3、物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)體系架構(gòu)是指導(dǎo)具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要前提。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用廣泛，系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)極易因角度的不同而產(chǎn)生不同的結(jié)果，因此急需建立一個(gè)具有框架支撐作用的體系架構(gòu)．另外，隨著應(yīng)用需求的不斷發(fā)展，各種

3、物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)

體系架構(gòu)是指導(dǎo)具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要前提。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用廣泛，系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)極易因角度的不同而產(chǎn)生不同的結(jié)果，因此急需建立一個(gè)具有框架支撐作用的體系架構(gòu)．另外，隨著應(yīng)用需求的不斷發(fā)展，各種新技術(shù)將逐漸納入物聯(lián)網(wǎng)體系中，體系架構(gòu)的設(shè)計(jì)也將決定物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)細(xì)節(jié)、應(yīng)用模式和發(fā)展趨勢(shì)。

3.1物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)研究現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)的感知環(huán)節(jié)具有很強(qiáng)的異構(gòu)性，為實(shí)現(xiàn)異構(gòu)信息之間的互聯(lián)、互通與互操作，未來的物聯(lián)網(wǎng)需要以一個(gè)開放的、分層的、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為框架．目前，國(guó)內(nèi)的研究人員在描述物聯(lián)網(wǎng)的體系框架時(shí)，多采用ITU-T 在Y.2002建議中描述的USN 高層架構(gòu)(如下圖所示) 作為基礎(chǔ)，自下而上分為底層傳感器網(wǎng)絡(luò)、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)絡(luò)、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)5個(gè)層次．

USN 分層框架的一個(gè)最大特點(diǎn)是依托下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)架構(gòu)，各種傳感器網(wǎng)絡(luò)在最靠近用戶的地方組成無所不在的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，用戶在此環(huán)境中使用各種服務(wù)，NGN 則作為核心的基礎(chǔ)設(shè)施為USN 提供支持．

實(shí)際上，在ITU 的研究技術(shù)路線中，并沒有單獨(dú)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究，而是將人與物、物與物之間的通信作為泛在網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要功能，統(tǒng)一納入了泛在網(wǎng)絡(luò)的研究體系中．ITU 在

泛在網(wǎng)絡(luò)的研究中強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)，一是要在NGN 的基礎(chǔ)上，增加網(wǎng)絡(luò)能力，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的泛在通信；二是在NGN 的基礎(chǔ)上，增加網(wǎng)絡(luò)能力，擴(kuò)大和增加對(duì)廣大公眾用戶的服務(wù)．因此在考慮泛在網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)能力時(shí)，一定要考慮這兩點(diǎn)最基本的需求．

除ITU 外，其他的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織也從不同的側(cè)面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)有所涉及研究，如歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)機(jī)器對(duì)機(jī)器技術(shù)委員會(huì)(ETSI M2M TC)，從端到端的全景角度研究機(jī)器對(duì)機(jī)器通信，給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的M2M 架構(gòu)，如下圖所示．該體系架構(gòu)可看作USN 體系架構(gòu)的一個(gè)簡(jiǎn)化版本．

3.2物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的研究建議

整體而言，與物聯(lián)網(wǎng)的概念類似，目前還沒有一個(gè)規(guī)范化的物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)模型．USN 的高層架構(gòu)可描述物聯(lián)網(wǎng)的物理構(gòu)成和涉及的主要技術(shù)，但不能完整反映出物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的功能集劃分、組網(wǎng)方式、互操作接口、管理模型等，不利于物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化．因此需要進(jìn)一步提取物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)和方法，設(shè)計(jì)一個(gè)通用的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)模型．

對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的研究，建議遵循ITU 采用的相關(guān)研究方法，首先抽象物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用類型和應(yīng)用場(chǎng)景，這是設(shè)計(jì)和驗(yàn)證物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的主要依據(jù)；然后提出物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的通用原則和總體需求；再對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)做進(jìn)一步的詳細(xì)劃分，定義通用框架和功能結(jié)構(gòu)模型．

通用框架的目標(biāo)是開發(fā)一種功能方法學(xué)和通用模型，保證物聯(lián)網(wǎng)可使用從主要控制領(lǐng)域中抽象出來的控制功能進(jìn)行描述；功能結(jié)構(gòu)模型對(duì)怎樣定義一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)提供指南，包括拆分成適當(dāng)?shù)墓δ芗?、定義功能集之間的參考點(diǎn)、相對(duì)應(yīng)的物理實(shí)現(xiàn)、接口的定義等．按照ITU 觀點(diǎn)，“互連任何物品”是對(duì)下一代網(wǎng)的能力、服務(wù)和應(yīng)用的擴(kuò)展．因此，建

議將物聯(lián)網(wǎng)納入NGN 的研究范疇，延續(xù)NGN 技術(shù)發(fā)展路線，依托NGN 已有的研究成果，進(jìn)一步研究物聯(lián)網(wǎng)的功能框架、體系框架和具體配置模型等．

面向企業(yè)供應(yīng)鏈管理的物聯(lián)網(wǎng)模型

Abstract ：Establishing enterprise —oriented Internet of things is the main content of supply chain management and a key link of

the development of production service．On the base of analyzing basic elements of Internet of things，an enterprise—oriented

structure model has been put forward the key techniques of corporation of ONS and enterprise inplication program and the design

of SAVANT middleware has also been studied，then a solution has been brought．It can push up the level of enterprise supply

chain management．

Keywords ：Internet of things ；Internet ；wireless access ；supply chain management ；production servic

物聯(lián)網(wǎng)（Internt of Things）指的是將射頻識(shí)別（RFID ）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)（GPS ）、激光掃描器等各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來，將生活中各種“物品”都納入這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，它隨著無線通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，得到了高速的發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)是通過計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物品的自動(dòng)識(shí)別和信息的互聯(lián)與共享，它具有兩層含義：

（1）物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上的延伸和拓展的網(wǎng)絡(luò)；（2）其用戶端延伸和拓展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。隨著制造業(yè)的全球化，產(chǎn)品的生產(chǎn)制造擴(kuò)大到了全球范圍，因而不可避免的涉及到部件及成品的全球化物流管理問題。物聯(lián)網(wǎng)與企業(yè)供應(yīng)鏈管理的融合將成為企業(yè)信息發(fā)展的趨勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也應(yīng)用將會(huì)進(jìn)一步推供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的無縫集成，并實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理層對(duì)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的透明管理，提高了供應(yīng)鏈上下游企業(yè)的協(xié)同能力。

目前，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)已經(jīng)取得一定成效。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)引發(fā)全美工商界的高度關(guān)注，并認(rèn)為“智慧地球”有望成為有一個(gè)“信息高速公路”計(jì)劃。無論是物聯(lián)網(wǎng)還是泛在網(wǎng)、M2M ，其實(shí)都不是一種全新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，更不是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的顛覆，它是在綜合利用現(xiàn)有的各種技術(shù)基礎(chǔ)上創(chuàng)新，涵蓋了軟件、通信、智能計(jì)算、自動(dòng)控制等各領(lǐng)域，是跨學(xué)科的綜合應(yīng)用。

1面向企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)的基本要素

面向企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)主要由EPC (Electronic Product Code ) 編碼、EPC 標(biāo)簽、RFID 讀寫器、SAVANT 中間件，對(duì)象名解析服務(wù)（Object Naming Service, ONS）和實(shí)體標(biāo)記語言（Physical Markup Language PML）6個(gè)部分組成，它的最終不表示為單個(gè)產(chǎn)品建立全球的、開放的標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)基于全球網(wǎng)絡(luò)連接的產(chǎn)品信息共享。

1.1 EPC 編碼

EPC編碼是物聯(lián)網(wǎng)的核心內(nèi)容，它是把產(chǎn)品及產(chǎn)品的相關(guān)信息編碼統(tǒng)一、規(guī)范化的代碼，建立全球通用的EAN.UCC 信息交換語言，與全球貿(mào)易項(xiàng)目標(biāo)識(shí)代碼兼容。每個(gè)產(chǎn)品的EPC 編碼都是唯一的，用于標(biāo)志產(chǎn)品的相關(guān)信息。產(chǎn)品的EPC 碼由EPC 碼版本號(hào)、域名管理字符段、對(duì)象分類字符碼、序列

號(hào)組成。

1.2 EPC 標(biāo)簽

EPC通常采用射頻標(biāo)簽，它存貯EPC 編碼的載體。根據(jù)能量來源不同，EPC 標(biāo)簽分為主動(dòng)型、被動(dòng)型和半主動(dòng)型3種類型。

1.3 RFID 讀寫器

RFID射頻讀寫器是利用射頻技術(shù)讀取標(biāo)簽信息、獲獎(jiǎng)信息寫入標(biāo)簽的設(shè)備。它的主要作用是激活標(biāo)簽，與標(biāo)簽建立通信并通過計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在應(yīng)用軟件和標(biāo)簽間傳輸數(shù)據(jù)。

1.4 中間件SAVANT

每件產(chǎn)品都加上EPC 標(biāo)簽之后，在產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸和銷售過程中，識(shí)讀器將不斷地收到一連串的產(chǎn)品電子編碼。如何傳送和管理數(shù)據(jù)是整個(gè)流程中最為重要和困難的環(huán)節(jié)。SAVANT 中間件適合用于海量數(shù)據(jù)處理，它相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)處理各種不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)讀取和傳輸。

1.5 對(duì)象名解析服務(wù) ONS(Object Naming Service )

類似于互聯(lián)網(wǎng)的域名解析服務(wù)（DNS ）, 物聯(lián)網(wǎng)也需要一個(gè)自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)行對(duì)象名稱解析服務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)行對(duì)象名稱解析服務(wù)。EPC 標(biāo)簽內(nèi)的產(chǎn)品電子代碼經(jīng)ONS 解析后，ONS 運(yùn)算器利用格式化轉(zhuǎn)換字符將EPC 代碼轉(zhuǎn)換成EPC 域名，ONS 再一次進(jìn)行查詢，并反饋域名對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)PML 地址。

1.6 物理標(biāo)識(shí)語言（Physical Markup Language PML）

PML 語言是由可拓展標(biāo)識(shí)（XML ）演變而來的，提供了一種通用的方法來描述物體、過程和環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)。它是一個(gè)廣泛的層次結(jié)構(gòu)，可供工業(yè)和商業(yè)中的軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析工具之用。 2 物聯(lián)網(wǎng)對(duì)企業(yè)供應(yīng)鏈管理的作用

物聯(lián)網(wǎng)與企業(yè)供應(yīng)鏈管理的融合，能夠幫助管理人員準(zhǔn)確地追蹤和定位供應(yīng)鏈中流動(dòng)的任一

物品，實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理層對(duì)供應(yīng)鏈管理的透明管理。物聯(lián)網(wǎng)對(duì)供應(yīng)鏈管理的價(jià)值主要體現(xiàn)在促建了供應(yīng) 鏈各環(huán)節(jié)的高度集成，并提高各環(huán)節(jié)的管理效率：

2．1 原材料采購(gòu)環(huán)節(jié)

制造企業(yè)通過物聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行原材料的招標(biāo)和優(yōu)選。并實(shí)時(shí)監(jiān)控貨源的組織情況，避免了意外情況 的發(fā)生，節(jié)約了貨源組織的時(shí)間，有效控制原

材料的質(zhì)量。

2．2 產(chǎn)品生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用有助于原材料、零部件、半成品和成品在企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)線或不同制造單元之間的準(zhǔn)確 流動(dòng)和識(shí)別，避免了人工識(shí)別的出錯(cuò)率，促進(jìn)了生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的自動(dòng)化。

2．3 企業(yè)庫(kù)存管理環(huán)節(jié)

企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建立以后，就能通過EPC 標(biāo)簽識(shí)別進(jìn)行原材料和零部件的查找、盤點(diǎn)、出庫(kù)、人庫(kù)管理。 企業(yè)管理人員及時(shí)根據(jù)生產(chǎn)進(jìn)度發(fā)出補(bǔ)貨信息實(shí)現(xiàn)流水線均衡、穩(wěn)步生產(chǎn)，同時(shí)也加強(qiáng)了對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制與追蹤。

2．4 物流管理環(huán)節(jié)

在物流管理環(huán)節(jié)中的貨物和車輛貼上EPC 標(biāo)簽，運(yùn)輸線的一些檢查點(diǎn)上安裝上RFID 接收轉(zhuǎn)發(fā)裝置。物聯(lián)網(wǎng)可以有效的進(jìn)行車輛的調(diào)度，可以有效地幫助供應(yīng)商和經(jīng)銷商實(shí)時(shí)了解貨物目前所處的位置及預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間。

2．5 產(chǎn)品分銷環(huán)節(jié)

物聯(lián)網(wǎng)可以幫助管理員快速查詢產(chǎn)品信息及通知供應(yīng)商商品已到或缺貨，并有效地協(xié)助管理人員進(jìn)行銷售數(shù)據(jù)的采集、產(chǎn)品銷售計(jì)劃的制定、監(jiān)控產(chǎn)品的流向、以及提高售后服務(wù)的質(zhì)量。

3 面向企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

面向企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)包含了3個(gè)層次：傳感網(wǎng)絡(luò)層、傳輸網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層(見圖2) 。傳感網(wǎng)絡(luò)層作為

物聯(lián)網(wǎng)的最底層包含了EPC 標(biāo)簽、RFID 移動(dòng)站、RFID 移動(dòng)讀寫器等傳感設(shè)備。RFID 技術(shù)、傳感和控制技術(shù)、短距離無線通訊技術(shù)是該層的最主要技術(shù)。EPC 標(biāo)簽信息被RFID 設(shè)備采集后，便會(huì)傳輸?shù)较乱粚樱簜鬏斁W(wǎng)絡(luò)層。在傳輸網(wǎng)絡(luò)層中，本地服務(wù)器對(duì)RFID 讀寫器傳來的EPC 代碼進(jìn)行適當(dāng)整理、過濾后，發(fā)送到本地ONS 運(yùn)算器。本地ONS 運(yùn)算器進(jìn)行查詢，將整理后的EPC 域名發(fā)送到指定ONS 服務(wù)器基礎(chǔ)架，以獲得所需要的咨詢；ONS 基礎(chǔ)架構(gòu)給本地ONS 運(yùn)算器回饋EPC 域名對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)PML 服務(wù)器的IP 地址；本地ONS 運(yùn)算器再將IP 地址回饋給本地服務(wù)器；本地服務(wù)器再根據(jù)IP 地址聯(lián)系正確的PML 服務(wù)器，獲取所需的EPC 咨詢。ONS 服務(wù)器一般分為3層：ONS 緩存、本地ONS 服務(wù)器和ONS 根服務(wù)器。為減少對(duì)外的查詢次數(shù)，先在ONS 緩存進(jìn)行查詢是否含有其相應(yīng)的紀(jì)錄，其次在本地ONS 服務(wù)器查詢，最后再通過互聯(lián)網(wǎng)對(duì)ONS 根服務(wù)器進(jìn)行查詢。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的第3層，在這一層中個(gè)人用戶和企業(yè)用戶通過不同輸人輸出控制終端，從物聯(lián)網(wǎng)中的獲取有關(guān)物品的信息。

4 關(guān)鍵技術(shù)

4．1 ONS與企業(yè)應(yīng)用程序的協(xié)同

ONS 的作用是將EPC 標(biāo)簽信息映射到一個(gè)或多個(gè)URI ，并通過獲取的URI 查找到儲(chǔ)存在Web(或EPCIS) 服務(wù)器上的該產(chǎn)品或制造企業(yè)的詳細(xì)信息。目前ONS 提供的服務(wù)分為靜態(tài)服務(wù)和動(dòng)態(tài)服務(wù)兩種。靜態(tài)服務(wù)根據(jù)EPC 碼查詢產(chǎn)品的名稱、產(chǎn)地、價(jià)格、性能、生產(chǎn)日期等靜態(tài)信息；靜態(tài)服務(wù)則是可根據(jù)EPC 碼查詢產(chǎn)品的物流路線、使用狀況、維修歷史等動(dòng)態(tài)信息。為了充分利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)資源，ONS 被設(shè)計(jì)為運(yùn)行在DNS 之上，從而減少了物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)建設(shè)的成本。企業(yè)應(yīng)用程序與ONS 之間工作模型如下圖所示：(1)企業(yè)應(yīng)用程序?qū)PC 碼提交給ONS 解析器解析；(2)ONS解析器將解析后生成的URI 返回給企業(yè)應(yīng)用程序；(3)企業(yè)應(yīng)用程序根據(jù)URL 進(jìn)行查詢；(4)Web服務(wù)器將查詢到的PML 提交給企業(yè)應(yīng)用程序使用。

4．2 SAVANT中間件設(shè)計(jì)

在企業(yè)物流服務(wù)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)的SAVANT 中間件需具備以下功能：(1)自動(dòng)校對(duì)EPC 標(biāo)簽上的錯(cuò)誤或誤讀信息；(2)識(shí)別企業(yè)重疊庫(kù)區(qū)的閱讀器讀取的信息，刪除冗余的產(chǎn)品代碼；(3)根據(jù)工作要求，決定各種信息在物聯(lián)網(wǎng)以及企業(yè)物流服務(wù)系統(tǒng)中的流向；(4)對(duì)存儲(chǔ)的資料進(jìn)行維護(hù)，確保多個(gè)企業(yè)應(yīng)用程序能夠訪問這些資料；(5)實(shí)時(shí)監(jiān)控企業(yè)庫(kù)存水平。因此，本文在對(duì)SA —VANT 中間件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一個(gè)SAVANT 對(duì)應(yīng)一臺(tái)閱讀器，SAVANT 的各種指令通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給閱讀器，閱讀器天線接受到的信息也由閱讀器通過網(wǎng)絡(luò)返回給SAVANT 。并將每個(gè)天線映射為一個(gè)邏輯閱讀器。邏輯閱讀器的ID 由其物理閱讀器的ID 和天線號(hào)組成。每個(gè)邏輯閱讀器對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)際的物理地址，每個(gè)標(biāo)簽對(duì)應(yīng)一個(gè)物理實(shí)體。

5 結(jié)束語

由于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展重點(diǎn)依賴固定網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)最大的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商和最大的固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商都已經(jīng)在無錫建立物聯(lián)網(wǎng)研究中心。對(duì)生產(chǎn)型企業(yè)而言，制造服務(wù)將是其產(chǎn)品增值的主要渠道，而供應(yīng)鏈管理是制造服務(wù)的主要內(nèi)容之一。面向企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)作為供應(yīng)鏈管理與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物，其發(fā)展將不可避免提高了企業(yè)供應(yīng)鏈管理的水平和層次。

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