解析EPCglobal物联网技术之ONS服务

时间:2006-06-19
作者:周国礼
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本文关键字:RFID,WebLogic RFID,电子标签,无限射频,ONS,EPS,物联网
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[摘要]

  ONS服务做为EPCglobal倡导的物联网框架中的重要一环,实现货品信息在全球范围内的定位和共享,本文将着重探讨ONS服务的技术原理,实现架构和应用前景。

引言

  在EPCglobal提出的物联网这一宏伟远景下,所有携带电子标签的物品被整个网络监控并跟踪着。就物联网的技术实现上,EPCglobal提出了必须的五大技术组成,分别是EPC(电子产品码),ID System(信息识别系统),EPC中间件实现信息的过滤和采集,Discovery Service(信息发现服务),EPCIS(EPC信息服务)。本文将做为解析EPC物联网技术的系列文章之一,着重阐述ONS服务(信息发现服务的核心组件)在EPC物联网框架下的作用,技术原理,实现架构和应用前景。

对象命名服务(ONS)的作用


图一 物联网架构示意图

  做为EPC物联网组成技术的重要一环,EPC信息发现服务包括对象命名服务ONS(Object Naming Service)以及配套服务。其作用就是通过电子产品码,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公司进行运维,其接口标准已步入到公示阶段。

  做为EPC信息发现服务中的最重要组成部分,对象命名服务ONS,存储提供EPC信息服务的地址信息,主键是电子产品码;另外,其记录存储是授权的,只有电子产品码的拥有者可以对其进行更新,添加,删除等操作。

  从上图可以看出,单个企业维护的本地ONS服务器包括两部分功能,一是实现与产品对应的EPC信息服务地址信息的存储,二是提供与外界交换信息的服务,并通过根ONS服务器进行级联,组成ONS网络体系。这一网络体系主要完成以下两种功能:

  1. 企业内部的本地ONS服务器实现其地址映射信息的存储,并向根ONS服务器报告该信息并获取网络查询结果。
  2. 在这个物联网内,基于电子产品码实现EPC信息查询定位功能。

  当前ONS服务提供以下两类服务:

  1. 静态ONS服务,通过电子产品码查询供应商提供的该类商品的静态信息;
  2. 动态ONS服务,通过电子产品码查询该类商品的更确切信息,譬如在供应链中经过的各个环节上的信息。

对象命名服务(ONS)的技术原理

  对象命名服务的技术实现采用了域名解析服务(DNS)的实现原理。大家知道,域名解析服务对客户端来说,基本上就是一个黑盒子,通过DNS提供的简单API,获取其MX地址解析信息,而无须关心DNS的具体实现。但实际上,DNS的实现需要提供一个足够健壮的架构,满足其对扩展性,安全性和正确性的要求。其实现是分层管理、分级分配的。

  由于ONS系统主要处理电子产品码与对应的EPCIS信息服务器PML地址的映射管理和查询,而电子产品码的编码技术采用了遵循EAN-USS的SGTIN格式,和域名分配方式很相似,因此,完全可以借鉴互联网络中已经很成熟的域名解析服务(DNS)技术思想,并利用DNS构架实现ONS服务。


图二 ONS服务对电子产品码的分级解析机制

  EPCglobal提供的电子产品码由过滤位,公司索引位,产品索引位和产品序列号组成。基于公司索引位,确定具体的公司EPCIS信息服务器地址信息。其ONS记录格式如下:


图三 ONS记录格式

  当前,ONS记录分为几类,对应于提供的不同服务种类:

  1. EPC+ws,定位WSDL的地址,然后基于获取的WSDL,访问产品信息
  2. EPC+epcis,定位EPCIS服务器的地址,然后访问其产品信息
  3. EPC+html,定位报名产品信息的网页
  4. EPC+xmlrpc,在EPCIS等服务由第三方进行托管时,使用该格式做为路由网管访问其产品信息

对象命名服务(ONS)的实现架构


图三 ONS技术框架

  图三描述了如何基于EPC电子产品码搜索其产品信息的参考实现。其查询过程如下:

  1. RFID阅读器从一个EPC标签上读取一个电子产品码;
  2. RFID阅读器将这个电子产品码送到本地服务器;
  3. 本地服务器对电子产品码进行相应的URI格式转换,发送到本地的ONS解析器;
  4. 本地ONS解析器把URI转换成DNS域名格式;
  5. 本地ONS解析器基于DNS域名访问本地的ONS服务器(缓存ONS记录信息),如发现其相关ONS记录,直接返回DNS NAPTR记录;否则转发给上级ONS服务器(DNS服务基础架构);
  6. DNS服务基础架构基于DNS域名返回给本地ONS解析器一条或多条对应的DNS NAPTR记录,其格式如图二所示;
  7. 本地ONS解析器基于这些ONS记录,解析获得相关的产品信息访问通道;
  8. 本地服务器基于这些访问通道访问相应的EPCIS服务器或产品信息网页。

  其ONS实现架构主要包括两个组成部分:

  1. ONS服务器网络,分层管理ONS记录,同时,负责对提出的ONS记录查询请求进行响应。
  2. ONS解析器,完成电子产品码到DNS域名格式的转换,以及解析DNS NAPTR记录,获取相关的产品信息访问通道。

对象命名服务(ONS)的应用前景

  作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础,RFID已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一,在生产、零售、物流、交通等各个行业有着广阔的应用前景。目前,国际上存在五个与RFID相关的标准制定组织,其中,EPCglobal由于其出身的优越性,在这些组织中起着领导的地位,而其部分标准与ISO组织推荐的相关标准的融合,更是激发了其标准在全球推广的价值,目前,在欧美有众多的使用者,譬如沃尔玛,美国国防部,麦德龙,思科等诸多豪门。

  现今全球ONS服务是EPCglobal委由VeriSign营运,现已设有14个资料中心用以提供ONS搜索服务,同时建立了7个ONS服务中心,它们共同构成了全球国际电子产品码访问网络。基于这一物联网,企业可以和网络内与之相配合的任一企业,进行供应链信息资料的交换。随着RFID技术的不断成熟和EPCglobal标准的不断完善,众多企业对RFID技术的应用将由企业内部的闭环应用过渡到供应链的开环应用上,ONS服务做为物联网框架下的关键技术,有着广泛的应用前景。

  来自台湾的消息,Verisign委托其合作伙伴宏基进行台湾ONS服务中心的运营,负责提供台湾地区的根ONS服务。同样的,在中国大陆,随着RFID和EPC的进一步拓展,必将存在这样的机构来维护中国大陆的根ONS服务。

总结

  ONS服务对整个物联网来说,它是实现全球产品信息定位和跨企业间信息流转的中心枢纽,牵一发而动全身。不过,目前的ONS服务规范对产品信息的定位只能提供到产品级别,其单一产品的跟踪映射信息没有维护,因此,对单一产品的信息访问需要企业自身的应用来实现。

[参考文档]

  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
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作者简介
周国礼 是RFID解决方案架构师,BEA公司

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