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第四章 EPCglobal Network

第四章 EPCglobal Network. 周彥碩 博士. Outline. What is EPCglobal Network? EPCglobal Network Framework EPCglobal Network 資訊流 EPCglobal Network 平台建置與導入 未來趨勢與發展. 一、何謂 EPCglobal Network. 何謂 EPCglobal Network?. 不僅僅只包含低價的 RFID 標籤 (tags) 及電子通用產品碼 (EPC, Electronic Product Code) 。

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第四章 EPCglobal Network

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Presentation Transcript

  1. 第四章 EPCglobal Network 周彥碩 博士

  2. Outline • What is EPCglobal Network? • EPCglobal Network Framework • EPCglobal Network 資訊流 • EPCglobal Network平台建置與導入 • 未來趨勢與發展

  3. 一、何謂 EPCglobal Network

  4. 何謂EPCglobal Network? • 不僅僅只包含低價的RFID標籤(tags)及電子通用產品碼 (EPC, Electronic Product Code)。 • 以技術建置一”網際網路實體物件” • Vision:自動的辨識任一位置之任何物件 • 為一全球化系統以開放之標準及單一之辨識碼為基礎來定義物件使其能廣泛調度。

  5. 何謂EPCglobal Network? <續> • 結合RFID技術、既有網際網路建設及EPC編碼規範 • 提供低成本、即時、正確之供應鏈事件管理(Supply Chain Event Management)應用。 • EPCglobal Network之技術規格與標準，採用網際網路分散式架構的觀念以及開放標準之精神。 • 提供EPC相關資料交換之標準基礎建設 • 供應鏈事件管理之分散式網路 • 透過Auto-ID/EPCglobal 標準制定程序發展之規格與標準。

  6. 何謂EPCglobal Network? <續> • 發展背景 • RFID之應用將帶來巨量的新資料 • 許多供應鏈成員將希望分享EPC資料 • 應用利益 • 可以協同運籌(Collaborative)並保持適應性(Adaptive)之供應鏈 • 供應鏈事件之完全透明化(Full visibility) 6

  7. EPCglobal Network 基礎架構 EPCglobal Core Services or Other Shared Services EPC資料交換 互動分享服務 互動分享服務 Peer to Peer Exchange of Data about EPCs EPCglobal Subscriber EPCglobal Subscriber EPC基礎建設 Exchange of Physical objects with EPCs EPC實體交換

  8. EPCglobal Network 基礎架構 <續>

  9. ONS (Cache) EPC Information Services Internal Systems (ERP,WMS, etc.) EPC Middleware EPCglobal Network 基礎架構 <續> EPC Reader 1.RFID硬體標準 2.IT系統標準 3.資料標準

  10. EPCglobal Network 基礎架構 <續> • 1.RFID硬體標準(RFID hardware standards) • Tags與readers之間的通訊交流-無線介面通訊協定 • Reader之通訊與管理 • 2.IT系統標準(IT systems standards) • EPC Information Services (EPCIS) • Application Level Event (ALE) • Object Naming Service (ONS) • 3.資料標準(Data standards) • 標籤資料標準提供一標準數字結構去定義每一個獨特物件以及翻譯標籤編碼中之資訊。 10

  11. 與網際網路的對照

  12. 二、EPCglobal Network Framework 12

  13. Middleware Middleware Middleware Reader Reader Reader EPCglobal Network 架構 EPCglobal ( Controled to VeriSign) Root ONS 製造商 Lacal ONS EPCDS 批發商 零售商 EPCIS EPCIS EPCIS TEXT 13

  14. 交換層 捕捉層 辨識層 EPCglobal Network 架構 <續> • ONS（Object Name Service） • EPC DS（Discovery Service） • 資料定義標準（certificate Profile） • 族譜（Pedigree） • ALE (Application Level Events） • EPC Information Services • Tag Data • Tag Data Translation • 極高頻系統UHF Class 1 Gen 2 • 低階讀取器協定（LLRP） • 讀碼器協定 • Reader Management 14

  15. EPCglobal Network 結構 15

  16. 識別層 16

  17. RFID Tag 與操作頻率關係圖 電子標籤資料標準 17

  18. 電子標籤資料標準 <續> • 不同編碼系統下，如何譯碼成EPC標籤資料? • EPC規範標籤內之編碼分為64bits和96bits，又分為以下幾大類：SGTIN、SCC、SGLN、GRAI、GIAI及GID等編碼系統。 • 64bits的結構：Header + Filter Value + Company Prefix + Item Reference + Serial Number • 96bits的結構： Header + Filter Value + Partition +Company Prefix + Item Reference + Serial Number • Header：定義編碼系統，如SGTIN、SCC、SGLN等。 • Filter Value：表示商品的包裝形式，如零售商品包裝或物流包裝等。 • Partition：分隔值定義隨後的資料內容與長度； • Company Prefix：代表公司碼。 • Item Reference：代表該公司所發行的產品型號。 • Serial Number：代表該行號產品的序號。 18

  19. 電子標籤資料的轉換 • 一個讀取器如何就讀取的標籤資料轉換成與internet相容的資料格式? • 提供一個機讀文件，定義轉換規範，讓標籤資料可翻譯成EPC內碼。EPCglobal 提供這個文件給終端用戶使用,使基礎設備的元件，可自動成為到新的EPC格式。 • 此動機為：為使組成元件在EPCs中能更加有彈性的收取及傳送，降低大量EPC Network技術界面中潛在的impedance mismatches 19

  20. 電子資料標籤協定 • 以超高頻為空中溝通介面，RFID標籤如何與讀取器通信之協定標準 • Gen 2：Class 1 Generation 2 UHF 20

  21. 讀取器協定 (Reader Protocol) • 讀取器如何與中介軟體運作(以利資料收集)之通訊協定? • 讀碼器協定：在界定標籤讀碼器與符合EPC標準相關軟體之間，包括Savant在內的訊息溝通與協定。 • Savant規格：Savant伺服器扮演EPC碼的地區儲存庫與連接資訊的角色，並且支援中介軟體服膺PML；因此規格書是定義EPC網路內Savant對各種程式要求的運算服務。 21

  22. 讀取器協定 (Reader Protocol) <續> • SAVANT系統：Savant為一軟體科技，擅長處理巨量資料、靈活過濾數據。在EPC網路裡，讀碼器將收集到的EPC碼傳送給Savant，依據這樣的資訊， Savant向散落各處的ONS提出詢問，由ONS找尋對的EPC碼的產品資料位址，再回傳答覆給Savant。由此Savant可找到物件資訊並傳遞 至相關單位的資料庫或是供應鏈之應用系統，主要目的是管理並移動資訊，防止企業和公用網絡的超載。歸納其主要任務有： • 資料校對 • 讀碼器間協調 • 資料傳送 • 資料儲存 • 任務管理 22

  23. 初級讀取器協定（LLRP, Low-Level Reader Protocol） • 第二代的EPCglobal Reader Protocol，提供讀取器與中介軟體間之更完整通訊協定 • 這個新標準，定義一個高性能，靈活和延伸性界面為操作RFID讀取器的連接網絡 23

  24. EPC 讀取器的特微與階段性發展 讀碼器用以接收主電腦的命令，以讀取標籤內的資料或將資料寫入標內 射頻讀碼器的組成模組如下： 讀取器管理 24

  25. 讀取器管理 <續> • 捕捉層(Capturing Level) • 該層主要是由「資料守衛」與「EPC資訊服務」所組成，其主要目的在於XXXXX • ALE • EPC IS 25

  26. 資料守衛ALE Middleware or other ALE implementation • 何謂 ALE? • 為Application Level Events的簡稱；ALE屬於一種介面，在EPCglobalNetwork架構中的角色主要是提供一個獨立於需要EPC資料的架構元件、過濾及運算資料的架構元件以及需要使用該資料的應用之間，透過ALE，能夠提供使用者或是技術服務提供者兩造間極大的助益；可透過下圖表示其運作。 ALE Engine ALE API Application 1 RFID Reader Application 2 RFID Reader Individual tag reads several times 1 seconds for every tag that is in range “Please give me: -a report every 60 seconds -from the readers at loading dock #5 -only Acme products, no item-level tags -only what’s changed” 26

  27. 資料守衛ALE <續> • ALE如何運作 • ALE處理回應Client端資料需求的規格： • 選擇位置：指定讀取器需要讀取的資料。 • 指定邊界：指定何時開始擷取及整合資料成報告。 • 訂定報告內容：例如特別要求要哪一類的資料，或是有哪些資料要被包含在報告裡面等。 • Client端如何向ALE Engine索取資料： • 登入模式 • 被動的同步模式 • 一次立即模式 27

  28. 資料儲存中心 EPCIS • 何謂EPCIS • 提供了一個模組化、可擴展的數據和服務的介面，使得EPC的相關數據可以在企業內部或者企業之間共享，及EPCIS更處理與EPC相關的各種訊息 • EPCIS為EPCglobal Network中的資料儲存中心，並為於最頂層之位置，不僅擁有EPC相關資料儲存功能外，也具備供應鏈交易成員間資料分享的功能。 • EPCIS被設計為一分層式、可延伸、以及模組化架構，包括有 • 抽象資料模型層 • 資料定義層 • 服務層 • 一系列賦予EPCIS透過網路資料交換能力的Bindings。 28

  29. 資料儲存中心 EPCIS <續> ServiceLayer Capture Interface Msg Q (Sect. 10.1) Query Control Interface SOAP (Sect. 11.2) Query Callback Interface HTTP (Sect. 11.4.2) Core Capture Operations (Sect.8.1) Capture interface Core Query Operations (Sect.8.2) Query Control Interface Query Callback Interface Capture Interface HTTP (Sect. 10.2) Query Control Interface AS2 (Sect. 11.3) Query Callback Interface HTTPS (Sect. 11.4.3) implements Core Query XSD (Sect. 11.1) Query Callback Interface AS2 (Sect. 11.4.4) depends on DateDefinitionLayer depends on Bindings Core Event Data types (Sect. 7.2) Core Event XSD (Sect. 9) implements depends on EPCIS Abstract Data Model (Sect. 6) AbstractDataModelLayer 29

  30. Discovery Services(DS) • EPCDS • 是一個有關EPC相關資料的“搜索引擎”。DS會回報一些有關EPC資料的地點。不同於ONS，一般而言DS也許包含針對指向個體不同於最初分配EPC代碼的個體。因此, 他們也許有關於EPC 的發現服務不是普遍地權威包含任何資料。它被預計,將有多競爭的發現服務並且有些限制了範圍(地方, 設施寬, 等) 。 • 對序號產品做追蹤 • 參考企業相關交易 • 物品種類（如：淺版/紙箱/單品…） • EPC資料個別項目（如：有效期限，…） • 細部安全管制政策 30

  31. Discovery Services(DS) <續> • 做為EPC Network組成技術的重要一環，EPC DS包括物件命名服務ONS（Object Naming Service）以及配套服務；其作用就是通過EPC碼以取得EPC資料服務位置。 31

  32. 物件名稱解析服務系統 ONS • EPC ONS • 做為EPC DS服務中的最重要組成部份，物件命名服務ONS儲存提供EPC資訊服務的位址資訊，以EPC碼作為搜尋的主鍵值，其記錄儲存是需要授權的，只有EPC碼的擁有者可以對其進行更新、添加、刪除等操作。 • 目前全球的root ONS系統和配套的EPC DS系統由EPCglobal委託Verisign公司進行維運；在台灣是由Verisign 委託其合作夥伴宏碁電腦進行台灣ONS服務中心的營運，負責提供臺灣地區的root ONS服務。 32

  33. 物件名稱解析服務系統 ONS <續> • ONS架構主要包括兩個組成部份： • ONS伺服器網路：分層管理ONS記錄，同時負責對提出的ONS記錄查詢請求進行回應。 • ONS解析器：完成電子產品碼到DNS域名格式的轉換，以及解析DNS NAPTR記錄，取得產品資訊服務的所在位置。 • 單一企業維護的本地端ONS伺服器包括兩部份功能，一是實現與產品對應的EPC資訊服務位址資訊的儲存；二是提供與外界交換資訊的服務，並通過root ONS伺服器進行連接，組成ONS網路系統。ONS網路系統主要完成以下兩種功能： • 企業內部的本地端ONS伺服器實現其位址對應資訊的儲存，並向root ONS伺服器報告該資訊及回傳網路查詢結果。 • 在EPCglobal Network內，基於電子產品碼實現EPC 資訊查詢定位功能。 33

  34. 物件名稱解析服務系統 ONS <續> • ONS服務提供以下兩類服務： • 靜態ONS服務：通過電子產品碼查詢供應商提供的該類商品的靜態資訊。 • 動態ONS服務：通過電子產品碼查詢該類商品的更確切資訊，譬如在供應鏈中經過的各個環節上的資訊。 • 由於ONS系統主要處理電子產品碼與對應的EPC IS資訊伺服器PML位址的映射管理和查詢，而電子產品碼的編碼技術採用了遵循EAN-UCC的SGTIN格式，和域名分配方式很相似，因此，完全可以借 鑒Internet中已經很成熟的域名解析服務（DNS）技術，並利用DNS構架實現ONS服務。 34

  35. 物件名稱解析服務系統 ONS <續> • ONS記錄分為幾類，對應於提供的不同服務種類： • EPC+ws：定位WSDL的位址，然後基於獲取的WSDL，讀取產品資訊； • EPC+epcis：定位EPC IS伺服器的位址，然後讀取其產品資訊； • EPC+html：定位報名產品資訊的網頁； • EPC+xmlrpc：在EPC IS等服務由協力廠商進行託管時，使用該格式做為路由讀取其產品資訊。 35

  36. 物件名稱解析服務系統 ONS <續> • ONS Introduction • 在EPCglobal的網路架構中，ONS﹝Object Name Service﹞是非常重要的核心，就像一個自動網絡服務系統，主要功能在確認EPC﹝Electronic Product Code﹞碼的正確性，並透過EPC碼的連結，指引使用者到相關產品資訊的資料庫或是網站；由於EPC/RFID標籤中儲存了EPC碼，如何將此EPC碼 透過資訊系統對應到其代表的商品資訊，便要透過ONS的架構來進行。 • EPCglobal 網路結構應該支持現有的網際網路標準和基礎設施, ONS 使用網際網路的現有的網域系統[DNS]，來找尋(解決) 關於EPC 的資訊。這意味著, 詢問和回應格式必須遵守DNS標準，並意味EPC 將被轉換成網域名字並且必須是一個有效的DNS資源紀錄。 36

  37. 物件名稱解析服務系統 ONS <續> • EPC標籤對於一個開放式的、全球性的追蹤物品的網絡需要一些特殊的網絡結構．因為標籤中只儲存了產品電子代碼，電腦還需要一些將產品電子代碼匹配到相對 應之商品資訊的方法．這個角色就由物件名稱服務（ONS）來擔當；它是一個自動的網絡服務系統，類似域名解析系統(DNS)，DNS是將一台電腦定位到網 際網路上的某一具體地點的服務． • ONS運作過程分幾個步驟，用示意圖說明如下： 37

  38. 物件名稱解析服務系統 ONS <續> • Root ONS服務 • 讓企業可以在開放的網際網路中，進行供應鏈夥伴間的資料交換，正確且迅速地在數以兆計的資料中，查詢產品相關資料。 • Root ONS（Root Object Name Service, 物件名稱解析服務）為EPCglobal Inc. 所提供的免費基礎服務，只要向EPCglobal組織申請EPC Manager ID之會員公司皆可以免費使用。 38

  39. Certificate Profile • 確保EPCglobal會員在EPCglobal Network上都能資料安全互通的認證標準 • 證書設定標準 • 為了保證廣泛的互換性和快速施行的同時亦保證安全的應用，這文件界定了設定X5.09證書發布和於EPCglobal網絡應用的單位。文件中的設定以兩個 互聯網標準為本，界定已實踐、施行和於多個現行的環境測試的Internet Engineering Task Force's (IETF's) 、 Public Key Infrastructure (PKIX) 工作組。 39

  40. Pedigree 藥品履歷 • 藥品供應鏈中，維護與交換藥品履歷資料，並可追蹤藥品擷取資料 • 將RFID的技術與藥品電子履歷（e-Pedigree）結合應用導入醫療產業管理，以提昇用藥安全。讓藥品追蹤的落實，使得交易雙方資料更加明確，並且杜絕偽藥的氾濫。 • e-Pedigree及EPCIS，在醫療供銷雙方資料應用，能提供正確的資料訊息並加速其傳輸之速度，可有效追蹤藥品的供應鏈，防堵偽藥的產生，而目前國外醫療產業已在應用此標準。 40

  41. 三、EPCglobal Network資訊流 41

  42. 供應體系交易資訊流 • 學習目標 • 如何使供應體系於EPCglobal Network中交換資料 • 如何讓每一個企業能持有他們的可追蹤資料以及如何只有在需求 鏈中分享已認證/授權的資料 • 如何在網路服務標準中確保有效率的使用所有元件可在多種機器上能進行有意義的溝通 • 如何能夠允許使用者從資料中得到資訊以及如何能夠進行搜尋資料 • 如何能夠在網路中隱藏其身分來連結EPCIS各節點─假設彼此不信任 在接下來的內容，將透過詳細的EPCglobal Net-work架構來探討供應體系之間資料交換的資訊流 42

  43. 供應體系交易資訊流 <續> EPCglobal Network 基礎架構 EPCglobal Core Services or Other Shared Services EPC資料交換 互動分享服務 互動分享服務 Peer to Peer Exchange of Data about EPCs EPCglobal Subscriber EPCglobal Subscriber EPC基礎建設 Exchange of Physical objects with EPCs EPC實體交換 43

  44. 透過EPCglobal Network搜尋其產品資訊的查詢過程，如下 供應體系交易資訊流 <續> 44

  45. 供應體系交易資訊流 <續> 45

  46. 供應體系交易資訊流 <續> • 從內部與外部中所擷取RFID資料 EPCIS Access Application EPCIS Query Interface 允許內部的應用與交易伙伴可安全地的存取EPC事件 EPCIS EPCIS Repository 儲存EPC事件 EPCIS Capture Interface 讀取標準的EPC事件 EPCIS Capturing Application 應用企業logic去建立EPC事件 RFID Middleware 從讀取器上捕捉與過濾reads Readers 46

  47. 供應體系交易資訊流 <續> 47

  48. 供應體系交易資訊流 <續> EPCglobal (Contracted to VeriSign) Root ONS Local ONS EPCDS 說明 製造商 批發商 零售商 EPCIS EPCIS EPCIS 說明 48

  49. 供應體系交易資訊流 <續> • 在上述說明了EPCglobalNetwork的資訊流的方式與要點，接下來將透過實際的例子來說明。 • 透過實際的過程將可幫助學習者可加速了解EPCglobalNetwork的資訊流 51

  50. 企業內資訊流-製造商(生產) 製造商將產品資訊與製造資訊記錄於EPCIS(如：製造日期、有效日期、製造地點...) 製造商將EPCIS 留存請求將EPC初始資料登錄於EPC Discovery Service EPC之生命周期，開始於製造商於產品上貼上RFID標籤 52

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