畢業(yè)設計基于RFID的庫存管理系統(tǒng)

1、 基于RFID的庫存管理系統(tǒng)Inventory Management System Based on RFID摘要射頻識別(Radio Frequency Identification, RFID)作為一種快速、實時、準確采集與處理信息的高新枝術和信息標準化的基礎，被列為本世紀十人重要技術之一。RFID技術已逐漸成為企業(yè)提高物流供應鏈管理水平，降低成本，企業(yè)管理信息化，參與國際經(jīng)濟大循環(huán)，增強企業(yè)核心競爭力不可缺少的技術工具和手段。本文首先介紹了了RFID的系統(tǒng)組成，工作原理，發(fā)展歷史，技術標準現(xiàn)狀以及RFID在管理中的應用。然后通過對ODBC和JDBC的討論，確定了兩種中間件的特點。本文利用

2、JBuilder 9.0，SQL Server 2000，JDBC設計了基于RFID的庫存管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為登陸模塊，查詢模塊，出庫模塊，入庫模塊。 文中詳細列出了各個模塊的程序流程圖，完成帶有RFID的貨物在庫存中的流動模擬。其中程序的核心部分是實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫的建立和針對數(shù)據(jù)庫的查詢等操作。本文的最后列寫出了對于發(fā)展前景的展望。關鍵詞：RFID，庫存管理，JDBC，SQL Server 2000AbstractAs a speedy, real-time, accurate information collection and procession technology Radio Freq

3、uency Identification has been ranked as one of the most important technology in this century. RFID has gradually become a necessary technological means for manufacture to improve supply chain management, reduce cost, realize management information, joins in international economy circle, strength ent

4、erprises core compatibility.In this article, author first introduced RFIDs making up, working principle, improving history, the technical standard actuality and the application in the management. Then by discussing ODBC and JDBC, the author found out the characters of these two databases. In this ar

5、ticle, author using JBuilder9.0, SQL Server 2000, JDBC designed a warehouse management system based on RFID. This system is made up with the login module, query module, shipment module. The flowcharts of these modules are detailed listed and the processes of the goods which are with RFID flowing in

6、the warehouses are simulated. The core part of this system is the connection with the database and the operation such as query with he database.In the end, author listed the prospect of the development of RFID.Keyboard: RFID，Inventory management，JDBC，SQL Server 2000 目錄摘要2ABSTRACT31選題背景51.1 RFID簡介51.

7、2 RFID發(fā)展歷史51.3 RFID的系統(tǒng)組成61.4 RFID工作原理61.5 RFID技術標準現(xiàn)狀71.6 RFID在管理中的應用102 庫存管理系統(tǒng)方法論證122.1 ODBC122.2 JDBC132.3 ODBC和JDBC的比較193. RFID庫存管理系統(tǒng)設計過程213.1管理系統(tǒng)設計前提213.2程序使用的軟件工具213.3數(shù)據(jù)庫類型的選定223.4數(shù)據(jù)庫的建立和連接233.5系統(tǒng)流程254. 總結(jié)與展望40致謝41參考文獻：421選題背景1.1 RFID簡介RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，可工作

8、于各種惡劣環(huán)境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。 埃森哲實驗室首席科學家弗格森認為RFID是一種突破性的技術："第一，可以識別單個的非常具體的物體，而不是像條形碼那樣只能識別一類物體；第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光來讀取信息；第三，可以同時對多個物體進行識讀，而條形碼只能一個一個地讀。此外，儲存的信息量也非常大。11.2 RFID發(fā)展歷史 RFID技術的發(fā)展最早可以追溯至第二次世界大戰(zhàn)時期，那時它被用來在空中作戰(zhàn)行動中進行敵我識別。從歷史上看，RFID技術的發(fā)展基本可按10年期劃分為幾個階段(參見表1)。因此RF

9、ID并不是一個嶄新的技術。從分類上看，因為經(jīng)過多年的發(fā)展，13.56MHz以下的RFID技術已相對成熟，目前業(yè)界最關注的是位于中高頻段的RFID技術，特別是860MHz960MHz(UHF頻段)的遠距離RFID技術發(fā)展最快；而2.45GHz和5.8GHz頻段由于產(chǎn)品擁擠，易受干擾，技術相對復雜，其相關的研究和應用仍處于探索的階段。表1-1 RFID技術發(fā)展的歷程表 時間 RFID技術發(fā)展 1941-1950年 雷達的改進和應用催生了RFID技術，1948年奠定了RFID技術的理論基礎。 1951-1960年 早期RFID技術的探索階段，主要處于實驗室實驗研究。 196l-1970年 RFID技

10、術的理論得到了發(fā)展，開始了一些應用嘗試。 1971-1980年 RFID技術與產(chǎn)品研發(fā)處于一個大發(fā)展時期，各種RFID技術測試得到加速。出現(xiàn)了一些最早的RFID應用。 1981-1990年 RFID技術及產(chǎn)品進入商業(yè)應用階段，各種封閉系統(tǒng)應用開始出現(xiàn)。 1991-2000年 RFID技術標準化問題日趨得到重視，RFID產(chǎn)品得到廣泛采用。 2001-今 標準化問題日趨為人們所重視，RFID產(chǎn)品種類更加豐富，有源電子標簽、無源電子標簽及半無源電子標簽均得到發(fā)展，電子標簽成本不斷降低。 1.3 RFID的系統(tǒng)組成一個典型的RFID系統(tǒng)一般由RFID標簽、讀寫器以及計算機系統(tǒng)等部分組成。其中RFID標

11、簽中一般保存有約定格式的編碼數(shù)據(jù)，用以唯一標識標簽所附著的物體。與傳統(tǒng)的識別方式相比，RFID技術無需直接接觸、無需光學可視、無需人工干預即可完成信息輸入和處理，且操作方便快捷。能夠廣泛應用于生產(chǎn)、物流、交通、運輸、醫(yī)療、防偽、跟蹤、設備和資產(chǎn)管理等需要收集和處理數(shù)據(jù)的應用領域，并被認為是條形碼標簽的未來替代品。 在具體的應用過程中，根據(jù)不同的目的和環(huán)境，RFID系統(tǒng)的組成會有所不同，但從其工作原理來看，系統(tǒng)一般都由信號發(fā)射機、信號接收機、發(fā)射接收天線三部分組成。(1) 信號發(fā)射機：在RFID 系統(tǒng)中，信號發(fā)射機為了不同的應用目的，會以不同的形式存在，典型的形式是標簽。標簽相當于條形碼技術中的

12、條形碼符號，用來存儲需要識別傳輸?shù)男畔?。另外，與條形碼不同的是，標簽必須能夠自動或在外力的作用下，把存儲的信息主動發(fā)射出去。標簽一般是帶有線圈、天線、存儲器與控制系統(tǒng)的低電集成電路。(2) 信號接收機：RFID系統(tǒng)中，信號接收機一般叫做閱讀器。閱讀器基本的功能就是提供與標簽進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩健Ａ硗?，閱讀器還提供相當復雜的信號狀態(tài)控制、奇偶錯誤校驗與更正功能等。(3) 發(fā)射接收天線：天線是標簽與閱讀器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置。RFID技術用于需要跟蹤眾多貨物資源、而人手又有限的倉庫管理中是非?，F(xiàn)實的。因為RFID系統(tǒng)基于人們熟悉的Windows 或UNIX 平臺，所以通常易于管理。1.4 R

13、FID工作原理RFID系統(tǒng)的工作原理：讀寫器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號；當RFID標簽進入讀寫器工作場時，其天線產(chǎn)生感應電流，從而RFID標簽獲得能量被激活并向讀寫器發(fā)送出自身編碼等信息；讀寫器接收到來自標簽的載波信號，對接收的信號進行解調(diào)和解碼后送至計算機主機進行處理；計算機系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該標簽的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發(fā)出指令信號；RFID標簽的數(shù)據(jù)解調(diào)部分從接收到的射頻脈沖中解調(diào)出數(shù)據(jù)并送到控制邏輯，控制邏輯接收指令完成存儲、發(fā)送數(shù)據(jù)或其他操作。21.5 RFID技術標準現(xiàn)狀 1.5.1 ISO制定的RFID標準體系RFID標準化工作最早可以追溯到20世紀

14、90年代。1995年國際標準化組織ISO/IEC聯(lián)合技術委員會JTCl設立了子委員會SC31（以下簡稱SC31），負責RFID標準化研究工作。SC31委員會由來自各個國家的代表組成，如英國的BSI IST34委員、歐洲CEN TC225成員。他們既是各大公司內(nèi)部咨詢者，也是不同公司利益的代表者。因此在ISO標準化制定過程中，有企業(yè)、區(qū)域標準化組織和國家三個層次的利益代表者。SC31子委員會負責RFID標準可以分為四個方面：數(shù)據(jù)標準（如編碼標準ISO/IEC 15691、數(shù)據(jù)協(xié)議ISO/IEC 15692、ISO/IEC 15693，解決了應用程序、標簽和空中接口多樣性的要求，提供了一套通用的通

15、信機制）、空中接口標準（ISO/IEC 18000系列）、測試標準（性能測試ISO/IEC 18047和一致性測試標準ISO/IEC 18046）、實時定位（RTLS）（ISO/IEC 24730系列應用接口與空中接口通信標準）方面的標準。 這些標準涉及到RFID標簽、空中接口、測試標準、讀寫器與到應用程序之間的數(shù)據(jù)協(xié)議，它們考慮的是所有應用領域的共性要求。ISO對于RFID的應用標準是由應用相關的子委員會制定。RFID在物流供應鏈領域中的應用方面標準由ISO TC 122/104 聯(lián)合工作組負責制定， 包括ISO17358應用要求、ISO 17363貨運集裝箱、ISO 17364裝載單元、I

16、SO 17365運輸單元、ISO 17366產(chǎn)品包裝、ISO 17367產(chǎn)品標簽。RFID在動物追蹤方面的標準由ISO TC 23 SC19來制定，包括ISO 11784/11785動物RFID畜牧業(yè)的應用，ISO 14223動物RFID畜牧業(yè)的應用-高級標簽的空中接口、協(xié)議定義。從ISO制訂的RFID標準內(nèi)容來說，RFID應用標準是在RFID編碼、空中接口協(xié)議、讀寫器協(xié)議等基礎標準之上，針對不同使用對象，確定了使用條件、標簽尺寸、標簽粘貼位置、數(shù)據(jù)內(nèi)容格式、使用頻段等方面特定應用要求的具體規(guī)范，同時也包括數(shù)據(jù)的完整性、人工識別等其他一些要求。通用標準提供了一個基本框架，應用標準是對它的補充和

17、具體規(guī)定。這一標準制訂思想，既保證了RFID技術具有互通與互操作性，又兼顧了應用領域的特點，能夠很好地滿足應用領域的具體要求。1.5.2 EPCgloba l 制定的RFID標準體系與ISO 通用性RFID標準相比，EPCglobal標準體系是面向物流供應鏈領域，可以看成是一個應用標準。EPCglobal的目標是解決供應鏈的透明性和追蹤性，透明性和追蹤性是指供應鏈各環(huán)節(jié)中所有合作伙伴都能夠了解單件物品的相關信息，如位置、生產(chǎn)日期信息。為此EPCglobal制定了EPC編碼標準，它可以實現(xiàn)對所有物品提供單件惟一標識；也制定了空中接口協(xié)議、讀寫器協(xié)議。這些協(xié)議與ISO標準體系類似。在空中接口協(xié)議方

18、面，目前EPCglobal的策略盡量與ISO兼容，如C1Gen2 UHF RFID標準遞交ISO將成為ISO 18000 6C標準。但EPCglobal空中接口協(xié)議有它的局限范圍，僅僅關注UHF 860930MHz。除了信息采集以外，EPCglobal非常強調(diào)供應鏈各方之間的信息共享，為此制定了信息共享的物聯(lián)網(wǎng)相關標準，包括EPC中間件規(guī)范、對象名解析服務ONS(Object Naming Service)、物理標記語言（PhysicalMarkup Language）。這樣從信息的發(fā)布、信息資源的組織管理、信息服務的發(fā)現(xiàn)以及大量訪問之間的協(xié)調(diào)等方面作出規(guī)定。“物聯(lián)網(wǎng)”的信息量和信息訪問規(guī)模大

19、大超過普通的因特網(wǎng)?！拔锫?lián)網(wǎng)”系列標準是根據(jù)自身的特點參照因特網(wǎng)標準制訂的?！拔锫?lián)網(wǎng)”是基于因特網(wǎng)的，與因特網(wǎng)具有良好的兼容性。物聯(lián)網(wǎng)標準是EPCglobal所特有的，ISO僅僅考慮自動身份識別與數(shù)據(jù)采集的相關標準，數(shù)據(jù)采集以后如何處理、共享并沒有作規(guī)定。物聯(lián)網(wǎng)是未來的一個目標，對當前應用系統(tǒng)建設來說具有指導意義。1.5.3 日本UID制定的RFID標準體系日本泛在中心制定RFID相關標準的思路類似于EPCglobal，目標也是構(gòu)建一個完整的標準體系，編碼體系、空中接口協(xié)議到泛在網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，但是每一個部分的具體內(nèi)容存在差異。為了制定具有自主知識產(chǎn)權的RFID標準，在編碼方面制定了ucode編

20、碼體系，它能夠兼容日本已有的編碼體系，同時也能兼容國際其他的編碼體系。在空中接口方面積極參與ISO的標準制定工作，也盡量考慮與ISO相關標準兼容。在信息共享方面主要依賴于日本的泛在網(wǎng)絡它可以獨立于因特網(wǎng)實現(xiàn)信息的共享。泛在網(wǎng)絡與EPCglobal的物聯(lián)網(wǎng)還是有區(qū)別的。EPC采用業(yè)務鏈的方式，面向企業(yè)，面向產(chǎn)品信息的流動（物聯(lián)網(wǎng)），比較強調(diào)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合。UID采用扁平式信息采集分析方式，強調(diào)信息的獲取與分析，比較強調(diào)前端的微型化與集成。1.5.4 三大標準體系空中接口協(xié)議的比較目前，ISO/IEC 18000、EPCglobal、日本UID三個空中接口協(xié)議正在完善中。這三個標準相互之間并不兼容

21、，主要差別在通訊方式、防沖突協(xié)議和數(shù)據(jù)格式這三個方面，在技術上差距其實并不大。這三個標準都按照RFID的工作頻率分為多個部分。在這些頻段中，以13。56MHz頻段的產(chǎn)品最為成熟，處于860960MHz內(nèi)的UHF頻段的產(chǎn)品因為工作距離遠且最可能成為全球通用的頻段而最受重視，發(fā)展最快。ISO/IEC 18000標準是最早開始制定的關于RFID的國際標準，按頻段被劃分為7個部分。目前支持ISO/IEC 18000標準的RFID 產(chǎn)品最多。EPCglobal是由UCC 和EAN兩大組織聯(lián)合成立、吸收了麻省理工AutoID中心的研究成果后推出的系列標準草案。EPCGlobal最重視UHF頻段的RFID產(chǎn)

22、品，極力推廣基于EPC編碼標準的RFID產(chǎn)品。目前，EPC Global標準的推廣和發(fā)展十分迅速，許多大公司如沃爾瑪?shù)榷际荅PC標準的支持者。日本的泛在中心（Ubiquitous ID）一直致力于本國標準的RFID產(chǎn)品開發(fā)和推廣，拒絕采用美國的EPC編碼標準。與美國大力發(fā)展UHF頻段RFID不同的是，日本對2。4GHz 微波頻段的RFID似乎更加青睞，目前日本已經(jīng)開始了許多2。4GHz RFID產(chǎn)品的實驗和推廣工作。標準的制定面臨越來越多的知識產(chǎn)權糾紛。不同的企業(yè)都想為自己的利益努力。同時，EPC在努力成為ISO的標準，ISO最終如何接受EPC的RFID標準，還有待觀望。全球標準的不統(tǒng)一，硬件

23、產(chǎn)品的兼容方面必然不理想，阻礙應用。31.6 RFID在管理中的應用電子標簽因為其具有防沖撞性、封裝任意性、使用壽命長、可重復利用等特點，適合應用于現(xiàn)在科學的庫存管理系統(tǒng)中。 現(xiàn)在的庫存管理系統(tǒng)通常使用條碼標簽或是人工庫存管理單據(jù)書寫等方式支持自有的庫存管理。但是條碼的易復制、不防污、不防潮等特點，還有人工書寫單據(jù)的煩瑣性，容易造成人為損失等無法避免的缺點，使得現(xiàn)在國內(nèi)的庫存管理供應鏈始終存在著缺陷。隨著電子標簽這一最新科技產(chǎn)品的投入應用，可以從根本上解決上述的問題。用電子標簽支持現(xiàn)今的庫存管理系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：   有效管理貨物裝箱作業(yè)。(減少損失) &

24、#160; 信息收集自動化。   產(chǎn)品來源之核對。   每階段制程中產(chǎn)品品質(zhì)之稽核。   可更改電子標簽上的資料 而無須更改產(chǎn)品包裝。   有效管理裝貨(減少丟失)。   自動化結(jié)果便能更有效品質(zhì)監(jiān)督。   可以全程跟蹤庫存貨物的物流情況，將損失和失誤降低到最低點。下面是國內(nèi)外常見的RFID管理的應用：1.6.1 車輛自動識別管理高速公路自動收費系統(tǒng)是RFID 技術最成功的應用之一。目前ETC(Electr

25、onic Toll Collection，不停車收費系統(tǒng))是世界上最先進的路橋收費方式。當安裝在車輛上的車載電子標簽進收費站時，收費站上的無線射頻裝置會自動激活車載電子標簽，并完成相互間的認證識別過程，能將有關車輛信息輸入計算機收費處理系統(tǒng)，同時利用計算機聯(lián)網(wǎng)技術與銀行進行結(jié)算，完成費用的收繳工作，從而達到無需停車即可交納路橋費的目的。ETC 是國際上正在努力開發(fā)并推廣的一種用于公路、大橋和隧道的電子自動收費系統(tǒng)。該技術在國外已有較長的發(fā)展歷史，美國、歐洲等許多國家和地區(qū)的電子收費系統(tǒng)已經(jīng)局部聯(lián)網(wǎng)并逐步形成規(guī)模效益。41.6.2倉儲管理將RFID 系統(tǒng)用于智能倉庫貨物管理，有效地解決了倉庫與貨

26、物流動有關的信息管理。它不但增加了一天內(nèi)處理貨物的件數(shù)，而且還監(jiān)看這些貨物的一切信息。射頻天線安置在倉庫相關的各個部位和貨物所通過的倉庫大門邊上，每輛叉車上都有讀寫器和天線，每個貨物都貼有電子標簽，所有電子標簽信息都被存儲在倉庫的中心計算機里，該貨物的有關信息都能在計算機里查到。當貨物被裝走運往別處時，相關的讀寫器就能識別并告知計算中心它被放在哪輛拖車上。這樣，管理中心可以實時地了解到已經(jīng)入庫了多少貨物和發(fā)送了多少貨物或者貨物在倉庫轉(zhuǎn)移的情況，并可自動識別貨物，確定貨物的位置。2 庫存管理系統(tǒng)方法論證為了有利于庫存系統(tǒng)的webserver發(fā)布，這里使用的編程工具為java。庫存管理最重要，最核

27、心的部分是與數(shù)據(jù)庫的連接與對數(shù)據(jù)庫的操作。這里我們使用的 SQL Server 2000 數(shù)據(jù)庫軟件。這里涉及到一個ODBC和JDBC的問題，下面我們來論述下這兩種數(shù)據(jù)庫的優(yōu)缺點。2.1 ODBC 2.1.1 ODBC簡介O D B C 的基本思想是為用戶提供簡單、標準、透明的數(shù)據(jù)庫連接的公共編程接口，開發(fā)廠商根據(jù)ODBC 的標準去實現(xiàn)底層的驅(qū)動程序，這個驅(qū)動對用戶是透明的，并允許根據(jù)不同的DBMS 采用不同的技術加以優(yōu)化實現(xiàn)，這就利于不斷吸收新的技術而趨完善。 ODBC 出現(xiàn)以后，用戶安裝不同的DBMS 驅(qū)動就可用同樣的SQL 語句實現(xiàn)在不同DBMS 上進行同樣的操作，而且無需預編譯。ODB

28、C 帶來了數(shù)據(jù)庫連接方式的變革。在傳統(tǒng)方式中，開發(fā)人員要熟悉多個D B M S 及其API ，一旦DBMS 端出現(xiàn)變動，則往往導致用戶端系統(tǒng)重新編建或者源代碼的修改，這給開發(fā)和維護工作帶來了很大困難。在ODBC 方式中，不管底層網(wǎng)絡環(huán)境如何，也無論采用何種DBMS，用戶在程序中都使用同一套標準代碼，無需逐個了解各DBMS 及其API 的特點，源程序不因底層的變化而重新編建或修改，從而減輕了開發(fā)維護的工作量，縮短了開發(fā)周期。2.1.2 ODBC的特點：(1) 使用戶程序有很高的互操作性，相同的目標代碼適用于不同的D B M S 。(2) 由于ODBC 的開放性，它為程序集成提供了便利，為客戶機/

29、 服務器結(jié)構(gòu)提供了技術支持。(3) 由于應用與底層網(wǎng)絡環(huán)境和DBMS 分開，簡化了開發(fā)維護上的困難。2.1.3 ODBC 的體系結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)O D B C 是依靠分層結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的，如此可保證其標準性和開放性。它共分為四層：應用程序、驅(qū)動程序管理器、驅(qū)動程序和數(shù)據(jù)源。下面我們詳細介紹各層的功能。(1) 應用程序?qū)?Application)使用ODBC 接口的應用程序可執(zhí)行以下任務： 1)請求與數(shù)據(jù)源的連接和會話(SQLConnect)；2)向數(shù)據(jù)源發(fā)送SQL 請求(SQLExecDirct 或SQLExecute)； 3)對SQL 請求的結(jié)果定義存儲區(qū)和數(shù)據(jù)格式；4)請求結(jié)果；5)處理錯誤；6)如

30、果需要，把結(jié)果返回給用戶； 7)對事務進行控制，請求執(zhí)行或回退操作(SQLTransact)； 8)終止對數(shù)據(jù)源的連接(SQLDisconnect)。(2) 驅(qū)動程序管理器(Driver Manager) 由微軟提供的驅(qū)動程序管理器是帶有輸入庫的動態(tài)連接庫ODBC。DLL ，其主要目的是裝入驅(qū)動程序，此外還執(zhí)行以下工作: 1)處理幾個ODBC 初始化調(diào)用； 2)為每一個驅(qū)動程序提供ODBC 函數(shù)入口點； 3)為O D B C 調(diào)用提供參數(shù)和次序驗證。(3) 驅(qū)動程序(Driver) 驅(qū)動程序是實現(xiàn)ODBC 函數(shù)和數(shù)據(jù)源交互的DLL，當應用程序調(diào)用SQL Connect 或者SQLDriverC

31、onnect 函數(shù)時，驅(qū)動程序管理器裝入相應的驅(qū)動程序，它對來自應用程序的ODBC 函數(shù)調(diào)用進行應答，按照其要求執(zhí)行以下任務: 1)建立與數(shù)據(jù)源的連接； 2)向數(shù)據(jù)源提交請求； 3)在應用程序需求時，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式； 4)返回結(jié)果給應用程序； 5)將運行錯誤格式化為標準代碼返回； 6)在需要時說明和處理光標。(4) 數(shù)據(jù)源52.2 JDBC 2.2.1 JDBC簡介JDBC(Java Database Connectivity ,Java 數(shù)據(jù)庫連接) 作為Java 平臺的一個標準組成部分,是根據(jù)“與平臺無關”的基本原則而設計的,對獨立于數(shù)據(jù)庫的跨平臺的數(shù)據(jù)庫訪問提供了有力的技術支持。JDBC

32、是Java 程序連接和訪問各種數(shù)據(jù)庫的API(Application Programming Interface ,應用程序接口) ,它由一組類和接口構(gòu)成,通過調(diào)用這些類和接口所提供的方法,提供了Java 程序與各種數(shù)據(jù)庫服務器之間的連接服務,它支持ANSI SQL - 92 標準,實現(xiàn)了從Java 程序內(nèi)調(diào)用標準的SQL 命令對數(shù)據(jù)庫進行查詢、插入、刪除和更新等操作,并確保數(shù)據(jù)事務的正常進行。JDBC 在J2EE 平臺中使用JDBC 2.0以上的API 以及JDBC 2.0 擴展API ,它們提供了在企業(yè)級開發(fā)應用中對異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的連接和跨平臺數(shù)據(jù)庫訪問的重要接口。2.2.2 JDBC 的體系

33、結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)(1) Java作為數(shù)據(jù)庫前臺 在信息時代，數(shù)據(jù)庫是用于收集和處理數(shù)據(jù)的工具，數(shù)據(jù)庫形成了許多公司基礎結(jié)構(gòu)的基礎。盡管數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)非常適合數(shù)據(jù)的存儲和取得，但人類需要某種前臺應有程序以查閱和使用存放的數(shù)據(jù)。Java對建立數(shù)據(jù)庫服務器前臺應用程序的開發(fā)人員提供了幾個好處。Java是“一旦寫成，到處運行”的語言，即Java程序不經(jīng)改變即可部署到任何運行Java虛擬機的計算機結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)。對于大公司，有一個公用開發(fā)平臺好處很大，編程人員可以不再為大公司中的各個平臺分別編程。Java也很吸引第三方開發(fā)者，單個Java程序即可滿足大公司客戶的需求。建立公司系統(tǒng)中基于Java的應用程序和小程序的

34、動力是巨大的。公司對于將結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)相關模型變成針對網(wǎng)絡的模型相當有興趣。Java代表著節(jié)約資源成本的長期戰(zhàn)略。對于開發(fā)人員，Java代表巨大的市場機會。大中型企業(yè)很少不用數(shù)據(jù)庫進行業(yè)務工作的，大部分公司將數(shù)據(jù)庫應用到業(yè)務的各個方面，從人事資源到前線客戶銷售。(2) JDBC APIJDBC API使開發(fā)者不必不斷重寫程序而可以建立數(shù)據(jù)庫前臺。盡管ANSI委員會有個標準組，但每個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)廠家的系統(tǒng)連接和通訊方法仍然五花八門。為了建立健全獨立于平臺的應用程序和基于Web的小程序，開發(fā)人員應考慮用Java開發(fā)前臺連接辦法。從外部看，第三方軟件開發(fā)者通過專用辦法，通過本地方法集成客戶機方庫或通過

35、建立第三層和新協(xié)議來滿足這種需求。JavaSoft是Sun公司負責開發(fā)Java產(chǎn)品的業(yè)務單位，和數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫工具廠家一起建立獨立于DBMS的機制，使開發(fā)人員不必考慮所用的特定數(shù)據(jù)庫而編寫客戶機方應用程序。產(chǎn)生的JDBC API第一版是核心JDK 2的一部分。JDBC向應用程序開發(fā)者提供了獨立于數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一的API。這個API提供了編寫的標準和考慮所有不同應用程序設計的標準。其奧秘是一組由驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)的Java接口。驅(qū)動程序負責標準JDBC調(diào)用向支持的數(shù)據(jù)庫所要的具體調(diào)用轉(zhuǎn)變。應用程序編寫一次并移植到各種驅(qū)動程序上。應用程序不變，驅(qū)動程序則各不相同。驅(qū)動程序可以用于開發(fā)多層數(shù)據(jù)庫設計的中間層，

36、也稱中間件(middleware)。除了向開發(fā)者提供統(tǒng)一的獨立于DBMS的框架外，JDBC還提供了讓開發(fā)者保持數(shù)據(jù)庫廠家提供的特定功能的辦法。JDBC驅(qū)動程序必須支持ANSI AQL-2項目層，但JDBC允許開發(fā)者直接將查詢字符串傳遞到連接的驅(qū)動程序。這些字段可能是ANSI SQL也可能不是，或者根本不是AQL。這些字符串的使用是基礎驅(qū)動程序的事。JDBC不是Mincrosoft的ODBC(開放式數(shù)據(jù)庫連接)規(guī)范派生的，JDBC完全是用Java編寫的，而ODBC是個C接口。但是，JDBC和ODBC都是基于X/開放SQL命令層接口(CLI)，相同的概念性基礎使API工作進展更快，使API的接受更

37、加容易。JavaSoft提供了將JDBC變成ODBC的JDBC-ODBC橋。這個用本地方法完成的版本很小很有效。(3) JDBC 的組成JDBC 是實現(xiàn)Java 應用程序與各種不同數(shù)據(jù)庫對話的一種機制。 JDBC 由兩部分與數(shù)據(jù)庫獨立的API 組成,一部分是面向程序開發(fā)人員的JDBCAPI ,另一部分是面向底層的JDBC Driver API。 JDBC提供了一個通用的JDBC Driver Manager ,用來管理各種數(shù)據(jù)庫軟件商提供的JDBC 驅(qū)動程序,從而訪問其數(shù)據(jù)庫。 此外,對沒有提供相應JDBC 驅(qū)動程序的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),開發(fā)了特殊的驅(qū)動程序:JDBC -ODBC 橋,該驅(qū)動程序支持J

38、DBC 通過現(xiàn)有的ODBC驅(qū)動程序訪問其數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 JDBC 的基本層次結(jié)構(gòu)由Java 程序、JDBC 驅(qū)動程序管理器、驅(qū)動程序和數(shù)據(jù)庫四部分組成。Java 程序:Java 程序包括Java 應用程序和Ja2va 小應用程序,主要是根據(jù)JDBC 方法實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問和操作。 其主要任務有:請求與數(shù)據(jù)庫建立連接;向數(shù)據(jù)庫發(fā)送SQL 請求;為結(jié)果集定義存儲應用和數(shù)據(jù)類型;查詢結(jié)果;處理錯誤;控制傳輸、提交及關閉連接等操作。JDBC 驅(qū)動程序管理器:它能夠動態(tài)地管理和維護數(shù)據(jù)庫查詢所需要的所有驅(qū)動程序?qū)ο?實現(xiàn)Java 程序與特定驅(qū)動程序的連接,從而體現(xiàn)JDBC的“與平臺無關”這一特點。 其主要

39、任務有:為特定數(shù)據(jù)庫選擇驅(qū)動程序;處理JDBC 初始化調(diào)用;為每個驅(qū)動程序提供JDBC 功能的入口;為JDBC 調(diào)用執(zhí)行參數(shù)等。驅(qū)動程序:驅(qū)動程序處理JDBC 方法,向特定數(shù)據(jù)庫發(fā)送SQL 請求,并為Java 程序獲取結(jié)果。在必要的時候,驅(qū)動程序可以翻譯或優(yōu)化請求,使SQL 請求符合DBMS 支持的語言。 其主要任務有:建立與數(shù)據(jù)庫的連接;向數(shù)據(jù)庫發(fā)送請求;用戶程序請求時,執(zhí)行翻譯;將錯誤代碼格式化成標準的JDBC 錯誤代碼等。 JDBC 是獨立于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的,而每個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)均有自己的協(xié)議與客戶機通信,因此,JDBC 利用數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序來使用這些數(shù)據(jù)庫引擎。JDBC 驅(qū)動程序由數(shù)據(jù)庫軟件

40、商和第三方軟件商提供,因此,根據(jù)編程所使用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不同,所需要的驅(qū)動程序也有所不同。數(shù)據(jù)庫:指Java 程序需要訪問的數(shù)據(jù)庫及其數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。(3) JDBC 的工作機制如果用戶是從事軟件領域工作的，不可能沒有聽說過SQL(Structure Query Language：結(jié)構(gòu)化查詢語言)，它是一種標準化的關系型數(shù)據(jù)庫訪問語言。在SQL看來，數(shù)據(jù)庫就是表的集合，其中包含了行和列。SQL標準雖然也還處在不斷變革之中(任何一門標準如果已一成不變了，那只能說明這門學科已經(jīng)停止發(fā)展了)，但其基本內(nèi)容相對穩(wěn)定。JDBC定義了Java語言同SQL數(shù)據(jù)之間的程序設計接口。JDBC有一個非常獨特的動態(tài)連

41、接結(jié)構(gòu)，它使得系統(tǒng)模塊化。使用JDBC來完成對數(shù)據(jù)庫的訪問包括以下四個主要組件：Java的應用程序、JDBC驅(qū)動器管理器、驅(qū)動器和數(shù)據(jù)源。JavaSoft公司開發(fā)了JDBC API，JDBC API是一個標準統(tǒng)一的SQL數(shù)據(jù)存取接口。JDBC在Internet中的作用與ODBC在Windows系列中的作用類似。它為Java程序提供了一個統(tǒng)一縫地操作各種數(shù)據(jù)庫的接口，程序員編程時，可以不關心它所要操作的數(shù)據(jù)庫是哪個廠家的產(chǎn)品，從而提高了軟件的通用性，而且在Internet上確實無法預料你的用戶想訪問什么類型的數(shù)據(jù)庫。只要系統(tǒng)上安裝了正確的驅(qū)動器組，JDBC應用程序就可以訪問其相關的數(shù)據(jù)庫。用JD

42、BC來實現(xiàn)訪問數(shù)據(jù)庫記錄可以采用下面的幾個步驟：1) 通過驅(qū)動器管理器獲取連接接口。2) 獲得Statement或它的子類。3) 限制Statement中的參數(shù)。4) 執(zhí)行Statement。5) 查看返回的行數(shù)是否超出范圍。6) 關閉Statement。7) 處理其它的Statement8) 關閉連接接口。(4) JDBC 驅(qū)動程序的分類JDBC驅(qū)動程序?qū)崿F(xiàn)在JDBC API 中定義的所有抽象類和接口,為通用的Driver Manager 提供JD2BC API。JDBC 驅(qū)動程序通常由數(shù)據(jù)庫廠商提供,目前主流數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品都提供相關的JDBC 驅(qū)動程序。根據(jù)訪問數(shù)據(jù)庫的技術不同,JDBC 驅(qū)動

43、程序相應地分為四種類型,如圖1 所示。 不同類型的JDBC驅(qū)動程序有著不一樣的特性和使用方法。第一類:JDBC - ODBC 橋驅(qū)動程序(JDBC - OD2BC Bridge) 。 此類驅(qū)動程序提供了通過ODBC 驅(qū)動程序的JDBC 訪問。 其特點是必須在本地計算機上先安裝好ODBC 驅(qū)動程序,然后通過JDBC - ODBCBridge 的轉(zhuǎn)換,將Java 程序中使用的JDBC API 訪問指令轉(zhuǎn)換成ODBC API 指令,進而通過ODBC 驅(qū)動程序調(diào)用本地數(shù)據(jù)庫驅(qū)動代碼完成對數(shù)據(jù)庫的訪問。 這種方法的不足是:執(zhí)行效率比較低,不適合對大數(shù)據(jù)量存取的應用;要求客戶端必須安裝ODBC驅(qū)動,不適合

44、基于InternetPIntranet 的應用。第二類:部分Java 的本地JDBC API 橋驅(qū)動程序(JDBC - Native API Bridge) 。 同第一類一樣,此類驅(qū)動程序也必須在本地計算機上先安裝好特定的驅(qū)動程序(類似ODBC) ,然后通過JDBC - NativeAPI Bridge 的轉(zhuǎn)換, 把Java 程序中使用的JDBCAPI 轉(zhuǎn)換成Native API ,進而存取數(shù)據(jù)庫。 這種方法效率比第一類驅(qū)動程序效率雖然高一些,但仍然需要在每臺客戶機上預先安裝本地API 庫,因此不利于維護和使用。第三類:純Java 的JDBC 中間件驅(qū)動程序(JD2BC - Middlewar

45、e) 。 使用這類驅(qū)動程序時不需要在本地計算機上安裝任何附加軟件,但是必須在安裝數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的服務器端加裝中間件(Middle2ware) ,這個中間件負責所有存取數(shù)據(jù)庫時必要的轉(zhuǎn)換。 此類驅(qū)動程序能將JDBC 訪問轉(zhuǎn)換成與數(shù)據(jù)庫無關的標準網(wǎng)絡協(xié)議(通常是HTTP 或HTTPS) 送出,然后由一個中間件服務器再將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)專用的訪問指令,完成對數(shù)據(jù)庫的操作。 中間件服務器能支持對多種數(shù)據(jù)庫的訪問。 由于是基于中間件服務器的,這類驅(qū)動程序的體積最小,效率較高,具有最大的靈活性,缺點是需要一個中間服務器的支持。 此類驅(qū)動采用標準的網(wǎng)絡協(xié)議,可以被防火墻支持,是Internet 應用理想的解決方

46、案。第四類:純Java 的JDBC 驅(qū)動程序(Pure JDBCDriver) 。 使用這類驅(qū)動程序時無需安裝任何附加的軟件(無論是本地計算機或是數(shù)據(jù)庫服務器端) ,所有存取數(shù)據(jù)庫的操作都直接由JDBC 驅(qū)動程序來完成。 此類驅(qū)動程序能將JDBC 調(diào)用轉(zhuǎn)換成DBMS 專用的網(wǎng)絡協(xié)議。 數(shù)據(jù)庫廠商是這一類驅(qū)動程序的主要提供者。 它允許從客戶機到數(shù)據(jù)庫服務器的直接調(diào)用。 這種驅(qū)動程序的效率最高,但由于采用DBMS專用的網(wǎng)絡協(xié)議,可能不被防火墻支持。 在Internet應用中會存在潛在安全隱患。綜上所述,最佳的JDBC 驅(qū)動程序類型是第四類,它不會增加任何額外的開銷,并且由純Java語言開發(fā)而成,擁

47、有最佳的兼容性。 由于第一類和第二類的JDBC 驅(qū)動程序都必須事先安裝其他附加的軟件,有損Java 數(shù)據(jù)庫程序的兼容性。 第三類JDBC 驅(qū)動程序也是不錯的選擇,它也是由純Java 語言開發(fā)而成的,并且中間件也僅需要在服務器上安裝。 因此,建議最好以第三類和第四類JDBC 驅(qū)動程序為主要選擇,第一類和第二類的JDBC 驅(qū)動程序為次要選擇。 (5) 利用JDBC代替CGI迄今為止，通過Java訪問數(shù)據(jù)庫的唯一方法就是利用Java中的流調(diào)和訪問Common Gateway Interface（CGI，公用網(wǎng)關接口）程序。通過Java調(diào)用CGI腳本其實是執(zhí)行一個訪問數(shù)據(jù)庫并返回結(jié)果的獨立程序。使用這

48、種方法速度很慢，而且會在應用程序中引入更多的錯誤。這是由于利用兩種不同的開發(fā)語言開發(fā)程序，需要掌握兩種不同的技術。使用JDBC，用戶只要了解Java語言即可，而使用CGI，用戶必須同時使用Java和另一種編程語言。使用JDBC的另一個原因是它的速度比CGI方法更快。使用CGI方法通常要求計算機執(zhí)行另一個獨立的程序。這個獨立的程序訪問數(shù)據(jù)庫，處理數(shù)據(jù)，并將結(jié)果返回給調(diào)用程序。這就需要多級處理，因而增加了等待時間和出錯概率。調(diào)用CGI腳本通常是通過Web服務器執(zhí)行一個新的腳本，而執(zhí)行JDBC的數(shù)據(jù)庫命令只需要某種將SQL命令發(fā)送給數(shù)據(jù)庫的服務器。這就大大縮短了執(zhí)行SQL語句的時間，CGI腳本必須獨

49、立地連接數(shù)據(jù)庫，處理執(zhí)行結(jié)構(gòu)，而JDBC的解決方案使應用程序直接與數(shù)據(jù)庫相連，執(zhí)行各種操作。62.3 ODBC和JDBC的比較JDBC API用于連接Java應用程序與各種關系數(shù)據(jù)庫。這使得人們在建立客戶/服務器應用程序時，通常把Java作為編程語言，把任何一種瀏覽器作為應用程序的友好界面，把Internet或Intranet作為網(wǎng)絡主干，把有關的數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)庫后端。以下是使用JDBC的優(yōu)缺點。優(yōu)點如下：(1) JDBC API與ODBC十分相似，有利于用戶理解。(2) JDBC使得編程人員從復雜的驅(qū)動器調(diào)用命令和函數(shù)中解脫出來，可以致力于應用程序中的關鍵地方。(3) JDBC支持不同的關系

50、數(shù)據(jù)庫，使得程序的可移植性大大加強。(4) 用戶可以使用JDBC-ODBC橋驅(qū)動器將JDBC函數(shù)調(diào)用轉(zhuǎn)換為ODBC。(5) JDBC API是面向?qū)ο蟮?，可以讓用戶把常用的方法封裝為一個類，備后用。缺點如下：(1) 使用JDBC，訪問數(shù)據(jù)記錄的速度會受到一定程度的影響。(2) JDBC結(jié)構(gòu)中包含了不同廠家的產(chǎn)品，這就給更改數(shù)據(jù)源帶來了很大的麻煩。3. RFID庫存管理系統(tǒng)設計過程3.1管理系統(tǒng)設計前提該RFID庫存管理系統(tǒng)是一個建立在RFID讀取接收器以上的系統(tǒng)。該系統(tǒng)中所有有關貨物的信息都是來自于RFID讀取器和遠端服務器。讀取器將在庫存中流通的貨物的RFID碼讀出后交給管理系統(tǒng)，管理系統(tǒng)再

51、利用web servers 獲取該RFID碼對應貨物的詳細信息并放入數(shù)據(jù)庫，從而獲得數(shù)據(jù)信息。故該管理系統(tǒng)的設計前提是RFID讀取器和web servers 能夠正常合作進行。但由于時間有限，在本文中并未涉及到該管理系統(tǒng)和兩者的合作協(xié)調(diào)。3.2程序使用的軟件工具3.2.1 JBuilder 9.0JBulider 是目前最好的java開發(fā)工具之一，在協(xié)同管理，對J2EE和XML的支持均走在其他產(chǎn)品的前面。JBuilder的主要特性：(1) 提供與Tomcat的集成，使Web開發(fā)更容易。(2) 提供了對企業(yè)應用的開發(fā)功能，可以集成多種應用服務器。(3) 提供了更簡單的程序發(fā)布功能，所有的應用都可

52、以打包。(4) 提供了團隊開發(fā)能力，可以集成多種版本控制產(chǎn)品。JBuilder是遵循Sun公司J2EE標準的可視化集成開發(fā)工具。JBuilder是一種處于市場領先地位的跨平臺環(huán)境，主要用于構(gòu)建具有行業(yè)實力的企業(yè)Java應用程序。JBuilder繼承了Borland公司開發(fā)工具系列的優(yōu)秀特性，這使得用過Delphi，C+Builder 的程序員很容易過渡到JBuilder的開發(fā)環(huán)境中。JBuilder實際上包括了用戶在Java集成開發(fā)環(huán)境中所需要的一切東西。由于JBuilder和幾種單獨源代碼處理產(chǎn)品集成在一起的，所以它就能夠支持多種Java開發(fā)工具包版本。它對于JavaDoc的支持是無可挑剔的

53、：JBuilder軟件能夠自動生成JavaDoc文件。73.2.2 SQL Server 2000SQL Server 2000是建立在 SQL Server 7.0 在可伸縮性、可用性、可管理性和數(shù)據(jù)倉庫成功的基礎上，并且引入了針對電子商務的重要新功能。在高性能和企業(yè)級可伸縮性領域，SQL Server 2000 設計成利用 Windows 2000 對更多處理器、更大的系統(tǒng)內(nèi)存的支持，最終達到支持 64 位硬件平臺。在不斷提升可用性的努力過程中，SQL Server 2000 采用 Windows 2000 四路群集，提供了大大改進的群集支持。SQL Server 7.0 已經(jīng)在可管理性和

54、易用性方面在行業(yè)內(nèi)領先，SQL Server 2000 通過與 Windows 2000 活動目錄緊密結(jié)合進一步改進了這些功能。而且，SQL Server 2000 還包含對現(xiàn)有管理工具和實用程序的重大改進，并引入更具自我調(diào)節(jié)和自我管理的引擎功能。通過與 OLAP 服務、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換服務、存儲庫和英文查詢的緊密結(jié)合，SQL Server 7.0 代表了行業(yè)內(nèi)最全面的數(shù)據(jù)倉庫和決策支持平臺。SQL Server 2000 繼續(xù)了這種創(chuàng)新，在整個系統(tǒng)內(nèi)進行了重要的改進。特別重要的是，SQL Server 2000 關系引擎增加了實質(zhì)化的視圖，改善了在特大型數(shù)據(jù)庫環(huán)境中執(zhí)行復雜查詢的性能。同時，SQL

55、Server 2000 引入了新的數(shù)據(jù)挖掘功能，可自動發(fā)現(xiàn)在大量數(shù)據(jù)之間隱藏的關系并可基于歷史數(shù)據(jù)作出預測。這些數(shù)據(jù)挖掘功能將要實施，以向最終用戶隱藏這種尖端技術的復雜性，并允許開發(fā)人員將第三方的數(shù)據(jù)挖掘產(chǎn)品輕松集成進客戶的應用程序中。最后，在電子商務領域，SQL Server 2000 高度集成了對 XML 和通過 Web 訪問數(shù)據(jù)庫的支持。3.3數(shù)據(jù)庫類型的選定從上面的方法論證中，我們可以看出JDBC可以利用驅(qū)動程序直接對SQL Server 進行操作，這樣的操作比使用JDBC-ODBC橋要迅速而且簡單。因為我們使用的是java編程，直接使用JDBC可以更加方便，順暢，故本設計中使用JDB

56、C。3.4數(shù)據(jù)庫的建立和連接3.4.1 建立數(shù)據(jù)庫打開SQL Server 2000，新建一個數(shù)據(jù)庫 RFID_Server ，在其中建一名為 ProductInfo 的數(shù)據(jù)表。根據(jù)要求，該表有三列，分別是 RFIDNo ， ProductName 和 Producer。其中 RFIDNo 為該表主鍵。其中RFIDNo是流通貨物的唯一RFID碼，ProductName是該貨物的名稱，如可口可樂，百事可樂等，Producer是該貨物的生產(chǎn)廠家，都設為不可為空。如圖3-1所示：圖3-1RFID_Server數(shù)據(jù)庫中ProductInfo表3.4.2 下載SQL Server 的驅(qū)動程序并設置環(huán)境變

57、量在 下載msbase.jar, mssqlserver.jar, msutil.jar 三個包，并在classpath下添加環(huán)境變量。這三個包是Microsoft針對JDBC 對SQL Server 2000 操作的驅(qū)動程序。3.4.3與數(shù)據(jù)庫連接在建立好數(shù)據(jù)庫表后，下面要做的第一件事情是與想要使用的SQL Server 2000 建立一個連接，這包括兩個步驟：裝載驅(qū)動程序并建立連接。裝載驅(qū)動程序只需要非常簡單的一行代碼。在這里，我們想要使用微軟的驅(qū)動程序，可以用下列代碼裝載它：Class.forName("com.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver").newInstance();這里其實不需要創(chuàng)建一個驅(qū)動程序類的實例并且用DriverManager 登記它，因為調(diào)用Class。forName 將自動加載驅(qū)動程序類。如