【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 智能計(jì)算 技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物 體實(shí)施智能化的控制。 基于此．對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究應(yīng)聚焦在民生應(yīng)用和行業(yè)應(yīng)用方面，而民生應(yīng)用。也就是家庭物聯(lián)網(wǎng)，是與人類的日常生活息息相關(guān)、密不可分的。家庭物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展對(duì)未來(lái)構(gòu)建數(shù)字家庭起到了決定性的作用。 RFID 的定義 R 兀 D(射頻識(shí)別 )技術(shù)是一種無(wú)線自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，又稱 為電子標(biāo)簽技術(shù)． RFID技術(shù)具有眾多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于交通、物流、安全、防偽等領(lǐng)域 ?1 2|，作為條形碼等識(shí)別技術(shù)的升級(jí)換代產(chǎn)品．近年來(lái)巨大的市場(chǎng)需求使得 RFID 迅速發(fā)展起無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院軟件測(cè)試專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 來(lái)．通常的 RFID 系統(tǒng)包括前端的射頻終端和后臺(tái)的計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)．射頻終端由讀寫器和標(biāo)簽組成．標(biāo)簽用于存儲(chǔ)所標(biāo)識(shí)物品的身份和屬性的信息；讀寫器作為信息采集終端，利用射頻信號(hào)對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別并與計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行通信【 3J．將 RFID 技術(shù)與 Intemet 相結(jié)合，將讀寫器安裝到任何需要采集信息的地方，通過(guò) Intemet 就能全程跟蹤貼有電子標(biāo)簽的 物品．這樣所有的物品和Intemet 就組成了“物聯(lián)網(wǎng)”．典型的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖 21 所示．每一個(gè)物品都被賦予一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的代碼，將這個(gè)代碼存儲(chǔ)在電子標(biāo)簽中貼在物品上，同時(shí)將這個(gè)代碼所對(duì)應(yīng)的詳細(xì)信息和屬性存儲(chǔ)在 RFID 信息服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)器中．當(dāng)物品從生產(chǎn)到流通的各個(gè)環(huán)節(jié)中被識(shí)別并記錄時(shí)，通過(guò) ONS(對(duì)象名解析服務(wù)，Object NamingService)的解析可獲得物品所屬信息服務(wù)系統(tǒng)的 URI(統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)， Universal Resource Identifier)，進(jìn)而通過(guò)網(wǎng)絡(luò)從 RFID 信息服務(wù)器中獲得其 代碼所對(duì)應(yīng)的信息和屬性，以進(jìn)行物品的識(shí)別和達(dá)到對(duì)物流供應(yīng)鏈自動(dòng)追蹤管理的目的．物聯(lián)網(wǎng)的最終目標(biāo)是為每一個(gè)物品建立全球的、開放的標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，它的發(fā)展不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物品的實(shí)時(shí)跟蹤，而且能夠提高物流運(yùn)輸物聯(lián)網(wǎng)概念一經(jīng)提出，立即受到了各國(guó)政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的重視，在需求和研發(fā)的相互推動(dòng)下，迅速熱遍全球．本文在綜述物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和關(guān)鍵技術(shù)的同時(shí)，提出了我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的框架，并在這個(gè)框架下對(duì)中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，提出了其信息服務(wù) (RFIDIS： RFID Information Service)和管理架構(gòu) (RFIDMP： RFID Management Protoc01)的解決方案． 圖 21 物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院軟件測(cè)試專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 物聯(lián)網(wǎng)在國(guó)外的研究 目前國(guó)際上對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究逐漸明朗起來(lái)，最典型的解決方案有歐美的 EPC系統(tǒng)和日本的 UID 系統(tǒng)等． 1999 年麻省理工學(xué)院 AutoID 中心在美國(guó)統(tǒng)一代碼委員會(huì)的支持下提出了 EPC(Electronic Product Code)的概念． 2020 年 11 月 1日 AutoID 中心更名為 Auto． ID 實(shí)驗(yàn)室，致力于自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的開發(fā)和研究工作，倡導(dǎo)為能夠跨越整個(gè)供應(yīng)鏈的操作方案制 定公共的標(biāo)準(zhǔn)． EPC 系統(tǒng)使用了數(shù)據(jù)接口組件的方式解決數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)問(wèn)題，用標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)描述物品的信息． 2020 年 9 月 AutoID 中心發(fā)布的規(guī)范 1． 0 版【 4J 中將這個(gè)組件命名為 PML(物品標(biāo)識(shí)語(yǔ)言， PhysicalMarkup Iamguage)Server．作為 EPC 系統(tǒng)中的信息服務(wù)關(guān)鍵組件， PML 成為描述自然物體、過(guò)程和環(huán)境的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)．在其后的一年中，技術(shù)小組依照各個(gè)組件的不同標(biāo)準(zhǔn)和作用以及它們之間的關(guān)系修改了規(guī)范，于 2020 年 9 月發(fā)布了修訂的 EPC 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方案， EPCIS(EPC 信息服務(wù)， EPC Infornmtion Service)代替了原來(lái)的 PML Server．這個(gè)方案提出了 EPCIS 在 EPC系統(tǒng)中的作用和具體功能，如圖 22 所示．目前一些系統(tǒng)原型已經(jīng)建立起來(lái)，但是具體針對(duì) EPCIS 的規(guī)范仍在制定中． 圖 22 EPC 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 日本在電子標(biāo)簽方面的發(fā)展，始于 20 世紀(jì) 80 年代中期的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)TRON， TEn 巧 ne 是其中核心的體系架構(gòu)．在 T— En 異 i∞論壇領(lǐng)導(dǎo)下， UID 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院軟件測(cè)試專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Center(泛在識(shí)別中心， Ubiqui． tous ID center)中心于 2020 年 3 月成立，具體負(fù)責(zé)研 究和推廣自動(dòng)識(shí)別的核心技術(shù)，即在所有的物品上植入微型芯片，組建網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信． UID 得到了日本政府經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省和總務(wù)省以及大企業(yè)的支持． U1D提出一種 UID 技術(shù)終端來(lái)支持用戶和泛在識(shí)別計(jì)算機(jī)環(huán)境的通信，叫做泛在通訊器 (UbiquitousCommunicator)，簡(jiǎn)稱 UC． UC 提供了多制式的通信接口以處理不同種標(biāo)簽和讀寫器的信息，無(wú)論是本地還是網(wǎng)絡(luò)都可以通過(guò)嵌入式的接口連接UID 信息把服務(wù)系統(tǒng)．由于涉及到很多重要領(lǐng)域和國(guó)家信息安全，很多國(guó)家都重視信息服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)。希望提出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 RFID 標(biāo)準(zhǔn)和物聯(lián)網(wǎng)標(biāo) 準(zhǔn)，不再像 Inter 那樣主要由美國(guó)主導(dǎo)． 中國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)方面的研究 目前我國(guó)的商品制造和出口量非常巨大，如果采用國(guó)外的識(shí)別體系和技術(shù)規(guī)范，則必須使用其中央數(shù)據(jù)庫(kù)和解析服務(wù)器等相關(guān)設(shè)施，我國(guó)企業(yè)商業(yè)秘密就無(wú)從保護(hù)，給國(guó)家信息安全及經(jīng)濟(jì)情報(bào)造成安全隱患．一旦國(guó)外的主服務(wù)器發(fā)生意外，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)活動(dòng)將受到嚴(yán)重影響．另一方面，如果電子標(biāo)簽采用國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)數(shù)百億美元的電子標(biāo)簽產(chǎn)業(yè)中最關(guān)鍵的核心部分：編碼規(guī)則、傳輸協(xié)議、中央數(shù)據(jù)庫(kù)等規(guī)則只能隨之來(lái)制定，我國(guó)物流業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略將依附予國(guó)外．作為世界最大 的制造業(yè)基地，我國(guó)不但每年要支付昂貴的專利費(fèi)，同時(shí)也很難做出適合中國(guó)國(guó)情的修改．所以，確立我國(guó)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的商品編碼及網(wǎng)絡(luò)管理制式標(biāo)準(zhǔn)非常重要．物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)在我國(guó)日益受到重視，制定我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)體系和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的呼聲越來(lái)越強(qiáng)烈． 2020 年 6 月 9 日，由中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部等十五部委聯(lián)合編寫的《中國(guó)射頻識(shí)別 (RFID)技術(shù)政策白皮書》發(fā)布，對(duì) RFID 產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用方面的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討，為中國(guó) RFID 技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于物流制造業(yè)的發(fā)展指明了道路．我國(guó)的研究人員對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)的研究 較發(fā)達(dá)國(guó)家稍晚，在跟蹤發(fā)達(dá)國(guó)家研究的同時(shí)已經(jīng)逐漸有了自己的創(chuàng)新．參與這方面研究的有中國(guó)物品編碼中心、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)、 AIM China、復(fù)旦大學(xué) AutoID 中國(guó)實(shí)驗(yàn)室、北京航空航天大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)及一些企業(yè)，并取得了一些初步的成果．同時(shí)，有國(guó)內(nèi)從事 RFID 研發(fā)的知名企業(yè)在 2020 年兩會(huì)期間提交了《適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，建立中國(guó)物流互聯(lián)網(wǎng)工程》的提案，提出了無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院軟件測(cè)試專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開展中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)研究和規(guī)劃的建議，目前有關(guān)部委領(lǐng)導(dǎo)已就此提案進(jìn)行了考察和論證．一些刊物和網(wǎng)站成為物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)的討論陣地． 中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu) 目前，我國(guó)已成為世界制造業(yè)中心，信息技術(shù)發(fā)展迅速，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究已迫在眉睫．本文提出的中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)分為四層，其架構(gòu)如圖 23 所示． 圖 23 我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu) 國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)管理中心是一級(jí)管理中心，制定和發(fā)布總體標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)責(zé)與國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)，并對(duì)二級(jí)物聯(lián)網(wǎng)管理中心進(jìn)行管理．二級(jí)物聯(lián)網(wǎng)管理中心分為各行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)管理中心 (如公路運(yùn)輸、航運(yùn)等 )和專用物聯(lián)網(wǎng) (如軍用、海關(guān)等 )管理中心，制定各行業(yè)、各領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范．各行業(yè)和領(lǐng)域內(nèi)部的統(tǒng)計(jì)信息可以存儲(chǔ)在二級(jí)物 聯(lián)網(wǎng)管理中心，其他行業(yè)和領(lǐng)域根據(jù)一定權(quán)限可以進(jìn)行查詢，同時(shí)方便國(guó)家管理中心的管理．第三級(jí)為本地物聯(lián)網(wǎng)管理中心，負(fù)責(zé)管理各企業(yè)、各單位內(nèi)部的物流信息．這一級(jí)是最基本的物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)管理中心，對(duì)本企業(yè)或本系統(tǒng)物品進(jìn)行追蹤和信息存儲(chǔ)，一方面可以了解物品的去向和倉(cāng)儲(chǔ)銷售情況，作好生產(chǎn)計(jì)劃；另一方面在出現(xiàn)事故或丟失時(shí)還可以追蹤物品制造和流通環(huán)節(jié)．第四級(jí)為各種 RFID 應(yīng)用系統(tǒng)，負(fù)責(zé)前端的標(biāo)簽識(shí)別、讀寫和信息管理工作，將讀取的信息通過(guò)計(jì)算機(jī)或直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給上級(jí)物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)． 每一級(jí)信息無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院軟件測(cè)試專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 管理中心負(fù)責(zé)本級(jí)中各節(jié)點(diǎn)的信 息傳輸、存儲(chǔ) 與發(fā)布；管理各節(jié)點(diǎn)接口的用戶權(quán)限與數(shù)據(jù)安全；監(jiān)控各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)，及時(shí)報(bào)告和排除故障，保障物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)的安全暢通． RFIDIS 的概念 物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行依靠各級(jí)物聯(lián)網(wǎng)管理中心的信息服務(wù)器．信息服務(wù)器既要保證與上下級(jí)管理中 tL,的信息傳遞，又要對(duì)來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)外的查詢進(jìn)行身份鑒別和提供信息服務(wù)．物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)器在具備普通服務(wù)器功能的同時(shí)，還要適合物聯(lián)網(wǎng)尤其是我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)和需要．物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)中，第四級(jí) RFID 應(yīng)用管理系統(tǒng)存在于生產(chǎn)商或運(yùn)輸商等底層的服務(wù)器中，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)其物品的生產(chǎn)或流通信息；第三級(jí)管理中心服務(wù)器提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)和查詢等功能；第二級(jí)管理中心服務(wù)器提供更高層次的存儲(chǔ)和查詢，以此類推．基于中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，圖24 提出了 RFIDIS 信息服務(wù)器的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流程．包括 SOAP(簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議， SimpleObject Access Protoc01)、服務(wù)管理應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫(kù)、 PML 文檔和 HTML 文檔． 圖 24 RFIDIS 服務(wù)器的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流程 SOAP SOAP 是一種在非集中、分布環(huán)境中交換信息的協(xié)議．它使用 SOAP 信封將定義信息的內(nèi)容、來(lái)源、目的和處理框架封裝 起來(lái)，傳遞給服務(wù)器管理應(yīng)用程序．在處理過(guò)程的最后， SOAP還要負(fù)責(zé)將處理結(jié)果傳遞給物聯(lián)網(wǎng)客戶端． SOAP使用 HTrP作為通信協(xié)議，接受和發(fā)送 PML 格式的數(shù)據(jù)參數(shù)． 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院軟件測(cè)試專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 服務(wù)器管理應(yīng)用程序 服務(wù)器管理應(yīng)用程序接收和處理 SOAP 發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將處理結(jié)果反饋給SOAP． 數(shù)據(jù)庫(kù) 物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫(kù)在不同層次存儲(chǔ)不同的信息，其作用是提供查詢或存儲(chǔ)對(duì)象與其在物聯(lián)網(wǎng)中的統(tǒng)一代碼的映射． PML 文檔 PML 語(yǔ)言是 XML 語(yǔ)言的擴(kuò)展，集成了 XML 的許多工具與技術(shù)，成為描述自然物體、過(guò)程和環(huán)境的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)．物聯(lián)網(wǎng)中真正 用于存儲(chǔ)信息的是 PML 文檔，它可以由應(yīng)用程序創(chuàng)建，并允許隨后不斷的向其中增加信息． PML 與數(shù)據(jù)庫(kù)的不同是，其所存儲(chǔ)的信息有嚴(yán)格的順序性． HTML 文檔 物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)器應(yīng)具有一定的應(yīng)用程序，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同的權(quán)限生成相應(yīng)的 HTML 文檔的功能． 物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統(tǒng)管理協(xié)議（ RFIDMP） RFIDMP 模型介紹 網(wǎng)絡(luò)管理過(guò)程通常包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)分析、提交報(bào)告給管理者．網(wǎng)絡(luò)管理的目的是保證網(wǎng)絡(luò)正常、經(jīng)濟(jì)、可靠和安全地運(yùn)行．目前存在兩種主要的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議：由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織／開放