RFID微带天线设计.doc

基于RFID技术的溯源系统研究目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景及研究意义11.2 国内外发展及现状综述21.2.1 国外21.2.2 国内31.3本文的主要工作41.4 论文结构4第2章 RFID技术及溯源系统52.1 RFID技术52.1.1 RFID系统组成52.1.3电子标签62.2 RFID 溯源系统设计需求72.2.1 功能需求72.2.2 性能需求102.3基于 RFID技术的溯源系统相关技术112.3.1 EPC 编码112.3.2 对象名解析服务112.3.3 UML122.4 RFID存在的问题152.4.1标准化问题152.4.2价格问题152.4.3 可靠性问题162.5 本章小结16第3章 系统的体系结构及UML建模173.1 追溯系统总体方案设计173.2 系统构成203.2.1硬件构成203.2.2软件构成213.3 系统的静态建模213.3.1 用例模型213.4 系统的动态建模253.4.1 行为模型253.4.2 交互模型263.5 本章小结28第4章 猪肉追溯系统软硬件实现294.1 系统硬件上的实现294.2硬件设备314.3 软件平台实现334.3.1 编码管理方案334.3.2 对象名解析服务334.4数据库建设394.4.1部门监管模块404.4.2信息交换模块414.4.3用户管理模块434.4.4统计分析、报表管理模块434.4.5查询模块444.5 本章小结45第5章 总结46参考文献47摘 要随着社会的发展和生活水平的提高，人们对食品安全问题越来越关注，消费者迫切需要一个食品安全体系框架，进行有效的跟踪、追溯、回收问题产品。其实，随着无线射频识别技术（RFID）逐渐应用于实际生产中，我们可以通过 RFID追溯系统，解决上述提到的跟踪、追溯、回收等问题，有效的对食品进行信息动态跟踪。RFID 追溯系统是在互联网的基础上，依托无线射频识别技术，提供一个以物品信息交换为中心、面向服务的功能平台。本文根据我国食品生产和销售的实际情况，以猪肉食品为例， 将RFID(无线射频识别)技术用于动物食品安全可溯源系统, 有利于彻底实现“源头”食品追踪和食品安全科学化、透明化管理，用 RFID技术对食品个体信息化数据进行自动识别、自动采集，和自动输入计算机，为食品安全追溯系统对食品个体的“身份”的跟踪与识别提供了信息传递的基础。本文对猪肉屠宰、批发和零售信息追溯系统从整体上进行了分析和设计，采用面向对象技术的标准建模语言 UML 以对生猪追溯系统建模，从静态和动态两个方面来对该系统进行了建模开发。最后还对猪肉屠宰、批发和零售追溯系统在硬件和软件上的具体实现进行了进一步的分析和设计。关键词：RFID；安全追溯系统；UML 建模AbstractWith development of the society and improvement of the living standard，theconsumers are taking more and more concern about food safe issues. They are urgent to need a food safety system framework which can track, trace and callback faked products effectively. In fact, Radio Frequency Identify Technology can be used in these industries and with the help of RFID public services infrastructure, the services including Track & Trace & Callback will be provided easily to dynamic track item-level products information.RFID Public Services Infrastructure is a service-oriented platform whichprovides functions to exchange products information on internet based onRFID technology. According to the actual situation of food production and sales in China, taking pork as example, a food safety traceability system suite to China's situation which can trace, track the information reflected food quality in the food supply chain is analyzed and studyed, in order to improve supply chain food quality safety information management, and promote safety and assured food production marketing and brand-building. The main research content and achievement have been obtained as follows:Using RFID(radio frequency identification) on information of food individual for data automatic identification, automatic acquisition, and automatically input into computer, which provide an information transmission basis for tracking and identification of food individual “Identity”.The paper analyzes and design pork production and processing information traceability system on the whole.Object-oriented modeling standard language UML is used to model pig Traceability Safety system from static and dynamic aspects.Finally, the particular implementation of the hardware and software in pork production and processing information traceability system is analyzed and designed. Key words：RFID, Traceability Safety System, UML Modeling,第一章 绪 论1.1 课题背景及研究意义随着RFID技术的不断发展，在物流领域中的应用也越来越多，它不仅仅只是作为识别真实世界中物品的标签，还可以有效的用于处理海量数据的流动，解决物品在流通领域的溯源控制问题，帮助企业提升技术层次，从而促进整个产业本身的发展，根本性的改变企业的信息化模式，产生更大的生产效率。对于跟踪与追溯服务的研究，国际社会相当重视。他们在食品、药品等方面都有成功的相关应用案例：美国食品与药品管理局（FDA）通过RFID技术对在美国国内生产、加工、包装的药品，进行了安全跟踪与追溯1。然而，目前我国还没有提出完整的应用架构，相关的RFID支撑技术、产业发展的基础设施、测试认证、政策环境都还没有建立起来2。关于溯源体系技术的研究处于探索阶段，主要研究点也只是围绕在如何建立有中国特色的公共信息服务体系，如何解决编码的注册管理、转换及解析等技术上。可是，企业界对商品信息追踪检索服务、信息流共享等的需求却越来越迫切，他们需要一个良好的溯源体系的支持，以便将企业内基于RFID技术的应用有效的展开，获取更大的生产价值。因此可以说，溯源体系是未来RFID大规模开环、跨系统应用的生命线。它将整合现有的企业信息资源，为企业及个人搭建出一个从信息采集到信息共享追踪的体系。企业级信息系统在利用RFID技术采集数据3，成为信息源之后，我们就可以依托统一的RFID物品编码作为索引，快速查找、追踪、共享物品等的相关信息，从而形成“物联信息网络”。也就是说，客户不仅可以得到关于商品的静态信息，如制造日期、说明、生产厂商等信息，还可以得到商品在整个供应链中的动态信息，如发货/收货时间，物流运送信息等动态数据4；根据这些信息，将实现对产品的追踪和追溯，影响未来企业信息化发展，将可靠、准确、实时的信息传回给现有的商业应用模式之中，从而引发出信息技术的革新。所以说，RFID溯源系统对于产品动态信息的跟踪与追溯具有十分重要的意义。食品安全是我国乃至世界都极其关注的一个话题，未达标的食品对人体存在着极大地危害。从上个世纪90年代以来，随着一系列食品安全事件的发生，特别是人畜共患传染病的爆发带给人们极大地恐慌，世界各国对食品安全越来越关注，疯牛病、口蹄疫和禽流感等疫情的爆发给相关国家的畜牧养殖业造成了巨大的甚至是毁灭性的打击，畜禽产品等食品出口受阻，市场销售下降。近年来，由于食品安全危机频繁发生，从疯牛病、口蹄疫到注水肉、“瘦肉精”、毒大米、问题奶粉、苏丹红1号、孔雀石绿等，严重威胁了人们的身体健康和生命安全，食品安全已成为全球共同关注的焦点，如何对食品进行有效跟踪和追溯是一个极为迫切的课题。在食品生产行业，一些不法食品生产者使用违禁添加剂时有发生，药品残留往往严重超标，其产品进入消费市场，严重影响消费者的身体健康1。因此食品生产需要一个安全体系框架，使其生产体系在合理的制度监督下进行，消费者迫切需要“安全透明”，使食品生产和流通过程变得可监督和稽查，是消费者买得放心、吃得放心。针对消费者对食品安全的信心丧失，世界各国纷纷制定相关法律和制定，约束和限制违规生产的发生，并试图从源头上控制和杜绝疫情的引入和传播，尽快查清食品的迁移历史及可能进入食物链的畜产品，通过可稽查的食品安全可追溯系统2来确定食物的安全生产与销售。该项目采用RFID等国际标准与技术，以猪肉溯源为例，开发一套适合中国国情的猪肉生产加工信息溯源系统，应用整套系统可以生产符合国际食品安全规范的猪肉，重建猪肉消费者信心，促进猪肉出口，带动养猪业发展。生猪溯源可以分为养殖、屠宰、批发、零售和监管等几个环节。由于现阶段规模化养殖企业还不是太多，管理起来相对较难，经过反复论证，最终决定先从屠宰、批发和零售和监管几个环节做起。1.2 国内外发展及现状综述1.2.1 国外关于RFID溯源系统，国外的研究主要集中在欧美、日本、韩国。主流的模型和参考应用有：EPCGlobal组织提出的物联网参考模型和日本推广的泛在网络（Ubiquitous Network）。EPCGlobal物联网模型。EPCglobal组织是受业界委托而成立的非盈利组织，由国际物品编码协会（EAN）和美国统一代码委员会 （UCC）共同投资，主要负责 EPC网络的全球化标准，以便快速、自动、准确地识别供应链中流通的商品。该组织提出被称为下一代互联网的“物联网”（Internet of Things）概念，即通过电子标签让“物体都能进行相互交流和连通” 5610.美国食品与药品管理局（FDA）通过RFID技术对在美国国内生产、加工、包装的药品，进行了安全跟踪与追溯。日本Ubiquitous ID Center(泛在中心)在政府支持下，将RFID技术与e-Japan计划结合，提出构建无所不在的“泛在网络”，并提出相应的技术标准体系7。从RFID专利和产业发展等方面获取的资料中，我们发现，过去十年间，共有超过6000项RFID技术的专利被申请，主要都在美、欧、日等发达国家8。它们目前正在通过标准制定、规模优势、以及商业化手段等途径，进一步巩固在RFID领域的技术优势。1.2.2 国内国内的研究主要在学术界和政府部门的主导下。一些科研机构的相关研究主要依托国家863计划“无线射频关键技术研究与开发”课题，如：中科院自动化所开发了RFID溯源系统基础架构软件，在血液管理上进行追踪溯源服务演示9；在政府相关部门的支持下，我们在气瓶安全管理、药品监督等方面也做着一些试验工作，尝试进行数据的追踪与监管。不过，这些应用研究还只是在特定领域内的特性应用，属于闭环下的演示应用，并且只能进行简单信息采集、过滤、追踪、反馈等功能，而不能在更高层次上的跨系统进行信息交互。因此，当前这类研究还没有形成标准的、开放式架构设计。 总的来说，我国关于溯源体系的研究还很薄弱，相关研究主要还是参考国外的模型，处于起始阶段。虽然政府在国家“十一五”规划和863计划中，对RFID技术应用提供了政策、项目和资金的支持，国内在RFID的应用发展上也很迅速，但与国际RFID技术的发展相比，在很多方面仍存在较大的差距。完善了RFID产品信息跟踪与追溯模型。在对信息跟踪与追溯模式进行分类的基础上，提出对象名解析与溯源服务相结合的分步追踪架构，解决了在多个异构数据源中，对单件的RFID物品的数据动态追踪问题，可以成功获取物品在供应链或其它流通环节的动态信息。从身份识别到货品运送甚至食品追踪，无线射频识别标签（RFID）已经慢慢走进了平常百姓的生活，也创造出一个快速成长的市场。 1.3本文的主要工作本文主要工作包括以下几个方面：(1)介绍了射频识别技术,特别是对无源进行了详细介绍,对其优势及目前存在的技术难点进行了分析。(2) 以猪肉溯源，提出并设计了基于RFID的溯源系统的主要功能、体系结构，使用 UML对系统进行建模。(3)基于RFID的溯源系统的软硬件等进行实现。1.4 论文结构本论文的共有五章，内容安排如下：第一章，绪论。讲述研究背景，国内外发展现状，以及本文的研究目标、意义和内容。第二章是 RFID溯源系统的相关技术、理论及一些已有的研究模型。阐述相关研究现状及涉及到的相关技术。第三章是使用 UML 对猪肉溯源系统的建模技术。第四章涉及 RFID猪肉溯源系统的实现。第五章关于该课题的结论及展望。总结全文并提出一些尚需研究和解决的问题。第二章 RFID技术及溯源系统RFID是一种非接触的自动识别技术,它不仅具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息可更改等优点,而且是唯一可以实现同时识别多个目标的自动识别技术。因此将RFID技术应用到动物食品安全监管中成为一种发展趋势。最初的食品个体标识是应用于其畜牧产品的识别上，目的是为了满足工业上的需求，包括疾病控制与消除，畜产品管理等，用到的标识方法有背标、尾标、纹身、腿标等。随着社会不断进步，原始的畜牧产品标识方法己经不能适应现代畜牧业管理的需求，在畜牧产品标识中自动识别技术开始应用越来越普及，并且扩展到整个食品领域。2.1 RFID技术2.1.1 RFID系统组成应用 RF I D 技术组成的自动识别系统称为RFID系统。RFID系统主要由3部分组成:(1) 射频卡 ( tag, 也叫电子标签 ) : 由耦合元件及芯片组成 , 标签含有内置天线 , 用于和射频天线间进行通信。(2) 阅读器 (reader,也叫读写器):读取电子标签信息的设备。(3) 计算机: 进行数据管理。RFID系统结构图如图 2.1。图2.1 RFID系统结构图图2.2 RFID系统的基本工作原理2.1.3电子标签电子标签 ( tag) 是射频识别系统真正的数据载体，tag具有智能读写和加密通讯的功能,它的基本构成是由IC芯片和一些外围元件组成。依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源标签(active tag)和无源标签(passive tag),有源标签内装有电池,无源标签内没有装电池。按照能量供给方式 , RFI D系统分为有源与无源;按照工作频率, RFID系统有低频、中频、高频、超高频、微波射频等几种。在 20世纪以前人们通过在动物身上烙印来识别动物,后来又通过条形码标签对动物进行管理。前者由于存在对动物虐待的问题 , 因此应用越来越少; 后者虽然成本低,但是,要将阅读器放在条形码标签上,才能识别动物编号,所以不适用于全自动化的跟踪管理过程。电子标签RFID对比条形码七大特点: (1).快速扫描 条形码一次只能有一个条形码受到扫描； RFID辨识器可同时辨识读取数个 RFID标签。 (2).体积小型化、形状多样化 RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外， RFID标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。 (3).抗污染能力和耐久性 传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但 RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损； RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。 (4).可重复使用 现今的条形码印刷上去之后就无法更改， RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新。 (5).穿透性和无屏障阅读 在被覆盖的情况下， RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。 (6).数据的记忆容量大 一维条形码的容量是 50Bytes，二维条形码最大的容量可储存 2至 3000字符， RFID最大的容量则有数 MegaBytes。随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。未来物品所需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。 (7).安全性 由于 RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。 2.2 RFID 溯源系统设计需求2.2.1 功能需求RFID 溯源系统的功能需求至少要满足以下几个方面：(1)整合异构的 RFID 信息源近年来，随着 RFID 技术的发展呈加速态势，它和企业信息系统的集成也在不断完善中。RFID 相关的数据逐渐记录下来，成为企业内数据信息的一个重要组成部分。但我们同时也看到，RFID 的数据仍处于封闭的企业系统内部，分而不聚，聚而不合，呈分布异构状态。由于这些RFID信息源物理上可能分布在异构环境的多个自治域中，有着不同的数据格式、存储方式、访问控制策略等，逻辑上也可能在数据模型、操纵语言和数据语义等方面存在着很大差异。此外，这些 RFID 信息源的可共享性、共享方式、共享内容等也可能随时发生变化。从而，极大的制约了 RFID 数据在企业间的大规模交互应用。因此，我们需要一个溯源系统，用来支持 RFID 公共数据模型和 RFID 信息查询与交互、实现这类异构 RFID 信息源之间的交互操作、屏蔽现在已有的各种 RFID异构信息系统不同的访问方法和用户界面、给用户呈现出一个访问多种异构数据源的公共接口，以便集成处理多种数据源、整合多个数据查询结果。(2)开环的 RFID 信息源交互方式企业信息系统既是信息源的收集者，同时又作为数据源的发布者。主要完成两方面的功能:1) 相关信息的采集、分类和存储; 2) 提供、发布及共享数据。这类自主或半自主的企业实体，它们的信息系统可以形成一个数据流网络，共同负责一类或多类的数据流的共享与交换。按照数据流交换的方式、应用范围的尺度和精细化的层度，我们可以区分出以下四类信息源整合的模式：l 事先约定。信息源实体彼此都知道对方的服务地址，那么在系统内部就可以直接设置整合对象，从而完成数据交换。由于这类模式需要双方都彼此知道，这也带来了很大的局限性。首先，整合的信息源数量个数要很少，否则，对于系统的维护将带来极大的困难。其次，他们需要是合作紧密的商业合作伙伴，彼此信赖，愿意提供信息给对方。因此，这类模式可以主要针对小范围的、简单的对等公司之间信息源整合的供应链场景。l 链式追踪。通过向一个已知的信息源请求，获得它已知的其他信息源服务地址。例如，在一个包含 A、B、C 的信息源中，C 事先知道 B 的服务地址，B也知道 A 的服务地址；当 C 对 B 进行请求之后，可以从 B 中获取信息结果中进行分析，获得 A 信息源中的数据。该类模式可以解决事先约定模式下的局限性，能够在数据交互双方彼此不是完全知道下进行，同时也比较易于维护，整合加入新的数据源。l 基于编码的 ONS 定位 RFID 数据源。针对 RFID 标签能够存储数据的特殊性，可以对每个商品赋予一个唯一的 ID 进行标识，由该 ID 就可以通过类似于域名查找机制 DNS 服务一样的对象名解析服务（Object Naming Service, ONS）进行定位，获取 RFID 信息源的服务地址。然而，单单使用 ONS 进行定位，只能获取物料级别的数据信息，而且这些信息大都属于商品的静态信息。l ONS 与发现服务机制相结合。在该类模式下，由专门的发现服务器记录 RFID商品在数据源中的出现信息，同时提供服务接口，发布这些 RFID 数据源的服务地址，从而实现商品的动态跟踪。发现服务器的服务地址由 ONS 维护，在互联网内可以依托域名解析服务，被每个请求者快速获得。这种模式可以应用于多方参与的供应链中，而且这些参与者事先不必知道对方。由以上分析可知，在异构 RFID 信息源整合上，采用对象名解析服务（ONS）与发现服务机制相结合，可以提供出开环的信息源整合方式。(3)RFID 信息源的数据交换语义异构信息系统的数据交换问题，实质就是如何对数据的语义信息进行表达，以便各个系统都能够理解。数据交换原则上也是一个语义翻译问题，就像两种自然语言的相互理解。但是，对于大部分 RFID 应用系统来说，其所产生的 RFID 信息并没有采用统一的语法描述格式，RFID 信息在语法描述上存在着千差万别，这就造成了 RFID 信息表达上的语法异构；而对于 RFID 信息所代表含义（即语义）的解释，则是一个复杂的过程。在 RFID 溯源系统内，如果我们能够设计出一个统一的交换格式，对 RFID的数据进行语义解释，那么 N 个异构的信息系统，尽管在各自系统内部数据元素命名不一致的情况下，按照体系下的标准格式转换数据发布给外部，那么它们之间的 RFID信息内容就是可以理解的。(4)单品级商品的数据追踪在传统的企业信息系统中，我们大都只能获取物料级的商品信息，例如：这一批产品的制造日期、使用说明、生产厂商等信息，这些都属于静态级数据。随着 RFID技术的引入，我们可以依托它唯一识别的功能，跟踪商品在生产流通中的动态信息，如发货/收货时间，物流运送信息等。这些商品的信息可以归为静态数据和动态数据两类。前者一经设定便不再被修改，易于保存及维护。而后者将随着时间的推移而不断增加，数据量也越来越多。RFID 用于商品动态信息的追踪时，所衍生的数据量十分惊人。例如在物流活动中，数据需要被全程追踪。举例来说，如果企业一年生产 1 千万件产品，需要通过5个供应链节点时，就会有 5 千万个数据，数据量太大，企业很难有一个独立的数据库来存取这些数据，因此数据可能分别存放在各个独立的系统中。但正因为此，导致了单品级商品的追踪存在极大的复杂性：异构的数据源，复杂的定位信息源机制，信息的语义解析，实时的查找响应等。因此，在 RFID 溯源系统内，需要一套快速的 RFID 信息源发现机制，能够快速的定位数据提供者，从而有效的获取 RFID 商品的信息。在这套机制的实现时候，不可避免的要涉及：RFID 编码的注册管理、转换及解析；商品 RFID 信息提供方式（WebService 等）；商品信息检索及跟踪服务；数据源交互跟踪模型等关键技术。2.2.2 性能需求对于 RFID 溯源系统的性能需求主要表现在如下几个方面:(1) 提供的 RFID 信息准确、可靠、一致导致信息不够精确的原因有很多种，如产品标识的方式，信息载体容易毁损或仿冒，信息获取方式本身不可靠或者容易受到环境影响等等。要保证原始信息的精确性，需要对产品标识方式，信息载体和信息识别方式进行合理的选择。对于产品而言，采用数字化的标识有利于信息的采集，传输和处理。信息采集之后将通过通信网络传输给数据处理系统，产品信息的处理和传输一般都通过远程服务器来完成，由于采用自动识别技术和单品识别的编码技术，如果跟踪与追溯的目标数量庞大，系统需要处理的数据将是海量的，这对信息传输的可靠性将提出较高的要求。产品的编码和对应的产品信息可能存储在不同的位置，同时为了提高访问的速度，各部分信息在网络中将有可能存在不同的备份，此时需要我们解决信息存储的一致性问题，使得上述问题对于用户来说是透明的。(2)实时高效的RFID信息检索追踪机制在开环应用中，物品信息常常是在不同地域中分布的，这样对于指定产品信息的跟踪，就必须将分散的数据整合提供给用户。而海量的产品信息，导致我们必然需要一个实时高效的索引机制，能够根据物品编码能够检索出体系内含有该产品信息的数据源，而后依照客户需要返回产品静态或动态信息。它的设计应该是基于分布式的不同层次的检索服务处理不同应用级别的物品、收集物品在生存周期中的过程信息、整理之后提供出追踪、追溯及评估等服务。2.3基于 RFID技术的溯源系统相关技术本节主要介绍 RFID 公共服务体系实施过程中将要涉及到的技术。2.3.1 EPC 编码EPC（Electronic Product Code）即电子产品编码111213系统。它建立在EAN.UCC（即全球统一标识系统）条型编码的基础之上，并对该条形编码系统做了一些扩充，用以实现对单品进行标记。 EPC 编码是由：标头、厂商识别代码、对象分类代码、序列号等数据字段组成的一组数字。它的一个重要特点是：该编码是针对单品的。它的基础是 EAN.UCC14，并在 EAN.UCC 基础上进行扩充。根据 EAN.UCC 体系，EPC 编码体系也分为 5 种15：（1）SGTIN ：Serialized Global Trade Identification Number（2）SGLN：Serialized Global Location Number（3）SSCC：Serial Shipping Container Code（4）GRA：Global Returnable Asset Identifier（5）GIAI：Global Individual Asset Identifier在公共服务体系内,EPC 编码能够唯一标识一个商品，促进了贸易伙伴之间数据和实物的交换；同时作为一个开放标准，所有的接口均按此来实现，使得该框架可以适用在任何地方，在不同软、硬件平台上实现。此外，它对用户的需求也可进行相应的配制，能够支持整个供应链，提供了一个数据类型操作的核心服务。2.3.2 对象名解析服务对象名解析服务（ONS）是受域名管理系统（Domain Name System）的启发而提出的16。通过一个唯一的 ID 标识号，在互联网下返回一个或多个 internet 地址，从而可以进一步找到此编码对应的货品的详细信息，由此访问与该货品相关的服务资源地址。通过 ONS 提供的这项功能，我们不仅可以由电子产品码查询到供应商提供的该类商品的静态信息，还可以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。ONS 的实现和 DNS 一样采用分级解析机制，按照不同的域名分别解析，从而快速得到服务地址。ONS 工作原理计算机网络中的域名解析服务 DNS 是一个分布式的数据库系统，它提供将域名转换成对应 IP 地址的信息。DNS 分为 Client 和 Server，Client 扮演发问的角色，就是问 Server 一个域名，而 Server 必须要回答此域名的真正 IP 地址。当地的 DNS 会先查自己的资料库，如果自己的资料库没有，则会向 DNS 的上一级 DNS 询问，依次得到答案之后，将收到的答案保存起来，并回答客户。ONS 的工作原理与 DNS 的工作原理相同，区别只是在于输入输出内容。DNS输入的是域名，输出的是对应的 IP 地址；而 ONS 输入的是 EPC 编码，输出的是NAPTR(Naming Authority PoinTeR)。ONS 服务是建立在 DNS 基础上，专门针对电子产品编码与货品信息的解析服务。在整个 ONS 的服务工作中，DNS 解析将电子产品编码转换成 URI 格式，再由客户端将其转换成标准域名，而后，将结果以 NAPTR 记录格式返回给客户端，ONS 即完成了一次解析。ONS 服务对整个 RFID 公共服务体系来说，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。但是，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，其单个产品的跟踪映射信息没有维护，因此，需要在此基础上继续设计动态追踪服务机制，对单品的动态信息进行跟踪。2.3.3 UML 标准建模语言UML（Unified Modeling Language）是由著名的面向对象技术专家Grady Booch、Jim Rumbaugh和Ivar Jacobson发起，在Booch1993、OMT-2和OOSE方法的基础上，经过反复修改而完成的。它是一种定义良好、易于表达、功能强大、扩展性好且普遍适用的建模语言，它融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术，其作用域不仅限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。UML的应用贯穿在系统开发的五个阶段，它们是： 需求分析UML的用例视图可以表示客户的需求。通过用例建模，可以对外部的角色以及它们所需要的系统功能建模。角色和用例使用它们之间的关系、通信建模的。每个用例都制定了客户的需求。 分析分析阶段主要考虑所要解决的问题，可用UML的逻辑视图和动态试图来描述:类图描述系统的静态结构，协作图、状态图、序列图、活动图和状态图描述系统的动态特征。在分析阶段，只为问题领域的类建模，小定义软件系统地解决方案的细节。 设计在设计阶段，把分析阶段的结果扩展成技术解决方案。加入新的类来提供技术基础结构用户接口、数据库操作等。分析阶段的领域问题类被嵌入在这个技术基础结构中。设计阶段的结果是构造阶段的详细的规格说明。 构造在构造或程序设计阶段，把设计阶段的类转换成某种而向对象程序设计语言的代码。在对UML表示的分析和设计模型进行转换时，最好小要直接把模型转换成代码。因为在早期阶段，模型是理解系统；对系统进行结构化的手段。 测试对系统的测试通常分为单元测试、集成测试、系统测试和接受测试几个小同级别。单元测试是对几个类或一组类的测试，通常由程序员进行，集成测试集成组件和类、确认它们之间是否恰当地协作。系统测试把系统当作一个“黑箱”，验证系统是否满足所有的需求。不同的测试小组使用不同的UML作为他们工作的基础。单元测试实用类图和类的规格说明，集成测试典型地使用组件图和协作图，而系统测试实现用例图来确认系统的行为符合这些图中的定义。在现代软件的开发过程中，编程是一个独立的阶段，其任务是用编程语言将来自设计阶段的类转换成实际的代码。所以在用UML建立分析和设计模型时，应尽量避免考虑把模型转换成某种特定的编程语言，以使设计适应不同的平台。作为一种建模语言，UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。 UML语义描述基于UML的精确元模型定义。元模型为UML的所有元素在语法和语义上提供了简单、一致、通用的定义性说明，使开发者能在语义上取得一致，消除了因人而异的最佳表达方法所造成的影响。此外UML还支持对元模型的扩展定义。 UML表示法定义UML符号的表示法，为开发者或开发工具使用这些图形符号和文本语法进行系统建模提供了标准。这些图形符号和文字所表达的是应用级的模型，在语义上它是UML元模型的实例。标准建模语言UML的重要内容可以由下列五类图来定义:第一类是用例图(Case diagram)，从用户角度描述系统功能，并指出各功能的操作者。第二类是静态图(Static diagram)，包括类图、对象图。其中类图用来描述系统中类的静态结构。不仅定义系统中的类，表示类之间的联系如关联、依赖、聚合等，也包括类的内部结构(类的属性和操作)。类图描述的是一种静态关系，在系统的整个生命周期都是有效的。对象图是类图的实例，几乎使用与类图完全相同的标识。他们的不同点在于对象图显示类的多个对象实例，而不是实际的类。由于对象存在生命周期，因此对象图只能在系统某一时间段存在。第三类是行为图(Behavior diagram)，描述系统的动态模型和组成对象间的交互关系。其中状态图描述类的对象所有可能的状态以及事件发生时状态的转移条件。通常，状态图是对类图的补充。在实用上并不需要为所有的类画状态图，仅为那些有多个状态其行为受外界环境的影响并且发生改变的类画状态图。而活动图描述满足用例要求所要进行的活动以及活动间的约束关系，有利于识别并行活动。第四类是交互图(Interactive diagram)，描述对象间的交互关系。其中序列图显示对象之间的动态合作关系，它强调对象之间消息发送的顺序，同时显示对象之间的交互；合作图描述对象间的协作关系，合作图与序列图相似，显示对象间的动态合作关系。除显示信息交换外，合作图还显示对象以及它们之间的关系。如果强调时间和顺序，则使用序列图；如果强调上下级关系，则选择合作图。第五类是实现图(Implementation diagram)，其中组件图描述代码部件的物理结构及各部件之间的依赖关系。一个部件可能是一个资源代码部件、一个二进制部件或一个可执行部件。它包含逻辑类或实现类的有关信息。组件图有助于分析和理解部件之间的相互影响程度。配置图定义系统中软硬件的物理体系结构。它可以显示实际的计算机和设备(用节点表示)以及它们之间的连接关系，也可显示连接的类型及部件之间的依赖性。在节点内部，放置可执行部件和对象以显示节点与可执行软件单元的对应关系1718。从应用的角度看，当采用面向对象技术设计系统时，首先是描述需求；其次根据需求建立系统的静态模型，以构造系统的结构；第三步是描述系统的行为。其中在第一步与第二步中所建立的模型都是静态的，包括用例图、类图、包图、对象图、构件图和配置图等图形，是标准建模语言UM