【文章內容簡介】 智能計算 技術，對海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物 體實施智能化的控制。 基于此．對物聯(lián)網(wǎng)的研究應聚焦在民生應用和行業(yè)應用方面，而民生應用。也就是家庭物聯(lián)網(wǎng)，是與人類的日常生活息息相關、密不可分的。家庭物聯(lián)網(wǎng)應用的發(fā)展對未來構建數(shù)字家庭起到了決定性的作用。 RFID 的定義 R 兀 D(射頻識別 )技術是一種無線自動識別技術，又稱 為電子標簽技術． RFID技術具有眾多優(yōu)點，廣泛應用于交通、物流、安全、防偽等領域 ?1 2|，作為條形碼等識別技術的升級換代產(chǎn)品．近年來巨大的市場需求使得 RFID 迅速發(fā)展起無錫科技職業(yè)學院軟件測試專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 來．通常的 RFID 系統(tǒng)包括前端的射頻終端和后臺的計算機信息管理系統(tǒng)．射頻終端由讀寫器和標簽組成．標簽用于存儲所標識物品的身份和屬性的信息；讀寫器作為信息采集終端，利用射頻信號對標簽進行識別并與計算機信息系統(tǒng)進行通信【 3J．將 RFID 技術與 Intemet 相結合，將讀寫器安裝到任何需要采集信息的地方，通過 Intemet 就能全程跟蹤貼有電子標簽的 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)結構如圖 21 所示．每一個物品都被賦予一個獨一無二的代碼，將這個代碼存儲在電子標簽中貼在物品上，同時將這個代碼所對應的詳細信息和屬性存儲在 RFID 信息服務系統(tǒng)的服務器中．當物品從生產(chǎn)到流通的各個環(huán)節(jié)中被識別并記錄時，通過 ONS(對象名解析服務，Object NamingService)的解析可獲得物品所屬信息服務系統(tǒng)的 URI(統(tǒng)一資源標識， Universal Resource Identifier)，進而通過網(wǎng)絡從 RFID 信息服務器中獲得其 代碼所對應的信息和屬性，以進行物品的識別和達到對物流供應鏈自動追蹤管理的目的．物聯(lián)網(wǎng)的最終目標是為每一個物品建立全球的、開放的標識標準，它的發(fā)展不僅能夠實現(xiàn)對物品的實時跟蹤，而且能夠提高物流運輸物聯(lián)網(wǎng)概念一經(jīng)提出，立即受到了各國政府、企業(yè)和學術界的重視，在需求和研發(fā)的相互推動下，迅速熱遍全球．本文在綜述物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和關鍵技術的同時，提出了我國物聯(lián)網(wǎng)的框架，并在這個框架下對中國物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)進行了研究，提出了其信息服務 (RFIDIS： RFID Information Service)和管理架構 (RFIDMP： RFID Management Protoc01)的解決方案． 圖 21 物聯(lián)網(wǎng)結構示意圖 無錫科技職業(yè)學院軟件測試專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 物聯(lián)網(wǎng)在國外的研究 目前國際上對物聯(lián)網(wǎng)的研究逐漸明朗起來，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 年麻省理工學院 AutoID 中心在美國統(tǒng)一代碼委員會的支持下提出了 EPC(Electronic Product Code)的概念． 2020 年 11 月 1日 AutoID 中心更名為 Auto． ID 實驗室，致力于自動識別技術的開發(fā)和研究工作，倡導為能夠跨越整個供應鏈的操作方案制 定公共的標準． EPC 系統(tǒng)使用了數(shù)據(jù)接口組件的方式解決數(shù)據(jù)的傳輸和存儲問題，用標準化的計算機語言來描述物品的信息． 2020 年 9 月 AutoID 中心發(fā)布的規(guī)范 1． 0 版【 4J 中將這個組件命名為 PML(物品標識語言， PhysicalMarkup Iamguage)Server．作為 EPC 系統(tǒng)中的信息服務關鍵組件， PML 成為描述自然物體、過程和環(huán)境的統(tǒng)一標準．在其后的一年中，技術小組依照各個組件的不同標準和作用以及它們之間的關系修改了規(guī)范，于 2020 年 9 月發(fā)布了修訂的 EPC 網(wǎng)絡結構方案， EPCIS(EPC 信息服務， EPC Infornmtion Service)代替了原來的 PML Server．這個方案提出了 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，但是具體針對 EPCIS 的規(guī)范仍在制定中． 圖 22 EPC 網(wǎng)絡結構圖 日本在電子標簽方面的發(fā)展，始于 20 世紀 80 年代中期的實時嵌入式系統(tǒng)TRON， TEn 巧 ne 是其中核心的體系架構．在 T— En 異 i∞論壇領導下， UID 無錫科技職業(yè)學院軟件測試專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） Center(泛在識別中心， Ubiqui． tous ID center)中心于 2020 年 3 月成立，具體負責研 究和推廣自動識別的核心技術，即在所有的物品上植入微型芯片，組建網(wǎng)絡進行通信． UID 得到了日本政府經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省和總務省以及大企業(yè)的支持． U1D提出一種 UID 技術終端來支持用戶和泛在識別計算機環(huán)境的通信，叫做泛在通訊器 (UbiquitousCommunicator)，簡稱 UC． UC 提供了多制式的通信接口以處理不同種標簽和讀寫器的信息，無論是本地還是網(wǎng)絡都可以通過嵌入式的接口連接UID 信息把服務系統(tǒng)．由于涉及到很多重要領域和國家信息安全，很多國家都重視信息服務系統(tǒng)的建設。希望提出自主知識產(chǎn)權的 RFID 標準和物聯(lián)網(wǎng)標 準，不再像 Inter 那樣主要由美國主導． 中國在物聯(lián)網(wǎng)方面的研究 目前我國的商品制造和出口量非常巨大，如果采用國外的識別體系和技術規(guī)范，則必須使用其中央數(shù)據(jù)庫和解析服務器等相關設施，我國企業(yè)商業(yè)秘密就無從保護，給國家信息安全及經(jīng)濟情報造成安全隱患．一旦國外的主服務器發(fā)生意外，我國的國民經(jīng)濟活動將受到嚴重影響．另一方面，如果電子標簽采用國外的標準，我國數(shù)百億美元的電子標簽產(chǎn)業(yè)中最關鍵的核心部分：編碼規(guī)則、傳輸協(xié)議、中央數(shù)據(jù)庫等規(guī)則只能隨之來制定，我國物流業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略將依附予國外．作為世界最大 的制造業(yè)基地，我國不但每年要支付昂貴的專利費，同時也很難做出適合中國國情的修改．所以，確立我國自有知識產(chǎn)權的商品編碼及網(wǎng)絡管理制式標準非常重要．物聯(lián)網(wǎng)的建設在我國日益受到重視，制定我國自主知識產(chǎn)權的標準體系和網(wǎng)絡系統(tǒng)的呼聲越來越強烈． 2020 年 6 月 9 日，由中華人民共和國科學技術部等十五部委聯(lián)合編寫的《中國射頻識別 (RFID)技術政策白皮書》發(fā)布，對 RFID 產(chǎn)業(yè)化和應用方面的關鍵技術進行了探討，為中國 RFID 技術與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術相結合，應用于物流制造業(yè)的發(fā)展指明了道路．我國的研究人員對物聯(lián)網(wǎng)信息服務的研究 較發(fā)達國家稍晚，在跟蹤發(fā)達國家研究的同時已經(jīng)逐漸有了自己的創(chuàng)新．參與這方面研究的有中國物品編碼中心、中國標準協(xié)會、 AIM China、復旦大學 AutoID 中國實驗室、北京航空航天大學等科研機構及一些企業(yè)，并取得了一些初步的成果．同時，有國內從事 RFID 研發(fā)的知名企業(yè)在 2020 年兩會期間提交了《適應社會經(jīng)濟發(fā)展需求，建立中國物流互聯(lián)網(wǎng)工程》的提案，提出了無錫科技職業(yè)學院軟件測試專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 開展中國物聯(lián)網(wǎng)研究和規(guī)劃的建議，目前有關部委領導已就此提案進行了考察和論證．一些刊物和網(wǎng)站成為物聯(lián)網(wǎng)信息服務的討論陣地． 中國物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)架構 目前，我國已成為世界制造業(yè)中心，信息技術發(fā)展迅速，物聯(lián)網(wǎng)技術研究已迫在眉睫．本文提出的中國物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)分為四層，其架構如圖 23 所示． 圖 23 我國物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)架構 國家物聯(lián)網(wǎng)管理中心是一級管理中心，制定和發(fā)布總體標準，負責與國際物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)，并對二級物聯(lián)網(wǎng)管理中心進行管理．二級物聯(lián)網(wǎng)管理中心分為各行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)管理中心 (如公路運輸、航運等 )和專用物聯(lián)網(wǎng) (如軍用、海關等 )管理中心，制定各行業(yè)、各領域的標準和規(guī)范．各行業(yè)和領域內部的統(tǒng)計信息可以存儲在二級物 聯(lián)網(wǎng)管理中心，其他行業(yè)和領域根據(jù)一定權限可以進行查詢，同時方便國家管理中心的管理．第三級為本地物聯(lián)網(wǎng)管理中心，負責管理各企業(yè)、各單位內部的物流信息．這一級是最基本的物聯(lián)網(wǎng)信息服務管理中心，對本企業(yè)或本系統(tǒng)物品進行追蹤和信息存儲，一方面可以了解物品的去向和倉儲銷售情況，作好生產(chǎn)計劃；另一方面在出現(xiàn)事故或丟失時還可以追蹤物品制造和流通環(huán)節(jié)．第四級為各種 RFID 應用系統(tǒng)，負責前端的標簽識別、讀寫和信息管理工作，將讀取的信息通過計算機或直接通過網(wǎng)絡傳送給上級物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)． 每一級信息無錫科技職業(yè)學院軟件測試專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 管理中心負責本級中各節(jié)點的信 息傳輸、存儲 與發(fā)布；管理各節(jié)點接口的用戶權限與數(shù)據(jù)安全；監(jiān)控各節(jié)點的運轉，及時報告和排除故障，保障物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)的安全暢通． RFIDIS 的概念 物聯(lián)網(wǎng)運行依靠各級物聯(lián)網(wǎng)管理中心的信息服務器．信息服務器既要保證與上下級管理中 tL,的信息傳遞，又要對來自物聯(lián)網(wǎng)內外的查詢進行身份鑒別和提供信息服務．物聯(lián)網(wǎng)信息服務器在具備普通服務器功能的同時，還要適合物聯(lián)網(wǎng)尤其是我國物聯(lián)網(wǎng)的特點和需要．物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)中，第四級 RFID 應用管理系統(tǒng)存在于生產(chǎn)商或運輸商等底層的服務器中，負責存儲其物品的生產(chǎn)或流通信息；第三級管理中心服務器提供數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計和查詢等功能；第二級管理中心服務器提供更高層次的存儲和查詢，以此類推．基于中國物聯(lián)網(wǎng)的特點，圖24 提出了 RFIDIS 信息服務器的結構和數(shù)據(jù)流程．包括 SOAP(簡單對象訪問協(xié)議， SimpleObject Access Protoc01)、服務管理應用程序、數(shù)據(jù)庫、 PML 文檔和 HTML 文檔． 圖 24 RFIDIS 服務器的結構和數(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容、來源、目的和處理框架封裝 起來，傳遞給服務器管理應用程序．在處理過程的最后， SOAP還要負責將處理結果傳遞給物聯(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)． 無錫科技職業(yè)學院軟件測試專業(yè) 畢業(yè)設計（論文） 服務器管理應用程序 服務器管理應用程序接收和處理 SOAP 發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將處理結果反饋給SOAP． 數(shù)據(jù)庫 物聯(lián)網(wǎng)信息服務器中的數(shù)據(jù)庫在不同層次存儲不同的信息，其作用是提供查詢或存儲對象與其在物聯(lián)網(wǎng)中的統(tǒng)一代碼的映射． PML 文檔 PML 語言是 XML 語言的擴展，集成了 XML 的許多工具與技術，成為描述自然物體、過程和環(huán)境的統(tǒng)一標準．物聯(lián)網(wǎng)中真正 用于存儲信息的是 PML 文檔，它可以由應用程序創(chuàng)建，并允許隨后不斷的向其中增加信息． PML 與數(shù)據(jù)庫的不同是，其所存儲的信息有嚴格的順序性． HTML 文檔 物聯(lián)網(wǎng)信息服務器應具有一定的應用程序，可以實現(xiàn)根據(jù)不同的權限生成相應的 HTML 文檔的功能． 物聯(lián)網(wǎng)信息服務系統(tǒng)管理協(xié)議（ RFIDMP） RFIDMP 模型介紹 網(wǎng)絡管理過程通常包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)加工、數(shù)據(jù)分析、提交報告給管理者．網(wǎng)絡管理的目的是保證網(wǎng)絡正常、經(jīng)濟、可靠和安全地運行．目前存在兩種主要的網(wǎng)絡管理協(xié)議：由國際標準化組織／開放