第7章RFID中間件和系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)1

1、RFIDRFID中間件和系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中間件和系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)一一、RFIDRFID軟件部分軟件部分 二二、中間件基本概念中間件基本概念三三、RFIDRFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能 四四、RFIDRFID中間件中間件ALEALE規(guī)范規(guī)范 主要內(nèi)容主要內(nèi)容五五、RFIDRFID主要中間件產(chǎn)品主要中間件產(chǎn)品 一、一、RFIDRFID軟件部分軟件部分RFID軟件系統(tǒng)可以分成如下軟件系統(tǒng)可以分成如下4類：類：1 1前端軟件前端軟件 設(shè)備供應(yīng)商提供的系統(tǒng)演示軟件、驅(qū)動(dòng)軟件、接口軟件、集成商或者客戶自身開(kāi)發(fā)的RFID前端操作軟件等。2 2中間件軟件中間件軟件為實(shí)現(xiàn)采集的

2、信息的后臺(tái)的傳遞與分發(fā)的而開(kāi)發(fā)的中間件。3 3后端軟件后端軟件處理這些采集的信息的后臺(tái)應(yīng)用軟件和管理信息系統(tǒng)軟件。4 4其他軟件其他軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)或者為模擬其系統(tǒng)性能而開(kāi)發(fā)的仿真軟件等。 (1)(1)讀讀/ /寫功能寫功能 讀功能就是從電子標(biāo)簽中讀取數(shù)據(jù)； 寫功能就是將數(shù)據(jù)寫入電子標(biāo)簽。 (2)(2)防碰撞功能防碰撞功能 很多時(shí)候不可避免地會(huì)有多個(gè)電子標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)入讀寫器很多時(shí)候不可避免地會(huì)有多個(gè)電子標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)入讀寫器的讀取區(qū)域，要求同時(shí)識(shí)別和傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，就需要前端軟的讀取區(qū)域，要求同時(shí)識(shí)別和傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，就需要前端軟件具有防碰撞功能。件具有防碰撞功能。 (3)3)安全功能安全功能 確保電子標(biāo)簽和讀

3、寫器雙向數(shù)據(jù)交換通信的安全。確保電子標(biāo)簽和讀寫器雙向數(shù)據(jù)交換通信的安全。 (4)(4)檢檢/ /糾錯(cuò)功能糾錯(cuò)功能 由于使用無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)很容易被干擾，使得接收到由于使用無(wú)線方式傳輸數(shù)據(jù)很容易被干擾，使得接收到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生畸變，從而導(dǎo)致傳輸出錯(cuò)。的數(shù)據(jù)產(chǎn)生畸變，從而導(dǎo)致傳輸出錯(cuò)。 一、一、RFID軟件部分軟件部分1.前端軟件前端軟件 一、一、RFID軟件部分軟件部分2. RFID后端軟件后端軟件 （1 1）RFIDRFID系統(tǒng)管理：系統(tǒng)管理：系統(tǒng)設(shè)置以及系統(tǒng)用戶信息系統(tǒng)設(shè)置以及系統(tǒng)用戶信息和權(quán)限。和權(quán)限。（2 2）電子標(biāo)簽管理：）電子標(biāo)簽管理：在數(shù)據(jù)庫(kù)中管理電子標(biāo)簽序在數(shù)據(jù)庫(kù)中管理電子標(biāo)簽序列號(hào)

4、和每個(gè)物品對(duì)應(yīng)的序號(hào)和產(chǎn)品名稱、型號(hào)規(guī)列號(hào)和每個(gè)物品對(duì)應(yīng)的序號(hào)和產(chǎn)品名稱、型號(hào)規(guī)格、芯片內(nèi)記錄的詳細(xì)信息等，完成數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)所格、芯片內(nèi)記錄的詳細(xì)信息等，完成數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)所有電子標(biāo)簽的信息更新。有電子標(biāo)簽的信息更新。（3 3）數(shù)據(jù)分析和儲(chǔ)存：）數(shù)據(jù)分析和儲(chǔ)存：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成相關(guān)報(bào)表，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成相關(guān)報(bào)表，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。存儲(chǔ)和管理。(1)開(kāi)發(fā)平臺(tái)(2)測(cè)試軟件(3)評(píng)估軟件(4)演示軟件(5)模擬性能而開(kāi)發(fā)的仿真軟件等。 一、一、RFID軟件部分軟件部分3. RFID的其他軟件的其他軟件 1.什么是中間件？什么是中間件？ 中

5、間件（中間件（middlewaremiddleware）是基礎(chǔ)軟件的一大類，）是基礎(chǔ)軟件的一大類，屬于可復(fù)用軟件的范疇。顧名思義，屬于可復(fù)用軟件的范疇。顧名思義，中間件處于操中間件處于操作系統(tǒng)軟件與用戶的應(yīng)用軟件的中間作系統(tǒng)軟件與用戶的應(yīng)用軟件的中間。中間件在操。中間件在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)之上，應(yīng)用軟件的下層，作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)之上，應(yīng)用軟件的下層，總總的作用是為處于自己上層的應(yīng)用軟件提供運(yùn)行與開(kāi)的作用是為處于自己上層的應(yīng)用軟件提供運(yùn)行與開(kāi)發(fā)的環(huán)境，幫助用戶靈活、高效地開(kāi)發(fā)和集成復(fù)雜發(fā)的環(huán)境，幫助用戶靈活、高效地開(kāi)發(fā)和集成復(fù)雜的應(yīng)用軟件。的應(yīng)用軟件。 二、中間件基本概念1.什么是什么是R

6、FID中間件中間件 RFID RFID 中間件是用來(lái)加工中間件是用來(lái)加工和處理來(lái)自讀寫器的所有信和處理來(lái)自讀寫器的所有信息和事件流的軟件，是息和事件流的軟件，是連接連接讀寫器和企業(yè)應(yīng)用的紐帶讀寫器和企業(yè)應(yīng)用的紐帶，使用中間件使用中間件提供一組通用的提供一組通用的應(yīng)用程序接口（應(yīng)用程序接口（APIAPI），），即能即能連到連到RFIDRFID讀寫器，讀取讀寫器，讀取RFIDRFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)標(biāo)簽數(shù)據(jù) 。它要對(duì)標(biāo)簽數(shù)據(jù)。它要對(duì)標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、分組和計(jì)數(shù)，以進(jìn)行過(guò)濾、分組和計(jì)數(shù)，以減少發(fā)往信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)減少發(fā)往信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量并防止錯(cuò)誤識(shí)讀、多讀據(jù)量并防止錯(cuò)誤識(shí)讀、多讀信息。信息。二、中間件基

7、本概念二、中間件基本概念二、中間件基本概念二、中間件基本概念2.RFID中間件框架圖中間件框架圖2.為什么要使用為什么要使用 RFID中間件中間件 如何將現(xiàn)有的系統(tǒng)與新的如何將現(xiàn)有的系統(tǒng)與新的RFID ReaderRFID Reader連接連接 ? ? 這個(gè)問(wèn)題的本質(zhì)是用戶應(yīng)用系統(tǒng)與硬件接本質(zhì)是用戶應(yīng)用系統(tǒng)與硬件接口的問(wèn)題口的問(wèn)題。在RFID應(yīng)用中，通透性是整個(gè)應(yīng)通透性是整個(gè)應(yīng)用的關(guān)鍵用的關(guān)鍵，正確抓取數(shù)據(jù)、確保數(shù)據(jù)讀取的可靠性、以及有效地將數(shù)據(jù)傳送到后端系統(tǒng)都是必須考慮的問(wèn)題。 二、中間件基本概念二、中間件基本概念為什么要使用為什么要使用 RFID中間件中間件中間件在系統(tǒng)中的作用及位置中間件

8、在系統(tǒng)中的作用及位置 二、中間件基本概念二、中間件基本概念為什么要使用為什么要使用 RFID中間件中間件RFID中間件與系統(tǒng)集成中間件與系統(tǒng)集成二、中間件基本概念二、中間件基本概念為什么要使用為什么要使用 RFID中間件中間件 (1)(1)數(shù)據(jù)過(guò)濾和收集數(shù)據(jù)過(guò)濾和收集 去除閱讀器產(chǎn)生冗余、錯(cuò)誤的標(biāo)簽數(shù)據(jù)。生成報(bào)告時(shí)只上傳關(guān)心的數(shù)據(jù)（分組統(tǒng)計(jì)的）。 (2)RFID (2)RFID基礎(chǔ)設(shè)施管理基礎(chǔ)設(shè)施管理 典型的企業(yè)級(jí)應(yīng)用需要管理成百上千的閱讀器(可能是不同牌子的) ，RFID中間件提供對(duì)其進(jìn)行配置管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控閱讀器的狀態(tài)。二、中間件基本概念二、中間件基本概念RFID中間件的功能？中間件的功能？

9、vRFIDRFID中間件的功能是中間件的功能是負(fù)責(zé)管理在識(shí)讀器和應(yīng)用軟負(fù)責(zé)管理在識(shí)讀器和應(yīng)用軟件之間的數(shù)據(jù)流。件之間的數(shù)據(jù)流。v信息服務(wù)的作用是信息服務(wù)的作用是使不同的應(yīng)用系統(tǒng)能共享相關(guān)使不同的應(yīng)用系統(tǒng)能共享相關(guān)的數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)。 通過(guò)它們，通過(guò)它們，RFIDRFID系統(tǒng)的相關(guān)信息可以在全球得到系統(tǒng)的相關(guān)信息可以在全球得到共享。共享。二、中間件基本概念二、中間件基本概念RFID中間件的需求中間件的需求?v數(shù)據(jù)處理盡量靠近源頭數(shù)據(jù)處理盡量靠近源頭 大量RFID數(shù)據(jù)存在于系統(tǒng)“邊緣”； 讓有價(jià)值的數(shù)據(jù)進(jìn)入中央系統(tǒng)讓有價(jià)值的數(shù)據(jù)進(jìn)入中央系統(tǒng)； 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清理、篩選、整合和匯總清理、篩選、整合和匯總；

10、屏蔽各種錯(cuò)誤與異常屏蔽各種錯(cuò)誤與異常，避免給中央系統(tǒng)帶來(lái)麻煩。RFID中間件的需求中間件的需求? 對(duì)事件進(jìn)行層層抽象，轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的事件對(duì)事件進(jìn)行層層抽象，轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的事件 RFID應(yīng)用領(lǐng)域面臨著大量簡(jiǎn)單事件； 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單事件向有價(jià)值事件的轉(zhuǎn)化。1、中間件 使用中間件的原因 隔離應(yīng)用程序與設(shè)備接口隔離應(yīng)用程序與設(shè)備接口處理由識(shí)讀器和傳感器捕獲的原始測(cè)讀記錄，使應(yīng)用程序僅能看到有意義的、高應(yīng)用程序僅能看到有意義的、高層的事件，減少了應(yīng)用程序處理的信息量。層的事件，減少了應(yīng)用程序處理的信息量。提供了一個(gè)應(yīng)用程序?qū)拥慕涌谟糜诠芾斫涌谟糜诠芾碜R(shí)讀器和查詢識(shí)讀器和查詢RFIDRFID測(cè)讀記錄。測(cè)讀記錄。

11、二、中間件基本概念二、中間件基本概念三三、 RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能 （1）RFID網(wǎng)絡(luò)框架網(wǎng)絡(luò)框架讀寫器系統(tǒng)讀寫器系統(tǒng)（1）讀寫器系統(tǒng)讀寫器系統(tǒng)（N）RFID中間件中間件應(yīng)用程序系統(tǒng)應(yīng)用程序系統(tǒng)閱讀器層閱讀器層邊緣層邊緣層集成層集成層應(yīng)用層應(yīng)用層 RFID RFID中間件的總架構(gòu)就是在中間件的總架構(gòu)就是在RFIDRFID應(yīng)用系統(tǒng)架應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)的中間兩層，即構(gòu)的中間兩層，即邊緣層和集成層邊緣層和集成層 。EPC：產(chǎn)品電子代碼管理中心：產(chǎn)品電子代碼管理中心ONS：本地對(duì)象命名服務(wù)：本地對(duì)象命名服務(wù)EPCIS：電子產(chǎn)品碼信息服務(wù)：電子產(chǎn)品碼信息服務(wù)RFID：無(wú)線射頻

12、識(shí)別：無(wú)線射頻識(shí)別三三、 RFID RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能 1.RFID1.RFID中間件的組成中間件的組成(1)(1)識(shí)讀器適配器識(shí)讀器適配器 作用是提供識(shí)讀器接口提供識(shí)讀器接口(2)(2)事件管理器事件管理器 作用是過(guò)濾事件過(guò)濾事件(3)(3)應(yīng)用程序接口應(yīng)用程序接口 作用是提供一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)接口提供一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)接口三三、 RFID RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能 2、RFID中間件的邏輯結(jié)構(gòu)中間件的邏輯結(jié)構(gòu)三三、 RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能 3、RFID中間件功能中間件功能 RFID中間件

13、在實(shí)際應(yīng)用中完成數(shù)據(jù)的處理、傳遞和對(duì)讀寫器的管理等功能，用來(lái)監(jiān)測(cè)RFID設(shè)備及其工作狀態(tài)，管理和處理電子標(biāo)簽和讀寫器之間的數(shù)據(jù)流以及提供RFID設(shè)備和主機(jī)的接口。（1 1）標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀寫）標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀寫（2 2）數(shù)據(jù)的過(guò)濾和聚集）數(shù)據(jù)的過(guò)濾和聚集（3 3）RFIDRFID數(shù)據(jù)的分發(fā)數(shù)據(jù)的分發(fā)（4 4）數(shù)據(jù)安全）數(shù)據(jù)安全三、三、 RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能 4. RFID中間件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理中間件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理 三、三、 RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能 RFID中間件系統(tǒng)各個(gè)模塊功能如下：中間件系統(tǒng)各個(gè)模塊功能如下：(1)(1)設(shè)備驅(qū)動(dòng)適配設(shè)備

14、驅(qū)動(dòng)適配 設(shè)備驅(qū)動(dòng)適配的主要功能是將各個(gè)讀寫器廠商不同型號(hào)、版本的讀寫器接口適配成對(duì)事件處理引擎統(tǒng)一的接口。(2)(2)事件處理引擎事件處理引擎 對(duì)讀寫器上報(bào)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)和讀寫器事件進(jìn)行過(guò)濾、分組、合成等操作，以便滿足EPCIS捕獲應(yīng)用的需要。(3)(3)規(guī)則引擎規(guī)則引擎 處理來(lái)自EPCIS捕獲應(yīng)用的規(guī)則，并將事件處理引擎處理后的信息，以標(biāo)準(zhǔn)的ALE接口上報(bào)給EPCIS捕獲應(yīng)用。(4)(4)規(guī)則庫(kù)規(guī)則庫(kù) 用于對(duì)EPCIS捕獲應(yīng)用設(shè)置的規(guī)則進(jìn)行持久化，以便在RFID系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)，即時(shí)加載已經(jīng)設(shè)置成功的事件規(guī)則。三、三、 RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能 5. 中間件可以從

15、架構(gòu)上分為兩種中間件可以從架構(gòu)上分為兩種 (1)(1)以應(yīng)用程序?yàn)橹行模ㄒ詰?yīng)用程序?yàn)橹行模ˋpplicationApplication CentricCentric） 的設(shè)計(jì)概念的設(shè)計(jì)概念是通過(guò)是通過(guò)RFIDRFID ReaderReader廠商提供的廠商提供的APIAPI，以，以HotHot CodeCode方式直接方式直接編寫特定編寫特定ReaderReader讀取數(shù)據(jù)的讀取數(shù)據(jù)的AdapterAdapter，并傳送至后端系統(tǒng)，并傳送至后端系統(tǒng)的應(yīng)用程序或數(shù)據(jù)庫(kù)，從而達(dá)成與后端系統(tǒng)或服務(wù)串接的的應(yīng)用程序或數(shù)據(jù)庫(kù)，從而達(dá)成與后端系統(tǒng)或服務(wù)串接的目的。目的。(2)(2)以架構(gòu)為中心（以架構(gòu)為中

16、心（InfrastructureInfrastructure CentricCentric） 隨著企業(yè)應(yīng)隨著企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)雜度增高，企業(yè)無(wú)法負(fù)荷以用系統(tǒng)的復(fù)雜度增高，企業(yè)無(wú)法負(fù)荷以HotHot CodeCode方式為每方式為每個(gè)應(yīng)用程式編寫個(gè)應(yīng)用程式編寫AdapterAdapter，同時(shí)面對(duì)對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題，同時(shí)面對(duì)對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)化等問(wèn)題，企業(yè)可以考慮采用廠商所提供標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的企業(yè)可以考慮采用廠商所提供標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的RFIDRFID中間件。這中間件。這樣一來(lái)，即使存儲(chǔ)樣一來(lái)，即使存儲(chǔ)RFIDRFID標(biāo)簽情報(bào)的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件改由其他軟標(biāo)簽情報(bào)的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件改由其他軟件代替，或讀寫件代替，或讀寫RFIDRFID標(biāo)

17、簽的標(biāo)簽的RFIDRFID ReaderReader種類增加等情況種類增加等情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)用端不做修改也能應(yīng)付。發(fā)生時(shí)，應(yīng)用端不做修改也能應(yīng)付。 三、三、 RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能 6RFID中間件的特征中間件的特征三、三、 RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能網(wǎng)絡(luò)框架及中間件系統(tǒng)功能 （1 1）基于標(biāo)準(zhǔn)）基于標(biāo)準(zhǔn) 中間件必須基于標(biāo)準(zhǔn)。中間件必須基于標(biāo)準(zhǔn)。（2 2）獨(dú)立于架構(gòu)（）獨(dú)立于架構(gòu)（InsulationInsulation InfrastructureInfrastructure） RFIDRFID中間件獨(dú)立并介于中間件獨(dú)立并介于RFIDRFID讀寫器與后端應(yīng)用程讀寫器與后端應(yīng)用程序之間，并且能夠與多個(gè)序之間，并且能夠與多個(gè)RFIDRFID讀寫器以及多個(gè)后端應(yīng)用讀寫器以及多個(gè)后端