第5章RFID中間件和系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)(第2節(jié)課)

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)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 v RFID軟件系統(tǒng)可以分成軟件系統(tǒng)可以分成3類類v 前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（前端軟件）前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（前端軟件） 前端軟件包括設(shè)備供應(yīng)商提供的系統(tǒng)演示軟件、驅(qū)動(dòng)軟件、前端軟件包括設(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、集成商或客戶自身開(kāi)發(fā)的接口軟件、集成商或客戶自身

2、開(kāi)發(fā)的RFIDRFID前端操作軟件等。前端操作軟件等。v 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與軟件系統(tǒng)（后端軟件）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與軟件系統(tǒng)（后端軟件） 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與軟件系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與軟件系統(tǒng)由RFIDRFID數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（業(yè)務(wù)系統(tǒng)）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（業(yè)務(wù)系統(tǒng)）及應(yīng)用軟件系統(tǒng)構(gòu)成，其中應(yīng)用軟件系統(tǒng)也稱后端軟件，及應(yīng)用軟件系統(tǒng)構(gòu)成，其中應(yīng)用軟件系統(tǒng)也稱后端軟件，包含處理這些采集信息的后臺(tái)應(yīng)用軟件和管理信息系統(tǒng)軟包含處理這些采集信息的后臺(tái)應(yīng)用軟件和管理信息系統(tǒng)軟件。件。v 中間件軟件及其他軟件中間件軟件及其他軟件 中間件軟件是為實(shí)現(xiàn)采集信息在后臺(tái)傳遞與分發(fā)而開(kāi)發(fā)的，中間件軟件是為實(shí)現(xiàn)采集信息在后臺(tái)傳遞與分發(fā)而開(kāi)發(fā)的，其他軟件包

3、括其他軟件包括RFIDRFID系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)或?yàn)槟M其系統(tǒng)性能而開(kāi)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)或?yàn)槟M其系統(tǒng)性能而開(kāi)發(fā)的仿真軟件。發(fā)的仿真軟件。一、一、RFID軟件部分軟件部分(1)(1)讀讀/ /寫(xiě)功能寫(xiě)功能 讀功能就是從電子標(biāo)簽中讀取數(shù)據(jù)；讀功能就是從電子標(biāo)簽中讀取數(shù)據(jù)； 寫(xiě)功能就是將數(shù)據(jù)寫(xiě)入電子標(biāo)簽。寫(xiě)功能就是將數(shù)據(jù)寫(xiě)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(xiě)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(xiě)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)

4、安全功能安全功能 確保電子標(biāo)簽和讀寫(xiě)器雙向數(shù)據(jù)交換通信的安全。確保電子標(biāo)簽和讀寫(xiě)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，使得按收到的由于使用無(wú)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(cuò)。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 作用：作用：實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理功能。實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理功能。分類：分類：用于實(shí)現(xiàn)基本記錄分析功能的軟件，如門禁管理軟用于實(shí)現(xiàn)基本記錄分析功能的軟件，如門禁管理軟件、小區(qū)停車管理軟件等

5、。件、小區(qū)停車管理軟件等。企業(yè)資源規(guī)劃應(yīng)用中的應(yīng)用軟件。企業(yè)資源規(guī)劃應(yīng)用中的應(yīng)用軟件。 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)用戶信息和權(quán)限。系統(tǒng)設(shè)置以及系統(tǒng)用戶信息和權(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)簽序列號(hào)和每在數(shù)據(jù)庫(kù)中管理電子標(biāo)簽序列號(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)所有電子標(biāo)簽的信息更新。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。（3 3）數(shù)據(jù)分析和儲(chǔ)存：）數(shù)據(jù)分析和

6、儲(chǔ)存：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，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)行存儲(chǔ)和管理。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。(1)(1)開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)平臺(tái)(2)(2)測(cè)試軟件測(cè)試軟件(3)(3)評(píng)估軟件評(píng)估軟件(4)(4)演示軟件演示軟件(5)(5)模擬性能而開(kāi)發(fā)的仿真軟件等。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

7、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)用軟件的之下，作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)之上，應(yīng)用軟件的之下，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、中間件基本概念二、中間件基本概念2. 什么是什么是RFID中間件中間件 RFID RFID 中間件是用來(lái)加工和處理來(lái)自讀寫(xiě)器中間件是用來(lái)加工和處理來(lái)自讀寫(xiě)器的所有信息和事件流的軟件，是連接

8、讀寫(xiě)器和的所有信息和事件流的軟件，是連接讀寫(xiě)器和企業(yè)應(yīng)用的紐帶，使用中間件企業(yè)應(yīng)用的紐帶，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），），即能連到即能連到RFIDRFID讀寫(xiě)器，讀寫(xiě)器，讀取讀取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)進(jìn)行過(guò)。它要對(duì)標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、分組和計(jì)數(shù)，以減少發(fā)往信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的濾、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)據(jù)量并防止錯(cuò)誤識(shí)讀、多讀信息。數(shù)據(jù)量并防止錯(cuò)誤識(shí)讀、多讀信息。二、中間件基本概念二、中間件基本概念二、中間件基本概念二、中間件基本概念RFID中間件框架圖中間件框架圖3. 為什么要使用為什么要使用 RFID中

9、間件中間件 1）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、中間件基本概念二、中間件基本概念二、中間件基本概念v為什么要使用為什么要使用 RFID中

10、間件中間件v2 2）RFIDRFID中間件與系統(tǒng)集成中間件與系統(tǒng)集成v過(guò)濾和收集數(shù)據(jù)，去除閱讀器產(chǎn)生冗余、錯(cuò)誤的過(guò)濾和收集數(shù)據(jù)，去除閱讀器產(chǎn)生冗余、錯(cuò)誤的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并在生成報(bào)告時(shí)只上傳關(guān)心的數(shù)據(jù)標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并在生成報(bào)告時(shí)只上傳關(guān)心的數(shù)據(jù)（分組統(tǒng)計(jì)的）。（分組統(tǒng)計(jì)的）。v加強(qiáng)對(duì)加強(qiáng)對(duì)RFIDRFID基礎(chǔ)設(shè)施的管理，典型的企業(yè)級(jí)應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施的管理，典型的企業(yè)級(jí)應(yīng)用需要管理成百上千的閱讀器需要管理成百上千的閱讀器( (可能是不同牌子的可能是不同牌子的) ) ，RFIDRFID中間件提供對(duì)其進(jìn)行配置管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控閱中間件提供對(duì)其進(jìn)行配置管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控閱讀器的狀態(tài)讀器的狀態(tài)。為什么要使用為什么要使用 RF

11、ID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RFID中間件的功能？中間件的功能？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

12、統(tǒng)系統(tǒng)“邊緣邊緣”； 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； 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、中間件 使用中間件的原因使用中間件的原因 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、高層的事件，減應(yīng)用程序僅能看到有意義的、高層的事件

13、，減少了應(yīng)用程序處理的信息量。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)拥慕涌谟糜诠芾碜R(shí)讀器接口用于管理識(shí)讀器和查詢和查詢RFIDRFID測(cè)讀記錄。測(cè)讀記錄。二、中間件基本概念二、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 1. RFID網(wǎng)絡(luò)框架網(wǎng)絡(luò)框架讀寫(xiě)器系統(tǒng)讀寫(xiě)器系統(tǒng)（1）讀寫(xiě)器系統(tǒng)讀寫(xiě)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)架構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)的中間兩層，即的中間兩層，即邊緣層和集成層邊緣層

14、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 v2. RFID中間件平臺(tái)中間件平臺(tái)v數(shù)據(jù)采集層：數(shù)據(jù)采集層：負(fù)責(zé)采集粘貼在物品上的標(biāo)簽信息；負(fù)責(zé)采集粘貼在物品上的標(biāo)簽信息；v事件處理層：事件處理層：處理來(lái)自數(shù)據(jù)采集層的事件和數(shù)據(jù)；處理來(lái)自數(shù)據(jù)采集層的事件和數(shù)據(jù)；v信息發(fā)布層：信息發(fā)布層：負(fù)責(zé)處理來(lái)自事件處理層的抽象事件信息，負(fù)責(zé)處理來(lái)自事件處理層的抽象事件信息，對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)、傳

15、送和發(fā)布等處理以服務(wù)用戶。對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)、傳送和發(fā)布等處理以服務(wù)用戶。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 v2. RFID中間件平臺(tái)中間件平臺(tái)v數(shù)據(jù)采集層數(shù)據(jù)采集層 設(shè)計(jì)目標(biāo)：為整個(gè)系統(tǒng)提供精確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。主要包含閱設(shè)計(jì)目標(biāo)：為整個(gè)系統(tǒng)提供精確的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。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)的管理功能。管理功能。v事件處理層事件處理層 事件處理層是事件處理層是RFIDRFID中間件平臺(tái)的核心。中間件平臺(tái)的核心。RFIDRFID事件處理以形事件處理以形式化方法、數(shù)據(jù)挖掘、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、傳感網(wǎng)絡(luò)

16、、復(fù)雜事件處式化方法、數(shù)據(jù)挖掘、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、傳感網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜事件處理等理論為基礎(chǔ)。針對(duì)原始數(shù)據(jù)規(guī)模大和原始數(shù)據(jù)包含的理等理論為基礎(chǔ)。針對(duì)原始數(shù)據(jù)規(guī)模大和原始數(shù)據(jù)包含的語(yǔ)義信息少兩個(gè)問(wèn)題，有效減少了數(shù)據(jù)冗余、壓縮事件規(guī)語(yǔ)義信息少兩個(gè)問(wèn)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(yǔ)義信息。模并為上層商業(yè)應(yīng)用提供語(yǔ)義信息。v信息發(fā)布層信息發(fā)布層三三、 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 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 圖圖5-12 RFID5-12 RFID事件處理過(guò)程示意圖事件處理過(guò)程示意圖v 事件處理的研究?jī)?nèi)容事件處

17、理的研究?jī)?nèi)容v事件描述事件描述v事件過(guò)濾：事件過(guò)濾：指在輸入的巨量事件中發(fā)現(xiàn)有用的和重要的指在輸入的巨量事件中發(fā)現(xiàn)有用的和重要的事件，過(guò)濾冗余的、無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)，其目標(biāo)在于減少事件事件，過(guò)濾冗余的、無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)，其目標(biāo)在于減少事件的數(shù)量。的數(shù)量。v事件挖掘：事件挖掘：指基于事件之間的時(shí)間、空間和因果關(guān)系及指基于事件之間的時(shí)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(yǔ)言，實(shí)時(shí)地從大事件的屬性信息，利用形式化的模式語(yǔ)言，實(shí)時(shí)地從大規(guī)模事件集合中提取模式的過(guò)程。規(guī)模事件集合中提取模式的過(guò)程。v事件聚合：事件聚合：指由匹配某種模式的事件自己生產(chǎn)符合相應(yīng)指由匹配某種模式的事件自己生產(chǎn)符合相應(yīng)輸出模式

18、的高層事件過(guò)程。輸出模式的高層事件過(guò)程。v事件響應(yīng)：事件響應(yīng)：指由事件聚合產(chǎn)生的高層事件，觸發(fā)用戶預(yù)指由事件聚合產(chǎn)生的高層事件，觸發(fā)用戶預(yù)設(shè)的動(dòng)作或行為，為反應(yīng)式應(yīng)用與主動(dòng)式應(yīng)用提供良好設(shè)的動(dòng)作或行為，為反應(yīng)式應(yīng)用與主動(dòng)式應(yīng)用提供良好的支持。的支持。v事件存儲(chǔ)：事件存儲(chǔ)：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 vRFID中間件的中間件的LLRP協(xié)議與協(xié)議與ALE協(xié)議協(xié)議vLLRP協(xié)議：協(xié)議：提供了對(duì)空中接口操作和空中接口協(xié)議命令參數(shù)的控制能力，提供更底層讀寫(xiě)器操作的訪問(wèn)能力。EPCglobal公布的第二代讀寫(xiě)器協(xié)議，定義了RFID讀寫(xiě)器和客戶端之間的接口。vALE協(xié)議：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(guò)L