解析EPCglobal物联网技术之ONS服务

引言

　　在EPCglobal提出的物联网这一宏伟远景下，所有携带电子标签的物品被整个网络监控并跟踪着。就物联网的技术实现上，EPCglobal提出了必须的五大技术组成，分别是EPC（电子产品码），ID System（信息识别系统），EPC中间件实现信息的过滤和采集，Discovery Service（信息发现服务），EPCIS（EPC信息服务）。本文将做为解析EPC物联网技术的系列文章之一，着重阐述ONS服务（信息发现服务的核心组件）在EPC物联网框架下的作用，技术原理，实现架构和应用前景。

对象命名服务（ONS）的作用

图一 物联网架构示意图

　　做为EPC物联网组成技术的重要一环，EPC信息发现服务包括对象命名服务ONS（Object Naming Service）以及配套服务。其作用就是通过电子产品码，获取EPC数据访问通道信息。目前，根ONS系统和配套的发现服务系统由EPCglobal委托Verisign公司进行运维，其接口标准已步入到公示阶段。

　　做为EPC信息发现服务中的最重要组成部分，对象命名服务ONS，存储提供EPC信息服务的地址信息，主键是电子产品码；另外，其记录存储是授权的，只有电子产品码的拥有者可以对其进行更新，添加，删除等操作。

　　从上图可以看出，单个企业维护的本地ONS服务器包括两部分功能，一是实现与产品对应的EPC信息服务地址信息的存储，二是提供与外界交换信息的服务，并通过根ONS服务器进行级联，组成ONS网络体系。这一网络体系主要完成以下两种功能：

1. 企业内部的本地ONS服务器实现其地址映射信息的存储，并向根ONS服务器报告该信息并获取网络查询结果。
2. 在这个物联网内，基于电子产品码实现EPC信息查询定位功能。

　　当前ONS服务提供以下两类服务：

1. 静态ONS服务，通过电子产品码查询供应商提供的该类商品的静态信息；
2. 动态ONS服务，通过电子产品码查询该类商品的更确切信息，譬如在供应链中经过的各个环节上的信息。

对象命名服务（ONS）的技术原理

　　对象命名服务的技术实现采用了域名解析服务（DNS）的实现原理。大家知道，域名解析服务对客户端来说，基本上就是一个黑盒子，通过DNS提供的简单API，获取其MX地址解析信息，而无须关心DNS的具体实现。但实际上，DNS的实现需要提供一个足够健壮的架构，满足其对扩展性，安全性和正确性的要求。其实现是分层管理、分级分配的。

　　由于ONS系统主要处理电子产品码与对应的EPCIS信息服务器PML地址的映射管理和查询，而电子产品码的编码技术采用了遵循EAN-USS的SGTIN格式，和域名分配方式很相似，因此，完全可以借鉴互联网络中已经很成熟的域名解析服务（DNS）技术思想，并利用DNS构架实现ONS服务。

图二 ONS服务对电子产品码的分级解析机制

　　EPCglobal提供的电子产品码由过滤位，公司索引位，产品索引位和产品序列号组成。基于公司索引位，确定具体的公司EPCIS信息服务器地址信息。其ONS记录格式如下：

图三 ONS记录格式

　　当前，ONS记录分为几类，对应于提供的不同服务种类：

1. EPC+ws，定位WSDL的地址，然后基于获取的WSDL，访问产品信息
2. EPC+epcis，定位EPCIS服务器的地址，然后访问其产品信息
3. EPC+html，定位报名产品信息的网页
4. EPC+xmlrpc，在EPCIS等服务由第三方进行托管时，使用该格式做为路由网管访问其产品信息

对象命名服务（ONS）的实现架构

图三 ONS技术框架

　　图三描述了如何基于EPC电子产品码搜索其产品信息的参考实现。其查询过程如下：

1. RFID阅读器从一个EPC标签上读取一个电子产品码；
2. RFID阅读器将这个电子产品码送到本地服务器；
3. 本地服务器对电子产品码进行相应的URI格式转换，发送到本地的ONS解析器；
4. 本地ONS解析器把URI转换成DNS域名格式；
5. 本地ONS解析器基于DNS域名访问本地的ONS服务器（缓存ONS记录信息），如发现其相关ONS记录，直接返回DNS NAPTR记录；否则转发给上级ONS服务器（DNS服务基础架构）；
6. DNS服务基础架构基于DNS域名返回给本地ONS解析器一条或多条对应的DNS NAPTR记录，其格式如图二所示；
7. 本地ONS解析器基于这些ONS记录，解析获得相关的产品信息访问通道；
8. 本地服务器基于这些访问通道访问相应的EPCIS服务器或产品信息网页。

　　其ONS实现架构主要包括两个组成部分：

1. ONS服务器网络，分层管理ONS记录，同时，负责对提出的ONS记录查询请求进行响应。
2. ONS解析器，完成电子产品码到DNS域名格式的转换，以及解析DNS NAPTR记录，获取相关的产品信息访问通道。

对象命名服务（ONS）的应用前景

　　作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础，RFID已经被世界公认为本世纪十大重要技术之一，在生产、零售、物流、交通等各个行业有着广阔的应用前景。目前，国际上存在五个与RFID相关的标准制定组织，其中，EPCglobal由于其出身的优越性，在这些组织中起着领导的地位，而其部分标准与ISO组织推荐的相关标准的融合，更是激发了其标准在全球推广的价值，目前，在欧美有众多的使用者，譬如沃尔玛，美国国防部，麦德龙，思科等诸多豪门。

　　现今全球ONS服务是EPCglobal委由VeriSign营运，现已设有14个资料中心用以提供ONS搜索服务，同时建立了7个ONS服务中心，它们共同构成了全球国际电子产品码访问网络。基于这一物联网，企业可以和网络内与之相配合的任一企业，进行供应链信息资料的交换。随着RFID技术的不断成熟和EPCglobal标准的不断完善，众多企业对RFID技术的应用将由企业内部的闭环应用过渡到供应链的开环应用上，ONS服务做为物联网框架下的关键技术，有着广泛的应用前景。

　　来自台湾的消息，Verisign委托其合作伙伴宏基进行台湾ONS服务中心的运营，负责提供台湾地区的根ONS服务。同样的，在中国大陆，随着RFID和EPC的进一步拓展，必将存在这样的机构来维护中国大陆的根ONS服务。

总结

　　ONS服务对整个物联网来说，它是实现全球产品信息定位和跨企业间信息流转的中心枢纽，牵一发而动全身。不过，目前的ONS服务规范对产品信息的定位只能提供到产品级别，其单一产品的跟踪映射信息没有维护，因此，对单一产品的信息访问需要企业自身的应用来实现。

[参考文档]

1. http://www.epcglobalinc.org/standards_technology/Final-epcglobal-arch-20050701.pdf
2. http://www.epcglobalinc.org/standards_technology/EPCglobal%20Object%20Naming%20Service%20%28ONS%29%20Specification%20v1.pdf
3. http://hookinfo.bokee.com/3529741.html