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自从美国沃尔玛（Wal-Mart）的仓储管理系统决定采用RFID后，国内对RFID的热度可以说是达到了沸点。目前我国政府单位、研究单位与国内厂商皆投入相当多的资源来发展这块领域，从TAG, Reader硬件制造、Middleware中间件、RFID应用系统的开发、制造到协助国内厂商符合Wal-mart规定的RFID验测中心，国内的RFID产业正在形成并逐步成熟当中。

　RFID（Radio Frequency Identification）并非一项新兴的技术，而是早在1940年代时即被应用在二次大战的雷达中，来识别敌我战机以及传送飞行器高度仪的数据；而真正第一颗RFID标签约在1970年代才出现。与传统的条形码系统相比，RFID拥有可擦写、数据量大、不需对准标的物、可同时读取多个、坚固、不易仿制等多项优点。到了1980年代，开始在一些大学实验室里有些零星的应用发展，一直到90年代，RFID才算是正式的有商业应用并开始普及。时至今日，上班族每天打卡用的门禁识别卡，捷运族每天进出捷运用的悠游卡，都是RFID在我们每日生活上常见的应用。

　然而因为体积或价格的问题，使得目前RFID的商品应用范围仍旧以高单价商品为主。继沃而玛以及美国国防部的大力推行以及展现了RFID所带来的效益后，沃而玛要求其前一百大供货商通通必须将货品装上RFID标签，加上吉列（Gillette）也大手笔地下了五亿个UHF（超高频）Class1 RFID标签，明显带动了UHF RFID产品的成长【注1】。

　RFID无线射频识别技术开启了各式各样商业应用的无限想象，其技术的组成包含了RF TAG（射频标签）、Reader（RF读取器）、Middleware（中间件）、RFID应用系统，以及交换由RFID撷取的信息，并把这些信息转化为进一步降低成本、提高销售收入之基本业务的后端信息分享机制。

　RFID识别技术在供应链管理、店铺管理上对收集信息的前端提供了更便利的方式。笔者在本文要谈的，将着墨在后端共享信息的国际标准部份【EPCglobal Network Framework】的介绍。EPCglobal Network是致力于条形码与RFID推广的国际标准化组织GS1所推行的RFID信息共享标准；EPCglobal Network标准的诞生，为推动RFID产业着实带来不小的助力──因为此标准为透过RFID芯片收集与共享信息的业务提供了标准化的方式【注2】。

什么是EPCglobal标准

　EPCglobal Network【图1】是实现RFID技术所阐述Internet of things愿景的具体途径，让企业间可以合作，并透过电子方式共享数据。EPCglobal Network能够存入输出关于EPC码的数据，例如：详细的产品信息、产品种类、成分、尺寸、重量、成本、生产信息、生产时间和地点、有效期、销售信息、销售商、时间、次数等，信息可以精确到生产储存时的条件（如温度等）。EPC Tag 将代表产品信息的讯号发送给Reader，Reader将信息传输给计算机系统，计算机系统再透过EPC对象名解析服务（Object Name Service），由EPC ONS告知计算机系统到哪里可以寻找相关产品信息；而EPCglobal Network其中储存产品信息的单元称之为EPC IS【注3】。

图1　EPCglobal Network Architecture（数据源：EPCglobal）

　透过【图1】的EPCglobal Network架构方块图，我们了解在EPCglobal Network中每个单元的层次。EPCglobal Network里的组成单元包括了EPC码、RFID Tag and Reader、Middleware、EPC IS、EPC ONS、EPC DS。我们可以用Internet来对照EPCglobal Network里的组成单元，EPC IS就像是Internet上的web网站，而EPC ONS就类似像Internet上的DNS；至于Internet上最重要的单元之一－搜索引擎的角色，在EPCglobal Network的设计里则由EPC discovery Service单元来担任，而终端使用者真正用来查看EPC数据的单元，则是企业内部EPCglobal Network连接的各种Enterprise Application。

1. EPC码

　EPC码（电子产品码）是用来唯一识别供应链网络中流通的商品。RFID技术用于识别，EPC码是EPC系统里关键的设计。EPCglobal 已制订了其编码标准，并提供了现行传统条形码与EPC码转换的标准。相较于条形码，EPC码能赋予每个实体（instance）一个独一无二的编号，藉此对象相关信息得以在散布全球的EPC Network中存取，进而建立信息交换标准，使得信息系统能藉由更为丰富、详细，并更具时效优势的对象信息描述，提供更有价值的信息服务，因此，EPC码被比喻为新一代条形码（Next Generation Barcode）。

2. RFID Tag and Reader

　RFID系统包括RFID Tag（射频标签）和Reader（读写器）。RFID Tag也就是我们一般对RFID的印象，RFID Tag中封装了RFID的芯片与收发讯号的天线，芯片中记录了EPC码，也就是说RFID Tag是EPC码的载体，透过RF无线载波和Reader之间进行数据交换。目前有关这部份的标准也已制订，包括RFID Tag的封装标准、RFID Tag和Reader间数据交换的标准；最新的EPC标准为EPC Gen 2。

3. EPC Middleware（中间件）

　EPC Middleware的功能是负责RFID Reader和后端计算机系统之间的信息交换，处理实时的信息和事件，或上传给后端系统，或下传给reader。EPC Middleware这一块也有EPC所制订的标准协议和接口，是EPC Middleware连接reader和后端信息系统的枢纽【图2】；目前在EPC是由ALE (Application Level Event应用层事件）标准在规范【注4】。

图2　EPC Middleware与EPC IS（数据源：EPCglobal）

　许多国际大厂，像是Microsoft、SUN等，对EPC Middleware都有具体的市场策略与产品；而目前EPC Middleware也开始在市场上往伺服软件和嵌入式系统两个方向去发展。由于今年初LLRP标准（低阶RFID读写器协议）【注5】的发布，许多的Middleware产品也提供了对reader控制的各项功能。

4. EPC IS

　EPC IS（电子产品码信息服务，Electronic Product Code Information Services）为EPC数据提供了一整套标准接口。EPC IS是一组软件标准，允许企业间以更简易的方式来交换、寻找及记录EPC数据，藉此推广至供应链。EPC IS平台是以Web Services建构，在因特网上执行，并提供信息交换服务。

　EPC IS位于EPCglobal　Network最顶层之位置，位于卷标及读取器还有中间件之上。由于每个企业内部的IT环境大不相同，为了达到企业间EPC IS数据分享的目的，EPC IS比起EPC网络架构底层的成员更为复杂及多样化，【图3】则为EPC IS功能示意图。

图3　EPC IS功能示意图（数据源：EPCglobal）

　EPC IS被设计为分层式、可延伸、以及模块化的架构，共包括抽象数据模型层（Abstract Data Model Layer）、数据定义层（Data Definition Layer）、服务层（Services Layer），再加上一系列赋予EPC IS透过网络数据交换能力的bindings。

　EPC IS的各层组件【图4】简介如下：

图4　EPC IS组件（数据源：EPCglobal）　

       抽象数据模型层：本层乃定义所有EPC IS型式的数据结构与特性、相关性，以及使用规则，其中，Event Data纪录了真实世界每一笔商务流程中EPC号码的读取；而Master Data则为Event Data提供更完整、更适合使用者判读的EPC相关信息，例如：读取地点和地址等。

       数据定义层：定义了EPC IS核心事件数据型态。目前已有ObjectEvent、Aggregation Event、Quantity Event和Transaction Event共四种型态；每种事件型态都有其衍生的数据字段。

       服务层：EPC IS提供两项核心服务－Capture Interface及Query Interface。EPC IS藉由Capture Interface捕捉在真实世界发生的EPC Event，由Query Interface负责处理EPC IS的查询请求并回传相关数据。

       Bindings：其目的在于链接数据定义层与服务层的组件，好让EPC IS具有数据分享的能力。数据定义层中的各个事件数据型态均有相对应之XML schema；服务层的Capture Interface对应的是Message Queue及HTTP；Query Control Interface被赋予WSDL（SOAP over HTTP）和AS2；Query Callback Interface则是HTTP、HTTPs以及AS2【注6】。

　EPC IS让终端使用者在EPC Network环境中能交换EPC讯息。关于EPC IS的接口和标准在今年4月发布了1.0版，EPC Network架构采用的是分布式网络架构，而参与其中的不但是标准制订机构和其委托单位，也有供应链网络中的各个供货商、物流服务提供商、零售商、或EPC服务托管提供商。这一跨组织、跨行业、全球化的部署方式决定了系统对安全性的要求极高。同时，为能够支撑全球供应链网络的EPC数据，需要系统有很好的伸缩性，要满足多层面、多节点上实施灵活的伸缩能力，更要提供足够的可用性，使得这一系统能够全面商业化。另外，提到维护和管理如此庞大的跨全球的EPC Network，如何简化系统管理也是系统建设者所需要面对的。分散环境下的信息交换和同步需要可靠的讯息传递功能，因此，如何更有效地使用这些EPC数据，发挥数据的最大商业价值，则需要与企业内部系统整合。

5. EPC ONS

　做为EPC DS服务中的最重要组成部份，对象命名服务ONS储存提供EPC信息服务的地址信息，以EPC码作为搜寻的主键值，其记录储存是需要授权的，只有EPC码的拥有者可以对其进行更新、添加、删除等操作。

　目前全球的root ONS系统和配套的EPC DS系统由EPCglobal委托Verisign公司进行维运；在台湾是由Verisign 委托其合作伙伴宏碁计算机进行台湾ONS服务中心的营运，负责提供台湾地区的root ONS服务。

　ONS架构主要包括两个组成部份：

       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。

       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，取得产品信息服务的所在位置。

　单一企业维护的本地端ONS服务器包括两部份功能，一是实现与产品对应的EPC信息服务地址信息的储存；二是提供与外界交换信息的服务，并通过root ONS服务器进行连接，组成ONS网络系统。ONS网络系统主要完成以下两种功能：

       企业内部的本地端ONS服务器实现其地址对应信息的储存，并向root ONS服务器报告该信息及回传网络查询结果。

       在EPCglobal Network内，基于电子产品码实现EPC 信息查询定位功能。

　ONS服务提供以下两类服务：

       静态ONS服务：通过电子产品码查询供货商提供的该类商品的静态信息。

       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。

　对象命名服务的技术实现是采用了DNS（域名解析服务）的原理。大家知道，域名解析服务对客户端来说，基本上就是个黑盒子，通过DNS提供的简单API，获取其MX地址解析信息，而无需关心DNS的实作方法；但实际上，DNS的实作需要提供足够稳健的架构，满足其对扩展性、安全性和正确性的要求；其实作是分层管理、分级分配的。　

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

　ONS记录分为几类，对应于提供的不同服务种类：

       EPC+ws：定位WSDL的地址，然后基于获取的WSDL，读取产品信息；

       EPC+epcis：定位EPC IS服务器的地址，然后读取其产品信息；

       EPC+html：定位报名产品信息的网页；

       EPC+xmlrpc：在EPC IS等服务由第三方进行托管时，使用该格式做为路由读取其产品信息【注7】。

6.EPC DS

　做为EPC Network组成技术的重要一环，EPC DS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EPC码以取得EPC数据服务位置。

　使用EPC码搜寻其产品信息的查询过程【图5】如下：

图5　EPC Network运作示意图（数据源：AutoID）

(1) RFID Reader从EPC Tag读取EPC码；
(2) RFID Reader将这个EPC码送到本地服务器；
(3) 本地服务器对EPC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网域变量名称格式；
(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；
(6) DNS服务基础架构基于DNS域名返回给本地ONS解析器一或多条对应的DNS NAPTR记录；
(7) 本地ONS 解析器基于这些ONS记录，解析相关的产品信息服务位置；
(8) 本地服务器使用这些位置所在的EPC IS服务器或产品信息网页对本身系统进行商业化的加值处理。

结论

　作为快速、实时、准确收集与处理信息的科技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5个与RFID相关的标准制订组织，其中EPCglobal由于其出身的优越性，在这些组织中具领导地位；而其部份标准与ISO推荐的相关标准的融合，更是加强了其标准在全球推广的价值。现今在全球有众多的使用者，譬如：沃尔玛、美国国防部、麦德龙、思科等各大企业。

　我国政府单位、研究单位与国内厂商也投入相当多的资源来发展这个领域。台湾过去五年来也累积了许多RFID的商业化应用案例，在未来的全球化竞争态势下，台湾能否在RFID的产业中摆脱代工为主的商业模式，而能够走向研发，让台湾能以新的角色，在全球经济体中脱颖而出，藉由参与、掌握国际标准，而思考出创新的竞争策略，相信我们可以拭目以待。（文作者现为EPCglobel Taiwan「无线射频识别标准之研拟与堆动计划」工作组专家委员；主要工作领域为医疗产业RFID发展）

参考数据

【注1】：超高频无线辨识系统应用与卷标设计，张守杰 / 系统芯片科技中心
【注2】：RFID industry ratifies data-sharing standard，Mary Hayes Weier/InformationWeek
【注3】：资源共享  RFID网络明年推出，Laurie Sullivan
【注4】：RFID应用架构规划指南
【注5】：LLRP Standard EPCglobal
【注6】：EPCIS介绍及其供应链运用，EPCglobal Taiwan，钟绍康
【注7】：解析EPCglobal物联网技术之ONS服务，周国礼