RFID原理及應(yīng)用：第8講 RFID中間件

1、第8講 RFID中間件如何將我現(xiàn)有的系統(tǒng)與RFID閱讀器連接？一、RFID軟件部分 二、RFID中間件基本概念三、RFID發(fā)展歷程四、RFID集成架構(gòu)主要內(nèi)容五、RFID主要中間件產(chǎn)品 六、RFID中間件的用戶選擇三個(gè)問題一、RFID軟件部分RFID軟件系統(tǒng)可以分成如下4類：1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發(fā)的RFID前端操作軟件等。2中間件軟件為實(shí)現(xiàn)采集的信息的后臺(tái)的傳遞與分發(fā)的而開發(fā)的中間件。3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其他軟件開發(fā)平臺(tái)或者為模擬其系統(tǒng)性能而開發(fā)的仿真軟件等。 (1)讀/寫功能 讀功能就是

2、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)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。 (3)安全功能 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)檢/糾錯(cuò)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)生畸變，從而導(dǎo)致傳輸出錯(cuò)。 一、RFID軟件部分1.前端軟件 一、RFID軟件部分2. RFID后端軟件 （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(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

3、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）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。(1)開發(fā)平臺(tái)(2)測(cè)試軟件(3)評(píng)估軟件(4)演示軟件(5)模擬性能而開發(fā)的仿真軟件等。 一、RFID軟件部分3. RFID的其他軟件 二、RFID中間件基本概念就像現(xiàn)在使用鼠標(biāo)一樣。你不需要關(guān)心它是什么牌子的你只需要連接好它那時(shí)就可以使用它 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。中間件并非一種軟件，而是一類軟件作用是為處于自己上層的應(yīng)用軟件提供運(yùn)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。1.什么是中

4、間件？中間件 便捷開發(fā)靈活部署可靠運(yùn)行高效管理快速集成開放動(dòng)態(tài)多變 計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施電子商務(wù)電子政務(wù)國(guó)防應(yīng)用行業(yè)應(yīng)用其他應(yīng)用中間件成為企業(yè)計(jì)算的核心技術(shù)（計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）中間件的特點(diǎn)：滿足大量應(yīng)用的需要運(yùn)行于多種硬件和OS平臺(tái)支持分布計(jì)算，提供跨網(wǎng)絡(luò)、硬件和OS平臺(tái)的透明性應(yīng)用或服務(wù)的交互支持標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議支持標(biāo)準(zhǔn)的接口2.什么是RFID中間件 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，使用中間件提供一組通用的應(yīng)用程序接口（API），即能連到RFID讀寫器，讀取RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù) 。它要對(duì)標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、分組和計(jì)數(shù)，以減少發(fā)往信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

5、的數(shù)據(jù)量并防止錯(cuò)誤識(shí)讀、多讀信息。二、RFID中間件基本概念二、RFID中間件基本概念RFID中間的特征獨(dú)立構(gòu)架數(shù)據(jù)流過程流支持多種編碼標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)監(jiān)控安全功能RFID中間件從讀寫器獲取大量的突發(fā)數(shù)據(jù)流或者連續(xù)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)時(shí)，需要除去重復(fù)數(shù)據(jù)，過濾垃圾數(shù)據(jù)，或者按照預(yù)定的數(shù)據(jù)采集規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，以便將正確的信息傳到企業(yè)后端的應(yīng)用系統(tǒng)。獨(dú)立架構(gòu)的RFID介于RFID讀寫器與后臺(tái)應(yīng)用程序之間，能夠與多個(gè)讀寫器和多個(gè)后端應(yīng)用程序連接，以減輕構(gòu)架與維護(hù)的復(fù)雜性。RFID中間件采用程序邏輯及存儲(chǔ)再傳送的功能，提供順序的消息流，具有數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)與管理的能力。RFID中間件支持各種編碼標(biāo)準(zhǔn)，并具有進(jìn)行數(shù)據(jù)整合與

6、集成的能力。RFID中間件可以監(jiān)控到系統(tǒng)中的RFID讀寫器的狀態(tài)，并自動(dòng)向應(yīng)用系統(tǒng)匯報(bào)。通過安全模塊可以完成網(wǎng)絡(luò)防火墻的功能，保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性。3.為什么要使用 RFID中間件 如何將現(xiàn)有的系統(tǒng)與新的RFID Reader連接 ? 這個(gè)問題的本質(zhì)是用戶應(yīng)用系統(tǒng)與硬件接口的問題。在RFID應(yīng)用中，通透性是整個(gè)應(yīng)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)都是必須考慮的問題。 二、RFID中間件基本概念為什么要使用 RFID中間件RFID中間件與系統(tǒng)集成分散的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)對(duì)應(yīng)著多個(gè)讀寫器、大批的標(biāo)簽及標(biāo)簽/打印/寫入/貼標(biāo)設(shè)備，必須對(duì)眾多的底層硬件設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一

7、管理。一個(gè)RFID系統(tǒng)可能服務(wù)于多個(gè)后天系統(tǒng)，需要對(duì)RFID端口與后天系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)一管理不斷增加的RFID數(shù)據(jù)采集口的海量數(shù)據(jù)，并不是后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)直接需要的，必須經(jīng)過濾分類、統(tǒng)計(jì)分析處理之后，才能提交使用。隨著應(yīng)用擴(kuò)張，讀寫器數(shù)量和種類會(huì)更新和增加，后端應(yīng)用程序也會(huì)增加或改變，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或格式也會(huì)發(fā)生變化。需要一個(gè)獨(dú)立、靈活多變、功能強(qiáng)大、選擇性寬的系統(tǒng)軟件，即RFID中間件二、RFID中間件基本概念 降低開發(fā)難度。企業(yè)使用RFID中間件，在做二次開發(fā)時(shí)，可以減輕開發(fā)人員的負(fù)擔(dān)，使其可以不用關(guān)心復(fù)雜的RFID信息采集系統(tǒng)，可以集中精力于自己擅長(zhǎng)的業(yè)務(wù)開發(fā)中。 縮短開發(fā)周期。基礎(chǔ)軟件的開

8、發(fā)是一件耗時(shí)的工作，特別是像RFID方面的開發(fā)，有別于常見應(yīng)用軟件開發(fā)，不是單純的軟件技術(shù)就能解決所有問題， 它需要一定的硬件、射頻等基礎(chǔ)支持。若使用成熟的RFID中間件，保守估計(jì)可縮短開發(fā)周期50一75。 規(guī)避開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。任何軟件系統(tǒng)的開發(fā)都存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此，選擇成熟的RFID中間件產(chǎn)品，可以在一定程度上降低開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)。 節(jié)省開發(fā)費(fèi)用。使用成熟的RFID中間件， 可以節(jié)省25一60的二次開發(fā)費(fèi)用。 提高開發(fā)質(zhì)量。成熟的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)維護(hù)。總體來說，使用RIFD中間件帶給用戶的不只是開發(fā)的簡(jiǎn)單、開發(fā)周期的縮短，也減少了系

9、統(tǒng)的維護(hù)、運(yùn)行和管理的工作量，還減少了總體費(fèi)用的投入。RFID中間件的優(yōu)越性三、RFID中間件發(fā)展歷程應(yīng)用程序中間件發(fā)展階段構(gòu)架中間件發(fā)展階段解決方案中間件發(fā)展階段RFID中間價(jià)的初級(jí)階段，多以整合、串聯(lián)RFID讀寫器為目的。企業(yè)需要花費(fèi)成本去處理后端系統(tǒng)與讀寫器連接問題，RFID廠商根據(jù)企業(yè)需求幫助企業(yè)將后端系統(tǒng)與RFID讀寫器串聯(lián)。RFID中間件的成長(zhǎng)階段，具備了基本數(shù)據(jù)收集、過濾、處理等功能，同時(shí)滿足了企業(yè)多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的連接需求，并具備了平臺(tái)的管理與維護(hù)。RFID中間件的成熟階段，各廠商針對(duì)RFID在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，提出了RFID解決方案，企業(yè)只需通過RFID中間件，就可以將原有的應(yīng)用系統(tǒng)

10、快速地與RFID系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)RFID系統(tǒng)的可視化管理。四、 RFID中間件集成架構(gòu) RFID網(wǎng)絡(luò)框架讀寫器系統(tǒng)（1）讀寫器系統(tǒng)（N）RFID中間件應(yīng)用程序系統(tǒng)閱讀器層邊緣層集成層應(yīng)用層負(fù)責(zé)RFID讀寫設(shè)備的接入和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同種類的讀寫器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，過濾和消減海量RFID數(shù)據(jù)，以清除重復(fù)操作，同時(shí)產(chǎn)生ALE（應(yīng)用事件管理協(xié)議）事件并發(fā)送到集成層。 接收多個(gè)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。 1.RFID中間件的組成(1)讀寫器適配器作用是負(fù)責(zé)前端和相關(guān)硬件的連接。(2)事件管理器作用是過濾事件(3)應(yīng)用程序接口作用是提供一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的

11、服務(wù)接口，負(fù)責(zé)與四、 RFID中間件集成架構(gòu) 2、RFID中間件的邏輯結(jié)構(gòu)識(shí)讀1識(shí)讀2識(shí)讀n傳感器1傳感器n設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序數(shù)據(jù)收集過濾器分組其他規(guī)則應(yīng)用層事件服務(wù)接口監(jiān)視和管理管理服務(wù)接口事件數(shù)據(jù)企業(yè)管理控制臺(tái)客戶端客戶端客戶端客戶端EJB.NETSOAPJMS四、 RFID中間件集成架構(gòu) 3. RFID中間件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理 四、 RFID中間件集成架構(gòu) 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。 對(duì)讀寫器上報(bào)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)和讀寫器事件進(jìn)行過濾、分組、合成等操作，以便滿足EPCIS捕獲應(yīng)用的需要。處理來自EPCIS捕獲應(yīng)用的規(guī)則，并將事件處理引擎

12、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。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。4.ALE規(guī)范說明書 應(yīng)用層事件（Application Level Event）規(guī)范，簡(jiǎn)稱ALE規(guī)范，于2005年9月，由EPC Global組織正式對(duì)外發(fā)布。它定義出RFID中間件對(duì)上層應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該提供的一組標(biāo)準(zhǔn)接口，以及RFID中間件最基本的功能收集/過濾。 ALE與應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)系: ALE規(guī)范定義的是一組接口，它不牽涉到具體實(shí)現(xiàn)。在EPCglobal組織的規(guī)劃中，支持ALE規(guī)范是RFID中間件的最基本的一個(gè)功能；這樣，在統(tǒng)

13、一的標(biāo)準(zhǔn)下，應(yīng)用層上的調(diào)用方式就可統(tǒng)一，應(yīng)用系統(tǒng)也就可以快速部署。 四、 RFID中間件集成架構(gòu) ALE服務(wù)接口 EPCglobal的ALE規(guī)范為主要的ALE API提供了一個(gè)抽象定義，這個(gè)規(guī)范也為ALE API提供了一種符合WS-IO（Web Services Interoperability Organization，Web服務(wù)互操作性組織）的SOAP綁定。四、 RFID中間件集成架構(gòu) ALE接口介紹define(specName:string, spec:ECSpec) : void定義ECSpecundefine(specName:string) : void取消已定義的ECSpecg

14、etECSpec(specName:string) : ECSpec /returns ECSpec object得到ECSpecgetECSpecNames() : List/ returns a list of specNames as strings得到ECSpec的名字subscribe(specName:string, notificationURI:string) : void訂閱一個(gè)ECSpec。unsubscribe(specName:string, notificationURI:string) : void取消訂閱一個(gè)ECSpecpoll(specName:string)

15、: ECReports /returns ECReports objectPoll ECSpecimmediate(spec:ECSpec) : ECReports定義ECSpecspec, poll并取消定義getSubscribers(specName:String) : List / of notification URIs查看誰(shuí)在訂閱指定的 ECSpecALE接口介紹國(guó)外中間件產(chǎn)品（1）IBMRFID中間件 （2）OracleRFID中間件 （3）Microsoft的RFID中間件 （4）SAP中間件 （5）Sun的RFID中間件（6）BEA的RFID中間件國(guó)內(nèi)中間件產(chǎn)品（1）深圳立格

16、公司的RFID中間件（2）清華同方的“ezONE易眾”中間件五、RFID主要中間件產(chǎn)品 五、RFID主要中間件產(chǎn)品 IBM中間件WebSphere v7IBM在中間件領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。IBM推出了以WebSphere中間件為基礎(chǔ)的RFID解決方案。與EPC平臺(tái)集成，可以支持全球各大著名廠商的各種型號(hào)的讀寫器和傳感器，幾乎可以應(yīng)用在所有的企業(yè)平臺(tái)。IBM中間件的架構(gòu)體系適配器過濾器MicroBroker總線代理服務(wù)器RFID讀寫器MB BridgeMB BridgeMicroBroker總線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器后端應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)MQ中間件WebSphere應(yīng)用服務(wù)器邊緣控制器前端服務(wù)器負(fù)責(zé)與RFID硬件設(shè)

17、備之間的通信，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾整合，將其提供給前端服務(wù)器基于J2EE標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境。主要是被各種RFID讀寫器因?yàn)樽x寫器廠家眾多，其支持的協(xié)議也不盡相同五、RFID主要中間件產(chǎn)品 RFID讀寫器獲得標(biāo)簽數(shù)據(jù)后，通過代理服務(wù)器將其發(fā)布到Microbroker總線，適配器從總線上得到數(shù)據(jù)，適配各種RFID讀寫器。濾波器負(fù)責(zé)定制過濾規(guī)則，然后將處理后的標(biāo)簽數(shù)據(jù)發(fā)布到Microbroker總線，由MB Bridge模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到前端服務(wù)器。前端服務(wù)器訂閱了處理后的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，將其提供給WebSpere應(yīng)用服務(wù)器。IBM WebSpere應(yīng)用服務(wù)器將RFID事件、企業(yè)的商業(yè)模型和應(yīng)用程序進(jìn)行映射，提取應(yīng)用程序關(guān)

18、心的RFID事件和數(shù)據(jù)。WebSpere應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行于J2EE環(huán)境下，因此基于J2EE的應(yīng)用程序均可在IBM RFID中間件中運(yùn)行。WebSpere應(yīng)用服務(wù)器通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)一步過濾、整理后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊，最后數(shù)據(jù)通過MQ以XML格式傳送到后端應(yīng)用系統(tǒng)為用戶所用。IBM RFID中間件的工作流程五、RFID主要中間件產(chǎn)品 中國(guó)最有實(shí)力的RFID上市公司遠(yuǎn)望谷與全球最大的信息工業(yè)跨國(guó)公司、全球最大的硬件公司、信息技術(shù)服務(wù)及信息技術(shù)租賃和融資公司IBM實(shí)現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，共同合作開發(fā)了RFID(無線射頻識(shí)別)中間件適配層軟件，本次合作的成功實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)望谷RFID系統(tǒng)與IBM系統(tǒng)在技術(shù)上的無縫對(duì)接

19、。 為使RFID硬件和應(yīng)用系統(tǒng)之間的互動(dòng)更為順暢，遠(yuǎn)望谷與IBM強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，共同開發(fā)了RFID中間件適配層軟件，該軟件在IBM中國(guó)創(chuàng)新中心實(shí)驗(yàn)室順利通過測(cè)試，測(cè)試結(jié)果得到了IBM美國(guó)公司的認(rèn)證。認(rèn)證通過后，遠(yuǎn)望谷公司的讀寫器將會(huì)添加到IBM RFID中間件官方支持列表，這意味著使用IBM企業(yè)級(jí)軟件平臺(tái)的用戶通過IBM RFID中間件可直接使用遠(yuǎn)望谷公司的RFID產(chǎn)品。IBM與遠(yuǎn)望谷公司合作開發(fā)的中間件五、RFID主要中間件產(chǎn)品 微軟的RFID中間件BizTalk RFID提供了在微軟Windows平臺(tái)上發(fā)現(xiàn)，管理RFID 設(shè)備并完成這些設(shè)備間相互通信的統(tǒng)一方法 通過為RFID設(shè)備增加一個(gè)軟件適配

20、層的方法將所有類型的RFID 設(shè)備（包括目前使用的RFID 設(shè)備，下一代RFID 設(shè)備、傳感器以及EPC (電子產(chǎn)品編碼) 閱讀器）在微軟Windows平臺(tái)上整合成為“即插即用”的模式。BizTalk RFID可以和現(xiàn)存的企業(yè)應(yīng)用程序如企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP），倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)（WMS）和其它特定的專用軟件無縫協(xié)作。這種靈活性使得它能夠在大多情況下自動(dòng)的或只需少量的修改即可可以無縫工作。 五、RFID主要中間件產(chǎn)品 BEA公司的RFID中間件BEA公司的RFID解決方案由四個(gè)組件構(gòu)成：1、BEA WebLogic RFID Edition：先進(jìn)的EPC中間件，支持多達(dá)12個(gè)閱讀器提供商的主流閱讀器，支持EPC Class 0、0+、1，ISO 15693，ISO 18000-6B v1.19 EPC，GEN 2等規(guī)格的電子標(biāo)簽；2、BEA WebLogic Enterprise Platform：構(gòu)建面向服務(wù)的關(guān)鍵任務(wù)型企業(yè)解決方案而設(shè)計(jì)的一種統(tǒng)一的、可擴(kuò)展的應(yīng)用基礎(chǔ)架構(gòu)；3、BEA RFID解決方案工具箱：實(shí)施RFID解決方案的加速器，包含快速配置和部署RFID應(yīng)用系統(tǒng)所必需的代碼、文檔和最佳實(shí)踐，其內(nèi)容有：事件模型框架、消息總線架構(gòu)、預(yù)置的portlet等；4、為開發(fā)、配置和部署該解決方案提供