RFID中間件研究與設(shè)計(jì)

　　在Sun的RFID架構(gòu)中定義了表示層、業(yè)務(wù)流程層、服務(wù)層和集成層。其中，表示層中所有組件起的都是系統(tǒng)接口的作用，這些接口使用戶(hù)得以向系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求；業(yè)務(wù)流程層囊括了應(yīng)用對(duì)工作流的所有需要，它提供了使業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化和減少為完成業(yè)務(wù)流程所需要的人工干預(yù)的能力；服務(wù)層是執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的地方，并提供了用于支持企業(yè)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)架構(gòu)；集成層提供訪(fǎng)問(wèn)RF1D應(yīng)用以外其他企業(yè)信息系統(tǒng)(EIS)的功能。

　　IBM RFID中間件主要包括邊緣控制器Edge controller、前提服務(wù)器Premises Server兩部分。Edge controller主要負(fù)責(zé)與RFID硬件設(shè)備之間的通信，對(duì)RFID讀寫(xiě)器所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、整合，將其提供給Premises Server；Premises Server充當(dāng)了所有RFID設(shè)備信息采集的匯合中心，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并與企業(yè)后臺(tái)管理系統(tǒng)整合；Edge controller與Premises Server之間采用發(fā)布主題訂閱主題(Published Topic／Subscribed Topic)的方式通信。

　　另外，UCLAWINMEC RFID實(shí)驗(yàn)室所設(shè)計(jì)的RFID中間件是在分布式架構(gòu)上構(gòu)建的web服務(wù)，基于XML和SOAP，包含了簡(jiǎn)單的捕獲、平滑、過(guò)濾、路由、聚合等功能；Bob WEB Violino構(gòu)想性地給出了在企業(yè)內(nèi)部將web Services技術(shù)應(yīng)用于RFID系統(tǒng)的例子，這個(gè)例子中指出零售部門(mén)可以在所到物品的信息與供應(yīng)部門(mén)使用RFID技術(shù)所核算的內(nèi)容不一致的情況下，通過(guò)Web Services接口詢(xún)問(wèn)供應(yīng)部門(mén)并進(jìn)行核對(duì)；臺(tái)灣資策會(huì)研究所提出了基于SOA思想的RFID中間件分層架構(gòu)，并將其基礎(chǔ)架構(gòu)層分為Edge Server和數(shù)據(jù)操作軟件兩層。

　　上述RFID經(jīng)典解決方案有著鮮明的特點(diǎn)，例如基于Savant的RFID中間件確定了EPC NetWork基礎(chǔ)架構(gòu)，有力地推動(dòng)了基于架構(gòu)的RIFD中間件的發(fā)展；BEA WEB LOGIC的RFID中間件以業(yè)界領(lǐng)先的BEA Web Logic Platform為基礎(chǔ)，按照面向服務(wù)架構(gòu)(SOA)的類(lèi)型劃分層次，能夠經(jīng)濟(jì)有效地滿(mǎn)足RFID支柱技術(shù)的一系列核心要求，同時(shí)具有適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需要的技術(shù)靈活性；IBM RFID中間件通過(guò)一條信息總線(xiàn)(RFID Bus)來(lái)代替復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)，從而提出了一種輕型RFID中間件架構(gòu)；另外幾種RFID中間件解決方案，將中間件技術(shù)和web服務(wù)相結(jié)合，為面向解決方案RFID中間件提供了一種開(kāi)發(fā)思路。

　　但是，這些解決方案也存在著這樣或那樣的缺點(diǎn)。實(shí)施EPC系統(tǒng)存在著如下幾個(gè)方面的問(wèn)題：頻段分配問(wèn)題、基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和完善、與現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)的兼容性等問(wèn)題，以及安全和隱私方面的問(wèn)題；Bea RFID中間件功能單薄：過(guò)濾規(guī)則簡(jiǎn)單，缺少?gòu)?fù)雜事件的定義和處理能力；IBM RFID中間件的設(shè)計(jì)大多是基于自己目前所研發(fā)的核心產(chǎn)品或技術(shù)的應(yīng)用，有太大的依賴(lài)性和較小的擴(kuò)展性；其他幾種基于web服務(wù)的RFID中間件解決方案，功能較為簡(jiǎn)單，而且所涉及到的數(shù)據(jù)量較小，難以將其方法應(yīng)用于如物流供應(yīng)鏈之類(lèi)的大型系統(tǒng)中。因此，可以看出雖然目前國(guó)外已經(jīng)有不少的大學(xué)和研究團(tuán)體在做RFID中間件方面的設(shè)計(jì)和研究，但是，RFID中間件的研究很不成熟；在國(guó)內(nèi)有關(guān)RFID中間件的研究也只能說(shuō)是剛剛起步。

　　2 一種新的RFID中間件模型

　　文中設(shè)計(jì)的RFID中間件，分為3個(gè)層次，自底向上依次為Edge Server層、消息系統(tǒng)層、數(shù)據(jù)接口層。Edge Server位于RFID中間件的底層，負(fù)責(zé)采集粘貼在物品上的標(biāo)簽信息；再往上是消息系統(tǒng)層，負(fù)責(zé)處理來(lái)自Edge Server層的事件和數(shù)據(jù)；最上層是數(shù)據(jù)接口層，負(fù)責(zé)為企業(yè)應(yīng)用層提供所需的RFID信息。整個(gè)RFID架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 RFID中間件架構(gòu)

　　2．1 Edge Server層

　　Edge Server結(jié)構(gòu)描述如圖2所示。其中，讀寫(xiě)器接El完成數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)適配處理工作；數(shù)據(jù)校驗(yàn)工作單元完成對(duì)來(lái)自讀寫(xiě)器接El的數(shù)據(jù)的校驗(yàn)；數(shù)據(jù)封包工作單元對(duì)來(lái)自校驗(yàn)工作單元的RFID數(shù)據(jù)，依據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容將這些RFID數(shù)據(jù)打包成不同的消息，傳遞到RFID中間件的下一個(gè)功能單元------消息系統(tǒng)中。

　　2．2 消息系統(tǒng)層

　　消息系統(tǒng)位于RFID中間件的中心層，如圖3所示。Edge Server產(chǎn)生事件，并將事件傳遞到消息系統(tǒng)中，由消息系統(tǒng)決定如何將事件數(shù)據(jù)傳遞到相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)，處理過(guò)程描述如下：消息系統(tǒng)首先在f消息服務(wù)器上緩存來(lái)自Edge Server上的各種消息，然后依據(jù)消息內(nèi)容將這些消息分類(lèi)整合，使得同類(lèi)消息位于相同的消息隊(duì)列中，最后將分好類(lèi)的消息分別存儲(chǔ)成相應(yīng)的xml臨時(shí)文件，這些臨時(shí)xml文件最終會(huì)被送往數(shù)據(jù)接口做進(jìn)一步的處理。

圖2 邊緣服務(wù)器

圖3 消息系統(tǒng)

　　2．3 數(shù)據(jù)接口層

　　數(shù)據(jù)接口的結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。數(shù)據(jù)入庫(kù)模塊首先通過(guò)調(diào)用數(shù)據(jù)過(guò)濾模塊，將重復(fù)的RFID相關(guān)數(shù)據(jù)過(guò)濾掉，然后將過(guò)濾后的RFID相關(guān)數(shù)據(jù)移植到中心數(shù)據(jù)庫(kù)中。同時(shí)，數(shù)據(jù)接口中的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)模塊提供了訪(fǎng)問(wèn)中心數(shù)據(jù)庫(kù)的接口：數(shù)據(jù)查詢(xún)和數(shù)據(jù)更新接口，為企業(yè)應(yīng)用乃至遠(yuǎn)程應(yīng)用程序提供服務(wù)。

圖4 數(shù)據(jù)接口

　　2．4 功能層間的通信機(jī)制

　　Edge Server和消息系統(tǒng)之問(wèn)數(shù)據(jù)傳遞采用的是消息隊(duì)列MSMQ，消息格式是對(duì)象數(shù)據(jù)類(lèi)型一ClaSS類(lèi)型。首先，按照用戶(hù)需要將Edge Server采集的RFID數(shù)據(jù)分類(lèi)，然后依據(jù)分類(lèi)結(jié)果將RFID數(shù)據(jù)打包成不同的消息并傳遞給消息系統(tǒng)，消息系統(tǒng)再對(duì)這些消息進(jìn)一步處理。消息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接口之間數(shù)據(jù)傳遞的載體是xml磁盤(pán)文件。來(lái)自消息系統(tǒng)的消息叮以以msmq xml的形式直接提供給應(yīng)用程序，也可以通過(guò)接收消息線(xiàn)程將接收的消息以xml文件的形式存放成磁盤(pán)文件，供數(shù)據(jù)接口使用。這里采用了第二種方法，目的是一方面將數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，同時(shí)可以針對(duì)對(duì)緩存后的xml文件進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾操作；另一方面是將數(shù)據(jù)進(jìn)行批量入庫(kù)處理，而不是針對(duì)每條RFID數(shù)據(jù)都對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相關(guān)的入庫(kù)操作。盡量減小因數(shù)據(jù)庫(kù)連接和斷開(kāi)而浪費(fèi)的昂貴資源。

　　3 結(jié)束語(yǔ)