解析EPCglobal物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之ONS服務(wù)

引言 
　　在EPCglobal提出的物聯(lián)網(wǎng)這一宏偉遠景下，所有攜帶電子標簽的物品被整個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控并跟蹤著。就物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)實現(xiàn)上，EPCglobal提出了必須的五大技術(shù)組成，分別是EPC（電子產(chǎn)品碼），ID System（信息識別系統(tǒng)），EPC中間件實現(xiàn)信息的過濾和采集，Discovery Service（信息發(fā)現(xiàn)服務(wù)），EPCIS（EPC信息服務(wù)）。本文將做為解析EPC物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的系列文章之一，著重闡述ONS服務(wù)（信息發(fā)現(xiàn)服務(wù)的核心組件）在EPC物聯(lián)網(wǎng)框架下的作用，技術(shù)原理，實現(xiàn)架構(gòu)和應(yīng)用前景。 

對象命名服務(wù)（ONS）的作用 



圖一 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)示意圖 

　　做為EPC物聯(lián)網(wǎng)組成技術(shù)的重要一環(huán)，EPC信息發(fā)現(xiàn)服務(wù)包括對象命名服務(wù)ONS（Object Naming Service）以及配套服務(wù)。其作用就是通過電子產(chǎn)品碼，獲取EPC數(shù)據(jù)訪問通道信息。目前，根ONS系統(tǒng)和配套的發(fā)現(xiàn)服務(wù)系統(tǒng)由EPCglobal委托Verisign公司進行運維，其接口標準已步入到公示階段。 

　　做為EPC信息發(fā)現(xiàn)服務(wù)中的最重要組成部分，對象命名服務(wù)ONS，存儲提供EPC信息服務(wù)的地址信息，主鍵是電子產(chǎn)品碼；另外，其記錄存儲是授權(quán)的，只有電子產(chǎn)品碼的擁有者可以對其進行更新，添加，刪除等操作。 

　　從上圖可以看出，單個企業(yè)維護的本地ONS服務(wù)器包括兩部分功能，一是實現(xiàn)與產(chǎn)品對應(yīng)的EPC信息服務(wù)地址信息的存儲，二是提供與外界交換信息的服務(wù)，并通過根ONS服務(wù)器進行級聯(lián)，組成ONS網(wǎng)絡(luò)體系。這一網(wǎng)絡(luò)體系主要完成以下兩種功能： 

企業(yè)內(nèi)部的本地ONS服務(wù)器實現(xiàn)其地址映射信息的存儲，并向根ONS服務(wù)器報告該信息并獲取網(wǎng)絡(luò)查詢結(jié)果。  
在這個物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)，基于電子產(chǎn)品碼實現(xiàn)EPC信息查詢定位功能。  

　　當前ONS服務(wù)提供以下兩類服務(wù)： 

靜態(tài)ONS服務(wù)，通過電子產(chǎn)品碼查詢供應(yīng)商提供的該類商品的靜態(tài)信息；  
動態(tài)ONS服務(wù)，通過電子產(chǎn)品碼查詢該類商品的更確切信息，譬如在供應(yīng)鏈中經(jīng)過的各個環(huán)節(jié)上的信息。
  
對象命名服務(wù)（ONS）的技術(shù)原理 

　　對象命名服務(wù)的技術(shù)實現(xiàn)采用了域名解析服務(wù)（DNS）的實現(xiàn)原理。大家知道，域名解析服務(wù)對客戶端來說，基本上就是一個黑盒子，通過DNS提供的簡單API，獲取其MX地址解析信息，而無須關(guān)心DNS的具體實現(xiàn)。但實際上，DNS的實現(xiàn)需要提供一個足夠健壯的架構(gòu)，滿足其對擴展性，安全性和正確性的要求。其實現(xiàn)是分層管理、分級分配的。 

　　由于ONS系統(tǒng)主要處理電子產(chǎn)品碼與對應(yīng)的EPCIS信息服務(wù)器PML地址的映射管理和查詢，而電子產(chǎn)品碼的編碼技術(shù)采用了遵循EAN-USS的SGTIN格式，和域名分配方式很相似，因此，完全可以借鑒互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)很成熟的域名解析服務(wù)（DNS）技術(shù)思想，并利用DNS構(gòu)架實現(xiàn)ONS服務(wù)。 



圖二 ONS服務(wù)對電子產(chǎn)品碼的分級解析機制 

　　EPCglobal提供的電子產(chǎn)品碼由過濾位，公司索引位，產(chǎn)品索引位和產(chǎn)品序列號組成?；诠舅饕?，確定具體的公司EPCIS信息服務(wù)器地址信息。其ONS記錄格式如下： 



圖三 ONS記錄格式 

　　當前，ONS記錄分為幾類，對應(yīng)于提供的不同服務(wù)種類： 

EPC+ws，定位WSDL的地址，然后基于獲取的WSDL，訪問產(chǎn)品信息  
EPC+epcis，定位EPCIS服務(wù)器的地址，然后訪問其產(chǎn)品信息  
EPC+html，定位報名產(chǎn)品信息的網(wǎng)頁  
EPC+xmlrpc，在EPCIS等服務(wù)由第三方進行托管時，使用該格式做為路由網(wǎng)管訪問其產(chǎn)品信息  
對象命名服務(wù)（ONS）的實現(xiàn)架構(gòu) 



圖三 ONS技術(shù)框架 

　　圖三描述了如何基于EPC電子產(chǎn)品碼搜索其產(chǎn)品信息的參考實現(xiàn)。其查詢過程如下： 

RFID閱讀器從一個EPC標簽上讀取一個電子產(chǎn)品碼；  
RFID閱讀器將這個電子產(chǎn)品碼送到本地服務(wù)器；  
本地服務(wù)器對電子產(chǎn)品碼進行相應(yīng)的URI格式轉(zhuǎn)換，發(fā)送到本地的ONS解析器；  
本地ONS解析器把URI轉(zhuǎn)換成DNS域名格式；  
本地ONS解析器基于DNS域名訪問本地的ONS服務(wù)器（緩存ONS記錄信息），如發(fā)現(xiàn)其相關(guān)ONS記錄，直接返回DNS NAPTR記錄；否則轉(zhuǎn)發(fā)給上級ONS服務(wù)器（DNS服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)）；  
DNS服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)基于DNS域名返回給本地ONS解析器一條或多條對應(yīng)的DNS NAPTR記錄，其格式如圖二所示；  
本地ONS解析器基于這些ONS記錄，解析獲得相關(guān)的產(chǎn)品信息訪問通道；  
本地服務(wù)器基于這些訪問通道訪問相應(yīng)的EPCIS服務(wù)器或產(chǎn)品信息網(wǎng)頁。  

　　其ONS實現(xiàn)架構(gòu)主要包括兩個組成部分： 

ONS服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)，分層管理ONS記錄，同時，負責對提出的ONS記錄查詢請求進行響應(yīng)。  
ONS解析器，完成電子產(chǎn)品碼到DNS域名格式的轉(zhuǎn)換，以及解析DNS NAPTR記錄，獲取相關(guān)的產(chǎn)品信息訪問通道。  

對象命名服務(wù)（ONS）的應(yīng)用前景 

　　作為快速、實時、準確采集與處理信息的高新技術(shù)和信息標準化的基礎(chǔ)，RFID已經(jīng)被世界公認為本世紀十大重要技術(shù)之一，在生產(chǎn)、零售、物流、交通等各個行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。目前，國際上存在五個與RFID相關(guān)的標準制定組織，其中，EPCglobal由于其出身的優(yōu)越性，在這些組織中起著領(lǐng)導的地位，而其部分標準與ISO組織推薦的相關(guān)標準的融合，更是激發(fā)了其標準在全球推廣的價值，目前，在歐美有眾多的使用者，譬如沃爾瑪，美國國防部，麥德龍，思科等諸多豪門。 

　　現(xiàn)今全球ONS服務(wù)是EPCglobal委由VeriSign營運，現(xiàn)已設(shè)有14個資料中心用以提供ONS搜索服務(wù)，同時建立了7個ONS服務(wù)中心，它們共同構(gòu)成了全球國際電子產(chǎn)品碼訪問網(wǎng)絡(luò)?；谶@一物聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)可以和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)與之相配合的任一企業(yè)，進行供應(yīng)鏈信息資料的交換。隨著RFID技術(shù)的不斷成熟和EPCglobal標準的不斷完善，眾多企業(yè)對RFID技術(shù)的應(yīng)用將由企業(yè)內(nèi)部的閉環(huán)應(yīng)用過渡到供應(yīng)鏈的開環(huán)應(yīng)用上，ONS服務(wù)做為物聯(lián)網(wǎng)框架下的關(guān)鍵技術(shù)，有著廣泛的應(yīng)用前景。 

　　來自臺灣的消息，Verisign委托其合作伙伴宏基進行臺灣ONS服務(wù)中心的運營，負責提供臺灣地區(qū)的根ONS服務(wù)。同樣的，在中國大陸，隨著RFID和EPC的進一步拓展，必將存在這樣的機構(gòu)來維護中國大陸的根ONS服務(wù)。 

總結(jié) 

　　ONS服務(wù)對整個物聯(lián)網(wǎng)來說，它是實現(xiàn)全球產(chǎn)品信息定位和跨企業(yè)間信息流轉(zhuǎn)的中心樞紐，牽一發(fā)而動全身。不過，目前的ONS服務(wù)規(guī)范對產(chǎn)品信息的定位只能提供到產(chǎn)品級別，其單一產(chǎn)品的跟蹤映射信息沒有維護，因此，對單一產(chǎn)品的信息訪問需要企業(yè)自身的應(yīng)用來實現(xiàn)。