فناوریهای شناسایی و ردیابی

بارکد ، RFID ، شناسایی با امواج رادیویی ، ردیابی ، ردگیری، ردیابی ماهواره ای ، GPS ، بینایی ماشین ، بیومتریک ، کارت هوشمند، سنسور

فناوریهای شناسایی و ردیابی

مقاله کد الکترونیکی محصول (EPC) ، استانداردها و شبکه جهانی آن

مریم نظر

مسعود کسایی

مهدی خلفی

کارشناس سیستم و برنامهنویس

شرکت فناوران سیستم دلفین/ایران

کارشناس سیستم و برنامهنویس

شرکت فناوران سیستم دلفین/ایران

کارشناس سیستم و برنامهنویس

شرکت فناوران سیستم دلفین/ایران

واژههای کلیدی: کد الکترونیکی محصول، شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول، سرویس نامگذاری اشیاء، سرویس یابش، سرویس اطلاعات کد الکترونیکی محصول، میانافزار

چکیده : با گسترش روزافزون فناوری RFID و استفاده از آن در کاربردهای مختلف، نیاز به وجود یک استاندارد جهانی که تولیدکنندگان سخت‌افزارها و نرمافزارهای RFID بتوانند از آن برای سازگار کردن محصولات خود استفاده نمایند، بیش از پیش احساس میشود. در همین راستا سازمان جهانی کد الکترونیکی محصول (Electronic Product Code) در حال توسعه مجموعهای از استانداردها است. علاوه بر این، کد الکترونیکی محصول میتواند به عنوان یک شناسه منحصر به فرد با ساختار مناسب برای شناسایی اشیاء و کالاها در زنجیره تولید به کار رود. شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول در روشی مشابه با شبکه جهانی وب، میکوشد تا از راهی ایمن، به اشتراک دادههای مربوط به محصولات پرداخته و بستری مناسب برای دریافت اطلاعات فراهم نماید.

در این مقاله در ابتدا به تاریخچه مختصری از کد الکترونیکی محصول و سپس به معرفی ساختار آن پرداخته میشود. پس از آن اجزاء اصلی و فرعی شبکه جهانی EPC معرفی و نحوه عملکرد و ارتباط آنها با هم شرح داده میشود. در قسمتی از مقاله هم مقایسهای بین شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول و شبکه جهانی وب ارائه میشود. فواید استفاده از این شبکه و کد الکترونیکی کالا هم در بخش دیگری مورد بررسی قرار میگیرد.

1. مقدمه

شناسایی خودکار از طریق فرکانس رادیویی[1] به دنبال ایجاد تغییرات کلی در زمینه مدیریت زنجیره تولید است و میکوشد تا به صرفهجویی اقتصادی در کلیه خطوط از بالا تا پایین بپردازد.

RFID در ابتدای استفاده از آن، در بهبود مدیریت زنجیره تولید صنایع مختلف و مکانهایی که مدیریت پیگیری کالاها از اهمیت ویژهای برخوردار بود، مورداستفاده قرار میگرفت. اما کم کم با ظهور شبکه جهانی کدهای الکترونیکی، ارزش RFID بیش از پیش برای صاحبان صنایع مشخص شد. با استفاده از این شبکه، چالشهای دنیای واقعی از طریق انتشار خودکار اطلاعات، ارزیابی لحظهای و با دقت اطلاعات برای همه بخشهای موجود در زنجیره تولید برطرف شد [1].

کد الکترونیکی محصول[2] به عنوان تکنولوژی استفاده از سیستمهای حسی پیشرفته [3] نظیر RFID، به منظور بالابردن کارایی و دقت در فرایندهای مختلف موجود در زنجیره تولید ظاهر شد. با به اشتراک گذاشتن دادهها، سازمانهای مختلف میتوانند تغییرات موجود در چرخه تولید را به صورت بلادرنگ مشاهده نمایند [2].

کدهای الکترونیکی محصول چیزی جز یک شناسه منحصر به فرد برای کنترل اشیاء و محصولات در زنجیره تولید نیستند. این کدها جزء عمدهای از شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول هستند. این شبکه به همراه بخشهای دیگری که در زیر به توضیح آنها پرداخته میشود، در جهتی مشابه با شبکه جهانی وب برای دریافت اطلاعات مربوط به هر کالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. هماکنون شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول در تلاش است که برای هر کالا یا محصول در زنجیره تولید یک صفحه وب اختصاص دهد که مشخصات کالا و مکان فعلی آن در زنجیره را مشخص کند [6].

2. خلاصهای از تاریخچه استفاده از کد الکترونیکی محصول

اگر چه جنبههای مختلف تکنولوژی شناسایی از طریق فرکانس رادیویی مسأله تازهای نیست اما این فناوری تنها دو دهه است که با عنوان RFID مورد استفاده قرار میگیرد. در سالهای 1980 و 1990 یعنی مدت زمان طولانی پس از به کارگیری RFID در جنگ جهانی دوم، نوآوریهای صورت گرفته در زمینه تکنولوژیهای مبتنی بر فرکانسهای رادیویی سبب شد تا برچسبهای غیرفعال به عنوان جزئی از این فناوری و برای دستیابی به برد خوانایی کافی و عملی برای کاربردهای متنوع وارد بازار کار شوند [3]. امروزه برچسبهای RFID در هر جایی مورد استفاده قرار میگیرند، در حالی که تا چندی پیش پتانسیل واقعی این فناوری برای عموم مردم و حتی صاحبان صنایع مشخص نبود.

با ظهور کد الکترونیکی محصول همه چیز متحول شد. EPC به عنوان مجموعهای از استانداردها و تکنولوژیها برای تبدیل RFID به یک طرح استاندارد شده، برای پیگیری مواد در زنجیره تولید معرفی شد.

EPC، در ابتدا توسط جمعی از محققان پروژه سیستمهای توزیعشده هوشمند[4] در MIT خلق شد. پس از آن این تحقیقات در جهت رفع مسائل و سایر نیازمندیهای زنجیره تولید ادامه یافت و به تدریج مرکز شناسایی خودکار[5] شکل گرفت.

مرکز شناسایی خودکار در دانشگاه MIT، هماکنون در حال تحقیق و بررسی به منظور متحد کردن صاحبان صنایع و مؤسسات آکادمیک در سرتاسر دنیاست. هدف از این تحقیقات، طراحی یک سیستم مناسب برای استفاده از منافع و ویژگیهای فناوری شناسایی از طریق فرکانس رادیویی در زنجیره تولید عمومی(global) است. این گونه سیستمها با خصوصیات کدهای الکترونیکی محصول، تکنولوژی RFID و نرم‌افزارهای پشتیبان آن براساس استانداردهای EPCglobal مقایسه میشوند. این مجموعه، شبکه جهانی EPC نامیده میشود [4].

توسعه تکنولوژی EPC، سرآغاز حرکتی برای عرضه نسخه تجاری آن و ایجاد یک بدنه استاندارد برای آن شد. EAN International و UCC [6] به عنوان مسئولین پیادهسازی این طرح انتخاب شدند و این انتخاب با توجه به سابقه طولانی این دو سازمان در توسعه و مدیریت استانداردهای جهانی صورت گرفت. EAN International و UCC، تشکیلات EPCglobal را به عنوان یک کنسرسیوم آزاد و جهانی تشکیل دادند.

قبل از ایجاد تشکیلات EPCglobal یک چهارچوب محکم برای توسعه استانداردهای شناخته شده جهانی و یا روشهایی برای جمع‌آوری و اتصال به چنین اطلاعاتی وجود نداشت. علاوه بر این هیچ ابزاری برای به اشتراک گذاشتن دادهها و برقراری ارتباط بین دادهها موجود نبود. با ایجاد شبکه جهانی EPC ابزار واسطی به وجود آمده است که مشخص میکند کدام اطلاعات میتوانند جمعآوری و به کار برده شوند و یا در زنجیرههای تولیدی صنایع مختلف در سرتاسر دنیا انتقال یابند.

به طور کلی، شبکه جهانی EPC به عنوان یک واسط، منافع تجاری و امنیت زیادی را برای کاربران خود به ارمغان آورده است [4].

3. معرفی کد الکترونیکی محصول و ساختار آن

کد الکترونیکی محصول، نوعی شناسه است که میتواند هر شئای را به طور منحصر به فرد در زنجیره تولید محصولات شناسایی کند. این کد، شمایی ساده و فشرده برای شناسایی تعداد بینهایت زیادی شیء و کالا ارائه میدهد. این طرح، سازگاری زیادی با کدها و روشهای کدگذاری پیشین و حتی استانداردهای مرتبط با آنها از خود نشان میدهد.

از استانداردهای سازگار با EPC میتوان به موارد زیر اشاره کرد [5]:

Global Trade Identity Number (GTIN)

این استاندارد یک شماره منحصر به فرد با استانداردهای EAN-UCC برای شناسایی محصولات وسرویسها ارائه میدهد.

Global Returnable Asset Identifier (GRAI)

این استاندارد برای شمارهگذاری وسایل قابل بازگشت به زنجیره تولید نظیر غلتکها، سیلندرهای گاز و . . . استفاده میشود.

Unique Identification (UID)

این استاندارد ارائه دهنده طرحی ویژه برای شمارهگذاری اشیاء به منظور پیگیری آنها در سازمان دفاع آمریکا است.

Global Individual Asset Identifier (GIAI)

از این استاندارد برای شناسایی اشیاء ثابت استفاده میشود.

Serial Shipping Container Code (SSCC)

این استاندارد در شناسایی محمولههایی نظیر پالتها، کارتونها و غیره کاربرد دارد.

با توجه به خصوصیات RFID و استاندارد EPC و سازگاری آنها با سیستمهای قبلی، یک سازمان و یا شرکت که از سیستم بارکد استفاده میکرده است به راحتی میتواند سیستم خود را با استفاده از فناوری RFID و استاندارد EPC به روز نماید.

یک کد الکترونیکی محصول، برای تشخیص ویژگیها و خصوصیات مختلف یک شیء نظیر نسخه EPC مورد استفاده، کارخانه استفاده کننده، نوع کالا و شماره سریال منحصر به فرد کالا میتواند مورد استفاده قرار گیرد.

در حال حاضر کدهای الکترونیکی با اندازه 64 و 96 بیت از انواع پرمصرف به شمار میآیند. کدهای الکترونیکی با اندازه 128 بیت و 256 بیت هم شروع به کار کردهاند اما ذکر این نکته لازم است که تعداد 96 بیت برای شناسایی تعداد بینهایت زیاد (حدود تریلیون) کالا در زنجیره تولید کاملا کافی است.

ساختار کد الکترونیکی محصول توسط سازمان جهانی EPC [7] در قالب 4 جزء زیر تهیه و طراحی شده است (شکل 1 این ساختار را نشان می‌دهد) :

سرآیند که نسخه EPC به کار رفته را مشخص میکند.
شمارهای که مشخص کننده نام شرکت است.
کلاس شیء که مشخص کننده کلاس شیء برچسب خورده است.
شماره سریال که شماره نمونهای از شیء برچسب خورده است و به نام شیء اشاره میکند.

شکل1. نمونهای از یک کد الکترونیکی 96 بیتی

4. اجزای عمده EPCglobal در نگاه کلی به شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول

به منظور استفاده از RFID در کلیه بخشهای زنجیره تولید، باید نکات مختلفی را مدنظر قرار داد. یکی از این موارد ایجاد یک راه استاندارد برای شناسایی منحصر به فرد اشیاء و کالاها در طول زنجیره تولید است. راه حل رفع این مشکل استفاده از کدهای الکترونیکی برای کالاهاست. کدهای الکترونیکی محصول[8] نسل جدیدی از کدهای جهانی محصولات ( کدهایی که در بارکدها مورد استفاده قرار میگرفتند) هستند. به استثنای این که کدهای الکترونیکی محصول دارای قابلیت شناسایی در جزئیترین سطح [9]هستند.

شکل2. ارتباط اجزای مختلف در شبکه جهانی EPC

کدهای EPC کدهای شناسایی منحصر به فردی هستند که با استفاده از آنها میتوان به شناسایی کارخانه تولید کننده، کلاس کالا و شماره سریال کالا پرداخت. بسته به نوع برچسبهای مورد استفاده، کدهای EPC معمولا قادر به شناسایی بیش از 200 میلیون کارخانه تولیدی مختلف و 10 میلیون کالای متفاوت هستند. هر شناسه میتواند شامل بیش از 60 بیلیون کالای مشخص باشد که به معنای حجم آدرسدهی وسیع در این نوع کد است.

مورد بعدی، یافتن راهی استاندارد به منظور اشتراک دادهها و بازیابی سریع آنها برای شناسایی اشیاء است. شبکه جهانی EPC راهحل استانداردی برای انتشار اطلاعات در میان شرکاء تجاری محسوب میشود. شبکه جهانی EPC با استفاده از زیرساختارهای اینترنتی موجود، ارائه دهنده مجموعهای از خدمات ارزان و استاندارد برای بازیابی دادههای مرتبط با EPC است.

از دیدگاه کلی شبکه جهانی EPC دارای سه جزء زیر است که در شکل 2 نحوه ارتباط آنها با یکدیگر را میتوان دید [1]:

سرویس نامگذاری اشیاء[10]
سرویس اطلاعات کد الکترونیکی محصول[11]
سرویس یابش کد الکترونیکی محصول[12]

هر یک از این اجزاء نقش مهمی را در بازیابی و اشتراک ایمن اطلاعات بلادرنگ و لحظهای بازی میکنند. ONS، یک دایرکتوری معتبر از منابع در دسترس و شامل اطلاعاتی از EPC در زنجیره تولید است. EPCIS ها هم منابع مطمئنی برای ذخیره اطلاعات مربوط به کالاها در زنجیره تولید هستند. EPCDS در اصل یک سرویس ثبت زنجیره حفاظت است. برای هر کارخانه EPCDS، شامل همه EPCIS‌هایی است که دارای اطلاعاتی از محصولات یک کارخانه خاص هستند. اگر چه هر سه جزء مذکور در این روند مورد نیاز هستند اما EPCDS مهمترین جزء موجود این فرایند به شمار میآید.

شبکه جهانی EPC قادر به ارائه راهحل برای کاربردهایی است که تا پیش از این انجام آنها ممکن نبوده است. اما با ظهور و تشکیل شبکه جهانی EPC بسیاری از مشکلات موجود قابل حل بوده و فرایندهای کاری در صنایع مختلف با ایمنی بیشتری انجام خواهند شد.

5. استفاده از شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول در فرایندهای زنجیره تولید

در زیر به توضیح فواید شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول در فرایندهای زنجیره تولید پرداخته میشود [1]:

حمل و دریافت کالا

یکی از چالشهای موجود در زنجیرههای تولید فعلی، حفظ دقت لازم در دریافت و ارسال محمولهها از طریق بخشهای مختلف فرایند توزیع است. در اغلب موارد محمولههای دریافت شده در مقدارکالا و نوع کالا با سفارش انجام شده تطابق ندارند. از اینرو نیاز به بررسی واطمینان از دقت حمل کالاها روز به روز تشدید شده و دیگر بارکد جوابگوی نیازمندیهای موجود نخواهد بود. از معضلات فرایندهای فعلی صرف زمان طولانی برای بررسی موجودی کالاها و یافتن کالاهای گمشده و یا تهیه لیست موجودی بدون دقت لازم است.

شبکه جهانی EPC راه حل مفیدی را برای تبدیل فرایندها از حالت دستی به حالت خودکار و سادهسازی فرایندها ارائه میدهد. همان‌طور که قبلا گفته شد، EPC ها شناسههای منحصر به فردی هستند که اشیاء را درجزئیترین سطح شناسایی میکنند. به عنوان مثال هرکدام از کارتونهای موجود در یک پالت میتوانند دارای شناسه جداگانهای باشند که هنگام عبور پالت از درب ورودی و یاخروجی، اطلاعات مربوط به مقدار و نوع درست محصولات به همه بخشها به طور خودکار ارسال شود.

سرقت محصولات

آمار و ارقام در مطالعات خارج از ایران نشان داده است که بیشترین سرقت محصول در بخش میانی زنجیره تولید (بین کارخانه و خردهفروشی ) اتفاق میافتد. در فرایندهای فعلی، مشخص کردن محل تقریبی هر محصول در زنجیره تولید، شناسایی و جلوگیری از سرقت آن، بدون یک فرایند زمانبر امکانپذیر نیست.

به علت اینکه شبکه جهانی EPC، دریافت و ارسال کالاها را در هر نقطه تحت کنترل دارد، امکان مشاهده فرایند توزیع به طور کامل با استفاده از ثبت یک رکورد از زنجیره حفاظت هر کالا فراهم میشود. اگر چه فرایند ارائه شده توسط EPCglobal مانعی برای جلوگیری از سرقت کالا ایجاد نمیکند اما با شناسایی بخشهایی که امکان سرقت در آنها بیشتر است، باعث میشود که در آینده مراقبت بیشتری از آنها به عمل آید.

جعل و تقلب

جعل محصولات و تولید کالاهای تقلبی یکی از بزرگترین مشکلات جهانی زنجیره تولید است. به عنوان مثال در صنایع دارویی، تولید داروهای تقلبی به عنوان یکی از مسائل جدی و ویژه مطرح شده است، تا جایی که در برخی از کشورها گروهی برای مبازره با داروهای تقلبی تشکیل شده است. امروزه تأیید اعتباردادهها به عنوان یک بخش پیشرفته در زنجیرههای تولید مطرح شده است.

شبکه جهانی EPC میتواند از طریق ایجاد فرایندهای خودکار در زنجیره تولید، از کارخانه تا داروخانه، به حمل ایمن داروها کمک نماید. برای انجام این کار از ثبت تاریخچه الکترونیکی برای کالاها استفاده میکند. این تاریخچه میتواند برای تأیید اعتبار حمل کالاها به کار رود. تاریخچه مورد نظر میتواند ذخیره شود و در اختیار کلیه بخشها ی توزیع به منظور جلوگیری از ورود داروهای تقلبی به زنجیره تولید قرار گیرد.

بررسی مجدد کالاها

این بخش یکی از گرانترین بخشها از نظر ازدستدادن کالاهای سالم به حساب میآید. به علت این که در بررسی مجدد کالاها نمی‌توان فقط کالاهای معیوب را شناسایی کرد، در برخی موارد، کالاهای سالم و بیعیب هم به نادرستی از زنجیره خارج میشوند. همچنین فرایند بررسی مجدد کالاها در جریان تولید و عرضه سایر محصولات در زنجیره تولید ایجاد وقفه میکند.

شبکه جهانی EPC با شناسایی دقیق و تک به تک کالاها، به کارخانجات این امکان را میدهد که بتوانند سریعا مکان واقعی کالاهایی راکه بررسی مجدد شدهاند، در کانال توزیع شناسایی کنند. همچنین بخشهای مختلف زنجیره تولید میتوانند به صورت متناوب و در هر لحظه بررسی کنند که آیا لزومی به بررسی مجدد کالایی خاص و اعمال تغییرات به EPC آن هست و یا نه.

6. نگاه موشکافانه به شبکه جهانی کدهای الکترونیکی محصول و اجزای آن

6.1. کلاسهای برچسبهای EPC

EPCglobal چهار کلاس عمده زیر را برای برچسبهای RFID/EPC به منظور استفاده از قابلیتهای مختلف RFID/EPC معرفی کرده است [5]:

کلاس 0 / کلاس 1
کلاس 2
کلاس 3
کلاس 4

6.1.1. کلاس0/کلاس1

این دونوع برچسب از برچسبهای غیرفعالی هستند که 64 یا 96 بیت از دادههای EPC را ذخیره میکنند. دادههای یک برچسب کلاس 0 شامل شماره سریال منحصر به فردی است که توسط کارخانه در حین تولید برچسب و قبل از تحویل به مشتری بر روی آن قرار داده شده است. کلاس +0 و کلاس 1 امکان نوشتن اطلاعات توسط کاربر را فراهم میکنند. برچسبهای کلاس 0 برای کار در فرکانس UHF (900 MHz) طراحی شدهاند، در حالی که برچسبهای کلاس 1 در فرکانسهای UHF (860/930 MHz) و HF (13.56 MHz) عمل میکنند. همه انواع این برچسبها از تکنولوژی انتشار برگشتی [13] و دریافت انرژی از رمزخوان استفاده میکنند. این انواع ارزانترین نوع برچسب در دسترس هستند.

یک برچسب UHF نسل دوم، به عنوان نسل جدیدی از برچسبهای EPC، با قابلیت یکبار نوشتن بر روی آن مطرح شده است و جایگزینی مناسب برای برچسبهای کلاس 0 و 1 به شمار میآید. این نوع برچسب برای فرکانس UHF (MHz 860/930) طراحی شده و شامل یک کد 128 بیت قابل خواندن و نوشتن است. از این 128 بیت، 96 بیت برای کد EPC و 32 بیت برای تصحیح خطای دادهها و فرمان کشتن [14]به کار میرود.

6.1.2. کلاس 2

این نوع برچسبها از انواع غیرفعال با قابلیت خواندن و نوشتن بوده و میتوانند به همراه EPC، دادههای کاربر را نیز ذخیره نمایند. حداقل گنجایش دادههای کاربری برای یک برچسب از این نوع حدود 224 بیت است. این برچسب نیز از تکنولوژی انتشار برگشتی برای ارتباط با رمزخوان استفاده کرده و انرژی لازم جهت انجام کار را از رمزخوان دریافت مینماید. این برچسبها ارزانترین نوع برچسب پس از برچسبهای کلاس 0 و 1 هستند.

6.1.3. کلاس 3

این برچسبها از نوع فعال با قابلیت خواندن و نوشتن بوده و دارای فضای وسیعی برای ذخیره دادههای کاربری هستند. یک برچسب از کلاس 3 میتواند به پردازش اطلاعات و دریافت ورودی/خروجی بپردازد. این نوع برچسب نیز از تکنولوژی انتشار برگشتی برای ارتباط با رمزخوان استفاده میکند. بعد از برچسبهای کلاس 2 این برچسبها از ارزانترین نوع برچسبها هستند.

6.1.4. کلاس 4

این برچسبها از نوع فعال با قابلیت خواندن و نوشتن بوده و از حجم بسیار بالای حافظه برای ذخیره دادههای کاربری برخوردار هستند. این نوع هم قادر به پردازش اطلاعات و دریافت ورودی/خروجی است. این برچسب برخلاف انواع قبلی از تکنولوژی انتقال دهنده[15] برای ارتباط با رمزخوان استفاده کرده وانرژی موردنیازش را توسط باتری تأمین میکند. حداقل بردخوانایی در این حالیت حدود90 متر است و این نوع برچسبها از گرانترین نوع برچسب به شمار میآیند.

6.2. سختافزار جمعآوری دادهها

در حال حاضر EPCGlobal ویژگیهایی را برای برچسبها و پروتکلهای رابط[16] تعیین کرده است. این ویژگیها براساس این است که کدام رمزخوانها و کدام برچسبها با توجه به این که توسط تولیدکنندگان مختلف فراهم شدهاند، با هم سازگاری دارند. به عنوان مثال یک برچسب EPC کلاس 1 از یک تولیدکننده میتواند توسط یک رمزخوان EPC کلاس 1 از تولیدکننده دیگر خوانده شود. این ماهیت سازگار EPC، انعطافپذیری زیادی را برای استفاده از آن ایجاد کرده و تولیدکنندگان مختلف را برای تولید محصولات با هزینه کمتر به رقابت واداشته است.

6.3. سرویسهای یابش[17] کد الکترونیکی محصول

مجموعه سرویسهای یابش کد الکترونیکی محصول به عنوان واسطی برای دسترسی به دادههای EPC به شمار میآید. به عنوان مثال سرویس نامگذاری اشیاء[18] یکی از اجزای این سرویسهاست که در بخش بعدی توضیح داده میشود.

6.4. سرویس نامگذاری اشیاء

ONS، یک سرویس عمومی است که میتواند برای یافتن سرورهای EPC (جایی که دادههای مربوط به محصولات میتوانند استخراج شوند) استفاده شود. این سرویس یک نگاشت بین کدهای الکترونیکی و مجموعهای از نمونههای EPCIS که شامل اطلاعات مربوط به یک EPC خاص هستند، برقرار میکند. (از این جهت ONS شباهت زیادی با DNS دارد، با این تفاوت که سرویس DNS برای یافتن میزبان[19]های مرتبط با یک آدرس اینترنتی ویژه به کار میرود). سرویس ONS باید در فاصله کوتاهی از زمان وظیفه خود را به انجام برساند، به طوری که باید بتواند باسرعت تعداد بسیار زیادی از درخواستها را پاسخ دهد. به طور خلاصه، ONS یک سرویس برای جستجوی ایمن و سریع پایگاه داده به شمار میآید.

6.5. میانافزار EPCglobal

یک برچسب در طول زنجیره تولید در نقاط مختلف میتواند چندین بار توسط یک و یا چندین رمزخوان خوانده شود. هر بار خوانده شدن توسط رمزخوان منجر به تولید مقادیر بسیار زیادی داده میشود که شبکه را نیز درگیر خواهد کرد. بخشی از این دادهها میتوانند به علت خوانده شدنهای زاید و یا برای ترکیب با اطلاعات دیگر فشردهسازی شوند و حجمشان کاهش یابد.

برای مدیریت کارا و بلادرنگ دادهها لازم است که این دادهها ذخیره شده، فیلتر شوند و سپس مورد پردازش قرار گیرند. این کارها از وظایف میانافزار است. علاوه بر این میانافزار مسئول جابجایی اطلاعات وابسته به هم در شبکه و ارسال اطلاعات به EPCIS و یا سایر پایانههای[20] اطلاعاتی دیگر است. بااستفاده از میانافزار حجم دادهها کاهش یافته و اطلاعات به صورت انتخابی در شبکه جابجا میشوند. با استفاده از این روش کاربرد دادهها ساده و بهینه میشود.

6.6. سرویس اطلاعات کد الکترونیکی محصول

این سرویسها به صورت دروازههایی هستند که به وسیله سرورهای مطمئن میزبانی شده و شامل اطلاعاتی درباره اشیاء با شمارههای EPC در شبکه جهانی EPC هستند. یک EPCIS، داده EPC را با وقایع و اطلاعات business مرتبط میسازد. این عمل بیشتر به منظور خودکارسازی مجموعه وظایف مرتبط با وقایع استفاده میشود. نمونههای مختلف EPCIS میتوانند اطلاعاتی درباره یک شماره EPC واحد ذخیره نمایند. بنابراین اطلاعات مربوط به یک EPC بینEPCIS های مختلف توزیع میشود. برای بازیابی اطلاعات لازم است که اطلاعات از یک EPCIS استخراج شده و یا اطلاعات مربوط به چندین EPCIS با هم ترکیب شوند.

به طور کلی از جهات بسیاری میتوان شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول را به شبکه جهانی وب شبیه دانست که در جدول شماره 3 به طور خلاصه به بیان این شباهتها پرداخته شده است [6].

6.7. زبان نشانهگذاری فیزیکی[21]

این زبان یک طرح XML قابل تغییر برای نمایش اطلاعات محصول ارائه میدهد. در حال حاضر این زبان دارای دو جزء زیر است:

هسته PML: اجزاء هسته، از این طرح قابل تغییر برای ارتباط با هم استفاده میکنند.
PML بسط یافته: سازمان جهانی EPC از این طرح قابل تغییر برای نمایش خصوصیات فیزیکی محصولات استفاده میکند.

به عنوان مثالی از این طرح XML میتوان به تاریخ انقضاء محصول، اطلاعات سازمان تولیدکننده، تاریخ تولید و از این قبیل اشاره کرد که این عناوین به عنوان خصوصیات محصول در طرح XML آن ثبت میشود.

شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول

شبکه جهانی وب

ONS

یک دایرکتوری مرکزی از کارخانجاتی است که در EPCglobal ثبت شدهاند و درخواستها برای دریافت اطلاعات محصولات را کنترل میکند.

DNS

یک سیستم مرکزی است که در خواستهای رسیده برای دریافت آدرس وب سایتها و یا پستهای الکترونیکی را کنترل میکند.

EPCIS

مکانی (منبعی) که اطلاعات محصولات در آن ذخیره میشود.

Websites

مکانی (منبعی) که اطلاعات مربوط به موضوع خاصی در آن ذخیره میشود.

EPCDS

ابزاری برای یافتن اطلاعات کد الکترونیکی محصول

Search engines

ابزاری برای یافتن وب سایتها

EPCSS[22]

ابزاری برای تضمین دسترسی مجاز بر اساس روشهای تأیید اعتبار

SSL

استاندارد امنیتی برای وب سایتها

شکل3. جدول مربوط به مقایسه شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول و شبکه جهانی وب

7. نمای کلی از نحوه عملکرد و ارتباط اجزاء مختلف در شبکه جهانی کدهای الکترونیکی

ابتدا دادههای EPC به وسیله رمزخوان از روی برچسبها خوانده میشوند. سپس این دادهها از طریق یک شبکه معمولی ویا بیسیم به میانافزار ارسال میشوند تا به درستی مدیریت شوند. پس از آن سرویس یابش، مکان EPCIS های مرتبط با EPC مورد نظر را در اختیار میانافزار قرار میدهد. میانافزار اطلاعات مربوط به مکان و وقایع مرتبط با EPC را به دادههای پردازش شده اضافه کرده و آن را به EPCIS مربوطه برای ذخیره و انجام عمل مناسب تحویل میدهد. در شکل 4 نمای کلی از نحوه ارتباط اجزاء مختلف دیده میشود.

شکل4. نمایی از نحوه عملکرد اجزاء مختلف در شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول

8. نحوه عملکرد شبکه جهانی EPC

برای این که این شبکه قادر به بازیابی و به روز کردن اطلاعات کالاها باشد لازم است که قبل ازانجام هر کاری برچسبهایی که حاوی کد EPC هستند بر روی کالاها نصب شوند. هنگامی که این برچسبها تولید میشوند، کد EPC آنها توسط ONS ثبت میشود و همراه برچسب باقی میماند. سپس اطلاعات مربوط به هر محصول و یا کالا در EPCIS کارخانه نیز ذخیره میشود. پس از آن داده موجود به EPCDS فرستاده میشود. هنگامی که محصول از کارخانه خارج شد، مکانی که ارسال از آنجا صورت گرفته و نقطه حرکت کالا محسوب میشود به صورت اتوماتیک از طریق EPCIS ثبت میشود.

در حالت برعکس نیز، هنگامی که محصول به نقطه بعدی زنجیره تولید میرسد به طور خودکار خوانده شده و مکانی که محصول به آنجا رسیده توسط EPCIS توزیع کننده ثبت میشود. این اطلاعات بار دیگر توسط EPCDS ذخیره میشوند. این فرایندها در شکلهای 5 و 6 نشان داده شدهاند [1و5 و6].

به عنوان بخشی از فرایندها، ممکن است یک مغازهدار بخواهد اطلاعاتی درباره کالای دریافت شده بدست بیاورد. برای انجام این کار ابتدا درخواست مورد نظر به ONS ارسال میشود تا مکان EPCIS کارخانه مشخص شود. ریشه ONS محل ONS کارخانه را که مکان EPCIS در آن ثبت شده است پیدا میکند. این فرایند ارسال و دریافت پیغام از دید بخشهای مختلف زنجیره تولید و کاربر کاملا پنهان است و آنها تنها در عرض چندثانیه اطلاعات درخواستیشان را دریافت میکنند بدون اینکه از نحوه عملکرد EPCglobal باخبر باشند. پس از یافتن EPCIS کارخانه، کاربر میتواند اطلاعات مورد نیازش را از این طریق دریافت نماید.

شکل5. مراحل ثبت اطلاعات کالادر کارخانه

شکل6. ارسال کالا به مرکز توزیع و ثبت اطلاعات کالادر مرکز توزیع

9. فواید شبکه جهانی EPC در کنار استفاده از فناوری RFID

این شبکه در شناسایی محصولات در سه زمینه زیر مؤثر واقع شده است:

ایجاد یک شناسه منحصر به فرد برای اشیاء در حال حرکت در زنجیره تولید عمومی. این خصوصیت به نحوی بین اطلاعات مبتنی بر اشیاء ارتباط برقرار میسازد.
عدم نیاز به خط مستقیم دید برای خواندن شناسههای اشیاء. یک رمزخوان EPC، سریعا همه برچسبهای EPC را که در میدان فرکانس رادیویی قرار دارند بدون نیاز به قرارگرفتن برچسبها در جهت خاصی شناسایی میکند.
فراهم نمودن شبکهای از اطلاعات که مشاهده جابجایی لحظهای دادههای مربوط به اشیاء را برای کاربران مجاز و معتبر امکان‌پذیر میسازد.

10. نتیجهگیری

مسلما وجود یک قالب استاندارد در هر فناوری به منظور تعریف ویژگیهایی برای قطعات سختافزاری و نرمافزاری آن از اهمیت ویژهای برخوردار بوده و RFID نیز از این امر مستثنی نخواهد بود. استاندارد EPCglobal کمک میکند تا بین برچسبها و رمزخوانهای تولیدشده توسط تولیدکنندگان مختلف سازگاری لازم به منظور واکنش متقابل فراهم شود. علاوه بر این شبکه جهانی کد الکترونیکی محصول قادر به بازیابی و به روز کردن اطلاعات موجود در چرخه تولید از طریق کد الکترونیکی محصول به عنوان یک شناسه منحصر به فرد در کل زنجیره تولید خواهد بود. استفاده از یک شبکه مبتنی بر IP، کاراترین روش در به اشتراک گذاشتن دادهها بین بخشهای مختلف در زنجیره تولید است. با استفاده از این شبکه میتوان اطلاعات مربوط به یک محصول را از طریق اینترنت دریافت کرده و وضعیت محصول را از زمان ارسال از طرف تولید کننده تا دریافت از طرف مشتری کنترل کرد. اما باید توجه داشت که استفاده از شبکه اعمال روشهایی را برای انتقال ایمن و مطمئن اطلاعات میطلبد [2].

در حال حاضر سازمان جهانی کد الکترونیکی در حال توسعه استانداردهایی به هدف سازگاری هر چه بیشتر اجزاء فناوری و تسهیل نمودن پیادهسازی پروژههای مبتنی بر RFID است. این سازمان قصد دارد که فواید و منافعی را که شبکه جهانی کد الکترونیکی در زنجیرههای تولید معمولی ایجاد کرده است به زنجیره عمومی تولید در کل جهان انتقال دهد.

11. فهرست مراجع

[1]. VeriSign Organization, "The EPCglobal Network: Enhancing The Supply Chain", VeriSign White Paper, 2005, pp. 3-7

[2]. VeriSign Organization, "Securing RFID Data for the Supply Chain", VeriSign White Paper, 2005, pp. 1-2

[3]. Sanjay Sarma, "A History of EPC", Garfinkelbook, 2005, pp. 37-42

[4]. EPCglobal Inc., "The EPCglobal Network, Overview of Design, Benefits Security", EPCglobal Inc., 2005, pp. 4-5

[5]. Sandip Lahiri, "Source Book", Prentice Hall PTR, 2005, chapter 10, part 4

[6]. BitKom, "RFID White Paper, Technology, Systems and Applications", German Association for Information Technology & Telecommunication and New Media e.v., 2005, pp. 13-17

[1] Radio Frequency Identification (RFID)

[2] Electronic Product Code (EPC)

[3] Advanced Sensory Systems

[4] Distributed Intelligent Systems (DIS)

[5] Auto-ID Center

[6] Uniform Code Council

[7] EPC Global Specification

[8] Electronic Product Code (EPC)

[9] Item-Level

[10] Object Naming Service (ONS)

[11] EPC Information Service (EPCIS)

[12] EPC Discovery Service (EPCDS)

[13] Back Scatter : در این نحوه ارتباط، ابتدا رمزخوان یک سیگنال AC را به همراه پالس ساعت برای برچسب ارسال میکند، برچسب هم سیگنال AC را به DC تبدیل کرده و انرژی لازم برای ریزتراشه خود را فراهم میکند و پالس ساعت را هم از آن استخراج مینماید. سپس برچسب داده‌های خود را رمزگذاری کرده و در سیگنالی برای رمزخوان ارسال میکند. رمزخوان هم سیگنال دریافتی را به منظور استخراج دادهها رمزگشایی می‌کند.

[14] Kill Command

[15] Transmitter : در این حالت برچسب در فواصل زمانی معین شماره شناسه خود را به اطراف منتشر میکند تا از وجود رمزخوان مطلع شود. در این روش همیشه اول برچسب شروع به برقراری ارتباط میکند.

[16] Interface Protocol

[17] Discovery Services

[18] Object Naming Service (ONS)

[19] Host

[20] End Systems

[21] Physical Mark Up Language (PML)

[22] EPC Security Services