第2,3讲物联网体系架构及关键技术1111111.ppt

由于物联网尚处在起步阶段，还没有一个广泛认同的体系结构。 在公开发表物联网应用系统的同时，很多研究人员也提出了若干物联网体系结构。 例如物品万维网（Web of Things，WoT）的体系结构 ，它定义了一种面向应用的物联网，把万维网服务嵌入到系统中，可以采用简单的万维网服务形式使用物联网。这是一个以用户为中心的物联网体系结构，试图把互联网中成功的、面向信息获取的万维网结构移植到物联网上，用于物联网的信息发布、检索和获取。 当前，较具代表性的物联网架构有欧美支持的EPC Global物联网体系架构和日本的Ubiquitous ID（UID）物联网系统等。我国也积极参与了物联网体系结构的研究，正在积极制订符合社会发展实际情况的物联网标准和架构。 　　所谓自主通信是指以自主件(Self Ware)为核心的通信，自主件在端到端层次以及中间节点，执行网络控制面已知的或者新出现的任务，自主件可以确保通信系统的可进化特性。 　　在图2.1所示的自主体系结构中，其自主特征主要是由STP/SP协议栈和智能层取代了传统的TCP/IP协议栈，如图2.2所示，其中STP表示智能传输协议(Smart Transport Protocol)，SP表示智能协议(Smart Protocol)。 物联网节点的智能层主要用于协商交互节点之间STP/SP的选择，优化无线链路之上的通信和数据传输，以满足异构物联网设备之间的联网需求。 　　这种面向物联网的自主体系结构所涉及的协议栈比较复杂，只适用于计算资源较为充裕的物联网节点。 2.1 物联网的EPC体系结构 　　随着全球经济一体化和信息网络化进程的加快，为满足对单个物品的标识和高效识别，美国麻省理工学院的自动识别实验室(Auto-ID)在美国统一代码协会(UCC)的支持下，提出要在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线通信技术，构造一个覆盖世界万物的系统； 同时还提出了电子产品代码(Electronic Product Code，EPC)的概念，即每个对象都将赋予一个唯一的EPC，采用射频识别技术的信息系统管理，数据传输和数据储存由EPC网络来处理。 　　随后，国际物品编码协会(EAN)和美国统一代码协会(UCC)于2003 年9 月联合成立了非营利性组织EPC Global，将EPC纳入了全球统一标识系统，实现了全球统一标识系统中的GTIN编码体系与EPC概念的完美结合。 　　EPC Global对于物联网的描述是，一个物联网主要由EPC编码体系、射频识别系统及EPC信息网络系统三部分组成。 　　1．EPC编码体系 　　物联网实现的是全球物品的信息实时共享。显然，首先要做的是实现全球物品的统一编码，即对在地球上任何地方生产出来的任何一件物品，都要给它打上电子标签。 这种电子标签带有一个电子产品代码，并且全球唯一。电子标签代表了该物品的基本识别信息，例如，表示“A公司于B时间在C地点生产的D类产品的第E件”。目前，欧美支持的EPC编码和日本支持的UID编码是两种常见的电子产品编码体系。 　　2．射频识别系统 　　射频识别系统包括EPC标签和读写器。EPC标签是编号(每件商品唯一的号码，即牌照)的载体，当EPC标签贴在物品上或内嵌在物品中时，该物品与EPC标签中的产品电子代码就建立起了一对一的映射关系。 　　EPC标签从本质上来说是一个电子标签，通过RFID读写器可以对EPC标签的内存信息进行读取。这个内存信息通常就是产品电子代码。 产品电子代码经读写器报送给物联网中间件，经处理后存储在分布式数据库中。用户查询物品信息时只要在网络浏览器的地址栏中输入物品名称、生产商、供货商等数据，就可以实时获悉物品在供应链中的状况。 目前，与此相关的标准已制定，包括电子标签的封装标准，电子标签和读写器间的数据交互标准等。 3．EPC信息网络系统 　　EPC信息网络系统包括EPC中间件、EPC信息发现服务和EPC信息服务三部分。 　　EPC中间件通常指一个通用平台和接口，是连接RFID读写器和信息系统的纽带。它主要用于实现RFID读写器和后端应用系统之间的信息交互、捕获实时信息和事件，或将信息向上传送给后端应用数据库软件系统以及ERP系统等，或将信息向下传送给RFID读写器。 　　EPC信息发现服务(Discovery Service)包括对象名解析服务(Object Name Service，ONS)以及配套服务，它基于电子产品代码，获取EPC数据访问通道信息。目前，根ONS系统和配套的发现服务系统由EPC Global委托VeriSign公司进行运行维护，其接口标准正在形成之中。 　　EPC信息服务(EPC Informat