EPC标准以及RFID的应用解析

　　EPC RFID是近年来兴起的一种最新技术，随着成本的下降和标准化的实施，将对供应链管理、物流、生成控制和零售等领域产生革命性影响，将在全球范围内从根本上改善对产品生产、运输、仓储、销售各环节物品流动监控的管理水平，大大提高生产和销售计划实施管理水平，增加企业的竞争力。EPC RFID具有无源、远距离、非接触和多物体移动识别等技术特点，除了物流供应链管理领域，EPC RFID技术在远距离车辆管理，自动分拣，远距离设备识别和标准化巡视管理等方面也具有良好的应用前景。

　　EPC （Electronic Product Code，积极倡导基于电子产品统一识别码的“物联网”的组织）系统包括射频标签、识读器、Savant软件、ONS对象名解析服务、PML语言等软硬件组件，系统复杂，涉及RFID、计算机软件、计算机网络等各领域技术，现在权威的EPC标准还没有出台，但随着研究的不断深入，各个研究组织先后发布了一些EPC系统相关技术规范或草案，这些规范或草案经过标准化组织、系统提供商和终端用户的讨论和审核，有可能成为将来的标准，而事实上，这一标准制定过程也正在加紧进行当中，现在我们将这些技术规范与草案整理归纳

　

　　EPC标签数据技术指标1.0

　　本规范规定了一个EPCTM 标签内的数据的一般结构和格式。规范包括：EPC位数和数字的格式。规范也对已确定的头字段值进行识别，并对每一个头字段所定义的位分区进行描述。

　　860MHz-930MHz Class 1射频识别标签的射频和逻辑通信接口规格说明，V1.01。

　　本规范规定了运行在860MHz-930MHz频率范围内的自动识别中心class 1射频识别（RFID）标签的射频通信接口和解读器控制的功能性需求。在通信过程中，class 1标签仅用于传送标识符及用以获取标识符的相关信息。

　　5美分标签

　　RFID标签本身是复杂的系统，因此最佳RFID标签的设计需要集成电路设计，天线设计，生产工艺工程和纸工程之间的精密协调。这是一种精密的系统层次的方法，与在此描述的新技术和新方法相结合，这种方法可以实现低成本RFID系统。

　　900MHz Class 0无线射频识别标签协议规范草案

　　此规范分五部分，A部分计划实施标准。B部分提供空气接口和指令集的定义，它包括信号的波形，并扩展了详细的指令结构和操作的描述。C部分描述了此说明书的程序方面，并包含对成功的操作运算法则的推荐，此说明书支持这些算法。D部分将提供测试说明。它的内容和范围仍正在定义。E部分列出了未解决的问题。

　　多频带低成本EPC标签识读器

　　通过与Auto-ID中心合作，ThingMagic LLC已经开发了一个独特的多频带RFID标签识读器参考平台。这个识读器设计用以读取Auto-ID中心研制的13.56MHz （HF）和902 – 928MHz（UHF）频带规格的EPC标签。硬件结构包括一个对每个频带都通用模拟变频器，并附有无线电软件结构以便轻松的适应新的频率和协议。识读器的组态软件结构允许轻松扩展并同时提供包括网络配置在内的复杂网络性能，实时动态固件和通过嵌入式的SQL 兼容的数据库引擎的TCP/IP浏览器接口。这种设计提供了出色的允许快速的部署和寻找上升路径的可调性和灵活性。

　　Savant

　　如果现在采用条码标识的物品都用Auto-ID center的EPC标识，EPC的网络管理软件就要以每秒几百万的速度处理事件。为了管理这个巨大的事件流，Auto-ID center推出了分层、模块化的组件，就是Savant。

　　Savant是一个“中间件”，用来处理从一个或多个解读器发出的标签流或传感器数据（事件数据）。Savant在向企业应用程序发送数据之前，要压缩数据量，对标签数据进行过滤、集成和计算。

　　ONS规范

　　运行在本地服务器中的ONS解析服务帮助本地服务器吸收用标签读写器侦测到的EPC标签的全球信息。在一个局域网内的标签识读器在物理空间上分布在多个地方，用于识读不同环境的EPC标签，识读器再将读到的EPC编码信息通过局域网上传到本地服务器，由服务器所带Savant软件对这些数据进行集中处理，然后，再由本地服务器通过查找本地ONS服务或通过路由器到达远程ONS服务器查找所需EPC编码对应的PML服务器地址，本地服务器就可以与找到的PML服务器建立通讯了。这篇文档描述了利用ONS服务架构来定位带有射频标签对象的网络服务模式。介绍了ONS系统架构、ONS工作过程、解析前运算法则、ONS解算器、管理功效等内容。

　　PML规范

　　PML可广泛应用在存货跟踪、事务自动处理、供应链管理、机器操纵和物对物通讯等方面。毫无疑问的是，很难详细描述整个现实世界以满足每个企业、每个行业的需要。每一个物品都有其物理属性，这包括体积和质量。而且它们经常是有内部结构的。此外它们为不同公司和个人所拥有，并在这些公司和个人之间进行交易。总之，它们存在于时间和空间中。物理标记语言的核心组件就是要捕获这些物品和环境最基本的物理属性。

　　物理标记语言（PML）将成为一种通用的、标准的方法来描述我们所在的真实世界。这项任务是如此艰巨，Auto-ID中心必须仔细考虑PML的目标和它未来的应用。

　　RFID泛社会化应用的浪潮席卷日本，日本的各个有关政府省厅对RFID的应用都做出了明确的规划和目标并指导企业进行了大量实验。在日本RFID领域中大有推广EPC的势头。下面介绍了欧姆龙公司如何与世界同步大力开发RFID技术产品和怎样广泛开展应用的。

　　EPC的全球化

　　1999 年在MIT（麻省里工学院）设置了总部，设立了非营利的国际研究机构Auto ID中心。2003年11月，Auto ID实验室与EPC国际分离，独立出来进行活动。该中心策划制定ID标签体系，以便在全球范围内都能进行每件物品的识别。Auto ID还以面向全世界的公开平台的构筑和国际标准技术开发以及制定国际标准作为其行动宗旨。

　　Auto ID实验室设立之初就有P&G、吉利、沃尔玛等104家公司参加。而后随着RFID技术的推广，现在已有401家公司（其中有17家日本公司）都在赞助Auto ID实验室。欧姆龙于2003年4月加入这个行列。依靠这些赞助，Auto ID实验室在全球设立了多处研究开发基地，其中包括美国麻省理工学院、英国剑桥大学、澳大利亚阿德来德大学、日本庆应义塾大学、中国复旦大学等。

　　日本方面，依靠财团的支持，建立了流通开发中心，以此作为加入EPC全球的窗口。

　　UPC码仅仅告诉该物品属于哪一类，而EPC码不仅如此，而且还能说出它是哪一件。也就是说，EPC码可以用于对每一件物品进行管理。

　　Ubiquitous ID中心设立在东京大学，以坂村健教授为核心，于2002年12月成立，2003年3月开始进行正式运作。截至2005年3月已经有包括NTT、NEC、日立、SONY、富士通等多家日本企业以理事单位或会员身份参加该中心。

　　·理事单位　NTT Data等30家公司

　　·A类会员（技术/标准制定的开发）：NEC、日立等65家公司

　　·B类会员（利用该技术的产品开发）：SONY、Secom等188家公司

　　·会员C（U-ID、e-TRON的利用活动）：富士通、日本Unisys等的162家公司

　　Ubiquitous 的意思为“泛在”、或“无处不在”。在Ubiquitous ID主张世界上几乎所有的地方都可以使用RFID。Ubiquitous ID在确保安全的前提下，希望能够统一和包括Auto ID已得到应用的所有范围。并且为其设定了特别的整体安全结构——TRON（一种专用的操作系统OS）。Ubiquitous ID采用128个存储单元作为编码空间。在各种网络中都可以提取和查询。

　　欧美各国UHF频带的利用状况

　　在欧美的流通业中，利用UHF频带的RFID的标准化及产品化得到很大发展，UHF频带的利用得到广泛注目。

　　（1）流通领域决定导入RFID

　　美国等国家已经决定在流通领域导入ID标签，这已经成为时代的趋势。

　　（2）大型零售业以及美国国防部（DOD）的RFID发展计划

　　EPC 全球是以从沃尔玛开始的零售业大公司、到J&J、P&G等大型供货商等为核心的流通业内推进RFID的导入为目标的同行业团体。该团体与条形码管理团体——EAN与UCC进行共同的运动，把EPC（电子物品编码）主要用于物流，并极力推进EPC电子标签的标准化和普及活动。

　　（3）各国和地区使用的UHF带的频率范围

　　在ISO18000-6C中规定UHF频带的使用频率为860MHz～960MHz，而实际上各个国家和地区使用的频段却有很大的不同。下面是一些国家UHF带德频率范围。

　　国家和地区　　　　 UHF频带

　　中国　　　　918MHz～925MHz（center921MHz）

　　韩国　　　　908.5MHz～914MHz

　　新加坡 923MHz～925MHz

　　中国香港　　919.5MHz～920MHz

　　中国台湾　　922MHz～928MHz

　　欧洲　　　　865.6MHz～867.6MHz

　　美国　　　　902MHz～928MHz（center915MHz）

　　日本　　　　952MHz～955MHz

　　（952MHz～954MHz：大功率输出型）

　　（952MHz～955MHz：小功率输出型）

　　应用的实际案例

　　2.1 至今为止的RFID事业领域

　　工业自动化中的导入事例

　　（1） 加工中心的刀具管理

　　（2） 汽车组装生产线

　　（3） 电视组装生产线

　　（4） 家电产品的组装/检查流水线

　　125kHz　导入事例

　　（1）企业食堂的自动结算系统

　　在食堂接入自动结算系统是为了消除因混乱时的结算业务的输入错误，食堂自动结算系统与工资结算系统结合，可以改善混乱时的结算业务与提高速度，还可以用职员卡进行工资结算。自动计算系统还支持用自动读取来节省人力费。利用自动结算系统来为餐饮业服务可以更好地了解销路好的产品，同时向就餐者提供卡路里（热量）等健康管理数据。

　　（2） 回转寿司计算系统

　　为赢得对顾客的争夺，实现回转寿司的结算业务的自动化从而为顾客提供安心、安全的服务，特开发了回转寿司计算系统。利用这套系统可以瞬间计算每个价格带的小碟子的枚数、合计金额，利用简单的操作，能正确的开据各种单据，并且能能进行回转寿司的新鲜度管理。在结算时只需用专用的手持读写器对处于重叠状态的背面贴有标签的小蝶子进行读取，即可方便地进行结算。

　　（3） 制服的洗涤/出租管理

　　对制服的洗涤、出租管理主要是为了消除误配、提高服务水平和工作效率，对每个单品的洗涤次数进行正确的品质管理。在洗涤出租过程中能正确地把握出租商品的流通、库存量，防止配送时的误配，单据的自动发行在很大程度上提高了工作效率，对洗涤次数的管理获得了高度的质量管理，正确地把握了流通量、库存管理提高了经营效率。

　　13.56MHz　导入事例

　　（1） 航空手提行李的电子标签管理

　　在机场和飞机上应用航空手提行李标签管理可以有效地提高标签读取率，减少因读取错误而造成的对手提行李的后方处理；航空手提行李管理系统还可以将人与手提行李一元化，由于顾客与手提行李连在了一起，这样就提高了手提行李的发送效率；对手提行李检查的履历管理强化了对付炸弹等危险品和恐怖分子进行破坏的方法；另外，航空手提行李标签管理还具有实现对标签的高读取率、减少手提行李的误送率、减少飞机的转机时间、实现对手提行李检查的履历管理等功能。

　　（2）图书馆借阅管理

　　图书馆藏书主要面临以下几个问题，由于图书馆工作量巨大，图书馆工作人员由于对藏书的管理而失去了休息日，利用图书馆藏书管理可以减短藏书管理的作业时间，休息日等混乱时的接待、贷出时间过长，图书经常被盗。融入了RFID技术的图书管理系统可以有效地扩大图书馆服务时间，减短藏书管理作业时间，减缩查找下落不明的图书时间，减短了图书检索时间，缩短了借出、归还手续所需时间，由于对不同标签的同时读入减短了作业时间，提高了抑制被盗效果。

　　（3）自行车停车场管理

　　开始利用RFID自行车停车场管理系统后，由于不需要监视人员实现了24小时服务，还能简单地防止未登记的自行车的违规停车。

　　（4）珠宝业的商品管理

　　珠宝业对畅销商品的管理和各店铺的库存管理需要较多人力和消耗大量的时间。由于商品品种多，盘点时间及劳动力消耗都比较高。店铺间的商品调动及价格变更、禁止营业人员带出宝石的管理时间也比较长。应用RFID技术通过货架上的宝石的状态在短时间内能把握住库存状态，与以前相比仅用1/10的作业时间。从其他的店铺中也容易把握该店铺的信息。运用融入了RFID技术珠宝业商品管理系统能减轻销售人员的销售额处理、库存管理、库存处理等工作和标价中的变更处理的确认工作。

　　（5）大型活动入退场管理系统

　　现代会场规模正朝着大型化、规模化方向发展。10万以上规模的参观人员到达会场时、光凭肉眼来检查的话，很难清楚地对所有人员进行快速的检查，入场口经常处于混乱状态、为此希望有所缓和。有很多持假票的入场人员，并且有的会展要开许多天，入场券的重复使用问题很多，这就为举办方带来很大的经济损失。工作人员、搬运车辆入场检查又耗费了相当多的时间，并且准确和安全难以保障。使用大型活动入场管理系统可以有效地防止入场混券的重复使用。同时，使用带PDA的阅读器可以使工作人员和搬运车辆可以顺畅安全地进入场地。

　　沃尔玛的应用

　　沃尔玛导入RFID的日程表

　　2003年6月声明要求前100位的贸易公司安装ID标签的方针；

　　11月该公司参与了成立标准化团体——EPC全球。

　　2004年4月以7个店为对象，与最有实力的贸易伙伴（8家公司）率先实行了实用化，在德克萨斯州的7家店铺及物流中心的HP等8家公司的产品、商品货架、包装箱上粘贴ID标签。

　　6月聚集供应商召开会议，贸易伙伴的前100家公司和自发参加的３７家公司参加了供应商会议。

　　2005年1月规定前100名供应商必须粘贴ID标签。

　　4月作为国内厂家欧姆龙率先给流通业主、标签厂家等提供UHF机器。

　　6月运用扩大到6处物流基地、250家店铺。

　　10月扩大到13处物流基地、600家店铺。

　　2006年1月前300位的供应商安装ID标签。

　　2007年1月扩大到全部的供应商及全部的ＤＣ。

　　沃尔玛在UHF频带上的试验状况

　　生产商和供应商在产品生产和运输过程中应用RFID技术，在商品包装上贴上电子标签并写入商品的生产、运输、检验等信息。商品进入超市后，超市的读卡器读取产品包装上电子标签里写入的信息，从而实现商品准确快捷上架。

　　由RFID应用带来的经济效益

　　基于舟本流通研究所、曼哈顿地区的沃尔玛分店在一年中的经济效果的估算，从生产基地、物流中心出库，花费时间作物品的跟踪调查要花费3亿美元。从仓库的入库到出库，用条形码进行出入库管理检查要花费大量的人力资源，在这个过程中收货、出货成本大概是67亿美元。在商品的输送途中，商品可能会被贪污、暗地销售、丢失，由这些原因造成的损失大概有5亿美元。商品进入超市后，由于理论库存和实际数量不一致造成了再订货的麻烦，这又增加了6亿美元的成本开支。由于库存过剩和零库存而造成的产品积压和丧失销售机会带来的损失高达2亿美金。以上各种损失高达83亿美金。

　　同时，沃尔玛自身在经济效果指标中提出了流通业的销售额的平均4%是由于无库存而引起的机会损失的研究报告。沃尔玛由此造成的的销售额减少是1.2兆日元。

　　对供应商的有利之点

　　过去，给沃尔玛供货的供应商在托盘或包装箱上粘贴一般纸质标签时，用现贴现发（slap & ship）方式每件货品的发货手工费是１美元，仅仅花费如此巨额手工费这一点就令我们明确地看出改进标签可以赢得多大的商业价值。为此沃尔玛作了以下2个尝试：其一为采用RFID设备以提高设备使用性能的尝试，从而改变使用条形码时的繁杂工作，以提高效率为目标进行准确性试验；其二是改变信息的尝试，不仅仅是利用电子标签收集数据、还要将得到的信息进行管理、分析、灵活使用从而能发挥其商业优势。这样通过对商业流程的重新构筑时通常不能观看的经常性业务可视化以便找到其中没有起作用的部分，进而了解业务死角，例如商品的无功搁置、作业低效、货物被盗等。同零售商合作，进行需求预测并提高库存的精度，以便加快货物周转速度。消除现场的缺货现象、防止生产过剩、提高库存的运转率。

　　除了沃尔玛的前100家供应商之外、另有37家供应商积极采用RFID，投入到角逐之中。他们具有在竞争中被淘汰出局的危机感，他们希望在使用电子标签后能够增加公司的销售额，希望维持并扩大在沃尔玛采购中所占有的份额。

　　 欧姆龙在RFID应用中的努力

　　RFID事业的历史

　　从1988 年发售面向制造业的电磁结合方式的RFID系统（频率数　530kHz）开始，欧姆龙一直致力于RFID技术的研发和应用。1989年发售频率 2.45GHz微波方式的RFID系统。1991年实现了同行业界最高速的通信方式的光ID系统。1998年欧姆龙推出面向非制造业的频率125kHz的 RFID系统。2000年发售ISO15693的频率13.56MHz的RFID系统。2003年发售用于图书的自动借出、归还以及藏书管理的图书馆 RFID系统。2004年开乱状况，并且可以查出假票。采用附有自身破坏功能的ID，入场一次后，ID被自动关闭防止了入场

　　始提供面向珠宝、眼镜、贵金属品业界的嵌入式电子标签，并参加了日本国土交通省的验证试验推进团体ASTREC的空手旅行。2005年欧姆龙的国外市场继续扩大，为美国流通业界提供频率902ＭＨｚ～928ＭＨｚ的UHF频带RFID产品。

　　全球网络

　　在现阶段对将来市场的预测，2004年欧姆龙完成了对欧美流通业的实验，05年真正的全面铺开UHF。另外正筹化在06年～07年间急速扩大事业规模。欧姆龙还设想在日本国内进行各种各样的验证试验、并于08年～10年期间得到预期的效果。

　　从欧姆龙以北美、欧洲为中心进UHF市场开拓到在北美、欧洲建立生产基地，业务主要面向零售商品、药品、防卫、海运等行业。今后的趋势是市场需求继续增大，业界的竞争淘汰整顿将会加速，应用领域开始从传统领域转向物流、航空、机场、汽车零部件、印刷品等领域。

　　流通领域中ID标签的使用方法

　　在制造、物流领域，要根据情况选择符合其需求的ID标签来使用。输送过程中应用的ID标签主要用于物流中心或者大型的店铺，因为工作量大，读取距离比较长。比较适合使用长距离、大容量的标签。而厂家或者批发市场同物流中心就比较适合使用中等距离、容量较小的标签。

　　欧姆龙对流通领域中RFID事业的努力

　　欧姆龙对流通业的供应链市场特别重视。从北美、欧洲的项目到其他地域如日本、中国和亚洲其他国家的项目中，分阶段地加以实施，在同一市场上增加对其他领域如机场、送货上门、服装等的应用。物流市场是由供应商领域的制造业市场和非制造商领域的流通市场共同参与构成的。它包括制造业的物流部门、3PL、进口公司等。

　　RFID运作的商业模式

　　欧姆龙在制定好自己的RFID解决方案并加以实施的同时，也积极与很多商业合作伙伴共同进行事业的展开。不管是芯片、标签还是零售商的各种中间件，欧姆龙在标签嵌入和读写器开发方面都有自己的产品和技术应用。

　　RFID商品群

　　欧姆龙的RFID系统以电磁耦合方式和UHF微波方式为主。电磁耦合方式主要包括125KHz的V700系列和13.56MHz的V720系列。UHF微波方式主要是915MHz的V740系列，V740系列面对的主要是北美市场。现在面向中国的是V750系列产品。

　　使用硬币式标签时，V700系列通信距离可以达到250mm，该系统可以同时以FIFO、多方式连接、选择性连接机能搭载，具有出色的耐环境性、耐热性（可承受180℃高温），属于耐久标签。V700系列还搭载了同行业中最早的杂音控制机能，使得整体性能得到进一步提升。

　　V720系列是依照世界标准ISO/IEC15693进行开发的有灵活性的标签。卡式标签输出功率为4W时，V720系列通信距离实现450mm。它同样支持FIFO、多方式连接、选择性连接机能装载。