說到物聯(lián)網的歷史，有一項技術不得不提，那就是RFID技術（Radio Frequency IdentificaTIon，射頻識別）。90年代，美國麻省理工學院RFID研究機構——自動識別中心（Auto-IDCenter）的創(chuàng)始人，Kevin Ash-ton教授提出了一個物聯(lián)網概念，他將物聯(lián)網定義為：把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯(lián)網連接起來，實現(xiàn)智能化識別和管理。雖然在這個定義中，把物聯(lián)網“感知”技術局限在了RFID等為數(shù)不多的幾項測感技術中，和我們現(xiàn)在的理解有很大差異，但從中也看到了RFID技術在物聯(lián)網應用中的巨大潛力。
（注釋：麻省理工對物聯(lián)網的完整定義：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定協(xié)議，把任何物品通過物聯(lián)網域名相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。）
如果要問RFID技術的年齡，那需要回溯到二戰(zhàn)期間的歐洲。1940年至1941年，納粹德國對英國挑起了大規(guī)模空戰(zhàn)（“不列顛空戰(zhàn)”）。由于空戰(zhàn)中德國的“BF-109”戰(zhàn)機與英國的“颶風MK.I”、“噴火MK.I”戰(zhàn)機十分相似，所以英國皇家空軍首先在戰(zhàn)機上使用RFID技術，用來識別出自家和盟軍的飛機。
而后幾十年間，RFID技術被陸續(xù)用在了商業(yè)、農業(yè)等領域：在百貨店內做成電子標簽，用于防盜和結算；做成頸環(huán)、腳環(huán)套在動物身上，便于跟蹤研究；現(xiàn)在，高速公路上的ETC收費系統(tǒng)已經成為了收費站的一種標配，它也是使用了RFID技術。如今RFID技術所涉及的行業(yè)領域，已經遠遠超出了人們當初的預計：包括農業(yè)、工業(yè)、支付、零售、公共事業(yè)、安防等等。
RFID技術定義
RFID技術，屬于自動識別技術中的電子標簽技術（自動識別技術還包括“條碼/二維碼識別技術”、磁卡識別技術等等），是一種非接觸式的自動識別技術：通過射頻（無線）信號自動識別目標對象（標簽）并獲取相關數(shù)據(jù)。在各類行業(yè)應用中，RFID技術實現(xiàn)了采集實體對象數(shù)據(jù)的功能。
因為RFID具有無線信號識別的特性，所以攜帶標簽的物體在運動過程中也能夠被識別，距離可以達到幾十米。
EPC/RFID基本結構
在90年代之前，RFID的應用并不連接到互聯(lián)網，電子標簽內的數(shù)據(jù)都是企業(yè)或組織各自定義的。90年代提出的物聯(lián)網概念，其實就是在RFID技術基礎上，融入互聯(lián)網技術，并規(guī)范標簽的編碼格式，建立跨越全球的、開放的EPC（產品電子代碼）系統(tǒng)。EPC系統(tǒng)和RFID技術相結合，被業(yè)內認為是物聯(lián)網雛形。
根據(jù)RFID技術結構，業(yè)內將EPC/RFID技術分成了兩個部分：“邊沿系統(tǒng)”和“軟件系統(tǒng)”。邊沿系統(tǒng)主要包括有電子標簽、讀寫器；軟件系統(tǒng)主要是指應用系統(tǒng)、中間件系統(tǒng)。雖然中間件系統(tǒng)屬于軟件系統(tǒng)，不過實質上其各有一部分在“邊沿”和“軟件”兩側系統(tǒng)中，介于邊沿系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)之間。
如果將EPC/RFID技術架構放在物聯(lián)網技術矩陣之中，可以將邊沿系統(tǒng)理解為“邊緣域”，而軟件系統(tǒng)理解為“云端域”。在邊沿系統(tǒng)中，主要是由讀寫器采集電子標簽中物件數(shù)據(jù)，再通過中間件在網絡中轉譯并獲取映射數(shù)據(jù)，最后送至應用系統(tǒng)（高層軟件系統(tǒng)）。而應用系統(tǒng)，則負責信息集中化的處理---應用邏輯的實現(xiàn)。
然而，現(xiàn)今的很多RFID行業(yè)應用基于成本和安全性的考量，依然沒有中間件和聯(lián)接互聯(lián)網的配置：數(shù)據(jù)在經過讀寫器讀取后，直接送至私有網絡中的專用系統(tǒng)進行應用處理。（本文介紹的RFID技術，主要針對EPC/RFID系統(tǒng)，具有物聯(lián)網特性的RFID系統(tǒng)）
EPC/RFID主要部件
1、電子標簽
電子標簽(ElectronicTag)也稱應答器或智能標簽(Smart Label)，其本質上是一個微型的無線收發(fā)裝置，主要由內置天線和芯片等電子元器件組成。通常情況下，電子標簽附著在待識別的物品上，芯片中具有全球唯一的電子編碼（EPC編碼），是RFID邊沿系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)源。應用中的大多數(shù)電子標簽不配置電源，直接通過無線信號獲取能量。
在RFID電子標簽最基本的元器件中，專用芯片主要用來存儲數(shù)據(jù)和實現(xiàn)控制功能，天線則用來感應無線信號接收能量，并收發(fā)無線電信號。一部分電子標簽自配電源，具備主動發(fā)射信號的能力。
2、讀寫器
讀寫器，也稱為閱讀器（Reader），用于讀取電子標簽中的內存信息，或者將信息寫入電子標簽內。讀寫器既可以是獨立的終端，也可以嵌入在其他系統(tǒng)之中進行使用。讀寫器的硬件主要包括天線、射頻模塊、控制器、網絡通信模塊、I/O接口等部件。
天線和射頻模塊，用于通過無線信號向電子標簽發(fā)送或讀取數(shù)據(jù)；
控制器，即微處理器，作為讀寫器的“大腦”，控制設備各部件實現(xiàn)應用功能：獲取電子標簽數(shù)據(jù)，實現(xiàn)內部信號轉換，與外部系統(tǒng)通信。
網絡通信模塊，負責與云端的數(shù)據(jù)通信，對上下行的數(shù)據(jù)進行封裝、解碼，實現(xiàn)路由轉送的功能。
I/O接口，與其它系統(tǒng)內某塊或外圍設備通信。
對于無源的RFID電子標簽，讀寫器需要具有激活標簽的功能，即通過電磁波向電子標簽輸送能量。讀寫器的天線、射頻模塊在收到電子標簽傳來的信息后，會交給控制器對標簽信息進行初步處理（數(shù)據(jù)格式轉換等），而后會通過網絡接口（外部網絡接口、本地I/O接口）將其傳送到其它信息處理設備。
3、RFID中間件
RFID中間件的誕生，一方面是為了解決RFID應用系統(tǒng)中各類設備和軟件（電子標簽、讀寫器、應用服務器和操作系統(tǒng)）的異構問題，另一方面使得RFID應用更易于部署：滿足海量數(shù)據(jù)處理、分布式計算、開發(fā)效率、成本控制等等的需要。
RFID中間件將應用過程中的通用功能進行封裝（源數(shù)據(jù)的采集/過濾/整合/傳送、互聯(lián)網路由解析和物品信息查詢），形成標準的數(shù)據(jù)（結構化數(shù)據(jù)）和能力接口向外部開放。通過中間件，應用系統(tǒng)可以直接和讀寫器建立聯(lián)接，獲取電子標簽相關信息，并在網絡中查詢其關聯(lián)數(shù)據(jù)。RFID中間件有效地降低了應用的軟硬件架構與維護的復雜性，實現(xiàn)敏捷開發(fā)、輕載運營。
RFID中間件功能往往不是由一臺實體設備實現(xiàn)的。各類RFID基本和拓展應用功能，通常需要多臺相關設備（服務器、網絡設備），根據(jù)業(yè)務需求來部署實現(xiàn)。RFID中間件主要包括以下基本功能：讀寫器接口、網絡訪問接口（公網訪問接口）、應用軟件接口、中間件功能模塊。
讀寫器接口、網絡訪問接口、應用軟件接口，分別對接到邊緣網絡的終端和設備（電子標簽、讀寫器）、互聯(lián)網應用服務、內部專用應用系統(tǒng)。三個接口功能，實現(xiàn)了各方向上的信號連接和通信協(xié)議適配，并將數(shù)據(jù)集中到中間件功能模塊中做應用前的處理。
中間件功能模塊是RFID中間件的核心控制單元，主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)映射轉換、數(shù)據(jù)過濾、設備管理、業(yè)務控制、RFID基本應用功能。其中，基本應用功能包括提供EPC/RFID?的“名稱解析服務（IOT-NS）”和“信息發(fā)布服務（IOT-IS）”。
RFID中間件具有呈上其下的連接作用，提供RFID領域的基本工具、以及數(shù)據(jù)的格式轉換和封裝服務，并向外（互聯(lián)網）開放能力，具有典型的物聯(lián)網平臺(Paas)特性。
目前，已經有許多科技巨頭實現(xiàn)了RFID中間件類型的物聯(lián)網平臺的商業(yè)部署，包括IBM的“WebSphere”、微軟的“BizTalk RFID”、Oracle的“Xterprise”等等。
4、應用系統(tǒng)
EPC/RFID技術使應用系統(tǒng)可以連接到所有生產資料，進行集中化的設備管理和生產運營。
從技術原理來看，只要給實物對象（人、動植物、物品）一個唯一的ID標識號，就可以采用RFID進行信息化的管理。這個對象，可以是工作證、會員卡（標識“人”），也可以是腳環(huán)、頸套（標識“動物”），亦可以是汽車、快遞盒（標識“物品”）。企業(yè)內的各類生產信息系統(tǒng)都可以通過集成RFID技術，提高生產流程的“透明度”和“精細度”，提升監(jiān)控管理的“實時性”和“準確性”，并實現(xiàn)各系統(tǒng)間、企業(yè)間的信息共享和互動，擴展應用邊界、形成產業(yè)生態(tài)。
RFID的應用軟件包括商業(yè)應用：客戶關系管理系統(tǒng)（CRM）、企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）、供應鏈管理系統(tǒng)（SCM）、倉庫管理系統(tǒng)（WMS）、訂單管理系統(tǒng)（OMS）、資產管理（AMS）、物流管理系統(tǒng)（LMS）等等，以及公共服務類應用：ETC（不停車電子收費系統(tǒng)）、電子票證（例如一次性地鐵票）、門禁安保系統(tǒng)等等。
EPC/RFID的識讀流程
EPC/RFID系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能，就是對RFID數(shù)據(jù)進行“識讀”的數(shù)據(jù)采集過程。識讀的基本過程如下：
1、??電子標簽貼于物品上，當物品靠近讀寫器時，電子標簽在讀寫器的信號磁場內產生各種類型的電磁耦合效應并獲得能量（電能），通電后的電子標簽開始與讀寫器進行信息交互：電子標簽和讀寫器先相互進行安全認證，而后由電子標簽接受讀寫器指令回送其存儲的數(shù)據(jù)信息。
2、??讀寫器在收到電子標簽內的數(shù)據(jù)后，傳送給RFID中間件。標簽內的數(shù)據(jù)為“EPC編碼”，包括嵌入信息（Embedded InformaTIon，貨品特性信息，包括物品ID等屬性）和參考信息（InformaTIon Reference，數(shù)據(jù)的網絡信息）。
3、??RFID中間件將讀寫器獲取的標簽信息（EPC編碼），通過互聯(lián)網送至物聯(lián)網名稱解析服務（Internet of Things Name Service，IOT-NS）。IOT-NS在收到標簽信息后，會根據(jù)EPC編碼中的“參考信息”找到相應的服務器IP地址，該IP地址就是信息發(fā)布服務（Internet of Things InformaTIonService，IOT-IS）的服務器地址。
（該步驟類似于互聯(lián)網的DNS-域名解析）
4、??IOT-IS服務器會根據(jù)RFID中間件送來的標簽信息，查詢到對應物品ID的詳細信息，并返回給RFID中間件。
5、??RFID中間件根據(jù)需要，將和物品相關的所有信息（電子標簽信息、物品詳細信息、讀寫器的讀取情況等）送到應用系統(tǒng)。應用系統(tǒng)軟件在收到數(shù)據(jù)后會做出相應處理：發(fā)出指令信號-控制執(zhí)行器動作，或將現(xiàn)場狀態(tài)進行可視化界面呈現(xiàn)，或進行數(shù)據(jù)分析后出具業(yè)務報表等等。
這里介紹的識讀過程，是基于EPC/RFID的系統(tǒng)構架。在大量的實際應用中，RFID的行業(yè)應用并沒有部署EPC系統(tǒng)功能：既沒有RFID中間件，也沒有基于互聯(lián)網的名稱解析服務和信息查詢服務。其采用了非聯(lián)網的模式：讀寫器在接收到電子標簽數(shù)據(jù)后，直接將其送到本地應用服務器進行處理。
RFID和物聯(lián)網的系統(tǒng)對應關系
EPC/RFID系統(tǒng)具有典型的物聯(lián)網結構特性，從邊緣的設備和網絡，到云端的中間件服務，都體現(xiàn)了物聯(lián)網數(shù)據(jù)匯聚、開放共享的本質屬性。
在RFID邊沿系統(tǒng)中，從物聯(lián)網接入云端的網絡模式來看，EPC/RFID技術屬于網關連接型的物聯(lián)網。網關連接型物聯(lián)網的連接設備，主要包括傳感器、轉發(fā)節(jié)點、網關設備，分別對應EPC/RFID系統(tǒng)中的電子標簽、讀寫器、RFID中間件或網關路由器。
（備注：1、“轉發(fā)節(jié)點”是指：在物聯(lián)網邊緣網絡中，實現(xiàn)多種通信協(xié)議轉換的網絡交換設備。2、和“網關連接型”對應的云端接入方式是“直接連接型”，即物聯(lián)網終端直連云服務系統(tǒng)。）
1、? 電子標簽-物聯(lián)網終端
“電子標簽”負責存儲物品數(shù)據(jù)，雖然它并沒有感知的功能，但其在應用中的角色和傳感器類似，屬于“數(shù)據(jù)源”-終端設備。
2、? 讀寫器-物聯(lián)網轉發(fā)節(jié)點
RFID的“讀寫器”是物聯(lián)網的轉發(fā)節(jié)點設備。讀寫器很容易被誤解為傳感器設備，但實時上它并非傳感器：讀寫器讀取電子標簽數(shù)據(jù)所采用的是無線通信技術，數(shù)據(jù)在電子標簽內按照RFID通信標準，先經過編碼、調制等步驟處理，再通過天線轉換成無線信號向讀寫器發(fā)送；讀寫器接收到無線信號后，同樣需要按照RFID通信標準，對信號進行解調、譯碼和放大等系列操作，而獲得標簽數(shù)據(jù)。讀寫器在獲得標簽數(shù)據(jù)后，還需要將其通過其它通信方式向云端傳送。讀寫器的核心功能就是“一收一發(fā)”，實現(xiàn)通信協(xié)議轉換以及在局部區(qū)域中的數(shù)據(jù)轉發(fā)，在物聯(lián)網邊緣網絡中，即稱為“轉發(fā)節(jié)點”（例如：將標簽數(shù)據(jù)從“無線信號”轉換為“RS232串口信號”，送到后端服務器）。
3、? 物聯(lián)網網關設備
在邊緣網絡中，RFID實現(xiàn)互聯(lián)網連接，主要有兩種方式:
A、讀寫器具備通信協(xié)議棧和互聯(lián)網應用功能，可以將標簽數(shù)據(jù)直接送至互聯(lián)網應用服務器。在這種情況下，讀寫器同時具備物聯(lián)網轉發(fā)節(jié)點和網關功能。（例如：便攜式自帶運營商SIM卡的讀寫器）
B、讀寫器需要先將數(shù)據(jù)送至本地網絡服務器、網關路由器或中間件設備等其它網絡服務設備，再由這些網絡服務設備將數(shù)據(jù)進一步處理并送至互聯(lián)網。在此讀寫器屬于物聯(lián)網中的轉發(fā)節(jié)點，不承擔物聯(lián)網的網關功能。而轉發(fā)數(shù)據(jù)至互聯(lián)網的網絡服務設備即為物聯(lián)網網關設備。
4、? ? RFID中間件-物聯(lián)網平臺
在RFID軟件系統(tǒng)中，RFID中間件封裝了基本的RFID功能（IOT-NS、IOT-IS、數(shù)據(jù)過濾和格式轉換、讀寫設備管理等），解決了各廠家設備的兼容性問題，統(tǒng)一了相關系統(tǒng)之間通信標準和數(shù)據(jù)格式，實現(xiàn)各類設備和系統(tǒng)間的無縫對接，支持實時動態(tài)地進行數(shù)據(jù)傳遞。RFID中間件，其實就是專用的物聯(lián)網平臺，偏重于物聯(lián)網平臺的連接服務。各類軟件應用部署在RFID中間件上，則可以更加地“輕載”和“靈活”。
EPC/RFID系統(tǒng)所構建的是一個全球化的物聯(lián)網應用，是一個以RFID信息采集技術為基礎的、結合互聯(lián)網技術（EPC系統(tǒng)）的、開放共享的大系統(tǒng)。借助這個系統(tǒng)工具，各生產分工環(huán)節(jié)上的企業(yè)能夠更緊密地協(xié)同合作，產品的生產流水線更具有彈性和張力，企業(yè)內部資源能夠更有效地和外部資源聯(lián)動，提升商業(yè)軟實力。
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