第五章RFID軟件和中間件

1、RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 和中間件和中間件湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術(shù)學(xué)院湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術(shù)學(xué)院米志強米志強2015.1.182015.1.18國國家家級級十二五十二五規(guī)劃教規(guī)劃教材配套材配套資資源源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源案例導(dǎo)入，深入淺出案例導(dǎo)入，深入淺出 配套資料豐富，易學(xué)易懂配套資料豐富，易學(xué)易懂 能力指引，目標明確能力指引，目標明確 任務(wù)單驅(qū)動，步驟清晰任務(wù)單驅(qū)動，步驟清晰 教材開發(fā)的教材開發(fā)的“四導(dǎo)四導(dǎo)”風(fēng)格風(fēng)格國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件導(dǎo)教

2、導(dǎo)教國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件4導(dǎo)學(xué)導(dǎo)學(xué)掌握RFID軟件組成，RFID前、后端軟件的功能作用；掌握RFID中間件的網(wǎng)絡(luò)框架、中間件系統(tǒng)實現(xiàn)原理以及ALE應(yīng)用層事件規(guī)范；掌握RFID中間件產(chǎn)品的類型以各產(chǎn)品中間件解決方案。學(xué)習(xí)目標：學(xué)習(xí)目標：國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源主要內(nèi)容主要內(nèi)容0101020203030404 RFIDRFID軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)RFIDRFID中間件中間件 RFID RFID中間件產(chǎn)品中間件產(chǎn)品 實訓(xùn)項目實訓(xùn)項目 習(xí)習(xí) 題題0505國家級十二五規(guī)劃

3、教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件導(dǎo)讀導(dǎo)讀遠望谷遠望谷IBMIBM聯(lián)手開發(fā)聯(lián)手開發(fā) RFID RFID中間件適配層軟件中間件適配層軟件 遠望谷和IBM作為中國RFID產(chǎn)業(yè)和全球信息領(lǐng)域兩大領(lǐng)軍企業(yè)，雙方的戰(zhàn)略合作對推動世界RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義，此次雙方秉著合作雙贏、共謀發(fā)展的精神聯(lián)手開發(fā)了RFID中間件適配層軟件，必將在RFID中間件領(lǐng)域產(chǎn)生積極深遠的影響，為RFID產(chǎn)業(yè)在各行業(yè)的推廣開辟新的篇章。（資料來源：http:/ RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件1 RFID軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)RF

4、IDRFID軟件系統(tǒng)可以分成如下軟件系統(tǒng)可以分成如下4 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)動軟件、接口軟件、集 成商或者客戶自身開發(fā)的RFID前端操作軟件等。2 2中間件軟件中間件軟件 為實現(xiàn)采集的信息的后臺的傳遞與分發(fā)的而開發(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 開發(fā)平臺或者為模擬其系統(tǒng)性能而開發(fā)的仿真軟件等。 國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件RFIDRFID軟件系統(tǒng)可以分成如下軟件系統(tǒng)可以分成如

5、下3 3類（如圖類（如圖5-15-1所示）。所示）。1 RFID軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件1 RFID軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)1、前端軟件(1)(1)讀讀/ /寫功能寫功能 讀功能就是從電子標簽中讀取數(shù)據(jù)； 寫功能就是將數(shù)據(jù)寫入電子標簽。 (2)(2)防碰撞功能防碰撞功能 很多時候不可避免地會有多個電子標簽同時進入讀寫器的讀取區(qū)很多時候不可避免地會有多個電子標簽同時進入讀寫器的讀取區(qū)域，要求同時識別和傳輸數(shù)據(jù)時，就需要前端軟件具有防碰撞功能域，要求同時識別和傳輸數(shù)據(jù)時，就需要前端軟件具有

6、防碰撞功能。 (3)3)安全功能安全功能 確保電子標簽和讀寫器雙向數(shù)據(jù)交換通信的安全。確保電子標簽和讀寫器雙向數(shù)據(jù)交換通信的安全。 (4)(4)檢檢/ /糾錯功能糾錯功能 由于使用無線方式傳輸數(shù)據(jù)很容易被干擾，使得按收到的數(shù)據(jù)產(chǎn)由于使用無線方式傳輸數(shù)據(jù)很容易被干擾，使得按收到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生畸變，從而導(dǎo)致傳輸出錯。生畸變，從而導(dǎo)致傳輸出錯。 國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件2、RFID后端軟件 1 RFID軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)（1）RFID系統(tǒng)管理：系統(tǒng)設(shè)置以及系統(tǒng)用戶信息和權(quán)限。（2）電子標簽管理：在數(shù)據(jù)庫中

7、管理電子標簽序列號和每個物品對應(yīng)的序號和產(chǎn)品名稱、型號規(guī)格、芯片內(nèi)記錄的詳細信息等，完成數(shù)據(jù)庫內(nèi)所有電子標簽的信息更新。（3）數(shù)據(jù)分析和儲存：對整個系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，生成相關(guān)報表，對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲和管理。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件3、RFID系統(tǒng)的其他軟件1 RFID軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)(1)開發(fā)平臺(2)測試軟件(3)評估軟件(4)演示軟件(5)模擬性能而開發(fā)的仿真軟件等。 國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)

8、體系結(jié)構(gòu)和中間件 2 RFID中間件中間件1、RFID技術(shù)的神經(jīng)中樞中間件1、什么是中間件 中間件（middleware）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，中間件位于操作系統(tǒng)軟件與用戶的應(yīng)用軟件的中間，即中間件在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫之上，應(yīng)用軟件之下，其總的作用是為應(yīng)用軟件提供運行與開發(fā)的環(huán)境，幫助用戶靈活、高效地開發(fā)和集成復(fù)雜的應(yīng)用軟件。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件 2 RFID中間件中間件1、RFID技術(shù)的神經(jīng)中樞中間件2、什么是RFID中間件 RFID中間件是一種面向消息

9、的中間件（Message-Oriented Middleware，MOM），信息（Information）是以消息（Message）的形式，從一個程序傳送到另一個或多個程序中的。由于信息可以以異步（Asynchronous）的方式傳送，所以傳送者不必等待回應(yīng)。面向消息的中間件不僅包括傳遞（Passing）信息的功能，還必須包含數(shù)據(jù)解碼、數(shù)據(jù)安全性、數(shù)據(jù)廣播、錯誤恢復(fù)、網(wǎng)絡(luò)資源定位等服務(wù)。 RFID中間件是用來加工和處理來自讀寫器的所有信息和事件流的軟件，是連接讀寫器和企業(yè)應(yīng)用的紐帶。它要對標簽數(shù)據(jù)進行過濾、分組和計數(shù)，以減少發(fā)往信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量并防止錯誤識讀、多讀信息。國家級十二五規(guī)劃教材

10、配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件 2 RFID中間件中間件1、RFID技術(shù)的神經(jīng)中樞中間件3、為什么要使用RFID中間件1）如何將現(xiàn)有的系統(tǒng)與新的RFID Reader連接起來2）RFID中間件與系統(tǒng)集成（如圖5-3所示）國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件2、RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件的系統(tǒng)功能 2 RFID中間件中間件1 1、RFIDRFID網(wǎng)絡(luò)框架網(wǎng)絡(luò)框架 如圖5-4所示，RFID中間件在應(yīng)用中位于應(yīng)用程序系統(tǒng)之上，讀寫器系統(tǒng)之

11、下。由于業(yè)務(wù)場景千變?nèi)f化，所以RFID應(yīng)用系統(tǒng)的架構(gòu)也各不相同。但若要達到良好運用RFID數(shù)據(jù)信息的目的，其參考架構(gòu)一般應(yīng)采取圖5-9中所示的四層結(jié)構(gòu)形式，而RFID中間件的總架構(gòu)就是在RFID應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)的中間兩層，即邊緣層和集成層（如圖5-9中虛線所示）。邊緣層通過邊緣服務(wù)器定期輪詢閱讀器，以清除重復(fù)操作，并執(zhí)行過濾和設(shè)備管理功能，同時產(chǎn)生ALE（應(yīng)用事件管理協(xié)議）事件并發(fā)送到集成層。集成層接收多個ALE事件，將它們合并到工作流中，工作流作為更大業(yè)務(wù)流程的一部分與不同系統(tǒng)接觸、應(yīng)用國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)

12、體系結(jié)構(gòu)和中間件2、RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件的系統(tǒng)功能 2 RFID中間件中間件2 2、RFIDRFID中間件平臺中間件平臺 RFID中間件平臺主要分為3個層次，自底向上依次為數(shù)據(jù)采集層、事件處理層、信息發(fā)布層。數(shù)據(jù)采集層（讀寫器標簽等）負責(zé)采集粘貼在物品上的標簽信息；事件處理層負責(zé)處理來自數(shù)據(jù)采集層的事件和數(shù)據(jù)；信息發(fā)布層負責(zé)處理來自事件處理層的抽象事件信息，對其進行存儲、傳送和發(fā)布等處理以服務(wù)用戶。如圖5-6所示為RFID中間件平臺的層次結(jié)構(gòu)。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件2、RFID網(wǎng)絡(luò)框架及

13、中間件的系統(tǒng)功能 2 RFID中間件中間件2 2、RFIDRFID中間件平臺中間件平臺1）數(shù)據(jù)采集層數(shù)據(jù)采集層的設(shè)計目標是為整個系統(tǒng)提供精確的實時數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)的可用性、可靠性等都以此為基礎(chǔ)。它主要包含閱讀器的管理、大規(guī)模閱讀器間的協(xié)調(diào)、異構(gòu)閱讀器網(wǎng)絡(luò)的管理等功能。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件2、RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件的系統(tǒng)功能 2 RFID中間件中間件2 2、RFIDRFID中間件平臺中間件平臺2）事件處理層 事件處理層是RFID中間件平臺的核心。RFID事件處理以形式化方法、數(shù)據(jù)挖掘、神經(jīng)網(wǎng)

14、絡(luò)、傳感網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜事件處理等理論為基礎(chǔ)，針對原始數(shù)據(jù)規(guī)模大和原始數(shù)據(jù)包含的語義信息少兩個問題，有效減少了數(shù)據(jù)冗余、壓縮事件規(guī)模并為上層商業(yè)應(yīng)用提供語義信息。如圖5-7所示為RFID事件處理過程示意圖。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件2、RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件的系統(tǒng)功能 2 RFID中間件中間件2 2、RFIDRFID中間件平臺中間件平臺2）事件處理層（1）事件描述。事件是“指示某種行為的信息”，包括系統(tǒng)產(chǎn)生的消息，系統(tǒng)狀態(tài)的改變，任務(wù)的開始和結(jié)束等。事件在形式上類似于消息，如都包含數(shù)據(jù)，其不同之處在

15、于事件直接指示某些行為的發(fā)生。事件根據(jù)角度不同有多種分類方法。根據(jù)事件語義的聚合程度不同，事件可以分為簡單事件和復(fù)雜事件；從分層的角度劃分，事件又可分為底層事件和高層事件，底層事件是系統(tǒng)產(chǎn)生的實際事件（actual event），高層事件是由用戶自定義的，從低層事件映射而成的復(fù)雜事件（虛擬事件），復(fù)雜事件包含了更多的語義信息。從系統(tǒng)響應(yīng)的角度來劃分，事件可以分為常規(guī)事件、異常事件等。已有的事件處理模型主要包括ECA（Event-Condition-Action），CEP（Complex Event Processing）Situation Manager等。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十

16、二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件2、RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件的系統(tǒng)功能 2 RFID中間件中間件2 2、RFIDRFID中間件平臺中間件平臺2）事件處理層（2）事件過濾。事件過濾是指在輸入的巨量事件中發(fā)現(xiàn)有用的和重要的事件，過濾冗余的、無關(guān)的數(shù)據(jù)，其目標在于減少事件的數(shù)量。在RFID事件過濾方面，尚無成熟的過濾規(guī)則或標準可以遵循。Sun和SAP定義了一些簡單過濾規(guī)則，如smooth、delta、bandpass等。盡管商業(yè)邏輯不同，但過濾都可歸結(jié)為一些特定操作，如分組、計數(shù)、冗余刪除、區(qū)分等。（3）事件挖掘。事件挖掘是指基于事件之間的時

17、間、空間和因果關(guān)系及事件的屬性信息，利用形式化的模式語言，實時地從大規(guī)模事件集合中提取模式的過程。這個過程所發(fā)現(xiàn)的模式是事件聚合的基礎(chǔ)。事件挖掘是數(shù)據(jù)挖掘在復(fù)雜事件處理研究領(lǐng)域的延伸。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件（4）事件聚合。事件聚合是指由匹配某種模式的事件子集生成符合相應(yīng)輸出模式的高層事件的過程。該事件通常具有更豐富的語義信息，更易于被應(yīng)用程序所理解和使用。2、RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件的系統(tǒng)功能 2 RFID中間件中間件2 2、RFIDRFID中間件平臺中間件平臺2）事件處理層（5）事件響應(yīng)。

18、事件響應(yīng)是由事件聚合產(chǎn)生的高層事件，觸發(fā)用戶預(yù)設(shè)的動作或行為，為反應(yīng)式（Reactive）應(yīng)用與主動式（Proactive）應(yīng)用提供良好的支持。（6）事件存儲。事件存儲的當前研究的主要目標是為了更高效地處理大批量事件數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)處理中對后臺數(shù)據(jù)庫的頻繁操作和因存儲、查詢所帶來的數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的來回傳輸。其中，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的研究是當前熱點，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫采用不同的緩存策略，使得RFID系統(tǒng)在把數(shù)據(jù)提交到磁盤存儲之前會將其寫入RAM中去，其操作效率是傳統(tǒng)操作效率的幾百倍甚至幾千倍。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間

19、件3）信息發(fā)布層 從事件處理層傳遞來的RFID信息流，不同的應(yīng)用對其有不同的計算需求，如它在物流領(lǐng)域用于定位與追蹤，在安全領(lǐng)域用于身份識別，在終端客戶領(lǐng)域用于物品防偽等。但是不同的應(yīng)用都有信息存儲、信息包的路由、信息發(fā)布、訪問控制、安全認證等共性需求，這些共性需求可抽取出來作為支撐不同應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施。由這些基礎(chǔ)設(shè)施就構(gòu)成了整個信息發(fā)布層。2、RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件的系統(tǒng)功能 2 RFID中間件中間件2 2、RFIDRFID中間件平臺中間件平臺國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件2、RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間

20、件的系統(tǒng)功能 2 RFID中間件中間件3 3、RFIDRFID中間件的中間件的LLRPLLRP協(xié)議與協(xié)議與ALEALE協(xié)議協(xié)議 ALE協(xié)議是EPCglobal定義的RFID應(yīng)用系統(tǒng)和RFID中間件之間的接口規(guī)范，通過ALE接口，從應(yīng)用程序端與中間件之間有了一組API來進行數(shù)據(jù)通信。 ALE協(xié)議包含標簽內(nèi)存區(qū)管理API、ALE讀API、ALE寫API、ALE邏輯讀寫器API和訪問控制API共5組接口及業(yè)務(wù)功能。通過實現(xiàn)ALE規(guī)定的這5類API，中間件不但可以屏蔽讀寫器的物理位置信息，還可以實現(xiàn)標簽信息的過濾和聚集，使應(yīng)用系統(tǒng)可以把主要的精力放在業(yè)務(wù)邏輯的處理上。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級

21、十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件2、RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件的系統(tǒng)功能 2 RFID中間件中間件3 3、RFIDRFID中間件的中間件的LLRPLLRP協(xié)議與協(xié)議與ALEALE協(xié)議協(xié)議 LLRP協(xié)議是EPCglobal公布的第二代讀寫器協(xié)議，定義了RFID讀寫器和客戶端之間的接口。從LLRP接口的具體職責(zé)上來看，它主要包括如下職責(zé)：（1）提供方法，用來操作RFID讀寫器進行清點、讀、寫等動作，以及執(zhí)行其他相關(guān)協(xié)議中的命令，如殺死標簽、加鎖等；（2）在對標簽進行操作時，獲得健壯性報告和進行錯誤處理；（3）用來在操作命令需要時傳輸標簽密碼

22、；（4）用來控制前向、反向的無線射頻（RF）鏈路操作，包括管理RF功率和反向靈敏度，在多讀寫器環(huán)境中評估沖突；（5）用來控制標簽協(xié)議操作，包括協(xié)議參數(shù)和防碰撞算法的參數(shù)；（6）使之更易于支持新的空中接口協(xié)議；（7）用來恢復(fù)讀寫器的出廠設(shè)置；（8）用于讀寫器生產(chǎn)廠商在一定范圍內(nèi)擴展協(xié)議。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件2、RFID網(wǎng)絡(luò)框架及中間件的系統(tǒng)功能 2 RFID中間件中間件4 4、RFIDRFID中間件的中間件的的功能的功能 RFID中間件在實際應(yīng)用中完成數(shù)據(jù)的處理、傳遞和對讀寫器的管理等功能，

23、用來監(jiān)測RFID設(shè)備及其工作狀態(tài)，管理和處理電子標簽和讀寫器之間的數(shù)據(jù)流以及提供RFID設(shè)備和主機的接口。（1 1）標簽數(shù)據(jù)的讀寫）標簽數(shù)據(jù)的讀寫（2 2）數(shù)據(jù)的過濾和聚集）數(shù)據(jù)的過濾和聚集（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)安全國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件3、RFID中間件系統(tǒng)的實現(xiàn)原理 2 RFID中間件中間件國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件3、RFID中間件系統(tǒng)的實

24、現(xiàn)原理 2 RFID中間件中間件RFIDRFID中間件系統(tǒng)各個模塊功能如下：中間件系統(tǒng)各個模塊功能如下：(1)(1)設(shè)備驅(qū)動適配設(shè)備驅(qū)動適配 設(shè)備驅(qū)動適配的主要功能是將各個讀寫器廠商不同型號、版本的讀寫器接口適配成對事件處理引擎統(tǒng)一的接口。(2)(2)事件處理引擎事件處理引擎 對讀寫器上報的標簽數(shù)據(jù)和讀寫器事件進行過濾、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，以標準的ALE接口上報給EPCIS捕獲應(yīng)用。(4)(4)規(guī)則庫規(guī)則庫 用于對EPCIS捕獲應(yīng)用設(shè)置的規(guī)則進行持久化，以便在RFID系

25、統(tǒng)重新啟動時，即時加載已經(jīng)設(shè)置成功的事件規(guī)則。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件2RFID中間件的特征3、RFID中間件系統(tǒng)的實現(xiàn)原理 2 RFID中間件中間件（1）基于標準 中間件必須基于標準。（2）獨立于架構(gòu)（Insulation Infrastructure） RFID中間件獨立并介于RFID讀寫器與后端應(yīng)用程序之間，并且能夠與多個RFID讀寫器以及多個后端應(yīng)用程序連接，以減輕架構(gòu)與維護的復(fù)雜性。（3）數(shù)據(jù)流（Data Flow）處理 RFID的主要目的在于將實體對象轉(zhuǎn)換為信息環(huán)境下的虛擬對象，因

26、此數(shù)據(jù)處理是RFID最重要的功能。RFID中間件具有數(shù)據(jù)的搜集、過濾、整合與傳遞等特性，以便將正確的對象信息傳到企業(yè)后端的應(yīng)用系統(tǒng)。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件3、RFID中間件系統(tǒng)的實現(xiàn)原理 2 RFID中間件中間件3、RFID中間件的優(yōu)點1）標準和規(guī)范在中間件的各個環(huán)節(jié)，EPC global出臺了相關(guān)標準和規(guī)范： 在RFID標簽和RFID讀寫器之間，定義了EPC標簽數(shù)據(jù)規(guī)范和標簽協(xié)議； 在RFID讀寫器和RFID中間件之間，定義了讀寫器訪問協(xié)議和管理接口； 在RFID中間件和EPCIS捕獲應(yīng)用

27、之間，定義了RFID事件過濾和采集接口（ALE）； 在EPCIS捕獲應(yīng)用和EPClS存儲系統(tǒng)之間，定義EPCIS信息捕獲接口； 在EPCIS存儲系統(tǒng)和EPCIS信息訪問系統(tǒng)之間，定義了EPCIS信息查詢接口；國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件3、RFID中間件系統(tǒng)的實現(xiàn)原理 2 RFID中間件中間件3、RFID中間件的優(yōu)點2）優(yōu)越性（1）降低開發(fā)難度：企業(yè)使用RFID中間件進行二次開發(fā)時，可以減輕開發(fā)人員的負擔(dān)，使其可以不用關(guān)心復(fù)雜的RFID信息采集系統(tǒng)，而集中精力在于自己擅長的業(yè)務(wù)開發(fā)中。（2）縮短開

28、發(fā)周期：基礎(chǔ)軟件的開發(fā)是一件耗時的工作，特別是RFID方面的開發(fā)，它有別于常見應(yīng)用軟件的開發(fā)，僅靠單純的軟件技術(shù)不能解決所有問題，還需要一定的硬件、射頻等基礎(chǔ)支持。若使用成熟的RFID中間件，保守估計可縮短5075的開發(fā)周期。（3）規(guī)避開發(fā)風(fēng)險：任何軟件系統(tǒng)的開發(fā)都存在一定的風(fēng)險，因此，選擇成熟的RFID中間件產(chǎn)品，可以在一定程度上規(guī)避開發(fā)風(fēng)險。（4）節(jié)省開發(fā)費用：使用成熟的RFID中間件，可以節(jié)省2560的二次開發(fā)費用。（5）提高開發(fā)質(zhì)量：成熟的RFID中間件在接口方面都是清晰和規(guī)范的，規(guī)范化的模塊可以有效地保證應(yīng)用系統(tǒng)質(zhì)量及減少新舊系統(tǒng)的維護。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教

29、材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件3、RFID中間件系統(tǒng)的實現(xiàn)原理 2 RFID中間件中間件4、RFID中間件的發(fā)展1）發(fā)展階段RFID中間件的發(fā)展可分為以下三階段。（1）應(yīng)用程序中間件（Application Middleware）發(fā)展階段。（2）架構(gòu)中間件（Infrastructure Middleware）發(fā)展階段。（3）解決方案中間件（Solution Middleware）發(fā)展階段。2）發(fā)展方向（1）Service Oriented Architecture Based RFID（面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的中間件）。（2）Security

30、Infrastructure RFID（安全體系結(jié)構(gòu)的中間件）。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件4、RFID應(yīng)用層事件規(guī)范 2 RFID中間件中間件 應(yīng)用層事件（Application Level Event）規(guī)范，簡稱ALE規(guī)范，于2005年9月由EPCglobal組織正式對外發(fā)布。它定義出RFID中間件對上層應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該提供的一組標準接口，以及RFID中間件最基本的功能收集/過濾（Collect/Filter）。1、ALE產(chǎn)生的背景RFID數(shù)據(jù)的冗余性/業(yè)務(wù)邏輯RFID讀寫器工作時，會不停地讀取標

31、簽，這會造成同一個標簽在一分鐘之內(nèi)被讀取幾十次，這些數(shù)據(jù)如果直接發(fā)送給應(yīng)用程序，將帶來很大的資源浪費，因此需要RFID中間件對這些原始數(shù)據(jù)（Raw Data）進行一層收集/過濾處理，提供出有意義信息。 國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件4、RFID應(yīng)用層事件規(guī)范 2 RFID中間件中間件 2、ALE與應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)系 ALE層介于應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯層和原始標簽讀取層之間，如圖5-14所示。它接收從數(shù)據(jù)源（一個或多個讀寫器）中發(fā)來的原始標簽讀取信息，然后按照時間間隔等條件累計（Accumulate）數(shù)據(jù)，將重復(fù)或

32、不感興趣的EPCs剔除過濾（Filter），同時進行計數(shù)及組合（Count/Group）等操作，最后將這些信息對應(yīng)用系統(tǒng)進行匯報。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件3、ALE規(guī)范的主要優(yōu)點1）事件管理標準 為了可以從RFID讀寫器接收、過濾及分組事件，ALE規(guī)范提供了一個讀寫器接口。這樣，使用兼容ALE的中間件的應(yīng)用程序不需要為每個讀寫器都安裝單獨的驅(qū)動程序，也不需使用每個讀寫器的專有編程接口。2）擴展性 ALE標準具有高度擴展性。雖然ALE規(guī)范的目標是處理EPC事件源，但它也可以創(chuàng)建一些應(yīng)用擴展以連接

33、到非EPC標簽或非RFID讀寫器設(shè)備的接口上。3）接口和實現(xiàn)的分離 ALE規(guī)范在客戶端和RFID中間件中提供一個接口，把實現(xiàn)細節(jié)留給開發(fā)人員，即開發(fā)人員可以根據(jù)技術(shù)平臺、部署選項、附加特性等來選擇實現(xiàn)技術(shù)的細節(jié)。RFID中間件提供的ALE服務(wù)可以在應(yīng)用系統(tǒng)的邊緣或內(nèi)部作為一個獨立的模塊存在，也可以駐留在RFID讀寫器中。4、RFID應(yīng)用層事件規(guī)范 2 RFID中間件中間件國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件4、RFID應(yīng)用層事件規(guī)范 2 RFID中間件中間件4、ALE輸入（ECSpec）/輸出（ECRep

34、ort） 在ALE模型中，有幾個最基本的概念：事件發(fā)生器、識讀周期（Read Cycle）、事件周期（Event Cycle）和報告（Report）。1）事件發(fā)生器（Event Originator）事件發(fā)生器是指任何能捕獲到RFID標簽的出現(xiàn)及其他識讀的設(shè)備，RFID讀寫器和傳感器就是事件發(fā)生器的例子。ALE規(guī)范將物理設(shè)備和讀寫器區(qū)分開來。在ALE規(guī)范內(nèi)容中，一個物理設(shè)備可能是擁有一個或多個天線的RFID讀寫器、一個符合EPC的條形碼掃描儀或類似設(shè)備。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件2）識讀周期一個

35、識讀器能以一組頻率（或根據(jù)要求）掃描RFID標簽或得到其他物理測讀記錄，每次掃描稱為一個識讀周期，也稱讀寫周期。讀寫周期是和讀寫器交互的最小單位，一個讀寫周期的結(jié)果是一組EPCs集合。讀寫周期的時間長短和具體的天線、RF協(xié)議有關(guān)，讀寫周期的輸出就是ALE層的數(shù)據(jù)來源。讀寫周期示例如圖5-15所示。4、RFID應(yīng)用層事件規(guī)范 2 RFID中間件中間件4、ALE輸入（ECSpec）/輸出（ECReport）國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件4、RFID應(yīng)用層事件規(guī)范 2 RFID中間件中間件4、ALE輸入（

36、ECSpec）/輸出（ECReport）3）事件周期 一個事件周期是客戶端使用ALE服務(wù)進行交互的一個單位，它與讀取周期的映射關(guān)系（如圖5-16所示）有很大的靈活性。事件周期可以是一個或多個讀周期。它是從用戶的角度來看待讀寫器的，可以將一個或多個讀寫器當做一個整體。它是ALE接口和用戶交互的最小單位。應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯層的客戶在ALE中定義好事件周期的邊界之后，就可接收相應(yīng)的數(shù)據(jù)報告。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件4）報告報告則是在事件周期的基礎(chǔ)上，由ALE向應(yīng)用層分析提供的數(shù)據(jù)結(jié)果。對于事件周期的定義，

37、在ALE中由ECSpec表達；對于報告的內(nèi)容，由ECReport負責(zé)，如圖5-17所示。4、RFID應(yīng)用層事件規(guī)范 2 RFID中間件中間件4、ALE輸入（ECSpec）/輸出（ECReport）國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件1、SUN RFID中間件解決方案 3 RFID中間件產(chǎn)品中間件產(chǎn)品1 1、Sun RFIDSun RFID整體解決方案架構(gòu)整體解決方案架構(gòu)圖5-27中給出了Sun公司RFID應(yīng)用整體解決方案中的中間件軟件架構(gòu)及其相關(guān)產(chǎn)品在架構(gòu)中的定位。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五

38、規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件1、SUN RFID中間件解決方案 3 RFID中間件產(chǎn)品中間件產(chǎn)品2 2、Sun Java System RFID Sun Java System RFID 軟件架構(gòu)軟件架構(gòu)Sun Java System RFID Software是Sun公司RFID解決方案中的主要中間件產(chǎn)品，圖5-28給出個Sun Java System RFID軟件的架構(gòu)。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件3 3、Sun Java System

39、 RFID Software for Java ME DevicesSun Java System RFID Software for Java ME Devices1、SUN RFID中間件解決方案 3 RFID中間件產(chǎn)品中間件產(chǎn)品該軟件包提供如下兩方面的功能：（1）在支持Java ME技術(shù)的RFID設(shè)備上直接、智能地處理、過濾設(shè)備所產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)，大幅度減少RFID設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)環(huán)境發(fā)送的數(shù)據(jù)流量；（2）提供了遠程管理RFID設(shè)備的軟件接口，它能夠與前面介紹的Sun Java System RFID Software無縫集成，具備以集中的方式來管理大量的分布式RFID設(shè)備的能力。Sun Jav

40、a System RFID Software for Java ME Devices的具體功能包括：（1）記錄捕獲EPC code的時間和位置；（2）定時處理服務(wù)；（3）同步或者異步的發(fā)送答復(fù)；（4）定義事件的觸發(fā)器，如偵測到一個case tag；（5）過濾數(shù)據(jù)，過濾的方法包括布爾邏輯、模式匹配、分組、計數(shù)等。使用Sun Java System RFID Software for Java ME Devices還可以進一步簡化RFID的部署環(huán)境。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件1、SUN RFID中間

41、件解決方案 3 RFID中間件產(chǎn)品中間件產(chǎn)品4 4、Java System RFID Software ToolkitJava System RFID Software Toolkit Java System RFID Software Toolkit提供了一套基于Sun公司的RFID解決方案的適配器開發(fā)環(huán)境，旨在簡化針對不同RFID reader、printer及其他設(shè)備的適配器的開發(fā)，通過這些適配器就能夠?qū)⒃O(shè)備與Java System RFID Event Manager相連。這套Toolkit既可以作為NetBeans的插件使用，也可以作為Sun Studio IDE的插件使用。同時，在

42、插件中包括代碼范例、適配器代碼模板、ant的編譯腳本文件及JUnit的測試模板。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件1、SUN RFID中間件解決方案 3 RFID中間件產(chǎn)品中間件產(chǎn)品5、基于Sun公司RFID產(chǎn)品的行業(yè)解決方案通過將Sun公司的RFID Software與Sun公司豐富的軟、硬件產(chǎn)品相結(jié)合，合作伙伴可以為相關(guān)行業(yè)的特定應(yīng)用提供定制化的解決方案。同時，Sun公司也非常樂于與合作伙伴分享自己在RFID實施領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗，合作伙伴可以參考Sun公司豐富而具體的、針對不同行業(yè)的參考解決方案來定制或擴展，構(gòu)造自己的行業(yè)應(yīng)用。圖5-31展示了基于Sun公司軟、硬件平臺的資產(chǎn)跟蹤和管理解決方案。國家級十二五規(guī)劃教材配套資源國家級十二五規(guī)劃教材配套資源第五章第五章 RFIDRFID系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和中間件6實施與部署 圖5-32中給出了基于Sun RFID產(chǎn)品解決方案的一種部署方案，綜合運用了Sun公司的RFID中間