黃榮梅

摘要：通過分析EPCGlobal 網(wǎng)絡(luò)目前面臨的諸多問題以及供應(yīng)鏈系統(tǒng)中用戶的數(shù)據(jù)服務(wù)需求，本文設(shè)計(jì)了一種基于云計(jì)算的射頻識別技術(shù)（RFID）信息服務(wù)架構(gòu)。該架構(gòu)可以將企業(yè)的本地RFID 應(yīng)用與供應(yīng)鏈公共信息服務(wù)進(jìn)行解耦，將RFID 信息通過基于馬爾可夫模型的信息發(fā)布機(jī)制發(fā)布到云中，從而形成完整的RFID 信息服務(wù)云平臺，為RFID供應(yīng)鏈應(yīng)用提供實(shí)時(shí)、序列化的信息服務(wù)，并分析了此架構(gòu)的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；供應(yīng)鏈；RFID；信息服務(wù)；分布機(jī)制

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）01-0233-02

RFID（Radio Frequency Identification）射頻識別技術(shù)因其便捷性已經(jīng)在商品供應(yīng)鏈、物品管理及身份識別等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用，目前通常應(yīng)用的工作模式是“數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)”模式[1-2]。在此工作模式下，RFID 標(biāo)簽可以通過對實(shí)際特定物體進(jìn)行唯一性編碼，應(yīng)用服務(wù)業(yè)務(wù)中生成的相關(guān)的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)在特定存儲(chǔ)器中，以物品的唯一編碼作為查詢數(shù)據(jù)的索引值，通過互聯(lián)網(wǎng)捕獲相關(guān)服務(wù)的應(yīng)用信息。EPCGlobal 組織設(shè)計(jì)了較為完整的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，通過構(gòu)建EPCGlobal 網(wǎng)絡(luò)完成相關(guān)應(yīng)用模式的正常運(yùn)行[3]。供應(yīng)鏈體系環(huán)境通常由多個(gè)參與者構(gòu)成，參與者們通常對物品信息的實(shí)時(shí)性獲取具有較高的要求，因此必須構(gòu)建跨區(qū)域、跨應(yīng)用及跨層次的RFID 公共信息服務(wù)平臺和數(shù)據(jù)共享機(jī)制。本文設(shè)計(jì)了一種基于云計(jì)算的射頻識別技術(shù)（RFID）信息服務(wù)架構(gòu)。該架構(gòu)可以將企業(yè)的本地RFID 應(yīng)用與供應(yīng)鏈公共信息服務(wù)進(jìn)行解耦，將RFID 信息通過基于馬爾可夫模型的信息發(fā)布機(jī)制發(fā)布到云中，從而形成完整的RFID 信息服務(wù)云平臺，為RFID供應(yīng)鏈應(yīng)用提供實(shí)時(shí)、序列化的信息服務(wù)，并分析了此架構(gòu)的優(yōu)勢[4]。

1 EPCGlobal 網(wǎng)絡(luò)及其存在的問題

1.1 EPCGlobal 網(wǎng)絡(luò)介紹

EPCGlobal 網(wǎng)絡(luò)主要包括物品電子編碼（EPC碼）、EPC 數(shù)據(jù)服務(wù)（EPCIS）、對象解析服務(wù)（ONS）等組成部分。EPC 碼主要負(fù)責(zé)完成物品的編碼操作，其兼容并拓展了EAN/UCC 系統(tǒng)固有的編碼標(biāo)準(zhǔn)，為貿(mào)易物品與服務(wù)、物流客運(yùn)、資產(chǎn)評估、位置獲取以及特殊行業(yè)領(lǐng)域提供不重復(fù)的唯一標(biāo)識[5]。EPCIS 主要位于RFID標(biāo)簽、數(shù)據(jù)讀取器以及中間件內(nèi)，負(fù)責(zé)完成EPCGlobal 網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存相關(guān)服務(wù)，在完成EPC 的相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈參與者間的數(shù)據(jù)共享，是終端參與者與EPCGlobal 網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換的關(guān)鍵通道。ONS 主要位于傳統(tǒng)的DNS 架構(gòu)中，能夠?qū)χ付‥PC 碼所標(biāo)識的EPCIS 的URL 地址進(jìn)行解析，根據(jù)不同的URL完成不同的相關(guān)數(shù)據(jù)信息的查詢操作。在EPCGlobal 網(wǎng)絡(luò)體系中，ONS 作為調(diào)度指揮者，可以根據(jù)參與者不同的EPC 檢索請求，提供不同的EPCIS 服務(wù)器地址，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息在各供應(yīng)鏈參與者間進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交互[6]。

1.2 存在的問題

ONS 的解析機(jī)制的基本原理是通過Root ONS 信息提取供應(yīng)廠商唯一編碼對應(yīng)的Local ONS 的URI 地址，再根據(jù)獲取的地址和產(chǎn)品類型碼來精確定位提供EPCIS 服務(wù)的URI地址。ONS 僅可以取得EPC 管理者運(yùn)營維護(hù)的EPCIS 服務(wù)地址，而且僅可以獲得產(chǎn)品類型級別信息[7]。在整個(gè)供應(yīng)鏈體系下，其他參與者的EPCIS 也能夠提取與該EPC 相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)，這些信息數(shù)據(jù)在供應(yīng)鏈的正常運(yùn)作過程中具有良好的指導(dǎo)價(jià)值，如物品位置跟蹤與追溯及物品庫存管理等功能。ONS 也存在一定弊端，其無法獲取參與者集群的EPCIS 地址，不能完成提供序列級的RFID 信息服務(wù)功能，此弊端會(huì)在一定程度上對供應(yīng)鏈各參與方的調(diào)度決策和運(yùn)行情況監(jiān)控存在干擾和影響[8]。由于ONS 是在傳統(tǒng)DNS 的基礎(chǔ)之上建立的，其更新記錄時(shí)必然會(huì)存在定量的延遲，并且供應(yīng)鏈體系下各參與方的地理位置分別不集中，數(shù)據(jù)信息服務(wù)的傳輸延時(shí)在所難免，從而使對實(shí)時(shí)性要求較高的服務(wù)無法準(zhǔn)確完成。

2 基于云計(jì)算的RFID信息服務(wù)機(jī)制

2.1 設(shè)計(jì)思想

供應(yīng)鏈體系中的參與者往往希望準(zhǔn)確實(shí)施的獲取物品的物流信息和相關(guān)屬性，渴望RFID 技術(shù)可以在供應(yīng)鏈體系中發(fā)揮相應(yīng)的功能，RFID 信息服務(wù)也應(yīng)能夠完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性獲取和序列級應(yīng)用功能，但是目前的EPCGlobal網(wǎng)絡(luò)體系在支持以上功能的過程中存在瑕疵和不足。本文設(shè)計(jì)的基于云計(jì)算的RFID信息服務(wù)機(jī)制將云計(jì)算技術(shù)融入到RFID相關(guān)信息服務(wù)功能中，同時(shí)其也兼容現(xiàn)有的EPCGlobal 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。其基本設(shè)計(jì)思想如下： 在各供應(yīng)鏈參與者所在的不同區(qū)域分別搭建區(qū)域化云計(jì)算平臺，各參與者將EPCIS 獲取到的EPC 數(shù)據(jù)完整準(zhǔn)確地上傳到就近的區(qū)域云計(jì)算平臺中，各區(qū)域云技術(shù)平臺融合RFID技術(shù)，形成完整的RFID 信息服務(wù)云計(jì)算平臺可以直接為供應(yīng)鏈各參與者提供需要的RFID 信息服務(wù)功能，完成供應(yīng)鏈參與者的本地RFID信息服務(wù)與公共RFID 信息服務(wù)間的解耦操作；RFID 應(yīng)用的使用者發(fā)出服務(wù)請求時(shí)，確保距離其最近的區(qū)域云計(jì)算平臺可以完成相應(yīng)信息服務(wù)支持，從而在一定程度上克服傳輸延時(shí)等低實(shí)時(shí)性難題。

2.2 基于云計(jì)算的RFID信息服務(wù)機(jī)制結(jié)構(gòu)

按照以上的基本設(shè)計(jì)思想，圖1展示了基于云計(jì)算的RFID 信息服務(wù)機(jī)制（Cloud-RFIS）的體系架構(gòu)，該架構(gòu)主要由公共服務(wù)層和企業(yè)應(yīng)用層組成。公共服務(wù)層主要完成供應(yīng)鏈RFID 信息服務(wù)（RFIS）云平臺的相關(guān)數(shù)據(jù)信息提取服務(wù)以及EPC 發(fā)現(xiàn)服務(wù)；企業(yè)應(yīng)用層由供應(yīng)鏈參與者的本地EPCIS 和RFID 應(yīng)用服務(wù)程序融合協(xié)作完成，通過RFID 技術(shù)實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)的協(xié)作運(yùn)行。企業(yè)應(yīng)用層的EPCIS 通常被稱為本地EPCIS， RFIS云計(jì)算平臺中的各區(qū)域云被定義為Region-EPCIS。

（1）RFIS 云平臺，其職責(zé)是完成本地EPCIS獲取的EPCIS 事件數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)操作，為RFID 應(yīng)用層的服務(wù)程序提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)信息服務(wù)。供應(yīng)鏈系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)服務(wù)級別協(xié)議租用與之相匹配的云計(jì)算互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)器，在提供供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)的各區(qū)域分別搭建Region-EPCIS，從而形成完整的RFIS 云計(jì)算平臺。該云計(jì)算平臺能夠根據(jù)供應(yīng)鏈的數(shù)據(jù)信息流的狀態(tài)實(shí)時(shí)合理調(diào)配云計(jì)算的服務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)資源的自由拓展、按需分配以及按需付費(fèi)功能，在較低的運(yùn)營成本基礎(chǔ)上提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)信息服務(wù)支持。

（2）信息分布機(jī)制幫助本地EPCIS選擇合適區(qū)域的云計(jì)算平臺完成相關(guān)的EPCIS 事件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)業(yè)務(wù)，其工作效率將直接影響到RFID信息數(shù)據(jù)服務(wù)共享的實(shí)時(shí)性。信息分布機(jī)制依據(jù)就近原則，將EPCIS 事件數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)在需要完成數(shù)據(jù)信息查詢的物流業(yè)務(wù)最近區(qū)域的云計(jì)算平臺Region-EPCIS 中，此機(jī)制可以在一定程度上減少由于傳輸延時(shí)等因素引起的實(shí)時(shí)性弊端，但這種機(jī)制會(huì)對云計(jì)算平臺的資源造成浪費(fèi)。下文介紹一種基于馬爾可夫模型的信息分布機(jī)制為本地EPCIS 從RFIS 云計(jì)算平臺中選擇最優(yōu)的區(qū)域云計(jì)算中心Region-EPCIS完成數(shù)據(jù)信息映射。

（3）EPC 發(fā)現(xiàn)服務(wù)中心。本文提出的機(jī)制將通過發(fā)現(xiàn)服務(wù)將RFID 應(yīng)用客戶端與RFIS 云計(jì)算平臺進(jìn)行連接。當(dāng)物品的地理位置在供應(yīng)鏈系統(tǒng)中發(fā)生變動(dòng)時(shí)，該過程產(chǎn)生的EPCIS事件的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息將上傳到本地EPCIS 和對應(yīng)的區(qū)域云計(jì)算平臺中，而輕量級事件索引將被發(fā)送到EPC 發(fā)現(xiàn)服務(wù)中心。

2.3 Cloud-RFIS信息分布機(jī)制

基于馬爾可夫模型的信息分布機(jī)制設(shè)計(jì)思路如下：以馬爾可夫模型為基礎(chǔ)，根據(jù)RFID 讀寫器存儲(chǔ)的序列數(shù)據(jù)，計(jì)算出物品的最有可能出現(xiàn)的位置，提前將與該物品關(guān)聯(lián)的EPCIS 事件數(shù)據(jù)從參與者的本地EPCIS 映射上傳到RFIS 云計(jì)算平臺中所處區(qū)域云計(jì)算平臺中，這樣當(dāng)物品到達(dá)區(qū)域產(chǎn)生數(shù)據(jù)請求時(shí)，RFID客戶端從最近的Region-EPCISx下載EPCIS 事件數(shù)據(jù)信息，提高了數(shù)據(jù)共享的實(shí)時(shí)性。

3 結(jié)論

綜上所述，本文通過分析EPCGlobal 網(wǎng)絡(luò)目前面臨的諸多問題以及供應(yīng)鏈系統(tǒng)中用戶的數(shù)據(jù)服務(wù)需求，設(shè)計(jì)了一種基于云計(jì)算平臺的射頻識別技術(shù)（RFID）信息服務(wù)架構(gòu)。該架構(gòu)可以將企業(yè)的本地RFID 應(yīng)用與供應(yīng)鏈公共信息服務(wù)進(jìn)行解耦，將RFID 信息通過基于隱馬爾可夫模型的信息發(fā)布機(jī)制發(fā)布到云中，從而形成完整的RFID 信息服務(wù)云平臺，為RFID供應(yīng)鏈應(yīng)用提供實(shí)時(shí)、序列化的信息服務(wù)，并分析了此架構(gòu)的優(yōu)勢。

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