,其相關技術特 性,如資訊儲存格式、與讀碼器間的通信協定,包括無線頻率、
數據通信方式等統一於EPC 系統標準。
EPC 識別碼主要有幾種不同的類別,我們以下表說明之:
表 1 EPC Code 類別 的環節就是傳送和管理這些資料,於是EPC Global 開發了一種名叫 Savant 的軟體技術。Savant 拿到從 Reader 送來的 EPC 辨識碼之後,Savant 便會把 EPC 辨識碼當成輸入,送到 ONS 以查詢此項 EPC 辨識碼所代表的產品種類,
在一個層次上,Savant 系統必須決定什麼樣的資訊需要在供應鏈上向上傳
識別碼解析服務 (Object Name Service, ONS) [1]
Auto-ID 中心認為一個開放式的,全球性的追蹤物品的網路需要一些特殊
關於這個產品的資訊傳遞過來,從而應用於供應鏈的管理。整個ONS 的查詢步 驟如下:
1. 從標籤上判讀一個 EPC 代碼資料字串
2. Reader 將此 EPC 代碼字串發送到本地伺服器
3. 本地伺服器對 EPC 代碼資料進行適當排列,過濾,將 EPC 代碼發送到本地 ONS 伺服器
4. 本地 ONS 伺服器利用格式化轉換字符串將 EPC 比特位編碼轉變成 EPC 域前 綴名,再將EPC 域前綴名與 EPC 域后綴名結合成一個完整的 EPC 域名,
ONS 伺服器再進行一次 ONS 查詢,將 EPC 域名發送到指定 ONS 伺服器基 礎架構,以獲得所需要的資訊
5. ONS 基礎架構給本地 ONS 伺服器回送 EPC 域名對應一個或多個 PML 伺服 器IP 位址
6. 本地 ONS 運算器再將 IP 位址回送給本地伺服器
7. 本地伺服器再根據 IP 位址聯繫正確的 PML 伺服器,以獲取所需的 EPC 資訊 ONS 運作過程和步驟,用示意圖說明如下:
圖 4 ONS 查詢流程[2]
物件資訊描述語言(Product PML) [1]
PML 檔案將被存儲在一個 PML 伺服器上,此 PML 伺服器將配置一個專用 的電腦,為其他電腦提供他們需要的檔。PML 伺服器將由製造商維護,並且儲 存這個製造商生產的所有商品的資訊。
下面是一個PML 檔案的例子,記錄了某個 EPC Code 所對應的日期資訊,
而由於PML 描述語言是從 XML 演變而成的語言,所以在這個例子中,我們不 難發現,PML 描述語言的語法以及定義方式都和 XML 非常相似,也正是因為 這樣,PML 描述語言能夠和 XML 相容,而能更容易透過 TCP/IP 在網際網路上 傳遞PML 檔案裡所包含的資訊。
圖 5 PML 檔案範例