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　　0 引 言

　　無線射頻識別技術(Radio Frequency Identification，RFID)是利用射頻信號自動識別目標對象并獲取目標對象相關信息的，是自動識別領域的一個重要分支。與目前應用廣泛的基于光學技術的自動識別方法(如條形碼和攝像)相比，RFID具有一次處理多個標簽、可將處理狀態寫入標簽、不受大小及形狀限制、耐環境性強、穿透性強、數據的記憶容量大、可重復利用等優點，因此，RFID在很多領域均具有廣闊的應用前景。目前RFID技術已被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域。

　　而RFID中間件將企業級中間件技術延伸到RFID領域，是RFID產業鏈的核心技術。由于RFID中間件屏蔽了RFID設備的多樣性和復雜性，能夠為后臺業務系統提供強大的支稱，從而可以驅動更為廣泛的、更為豐富的RFID應用。具體地講，RFID中間件是一種面向消息的中間件(Message—Oriented Middleware，MOM)，RFID相關數據(Information)是以消息(Message)的形式，從一個程序以異步(Asynchronous)的方式傳送到另一個或多個程序。RFID中間件包含的功能不僅是傳遞(Passing)信息，還包括安全性、錯誤恢復、解譯數據、數據緩存、數據廣播、定位網絡資源等高級服務。

　　1 RFID中間件研究現狀分析

　　EPC NetWork技術構架包括Savant(數據庫操作軟件)、實體標記語言(PML)、物名服務(ONS)。其中，Savant系統是連接標簽識讀器和企業應用程序的紐帶，在將數據送往企業應用程序之前，它要對標簽數據進行過濾、匯總和計數，壓縮數據容量，因此，Savant系統相當于EPC NetWork神經系統；ONS是聯系前臺Savant軟件和后臺PMI服務器的網絡樞紐，并且ONS設計與架構都以因特網域名解析服務DNS為基礎，因此，可以使整個EPC網絡以因特網為依托，迅速架構并順利延伸到世界各地；PML將提供一種動態的環境，使與物體相關的靜態的、暫時的、動態的和統計加工過的數據可以互相交換。

　　在Sun的RFID架構中定義了表示層、業務流程層、服務層和集成層。其中，表示層中所有組件起的都是系統接口的作用，這些接口使用戶得以向系統發出請求；業務流程層囊括了應用對工作流的所有需要，它提供了使業務流程自動化和減少為完成業務流程所需要的人工干預的能力；服務層是執行業務邏輯和進行數據處理的地方，并提供了用于支持企業應用的重要基礎架構；集成層提供訪問RF1D應用以外其他企業信息系統(EIS)的功能。

　　IBM RFID中間件主要包括邊緣控制器Edge controller、前提服務器Premises Server兩部分。Edge controller主要負責與RFID硬件設備之間的通信，對RFID讀寫器所提供的數據進行過濾、整合，將其提供給Premises Server；Premises Server充當了所有RFID設備信息采集的匯合中心，存儲數據并與企業后臺管理系統整合；Edge controller與Premises Server之間采用發布主題訂閱主題(Published Topic／Subscribed Topic)的方式通信。

　　另外，UCLAWINMEC RFID實驗室所設計的RFID中間件是在分布式架構上構建的web服務，基于XML和SOAP，包含了簡單的捕獲、平滑、過濾、路由、聚合等功能；Bob WEB Violino構想性地給出了在企業內部將web Services技術應用于RFID系統的例子，這個例子中指出零售部門可以在所到物品的信息與供應部門使用RFID技術所核算的內容不一致的情況下，通過Web Services接口詢問供應部門并進行核對；臺灣資策會研究所提出了基于SOA思想的RFID中間件分層架構，并將其基礎架構層分為Edge Server和數據操作軟件兩層。

　　上述RFID經典解決方案有著鮮明的特點，例如基于Savant的RFID中間件確定了EPC NetWork基礎架構，有力地推動了基于架構的RIFD中間件的發展；BEA WEB LOGIC的RFID中間件以業界領先的BEA Web Logic Platform為基礎，按照面向服務架構(SOA)的類型劃分層次，能夠經濟有效地滿足RFID支柱技術的一系列核心要求，同時具有適應不斷變化的業務需要的技術靈活性；IBM RFID中間件通過一條信息總線(RFID Bus)來代替復雜的層次結構，從而提出了一種輕型RFID中間件架構；另外幾種RFID中間件解決方案，將中間件技術和web服務相結合，為面向解決方案RFID中間件提供了一種開發思路。

　　但是，這些解決方案也存在著這樣或那樣的缺點。實施EPC系統存在著如下幾個方面的問題：頻段分配問題、基礎設施的建設和完善、與現有應用系統的兼容性等問題，以及安全和隱私方面的問題；Bea RFID中間件功能單薄：過濾規則簡單，缺少復雜事件的定義和處理能力；IBM RFID中間件的設計大多是基于自己目前所研發的核心產品或技術的應用，有太大的依賴性和較小的擴展性；其他幾種基于web服務的RFID中間件解決方案，功能較為簡單，而且所涉及到的數據量較小，難以將其方法應用于如物流供應鏈之類的大型系統中。因此，可以看出雖然目前國外已經有不少的大學和研究團體在做RFID中間件方面的設計和研究，但是，RFID中間件的研究很不成熟；在國內有關RFID中間件的研究也只能說是剛剛起步。

　　2 一種新的RFID中間件模型

　　文中設計的RFID中間件，分為3個層次，自底向上依次為Edge Server層、消息系統層、數據接口層。Edge Server位于RFID中間件的底層，負責采集粘貼在物品上的標簽信息；再往上是消息系統層，負責處理來自Edge Server層的事件和數據；最上層是數據接口層，負責為企業應用層提供所需的RFID信息。整個RFID架構圖如圖1所示。

圖1 RFID中間件架構

　　2．1 Edge Server層

　　Edge Server結構描述如圖2所示。其中，讀寫器接El完成數據采集和數據適配處理工作；數據校驗工作單元完成對來自讀寫器接El的數據的校驗；數據封包工作單元對來自校驗工作單元的RFID數據，依據數據內容將這些RFID數據打包成不同的消息，傳遞到RFID中間件的下一個功能單元------消息系統中。

　　2．2 消息系統層

　　消息系統位于RFID中間件的中心層，如圖3所示。Edge Server產生事件，并將事件傳遞到消息系統中，由消息系統決定如何將事件數據傳遞到相應的應用系統，處理過程描述如下：消息系統首先在f消息服務器上緩存來自Edge Server上的各種消息，然后依據消息內容將這些消息分類整合，使得同類消息位于相同的消息隊列中，最后將分好類的消息分別存儲成相應的xml臨時文件，這些臨時xml文件最終會被送往數據接口做進一步的處理。

圖2 邊緣服務器

圖3 消息系統

　　2．3 數據接口層

　　數據接口的結構圖如圖4所示。數據入庫模塊首先通過調用數據過濾模塊，將重復的RFID相關數據過濾掉，然后將過濾后的RFID相關數據移植到中心數據庫中。同時，數據接口中的數據訪問模塊提供了訪問中心數據庫的接口：數據查詢和數據更新接口，為企業應用乃至遠程應用程序提供服務。

圖4 數據接口

　　2．4 功能層間的通信機制

　　Edge Server和消息系統之問數據傳遞采用的是消息隊列MSMQ，消息格式是對象數據類型一ClaSS類型。首先，按照用戶需要將Edge Server采集的RFID數據分類，然后依據分類結果將RFID數據打包成不同的消息并傳遞給消息系統，消息系統再對這些消息進一步處理。消息系統和數據接口之間數據傳遞的載體是xml磁盤文件。來自消息系統的消息叮以以msmq xml的形式直接提供給應用程序，也可以通過接收消息線程將接收的消息以xml文件的形式存放成磁盤文件，供數據接口使用。這里采用了第二種方法，目的是一方面將數據進行緩存，同時可以針對對緩存后的xml文件進行數據過濾操作；另一方面是將數據進行批量入庫處理，而不是針對每條RFID數據都對數據庫進行相關的入庫操作。盡量減小因數據庫連接和斷開而浪費的昂貴資源。

　　3 結束語

　　介紹了RFID中間件，針對RFID中間件研究現狀，詳細分析研究了相關典型的RFID中間件解決方案，包括目前國際上對此領域投入了精力的企業的研究機構和一些大學的研究團體，指出了這些解決方案的特點和不足。RFID中間件研究在國際上仍是一個較新的研究內容。文中所提出的基于SOA分層思想的RFID中間件模型，其實現的關鍵技術和方法還需要經過更多的分析和實例檢驗。進一步挖掘RFID中間件深層次的功能，特別是完善RFID事件處理的聚合和挖掘機制，也是下一步的研究工作。

      (西京學院 鄧海生 西安理工大學計算機科學與工程學院 李軍懷 )

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