1 概述

隨著全球一體化、丁業企業自動化和信息化進程的不斷深入發展，客戶對企業生產的產品質量要求也越來越高，對企業生產的產品生產周期要求也是越來越短。現有的條形碼技術和其它方法，由于本身的特性和應用的局限性已不能滿足現代工業企業的需要。無線射頻識別技術（RFID）的出現及應用發展，物聯網的組建則可以實現與現代工業企業內部現有網絡系統進行信息整合，同時可以優化內部物流供應和優化流通過程流程。提高工業企業內部的生產效率和產品質鼉，進而提高整個企業的核心競爭力。一個良好的基于RFID應用架構的物聯網系統可以較好的幫助工業企業達到這些目標，實現高效高質量的產品生產、產品出貨。設計和開發基于RFID技術的現代工業企業物聯網系統技術，以便企業可以及時、準確地獲取寶貴的生產數據，并對數據進行及時的分析處理，減少生產浪費，縮短產品周期，在進一步提高產品質量和效率的同時，提高企業的綜合競爭力已經勢在必行。

電子標簽和物聯網出現使得工業企業物聯網系統得以實現。電子標簽是用來識別物品的一種新技術，它是根據無線射頻識別原理（RFID）而牛產，它與讀寫器通過無線射頻信號交換信息，是未來識別技術的首選產品。物聯網就是在計算機互聯網基礎上，利用電子標簽為每一物品確定唯一識別EPC碼，從而構成一個實現全球物品信息實時共享實物瓦聯網，簡稱“物聯網”。物聯網的提出給J：業企業產品生產時獲取產品原始信息并自動生成清單提供了一種有效手段，而電子標簽可以方便地實現自動化的產品識別和產品信息采集，這兩者的有機結合使企業從產品生產、運輸過程、銷售過程等各個環節可以構造一個實現傘球物品信息實時共享實物瓦聯網成為可能，從而將大大降低人工干預的程度，提高工業企業的自動化和智能化水平。

本文以電子標簽和物聯網為基礎，提出了基于RFID技術的工業企業物聯網系統的基本結構，對其結構和功能進行了分析，并根據物聯網利用電子標簽實現了一個典型的工業企業物聯網系統，大大提高工業企業運作的快速性和準確性，不但提高了丁作效率，而且還減少人為的差錯。

2 物聯網系統組成

互聯網技術可以把世界上不同角落、不同國家的人們通過計算機緊密地聯系在一起，而采用無線射頻識別技術（RFID）的Internet網絡也可以把世界上所有不同國家、地區的物品聯系在一起。而且彼此之間可以互相“交流”數據信息，從而組成一個全球性實物相互聯系的物聯網。

2．1 物聯網的組成

物聯網是以電子標簽和EPC碼為基礎，建立在計算機互聯網基礎上的實物互聯網絡，其宗旨是實現全球物品信息的實時共享和互通。基于RFID技術現代工業企業生產物聯網的系統結構如圖1所示，它由信息采集系統、工業企業物聯網應用系統、現場物聯網管理中心、國家物聯網管理中心、國際物聯網管理中心等部分組成。

圖1 物聯網的系統結構

（1）信息采集系統。這部分包括物品、物品電子標簽、讀寫器等部分組成，主要完成物品的識別和物品EPC碼的采集和處理。存儲有EPC碼的電子標簽在經過讀寫器的感應區域時，1物品EPC碼會自動被讀寫器捕獲，從而實現自動化EPC信息采集，采集的數據將交由上位機信息采集軟件進行進一步的處理，如數據校對、數據過濾、數據完整性檢查等，這些經過整理的數據可以為上層應用管理系統使用。

（2）RFID企業生產系統。負責前端的標簽識別、讀寫和信息管理工作，將讀取的信息通過計算機或直接通過網絡傳送給本地物聯網信息服務系統。

（3）現場物聯網管理中心，負責管理本地物聯網。這一級是最基本的物聯網信息服務管理中心，為本地用戶單位提供管理、規劃及解析服務。

（4）國家物聯網管理中心，負責制定和發布國家總體標準，負責與國際物聯網互聯，并且對現場物聯網管理中心進行管理。

（5）國際物聯網管理中心，負責制定和發布國際總體標準， 負責與各個國家的物聯網互聯，并且對各個國家物聯網管理中心進行協調、指導、管理等工作。

物聯網通過Internet信息世界的互聯實現物理世界任何產品的互聯，實現在任何地方、任何時間可識別任何產品．使產品成為附有動態信息的“智能產品”，并使產品信息流和物流完全同步，從而為產品信息共享提供了一個高效、快捷的網絡平臺。

2．2 物聯網的中間件系統及其用途

中間件是處在閱讀器和計算機Internet之問的一種中間件系統。該中間件可為企業應用提供一系列計算和數據處理功能。其主要任務是對閱讀器讀取的標簽數據經行捕獲、過濾、匯集、計算，數據校對、解調、數據傳送、數據存儲和任務管理，減少從閱讀器傳往工廠應用的數據量。同時，中間件還可提供與其他RFID支撐軟件系統進行互操作等功能。此外，中間件還定義了閱讀器和應用兩個接口。中間件如圖2所示。

圖2 中間件示意圖

中間件簡單可以說是由平臺與通信組成。這也就限定了只有它用于發布式系統中時才能叫中間件，同時也把它與支撐軟件和實用軟件區分開來。中間件應該具備二個關鍵特征：首先要為上層的應用層服務，這是一個基本條件；此外，又必須連接到操作系統的層面，并且保持運行工作狀態。中間件研究的領域和范圍很廣，涉及多個行業，也涉及多個不同的研究方向，比如：應用服務器、應用集成架構與技術、門戶技術、工作流技術、企業級應用基礎軟件平臺體系架構、移動中間件技術和物聯網中間件技術等領域。

一般物聯網中問件具有的模塊有：讀寫器接口、事件管理器、應用程序接口、目標信息服務和對象名解析服務等，如圖3所示。各個模塊描述如下：

圖3 物聯網中間件功能模塊結構

（1）讀寫器接口

物聯網中間件必須優先為各種形式的讀寫器提供集成功能。協議處理器確保使中間件能夠通過各種網絡通信方案連接到RFID讀寫器，作為RFID標準化制定主體的EPC-global組織負責制定并推廣描述RFID讀寫器與其應用程序間通過普通接口來相互作用的規范。

（2）事件管理器

事件管理器用來對自于讀寫器接口的RFID事件數據進行過濾、聚合和排序操作，并且再通告數據與外部系統相關聯的內容。

（3）應用程序接口

應用程序接口使得應用程序系統能夠控制讀寫器。服務器接收器接收應用程序系統指令，它提供一些通信功能。

（4）目標信息服務

目標信息服務由2部分組成：一個是日標存儲庫，用于存儲與標簽物體有關的信息并使之能用于以后查詢；另一個是擁有為提供由目標存儲庫管理的信息接口的服務引擎。

（5）對象名解析服務

對象名解析服務是一種目錄服務，它能使每個帶標簽產品分配的唯一編碼與一個或者多個擁有關于產品更多信息的目標信息服務的網絡定位地址相匹配。

3 企業內物聯網的基本結構

圖4系統中包含電子標簽、閱讀器、中間件系統和計算機Internet系統。其中標簽貼于每件產品上，所使用的閱讀器為手持式、固定式。可方便應用于企業生產過程。中間件系統含有EPC信息，后端應用數據庫軟件系統還包含ERP系統等．這些都與計算機Internet相連，故可及時有效地跟蹤、查詢、修改或增減數據在實物瓦聯網中，當產品在某個企業生產完成并貼上存儲有EPC標識的RFID標簽后，在產品的整個生命周期中，該EPC代碼將成為該產品的唯一標識，以此EPC編碼為索引能實時的在RFID系統網絡中查詢和更新產品相關信息。在車間內各個流通環節對產品進行定位和定時追蹤。車間內每一道工序都設有一個閱讀器，并配備相應的中間系統和計算機Internet系統。這樣，在半成品的裝配、加工、轉運以及成品裝配和再加工、轉運和包裝過程中。當產品流通到某個生產環節的閱讀器前時，閱讀器在有效的讀取范圍內就會監測到標簽的存在，因為閱讀器可以不斷的讀取一連串的產品EPC電子碼。某一個局部物聯網環節的具體工作流程如下：RFID閱讀器從含有一個EPC的標簽上讀取產品電子碼，RFID閱讀器將讀取的產品電子碼送糾中間件系統中進行處理，中間件系統以該EPC數據為信息源，在本地服務器獲取包含該產品信息的EPC信息服務器的網絡地址，同時觸發后端應用系統以作更深層的處理或算，由本地EPC信息服務器對本次閱讀器的記錄進行讀取并修改相應的數據，將EPC數據經過中間件系統處理后，傳送到Internet。

圖4 企業內物聯網系統的基本結構

4 物聯網系統信息發布技術

物聯網信息服務系統為外部世界與物聯網二者之間提供了一個可擴展的數據服務標準接口，RFID的有關數據信息可以在企業內部之間共享。物聯網信息服務系統能融合從倉庫管理系統和企業資源規劃（ERP）平臺傳來信息，廣泛應用于存貨跟蹤管理、自動處理事務管理、供應鏈管理、機器控制等方面工作。物聯網信息服務系統主要作用在于EPC產品信息的發布、處理和存儲。RFID產品信息發布過程時，首先在產品上面貼上標簽，寫上標簽代碼，由生產過程中設置的讀寫器讀取數據信息，傳送給物聯網信息服務系統服務器進行產品信息的處理、存儲和發布。物聯網信息服務系統服務器結構如圖5所示。

圖5 物聯網信息服務系統服務器結構圖

5 結束語

本文主要結合RFID技術，應用現在計算機網絡系統來對新興的物聯網系統進行了研究。在企業生產最關鍵的問題是產品的識別和產品信息的獲取，本文將電子標簽與物聯網相結合，利用電子標簽作為產品識別的手段，利用物聯網來獲取產品的詳細信息并自動生成產品信息，從而提出了基于RFID的企業生產物聯網系統，對其結構和功能進行了詳細分析。當然，電子標簽的成本問題、電子標簽與物聯網應用相關標準和規范的制定、物聯網的信息安全等都是影響該系統應用普及的關鍵因素，因此，有必要對這些基礎性問題作進一步深入的研究。

創新點：提出了一種基于RFID技術的工業企業物聯網系統設計方案。

項目經濟效益：項目完成后，對于企業的幫助是顯而易見的，可以取得比較明顯的效果：（1）提高產品質量和生產效率，產品返品率下降40％，生產周期縮短37％。（2）降低不用庫存，以前平均每月新增不用庫存為200多萬元，而現在基本維持在100萬元以內，在保證快速的設計變更的前提下，保證有缺陷原材料訂單盡早取消，不用庫存則能得到非常好的控制。（3）促進節能降耗．電能平均降低5％，生產效率的提高，直接提高了單位時間中的產量，生產周期縮短，工廠各個部門能耗都得到降低。

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