張旭馬應(yīng)召本刊記者趙建萍/文

   ▲2013年2月，中國(guó)政府網(wǎng)公布《國(guó)務(wù)院關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出到2015年，突破一批核心技術(shù)，初步形成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系。這充分說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)已被我國(guó)提升為國(guó)家戰(zhàn)略。

   ▲國(guó)家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、科技部、教育部、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委”）聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展部際聯(lián)席會(huì)議相關(guān)成員單位制定了10個(gè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃。

   ▲國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委發(fā)布了21項(xiàng)智能交通國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并向公安部、國(guó)家林業(yè)局、全國(guó)信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、全國(guó)智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、全國(guó)物品編碼標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)下達(dá)了物聯(lián)網(wǎng)等47項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系初具規(guī)模。

   近年來(lái)，“物聯(lián)網(wǎng)”已成為國(guó)家信息化建設(shè)發(fā)展會(huì)議、科技領(lǐng)域新聞、自動(dòng)識(shí)別行業(yè)繞不開(kāi)的高頻詞匯。種種跡象表明，物聯(lián)網(wǎng)給了人類對(duì)未來(lái)美好的憧憬。所有物品的連接，智能化的識(shí)別和管理，物聯(lián)網(wǎng)為人類編織起了一個(gè)夢(mèng)。

   自1999年美國(guó)麻省理工學(xué)院提出物聯(lián)網(wǎng)的基本概念，中國(guó)科學(xué)院便啟動(dòng)了傳感器的相關(guān)研究。自此，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的進(jìn)程就從未停歇。2013年更是我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)在關(guān)鍵技術(shù)突破、產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展和廣泛應(yīng)用等方面都取得較大成果的一年。以廣東省為例，去年廣東物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)規(guī)模數(shù)同步增長(zhǎng)，由2012年的2200家增加到2800多家，增加約27%。相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量為2446個(gè)，與2012年相比，增長(zhǎng)接近一倍，其中發(fā)明專利占42.8%，實(shí)用新型專利占54.7%。2013年廣東省物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)1950億元，同比增長(zhǎng)41%，是近年來(lái)規(guī)模增長(zhǎng)最快的一年。

   2013年5月,“國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)管理公共服務(wù)平臺(tái)”項(xiàng)目得到正式批復(fù)。該項(xiàng)目由中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心牽頭，聯(lián)合工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所、工業(yè)和信息化部電信研究院、中國(guó)物品編碼中心三家單位參與，建立物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)統(tǒng)一管理和公共服務(wù)平臺(tái)。2013年10月，國(guó)家發(fā)改委要求各地組織開(kāi)展2014~2016年國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)重大應(yīng)用示范工程區(qū)域試點(diǎn)，支持各地結(jié)合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展實(shí)際需求，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、節(jié)能環(huán)保、商貿(mào)流通、交通能源、公共安全、社會(huì)事業(yè)、城市管理、安全生產(chǎn)等領(lǐng)域，組織實(shí)施一批示范效果突出、產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)性強(qiáng)、區(qū)域特色明顯、推廣潛力大的物聯(lián)網(wǎng)重大應(yīng)用示范工程區(qū)域試點(diǎn)項(xiàng)目，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)有序健康發(fā)展。讓我們一同走進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼編織的世界……

   物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的編碼現(xiàn)狀，總結(jié)提煉出具有共性的特征，在兼顧各種標(biāo)識(shí)方法特點(diǎn)的情況下提出科學(xué)、合理、符合我國(guó)國(guó)情并能夠滿足我國(guó)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需要的一套自主掌控，兼顧科學(xué)性與實(shí)用性，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)靈活可擴(kuò)展、適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的、科學(xué)的“物”的編碼方案和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Ecode既能實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下對(duì)“物”的唯一編碼，又能針對(duì)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)中多種編碼方案共存的現(xiàn)狀，兼容現(xiàn)有編碼方案，適用于物聯(lián)網(wǎng)各種物理實(shí)體、虛擬實(shí)體的編碼。Ecode是物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)體系的重要組成部分。物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)體系用于支撐跨系統(tǒng)、跨行業(yè)信息的互聯(lián)互通，包括Ecode編碼、數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)、中間件、解析系統(tǒng)、安全機(jī)制、信息查詢和發(fā)現(xiàn)服務(wù)、應(yīng)用模式等部分組成，是一個(gè)完整的體系。

    共識(shí)下的自主創(chuàng)新

   物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)支撐技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。當(dāng)前不同的編碼方案共同存在于物聯(lián)網(wǎng)中，統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)編碼標(biāo)識(shí)體系尚未建立，各個(gè)國(guó)家和國(guó)際組織都在嘗試提出適合于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的編碼，如EPC、日本提出的UID系統(tǒng)采用的編碼Ucode、韓國(guó)提出基于移動(dòng)商務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用的mCode、OID、DOI等。

   EPC編碼主要以透明供應(yīng)鏈、提高物流效率為主要目標(biāo)，主要用于商貿(mào)物流等開(kāi)放流通領(lǐng)域；Ucode主要應(yīng)用在日本，在全球其它國(guó)家應(yīng)用較少，目前在日立歐洲研究院的推動(dòng)下，如芬蘭等國(guó)也有一些Ucode的應(yīng)用案例。mCode側(cè)重于大眾生活的便捷化，主要用于廣告、優(yōu)惠卷等移動(dòng)商務(wù)領(lǐng)域，還處于標(biāo)準(zhǔn)制定階段。UID目前僅以電器產(chǎn)品智能化管理為主要目標(biāo)，且只在日本一國(guó)應(yīng)用。OID當(dāng)前主要應(yīng)用在SNMP協(xié)議、通信加密、數(shù)字證書、ISO射頻識(shí)別數(shù)據(jù)協(xié)議、UUID等方面。由于其管理和組織松散，結(jié)構(gòu)冗繁，在RFID、二維碼等標(biāo)簽中應(yīng)用難度較大，不便于統(tǒng)一管理，開(kāi)放性和安全性也需要加強(qiáng)。

   隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷深入，跨系統(tǒng)、跨平臺(tái)、跨地域之間的信息交互、異構(gòu)系統(tǒng)之間的協(xié)同和信息共享會(huì)逐步增多，建立統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)編碼標(biāo)識(shí)體系已成為全球共識(shí)。

   在我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)示范工程的應(yīng)用中，采用各自系統(tǒng)的編碼方案，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨平臺(tái)、跨地域的互聯(lián)互通時(shí)，遇到瓶頸。國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)工作組——標(biāo)識(shí)技術(shù)項(xiàng)目組從國(guó)家層面統(tǒng)籌規(guī)劃，全面協(xié)調(diào)制定符合我國(guó)應(yīng)用實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有各種應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，提出具有兼容性的解決方案，既能讓現(xiàn)有各種編碼系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)揮作用，又能充分考慮新的應(yīng)用需求，制定統(tǒng)一的編碼標(biāo)識(shí)體（如圖1），在此基礎(chǔ)上建立國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)管理公共服務(wù)平臺(tái)，為各行各業(yè)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供支撐。

圖1  物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)體系模型

    遵循原則

   Ecode編碼可存儲(chǔ)于一維碼（code128編碼等）、二維碼（QR碼、DM碼、漢信碼）、RFID標(biāo)簽（ISO/IEC18000-63，ISO/IEC18000-3m3）等各種類型的載體中。在這些標(biāo)簽中的承載要遵循嚴(yán)格的數(shù)據(jù)協(xié)議，以便于能夠?qū)code標(biāo)簽與其他標(biāo)簽區(qū)分開(kāi)來(lái)。Ecode編碼方案應(yīng)遵循如下原則：

   唯一性原則。物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼是對(duì)實(shí)體的唯一性標(biāo)識(shí)，這個(gè)唯一性既可以是全局唯一，也可以是局部唯一。

   兼容性原則。物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼能實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有各應(yīng)用領(lǐng)域中已存在的編碼方案的兼容，通過(guò)建立各種映射規(guī)則和編碼映射關(guān)系，支持已經(jīng)存在的各種編碼。

   可擴(kuò)展性原則。物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼要具有可擴(kuò)展功能，給出擴(kuò)展機(jī)制。如果未來(lái)應(yīng)用有擴(kuò)展需求，可提供合理的擴(kuò)展方案。

   安全性原則。物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼要考慮標(biāo)識(shí)的安全性，通過(guò)編碼加密/解密技術(shù)及傳輸協(xié)議，支持標(biāo)識(shí)能夠在特定的應(yīng)用場(chǎng)合不對(duì)外顯示標(biāo)識(shí)對(duì)象的任何信息。

   實(shí)用性原則?？紤]未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)海量信息的特點(diǎn)，為降低信息搜索的復(fù)雜性、減少查詢?nèi)哂?、?shí)現(xiàn)高效物聯(lián)，代碼結(jié)構(gòu)碼段不能無(wú)限延長(zhǎng)。

    編碼結(jié)構(gòu)

   物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)體系通過(guò)Ecode作為訪問(wèn)異構(gòu)系統(tǒng)的主鍵，要能夠通過(guò)一些技術(shù)手段，如數(shù)據(jù)載體標(biāo)識(shí)符、編碼的長(zhǎng)度、標(biāo)簽的特征、EcodeLogo等多種方式識(shí)別是何種編碼，從而確定該編碼的的編碼體系標(biāo)識(shí)（Numbering System Identifier NSI），并通過(guò)標(biāo)識(shí)平臺(tái)來(lái)獲取跨系統(tǒng)的信息。

   Ecode的一般結(jié)構(gòu)為：“版本+編碼體系標(biāo)識(shí)+主體代碼”,采用可擴(kuò)展的方案，根據(jù)選擇的不同版本，長(zhǎng)度不同，可根據(jù)需要靈活擴(kuò)展。具體方案見(jiàn)表1。

表1   Ecode編碼結(jié)構(gòu)

   版本(Version,V)：用于區(qū)分不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的Ecode。版本長(zhǎng)度為4比特，也可采用1位十進(jìn)制表示（版本10102~11112禁用），版本由我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼管理機(jī)構(gòu)統(tǒng)一分配。不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可以根據(jù)需要選擇合適的版本。

    編碼體系標(biāo)識(shí)（Numbering SystemIdentifier,NSI），用于指示某一標(biāo)識(shí)體系的代碼。據(jù)版本的不同，NSI的長(zhǎng)度也不同。NSI由我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼管理機(jī)構(gòu)統(tǒng)一分配。

    主體代碼（MasterData，MD），某一行業(yè)和應(yīng)用系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)化的編碼方案的標(biāo)識(shí)代碼，主體代碼的長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由NSI決定。主體代碼的結(jié)構(gòu)及分配由某一編碼體系的管理機(jī)構(gòu)自行管理和維護(hù)。某一編碼體系的管理機(jī)構(gòu)制定的主體代碼結(jié)構(gòu)應(yīng)向管理我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼管理機(jī)構(gòu)備案。

    不同版本的Ecode分配原則：

    1.如果主體代碼長(zhǎng)度少于21位十進(jìn)制編碼，分配Ecode-V1；

    2.如果主體代碼長(zhǎng)度少于29位十進(jìn)制編碼，分配Ecode-V2；

    3.如果主體代碼長(zhǎng)度為少于40位的字符型的編碼，分配Ecode-V3；

    4.如果主體代碼長(zhǎng)度為不定長(zhǎng)的Unicode編碼，分配Ecode-V4。

    NSI的分配原則：

    1.該主體代碼的編碼遵循特定的標(biāo)準(zhǔn)，有特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。主體代碼編碼遵循的標(biāo)準(zhǔn)可以是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。

    2.該主體代碼所遵循的特定標(biāo)準(zhǔn)具有明確的管理機(jī)構(gòu)，可以是獨(dú)立法人機(jī)構(gòu)、或者標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)、標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)組織等經(jīng)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼管理機(jī)構(gòu)認(rèn)可的組織。

    3. 該主體代碼具有特定的應(yīng)用范圍和一定的應(yīng)用規(guī)模。

   對(duì)于各行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用戶，Ecode主要面向兩種情況:第一種情況，對(duì)已有成熟編碼方案的應(yīng)用，如果采用Ecode標(biāo)識(shí)體系，則申請(qǐng)相應(yīng)的版本和編碼體系標(biāo)識(shí)。第二種情況，對(duì)于沒(méi)有成熟編碼方案的應(yīng)用，可以使用Ecode通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。根據(jù)長(zhǎng)度和編碼字符集的不同，Ecode通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)目前包含Ecode96、Ecode128和Ecode146。以Ecode96為例，表示一組無(wú)含義的96比特二進(jìn)制編碼，或者是25位的十進(jìn)制編碼，如表2所示。Ecode96通過(guò)二維碼或RFID貼于物品上，通過(guò)解析系統(tǒng)獲取其標(biāo)識(shí)的信息。

    分區(qū)碼（Domain Code,DC），類別碼和標(biāo)識(shí)碼長(zhǎng)度范圍的分隔符。類別碼（ClassCode,CC），一級(jí)無(wú)含義編碼。標(biāo)識(shí)碼（Identification Code,IC），二級(jí)無(wú)含義編碼。

 表2   Ecode96通用編碼結(jié)構(gòu)

    載體標(biāo)識(shí)

   對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼在數(shù)據(jù)載體中的標(biāo)識(shí)，通過(guò)自動(dòng)感知和信息獲取技術(shù)來(lái)采集到網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中，其在傳輸入網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中，根據(jù)具體的數(shù)據(jù)載體標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)識(shí)以及相關(guān)格式信息，完成承載形式與對(duì)象統(tǒng)一編碼之間的轉(zhuǎn)化。在物聯(lián)網(wǎng)的接入過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)象編碼的載體、感知、獲取、傳輸方式等的標(biāo)識(shí)是物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)識(shí)體系的重要組成部分。

    Ecode整體寫入

    采用一維條碼作為載體

   采用一維條碼作為載體，可以采用目前最為通用的GS1-128條碼作為載體，為了避免和現(xiàn)有編碼系統(tǒng)沖突，將“Ecode=版本+編碼體系標(biāo)識(shí)+主體代碼”整體寫入一維條碼中，其中“Ecode=”作為一個(gè)采用Ecode編碼體系的標(biāo)識(shí)符，如圖2。

    圖2 Ecode的條碼表示

    采用二維碼作為載體

   采用二維碼作為載體，通過(guò)制定二維碼的物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一編碼模式，從而將“版本+編碼體系標(biāo)識(shí)+主體代碼”整體寫入二維碼中，也可以和一維條碼一樣，將“Ecode=版本+編碼體系標(biāo)識(shí)+主體代碼”整體寫入一維條碼中，其中“Ecode=”作為一個(gè)采用Ecode編碼體系的標(biāo)識(shí)符。

   示例：對(duì)于某一個(gè)V+NSI+MD的十進(jìn)制表示為：（V）1+（NSI）4000+（主體代碼）123456789，可以采用以下標(biāo)識(shí)方式：“Ecode=14000123456789”整體寫入二維條碼中,分別采用漢信碼、QR碼作為載體進(jìn)行表示，如圖3。

    編碼Ecode=14000123456789

    圖3   Ecode的二維碼表示

    采用RFID標(biāo)簽作為載體

   Ecode在進(jìn)行射頻標(biāo)簽承載時(shí)，是以二進(jìn)制存儲(chǔ)在射頻標(biāo)簽的內(nèi)存中。Ecode宜存放在射頻標(biāo)簽的物品唯一標(biāo)識(shí)區(qū)。射頻標(biāo)簽的物品唯一標(biāo)識(shí)區(qū)，根據(jù)不同的標(biāo)簽類型而不同。對(duì)于一個(gè)射頻標(biāo)簽里存儲(chǔ)多個(gè)Ecode代碼的情況，Ecode編碼標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在射頻標(biāo)簽的物品唯一標(biāo)識(shí)區(qū)應(yīng)只存儲(chǔ)一個(gè)Ecode，其余的Ecode存儲(chǔ)在非物品唯一標(biāo)識(shí)區(qū)。

    Ecode Logo標(biāo)簽標(biāo)識(shí)

   通過(guò)條碼、二維碼或RFID標(biāo)簽記錄該應(yīng)用的“VNSI”信息，這個(gè)承載VNSI信息的載體叫做EcodeLogo；當(dāng)采用條碼作為載體時(shí)，標(biāo)簽由三部分內(nèi)容組成：承載“VNSI”信息的條碼、Ecode圖案、“VNSI”可供人識(shí)別的信息表示；當(dāng)采用二維碼作為載體時(shí)，標(biāo)簽由兩部分組成：承載“VNSI”信息的二維碼和Ecode圖案（如圖4）；當(dāng)使用RFID標(biāo)簽承載VNSI信息時(shí)，將ELogo=VNSI作為一個(gè)整體寫入，如圖5。

圖4   Ecode Logo的條碼、二維碼表示

圖5   Ecode Logo快遞標(biāo)簽上的應(yīng)用

    編碼解析

   Ecode編碼的解析過(guò)程是一個(gè)多源信息提取的過(guò)程?？梢酝ㄟ^(guò)一個(gè)Ecode編碼獲取與其相應(yīng)的生產(chǎn)廠商信息、產(chǎn)品屬性信息、流通信息、促銷信息等。具體的解析分為三步：編碼體系解析（VNSI的解析）、編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析、物品碼解析（以下簡(jiǎn)稱“三步解析”）。編碼體系解析，通過(guò)解析云平臺(tái)，完成V和NSI的解析，可處理所有跨系統(tǒng)的解析請(qǐng)求；編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解析，完成編碼轉(zhuǎn)換成URI；物品碼解析，完成與物品相關(guān)的信息服務(wù)器地址的解析，如圖6所示（見(jiàn)下頁(yè)）。

圖7  同慶號(hào)普洱茶的解析流程

   在完成如圖6所示的物品碼解析之后，會(huì)得到多條有關(guān)該物品的信息，這些信息的來(lái)源各不相同，有來(lái)自于國(guó)家信息庫(kù)、行業(yè)信息庫(kù)、企業(yè)信息庫(kù)等。以一餅同慶號(hào)普洱茶為例，通過(guò)國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)平臺(tái)對(duì)這餅茶的Ecode編碼進(jìn)行查詢，通過(guò)三步解析后會(huì)得到兩條信息，一條信息來(lái)自于商品信息服務(wù)平臺(tái)，顯示廠商信息和基本的產(chǎn)品信息，另外一條信息來(lái)自于同慶號(hào)普洱茶廠家的信息庫(kù)，顯示了追溯信息和更為詳盡的產(chǎn)品信息，如圖7所示。?《中國(guó)自識(shí)別技術(shù)》2014年第一期