【正文】 就是這些所謂智慧型基礎(chǔ)設(shè)施中間的一個(gè)概念。 16 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展給消費(fèi)者、制造商和各類企業(yè)都帶來了巨大的潛力 ”。報(bào)告指出 “物聯(lián)網(wǎng)是一次技術(shù)的革命，它揭示了計(jì)算和通訊的未來，它的發(fā)展也依賴于一些重要領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)技術(shù)創(chuàng)新：從無線傳感 技術(shù)到納米技術(shù)。 實(shí)際上，物聯(lián)網(wǎng)概念起源于比爾蓋茨 1995年發(fā)表的《未來之路》，在《未來之路》中，比爾蓋茨已經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)概念，只是當(dāng)時(shí)受限于無線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感設(shè)備的發(fā)展，并未引起大家的重視。除此以外，北美、歐洲、日韓分別提出了普適計(jì)算（ Pervasive Computing）、環(huán)境感知智能（ Ambient Intelligence）和泛在網(wǎng)絡(luò)（ Ubiquitous Network），雖然這些概念與物聯(lián)網(wǎng)不盡相同，但是其內(nèi)在理念都相當(dāng)一致。 物聯(lián)網(wǎng)是對(duì)泛在運(yùn)算（ Ubiquitous Computing）思想的一種擴(kuò)展，其中 Ubiquitous一詞來源于拉丁語，意 為 “存在于任何地方 ”?；ヂ?lián)網(wǎng)從誕生之日起，就開始以一種虛擬和隱匿的方式蔓延到社會(huì)的每一個(gè)角落，形成了一種獨(dú)特的 “互聯(lián)網(wǎng)文化 ”。伴隨著信息存在形式、信息傳遞方式以及人類處理和利用信息的改革所帶來的變化，信息領(lǐng)域正發(fā)生著由互聯(lián) 網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的新一輪技術(shù)革命。 URL返回給本地服務(wù)器以用于進(jìn)行下一步查詢。 URI記錄做持久化存儲(chǔ)或者進(jìn)行本地緩存存儲(chǔ)。 由于 ONS系統(tǒng)主要處理電子產(chǎn)品碼與對(duì)應(yīng)的 EPCIS信息服務(wù)器地址的映射管理和查詢，而電子產(chǎn)品碼的編碼技術(shù)采用了遵循 EANUSS 的SGTIN 格式和域名分配方式很相似，因此，完全可以借鑒互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中己經(jīng)很成熟的域名解析服務(wù) (DNS)技術(shù)思想，并利用 DNS構(gòu)架實(shí)現(xiàn) ONS服務(wù)。 （ 2） ONS和 DNS的關(guān)系 ONS是基于 DNS和 Inter的，它主要的作用就是把一個(gè) EPC 通過解析映射到一個(gè)或者多個(gè) URI，服務(wù)的使用者可以通過這些 URI 來查找物品相應(yīng)的詳細(xì)信息或是訪問相應(yīng)的 EPC 服務(wù)。本地 ONS解算器負(fù)責(zé) ONS查詢前的編碼格式化工作，它將需要查詢的 EPC轉(zhuǎn)換為一個(gè)合法的 URL地址映射信息，而這個(gè) 映射信息，就是 ONS服務(wù)器返回給客戶端的最終結(jié)果，客戶端可以根據(jù)這個(gè)結(jié)果去訪問相應(yīng)的目標(biāo) 14 資源。 ONS本地緩存可以將經(jīng)常查詢和最近查詢的 “查詢 —應(yīng)答 ”值保存其內(nèi)，這樣可以減少對(duì)外查詢的數(shù)量，提高了本地響應(yīng)效率也減小了 ONS服務(wù)器的查詢壓力。 ONS 服務(wù)器是 ONS 系統(tǒng)的核心，用于處理本地客戶端的ONS查詢請(qǐng)求，若查詢成功則返回此 EPC 編碼對(duì)應(yīng)的 EPCIS 映射信息 (服務(wù)地址信息 )。 ONS系統(tǒng)是一個(gè)分布式的層次結(jié)構(gòu)。 ONS服務(wù)器端 （ 1） ONS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ONS的基本作用就是將一個(gè) EPC 映射到一個(gè)或者多個(gè) URI，在這些URI中可以查找 到關(guān)于這個(gè)物品的更多的詳細(xì)信息，通常就是對(duì)應(yīng)著一個(gè)EPCIS 的地址信息。 查詢控制接口 :查詢控制接口在標(biāo)準(zhǔn)查詢接口的基礎(chǔ)上，對(duì)客戶端的查詢請(qǐng)求進(jìn)行控制。這種方式稱作 “推動(dòng) ”(push)，即客戶端只需要完成訂閱操作，服務(wù)器端就可以根據(jù)客戶端的訂閱內(nèi)容，周期性質(zhì)的生成查詢報(bào)告。從數(shù)據(jù)由服務(wù)器端到客戶端的交互角度來看，這種方式稱為 “拉動(dòng) ”(pull)，即數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器端，被動(dòng)的由客戶端來查詢。其中，標(biāo)準(zhǔn)查詢接口是一種通用的查詢接口，而查詢控制接口和查詢回調(diào)接口都是在標(biāo)準(zhǔn)查詢接口的基礎(chǔ)上對(duì)客戶端和服務(wù)器端交 互方式進(jìn)行定制。 圖 22 捕獲 (監(jiān)聽 )模塊的業(yè)務(wù)流程圖 （ 2）核心查詢模塊 核心查詢模塊包括標(biāo)準(zhǔn)查詢接口，查詢控制接口和查詢回調(diào)接口。 EPCIS 服務(wù)器端接收數(shù)據(jù)后，對(duì) XML文件進(jìn)行解析得到關(guān)鍵數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)流程圖如下圖 : 由 ALE端發(fā)送的數(shù)據(jù)是一份完整的 ALE報(bào)告。各個(gè)接口在 EPCIS服務(wù)層的展現(xiàn)如下圖 : 圖 21 EPCIS 模塊關(guān)系圖 12 EPCIS 各 個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 根據(jù)服務(wù)層對(duì)各個(gè)接口的定義，可以用數(shù)據(jù)捕獲模塊，數(shù)據(jù)查詢模塊，查詢回調(diào)模塊以及查詢控制模塊四個(gè)模塊對(duì)各個(gè)接口加以實(shí)現(xiàn)。 服務(wù)層 :核心捕獲服務(wù)，核心查詢服務(wù)是 EPCIS 服務(wù)層主要提供的兩種服務(wù)。EPCIS 查詢回調(diào)接口 (EPCIS query callback interface):根據(jù)用戶的查詢結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的回調(diào)操作。其中， EPCIS捕獲模塊用于對(duì) EPCIS 事件的捕獲以及對(duì)捕獲到的數(shù)據(jù)的處理。 服 務(wù)層 :定義了 EPCIS 服務(wù)器端提供的服務(wù)接口，而這些接口是最終用來和客戶端進(jìn)行交互的。 數(shù)據(jù)定義層 :定義了 EPCIS 內(nèi)部交換的數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)的格式和意義。這部分是 EPCIS規(guī)范當(dāng)中唯一不會(huì)被其他機(jī)制或者其他版本的規(guī)范擴(kuò)展的一部分。而各個(gè) EPC 服務(wù)之間的交互，正需要用到 ONS組件，這樣，就能夠使兩種服務(wù)無縫的結(jié)合在一起，從而從整體上實(shí)現(xiàn)企業(yè)間信息交互中間件的開發(fā)。 EPCIS 的目標(biāo)是使不同的應(yīng)用，利用電子產(chǎn)品碼 (EPC)的數(shù)據(jù)通過EPC 的相關(guān)數(shù)據(jù)而到達(dá)內(nèi)部和跨企業(yè) 的數(shù)據(jù)共享。其中捕獲服務(wù)的作用是捕獲底層的 ALE 事件，從而達(dá)到對(duì)標(biāo)簽的識(shí)讀狀況進(jìn)行間接監(jiān)聽的目的。 其次， EPCIS 的功能是定義了物聯(lián)網(wǎng)中一系列的服務(wù)，這些服務(wù)對(duì)于構(gòu)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。 (5) EPC 信息服務(wù) (EPCIS)模塊 EPCIS 模塊是物聯(lián)網(wǎng)中的核心模塊，在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)當(dāng)中，不同于 ALE 和 RFID 識(shí)讀器， EPCIS 模塊處于比較上層的位置，搭建與ALE和 RFID識(shí)讀器管理等中間件的基礎(chǔ)之上。 ONS 服務(wù)對(duì)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)來說，它是實(shí)現(xiàn)全球產(chǎn)品信息定位和跨企業(yè)間信息流轉(zhuǎn)的中心樞紐，牽一發(fā)而動(dòng)全身。這里， ONS存有制造商位置的記錄，而 DNS則是到達(dá) EPCIS 服務(wù)器位置的記錄，所 10 以 ONS的設(shè)計(jì)行在 DNS之上。另外，其記錄存儲(chǔ)是授權(quán)的，只有電子產(chǎn)品碼的擁有者可以對(duì)其進(jìn)行更新，添加，刪除等操作。 (4) 對(duì)象命名服務(wù) (ONS)模塊 做為 EPC 物聯(lián)網(wǎng)組成技術(shù)的重要一環(huán)， EPC 信息發(fā)現(xiàn)服務(wù)包括對(duì)象命名服務(wù) ONS(Object Naming Service)以及配套服務(wù)。 (3) 應(yīng)用層事件 (ALE)模塊 ALE 層介于應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯和原始標(biāo)簽讀取層之間。 EPC 代碼是由標(biāo)頭、廠商識(shí)別代碼、對(duì)象分類代碼、序列號(hào)等數(shù)據(jù)字段組成的一組數(shù)字。 9 物聯(lián)網(wǎng)核心模塊簡介 EPC 系統(tǒng)主要由六方面組成 :EPC 編碼體系、 EPC 標(biāo)簽、識(shí)讀器、 EPC信息服務(wù)軟件 (EPCIS)、對(duì)象名解析服務(wù) (ONS)、應(yīng)用層事件 (ALE)中間件。2020年 10月， EPC Global組織頒布 ONS規(guī)范 ，定義 ONS的服務(wù)機(jī)制。 2020年 7月， EPC global正式頒布了 EPC Network 藍(lán)本 —The EPC global Architecture Framework。 2020年 10月 31日以后，自動(dòng)識(shí)別中心的管理職能正式停止，其研究功能并入自動(dòng)識(shí)別實(shí)驗(yàn)室。 EPC global 的目的是促進(jìn)EPC 網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)更加廣泛地應(yīng)用。 2020年 10月 31號(hào)， EPC Global組織正式成立， EPC global是國際物品編碼協(xié)會(huì) EAN 和美國統(tǒng)一代碼委員會(huì) (UCC)的一個(gè)合資公司。通過 EPC 識(shí)別目標(biāo)，獲得所有與目標(biāo)相關(guān)的數(shù)據(jù)，最終建立用戶驅(qū)動(dòng)的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。在每個(gè)產(chǎn)品上貼一個(gè)射頻識(shí)別 (RFID， Radio Frequency Identification)標(biāo)簽。 第四章是全文的總結(jié)，介紹了本文的結(jié)論和后續(xù)工作。 第二章深入地研究了物聯(lián)網(wǎng)中企業(yè)信息交互中間件技術(shù)的開發(fā)。 主要工作及組織結(jié)構(gòu) 本文的主要工作和貢獻(xiàn)在于：歸納和整理了物聯(lián)網(wǎng)研究與發(fā)展的相關(guān)背景；深入研究了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提出了物聯(lián)網(wǎng)的定義、體系結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)；重點(diǎn)研究了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前景等相關(guān)問題。只需要一臺(tái)筆記本或者一個(gè)手機(jī)，就可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級(jí)計(jì)算這樣的任務(wù)。云計(jì)算支持用戶在任何地點(diǎn)使用任何終端來獲取計(jì)算資源，所請(qǐng)求的資源來自 “云 ”，而不是固定的有形的實(shí)體。 云計(jì)算可以看作是并行計(jì)算、分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展，它具備超強(qiáng)的計(jì)算能力、虛擬化、高可靠性、通用性和可擴(kuò)展性等特性。 （ 4）云計(jì)算 云計(jì)算指 IT 基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源（硬件、平臺(tái)、軟件）。 1990年 7月，第一屆國際納米科學(xué)技術(shù)會(huì)議在美國 Baltimore 舉辦，標(biāo)志著納米科學(xué)技術(shù)的正式誕生。 已故 物理學(xué)家 Richard Feynman于 1959年在所作的《 There39。 7 （ 3）納米技術(shù) 納米技術(shù)作為一門交叉性很強(qiáng)的綜合學(xué)科，主要用于研究結(jié)構(gòu)尺寸在 至 100 納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。 信息處理主要指信號(hào)的預(yù)處理、模式匹配、特征提取與選擇和后置處理等。傳感器的種類繁多，按照技術(shù)類別分有超聲波傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器、壓力傳感器、加速度傳感器、紫外線傳感器、磁敏傳感器、磁阻傳感器、圖像傳感器、電量傳感器和位移傳感器等。 廣義地說，傳感器是指測(cè)量某一類物理變量，并將它轉(zhuǎn)化為設(shè)備可以識(shí)別的電子信號(hào)的器件。 （ 2）傳感技術(shù) 傳感技術(shù)是對(duì)從自然信息源獲取的信息進(jìn)行處理和識(shí)別的一門多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù)，它涉及傳感器、信息處理和識(shí)別等技術(shù)。 在物聯(lián)網(wǎng)中， RFID 是一個(gè)可以讓物品開口說話的關(guān)鍵技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)。其次，由于 RFID的射頻技術(shù)，不管是主動(dòng)式還是被動(dòng)式標(biāo)簽，我們可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)識(shí)別多個(gè)電子標(biāo)簽。 與傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)相比， RFID技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體、同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽、非接觸式、壽命長和信息存儲(chǔ)量大。作為一套完整的 RFID 系統(tǒng)，其基 本組成部分包括標(biāo)簽（ Tag）、閱讀器（ Reader）和應(yīng)用軟件系統(tǒng)。 6 物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù) （ 1）射頻識(shí)別技術(shù) RFID是 Radio Frequency Identification的縮寫，即為射頻識(shí)別技術(shù)，俗稱電子標(biāo)簽。 應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的 “社會(huì)分工 ”——與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廣泛智能化。網(wǎng)絡(luò)層包括通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理中心、信息中心和智能處理中心等。感知層包括二維碼標(biāo)簽和識(shí)讀器、 RFID 標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、 GPS、傳感器、終端、傳感器網(wǎng)絡(luò)等，主要是識(shí)別物體，采集信息，與人體結(jié)構(gòu)中皮膚和五官的作用相似。 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該具備三個(gè)特征，一是全面感知，即利用 RFID、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息；二是可靠傳遞，通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去；三是智能處理，利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量數(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。而在 “物聯(lián)網(wǎng) ”時(shí)代，鋼筋混 凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施，在此意義上，基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地，世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行，其中包括經(jīng)濟(jì)管理、 生產(chǎn)運(yùn)行、 社會(huì)管理乃至個(gè)人生活。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用，打破了之前的傳統(tǒng)思維，人類可以實(shí)現(xiàn)無所不在的計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)連接。在物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想中， RFID 標(biāo)簽中存儲(chǔ)著規(guī)范而具有互用性的信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到中央信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品 (商品 )的識(shí)別，進(jìn)而通過開放性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 實(shí)現(xiàn)信息交換和共享，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的 “透明 ”管理。以簡單 RFID系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、中間件技術(shù)等，構(gòu)筑一個(gè)由大量聯(lián)網(wǎng)的閱讀器和無數(shù)移動(dòng)的標(biāo)簽組成的，比 Inter更為龐大的物聯(lián)網(wǎng)成為 RFID技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。 物聯(lián)網(wǎng)中非常重要的技術(shù)是射頻識(shí)別技術(shù)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，物品能夠彼此進(jìn)行 “交流 ”，而無需人的干預(yù)。盡管如此，與基礎(chǔ)性研究同步，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究也取得了一定的進(jìn)展，在倉儲(chǔ)物流，假冒產(chǎn)品的防范，智能樓宇、路燈管理、智能電表、城市自來水網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施，醫(yī)療護(hù)理，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)傳感技術(shù)的精確應(yīng)用、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和遙 感系統(tǒng)、生物信息和診斷系統(tǒng)、食物安全追溯系統(tǒng)等領(lǐng)域體現(xiàn)了極大的應(yīng)用價(jià)值，并將發(fā)揮巨大的潛在作用。在研究和開發(fā)存在一定程度的試探性，在物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)等方面仍然面臨著許多挑戰(zhàn)。 對(duì)照國際電信聯(lián)盟有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的定義以及 PCAST 咨詢報(bào)告有關(guān) CPS 定義，沈蘇彬等認(rèn)為 CPS 是物聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)稱呼，側(cè)重于物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部的技術(shù)內(nèi)涵；而物聯(lián)網(wǎng)是 CPS 的 通俗稱呼，側(cè)重于 CPS在日常生活中的應(yīng)用。在電子標(biāo)簽方面，如今業(yè)界都傾向于 RFID技術(shù)，這主要由于 RFID具有遠(yuǎn)距離非 接觸讀寫、多標(biāo)簽讀寫、數(shù)據(jù)可更新、穿透性及適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)等許多優(yōu)勢(shì)， RFID 技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。 如今國際社會(huì)廣泛達(dá)成共識(shí)，物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，代表了下一代信息發(fā)展技術(shù)， 被世界各國當(dāng)作應(yīng)對(duì)國際金融危機(jī)，振興經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域。2020年國際電信聯(lián)盟 （ ITU） 發(fā)布的 《 ITU Inter Reports 2020： The Inter of Things》中指出：無所