物联网体系架构.ppt

第2章物联网体系架构2.1物联网体系架构概述

所谓自主通信是指以自主件(SelfWare)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。由图2.1可以看出，物联网的这种自主体系结构由数据面、控制面、知识面和管理面四个面组成。数据面主要用于数据分组的传送；控制面通过向数据面发送配置信息，优化数据面的吞吐量，提高可靠性；知识面是最重要的一个面，它提供整个网络信息的完整视图，并且提炼成为网络系统的知识，用于指导控制面的适应性控制；管理面用于协调数据面、控制面和知识面的交互，提供物联网的自主能力。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(SmartTransportProtocol)，SP表示智能协议(SmartProtocol)。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。图2.2STP/SP协议栈的自主体系结构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。2.1.2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(ElectronicProductCode，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EPCGlobal，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。
EPCGlobal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(DiscoveryService)包括对象名解析服务(ObjectNameService，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EPCGlobal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(EPCInformationService，EPCIS)即EPC系统的软件支持系统，用以实现最终用户在物联网环境下交互EPC信息。关于EPCIS的接口和标准也正在制定中。
可见，一个EPC物联网体系架构主要由EPC编码、EPC标签及RFID读写器、中间件系统、ONS服务器和EPCIS服务器等部分构成，如图2.3所示。由图2.3可以看到一个企业物联网应用系统的基本架构。该应用系统由三大部分组成，即RFID识别系统、中间件系统和计算机互联网系统