解析EPCglobal物聯網技術之ONS服務


時間:2006-06-19
作者:周國禮
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本文關鍵字:RFIDWebLogic RFID電子標簽無限射頻ONSEPS物聯網
 

[摘要]

  ONS服務做為EPCglobal倡導的物聯網框架中的重要一環,實現貨品信息在全球范圍內的定位和共享,本文將着重探討ONS服務的技術原理,實現架構和應用前景。

引言

  在EPCglobal提出的物聯網這一宏偉遠景下,所有攜帶電子標簽的物品被整個網絡監控並跟蹤着。就物聯網的技術實現上,EPCglobal提出了必須的五大技術組成,分別是EPC(電子產品碼),ID System(信息識別系統),EPC中間件實現信息的過濾和采集,Discovery Service(信息發現服務),EPCIS(EPC信息服務)。本文將做為解析EPC物聯網技術的系列文章之一,着重闡述ONS服務(信息發現服務的核心組件)在EPC物聯網框架下的作用,技術原理,實現架構和應用前景。

對象命名服務(ONS)的作用

EPC Network
圖一 物聯網架構示意圖

  做為EPC物聯網組成技術的重要一環,EPC信息發現服務包括對象命名服務ONS(Object Naming Service)以及配套服務。其作用就是通過電子產品碼,獲取EPC數據訪問通道信息。目前,根ONS系統和配套的發現服務系統由EPCglobal委托Verisign公司進行運維,其接口標准已步入到公示階段。

  做為EPC信息發現服務中的最重要組成部分,對象命名服務ONS,存儲提供EPC信息服務的地址信息,主鍵是電子產品碼;另外,其記錄存儲是授權的,只有電子產品碼的擁有者可以對其進行更新,添加,刪除等操作。

  從上圖可以看出,單個企業維護的本地ONS服務器包括兩部分功能,一是實現與產品對應的EPC信息服務地址信息的存儲,二是提供與外界交換信息的服務,並通過根ONS服務器進行級聯,組成ONS網絡體系。這一網絡體系主要完成以下兩種功能:

  1. 企業內部的本地ONS服務器實現其地址映射信息的存儲,並向根ONS服務器報告該信息並獲取網絡查詢結果。
  2. 在這個物聯網內,基於電子產品碼實現EPC信息查詢定位功能。

  當前ONS服務提供以下兩類服務:

  1. 靜態ONS服務,通過電子產品碼查詢供應商提供的該類商品的靜態信息;
  2. 動態ONS服務,通過電子產品碼查詢該類商品的更確切信息,譬如在供應鏈中經過的各個環節上的信息。

對象命名服務(ONS)的技術原理

  對象命名服務的技術實現采用了域名解析服務(DNS)的實現原理。大家知道,域名解析服務對客戶端來說,基本上就是一個黑盒子,通過DNS提供的簡單API,獲取其MX地址解析信息,而無須關心DNS的具體實現。但實際上,DNS的實現需要提供一個足夠健壯的架構,滿足其對擴展性,安全性和正確性的要求。其實現是分層管理、分級分配的。

  由於ONS系統主要處理電子產品碼與對應的EPCIS信息服務器PML地址的映射管理和查詢,而電子產品碼的編碼技術采用了遵循EAN-USS的SGTIN格式,和域名分配方式很相似,因此,完全可以借鑒互聯網絡中已經很成熟的域名解析服務(DNS)技術思想,並利用DNS構架實現ONS服務。

圖二 ONS服務對電子產品碼的分級解析機制
圖二 ONS服務對電子產品碼的分級解析機制

  EPCglobal提供的電子產品碼由過濾位,公司索引位,產品索引位和產品序列號組成。基於公司索引位,確定具體的公司EPCIS信息服務器地址信息。其ONS記錄格式如下:

ONS記錄格式
圖三 ONS記錄格式

  當前,ONS記錄分為幾類,對應於提供的不同服務種類:

  1. EPC+ws,定位WSDL的地址,然后基於獲取的WSDL,訪問產品信息
  2. EPC+epcis,定位EPCIS服務器的地址,然后訪問其產品信息
  3. EPC+html,定位報名產品信息的網頁
  4. EPC+xmlrpc,在EPCIS等服務由第三方進行托管時,使用該格式做為路由網管訪問其產品信息

對象命名服務(ONS)的實現架構

圖三 ONS技術框架
圖三 ONS技術框架

  圖三描述了如何基於EPC電子產品碼搜索其產品信息的參考實現。其查詢過程如下:

  1. RFID閱讀器從一個EPC標簽上讀取一個電子產品碼;
  2. RFID閱讀器將這個電子產品碼送到本地服務器;
  3. 本地服務器對電子產品碼進行相應的URI格式轉換,發送到本地的ONS解析器;
  4. 本地ONS解析器把URI轉換成DNS域名格式;
  5. 本地ONS解析器基於DNS域名訪問本地的ONS服務器(緩存ONS記錄信息),如發現其相關ONS記錄,直接返回DNS NAPTR記錄;否則轉發給上級ONS服務器(DNS服務基礎架構);
  6. DNS服務基礎架構基於DNS域名返回給本地ONS解析器一條或多條對應的DNS NAPTR記錄,其格式如圖二所示;
  7. 本地ONS解析器基於這些ONS記錄,解析獲得相關的產品信息訪問通道;
  8. 本地服務器基於這些訪問通道訪問相應的EPCIS服務器或產品信息網頁。

  其ONS實現架構主要包括兩個組成部分:

  1. ONS服務器網絡,分層管理ONS記錄,同時,負責對提出的ONS記錄查詢請求進行響應。
  2. ONS解析器,完成電子產品碼到DNS域名格式的轉換,以及解析DNS NAPTR記錄,獲取相關的產品信息訪問通道。

對象命名服務(ONS)的應用前景

  作為快速、實時、准確采集與處理信息的高新技術和信息標准化的基礎,RFID已經被世界公認為本世紀十大重要技術之一,在生產、零售、物流、交通等各個行業有着廣闊的應用前景。目前,國際上存在五個與RFID相關的標准制定組織,其中,EPCglobal由於其出身的優越性,在這些組織中起着領導的地位,而其部分標准與ISO組織推薦的相關標准的融合,更是激發了其標准在全球推廣的價值,目前,在歐美有眾多的使用者,譬如沃爾瑪,美國國防部,麥德龍,思科等諸多豪門。

  現今全球ONS服務是EPCglobal委由VeriSign營運,現已設有14個資料中心用以提供ONS搜索服務,同時建立了7個ONS服務中心,它們共同構成了全球國際電子產品碼訪問網絡。基於這一物聯網,企業可以和網絡內與之相配合的任一企業,進行供應鏈信息資料的交換。隨着RFID技術的不斷成熟和EPCglobal標准的不斷完善,眾多企業對RFID技術的應用將由企業內部的閉環應用過渡到供應鏈的開環應用上,ONS服務做為物聯網框架下的關鍵技術,有着廣泛的應用前景。

  來自台灣的消息,Verisign委托其合作伙伴宏基進行台灣ONS服務中心的運營,負責提供台灣地區的根ONS服務。同樣的,在中國大陸,隨着RFID和EPC的進一步拓展,必將存在這樣的機構來維護中國大陸的根ONS服務。

總結

  ONS服務對整個物聯網來說,它是實現全球產品信息定位和跨企業間信息流轉的中心樞紐,牽一發而動全身。不過,目前的ONS服務規范對產品信息的定位只能提供到產品級別,其單一產品的跟蹤映射信息沒有維護,因此,對單一產品的信息訪問需要企業自身的應用來實現。

[參考文檔]

  1. http://www.epcglobalinc.org/standards_technology/Final-epcglobal-arch-20050701.pdf
  2. http://www.epcglobalinc.org/standards_technology/EPCglobal%20Object%20Naming%20Service%20%28ONS%29%20Specification%20v1.pdf
  3. http://hookinfo.bokee.com/3529741.html
 作者簡介
  周國禮 是RFID解決方案架構師,BEA公司
 

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