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一种功能强大的基于EPC的RFID中间件

供稿:工控网 2008/8/7 13:06:00

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        以前,在中国RFID的应用中,从前端数据的采集,到与后端业务系统的连接,大多是采用定制软件开发方式。一旦前端标签种类增加,或是后端业务系统有任何变化,都需要重新编写程序,开发效率极低且维护成本高。在这种背景下,中间件的概念应运而生。

什么是RFID中间件?

       RFID中间件是一种面向消息的中间件。信息是以消息的形式,从一个程序传送到另一个或多个程序。信息可以以异步的方式传送,故不必等待回应。面向消息的中间件包含的功能不仅是传递信息,还必须包括解译数据、安全性、数据广播、错误恢复、定位网络资源、找出符合成本的路径、消息与要求的优先次序以及延伸的除错工具等服务。

       RFID中间件技术包括:并发访问技术、目录服务及定位技术、数据及设备监控技术、远程数据访问、安全和集成技术、进程及会话管理技术等。RFID中间件屏蔽了RFID设备的多样性和复杂性,能够为后台业务系统提供强大的支撑。


图1:管家利用RFID中间件来管理系统

       事实上,RFID中间件在系统中相当重要。如果没有中间件,管理系统将不得不直接面对来自大量的读写器和传感器的事件信息。应用管理系统需要逐个提取并处理大量的初始事件,从而浪费大量的系统资源。

RFID中间件的设计从概念上可以分为以下两种:

*以应用程序为中心

*以架构为中心

RFID中间件一般具有以下特征:

1.基于标准

        中间件必须基于标准。ISO,EPCglobal正在研究为各种产品的全球惟一识别号码提出通用标准。当然,中国也在积极研究自己的相关标准。

        目前,在中间各环节,EPCglobal出台了相关标准和规范。包括读写器和中间件之间的读写器访问协议和管理接口;中间件和EPCIS捕获应用之间的RFID事件过滤和采集接口(ALE);EPCIS捕获应用和EPCIS存储系统之间的EPCIS信息捕获接口;还有EPCIS存储系统和EPCIS信息访问系统之间的EPCIS信息查询接口以及关于跨企业信息交互的规范和接口,譬如ONS接口等。

2,独立于架构

        RFID中间件独立并介于RFID读写器前端系统与后端应用程序之间,并且能够与多个RFID读写器以及多个后端应用程序连接。

3.数据流处理

         RFID的主要目的在于将实体对象转换为信息环境下的虚拟对象,因此数据处理是RFID最重要的功能。RFID中间件采用程序逻辑及存储再转送的功能来提供顺序的消息流,具有数据流设计与管理的能力。

面对各种RFID的应用,用户的首要问题是:“如何将现有的系统与新的RFIDReader连接?”

        事实上,这个问题的本质是用户应用系统与硬件接口的问题。在RFID应用中,通透性是整个应用的关键,正确抓取数据、确保数据读取的可靠性、以及有效地将数据传送到后端系统都是必须考虑的问题。传统应用程序之间的数据通透是通过中间件架构来解决的,并由此发展出各种ApplicationServer应用软件。




图2:中间件在系统中的作用及位置 

         RFID中间件扮演RFID硬件和应用程序之间的中介角色,从应用程序端使用中间件所提供的一组通用应用程序接口(API),即能实现到RFID读写器的连接。这样一来,即使存储RFID标签数据的数据库软件或后端应用程序增加或改由其它软件取代,或者读写RFID读写器种类增加等情况发生时,应用端不需修改也能处理,解决了多对多连接的维护复杂性问题。

RFID中间件的构成及功能

        这里以深圳立格射频科技有限公司的、具有自主知识产权的基于EPC的AIT-ALERFID系统应用中间件及其套件为例,介绍RFID中间件的具体构成与功能应用。

其EPC系统中间件应用服务器AIT-ALE,是国内业界第一个与国际市场同步开发的先进产品。 

         AIT-ALERFID中间件产品是基于开放式架构设计的,模块化的,可升级的数据处理系统。主要用来加工和处理来自读写器的所有信息和事件流的软件,是连接读写器和企业应用的纽带。主要包括标签数据过滤、分组、计数防错读和防漏读等功能。AIT-ALERFID中间件是未来物联网的神经系统,是一种企业通用的管理RFID标签数据的架构。可以安装在商店、本地配送中心、区域甚至全国数据中心,以实现对数据的捕获、监控和传送。

AIT-ALERFID中间件由以下四个主要的模块构成,详见图4:



图4:AIT-ALERFID中间件的构成

1.控制中心(CCS)

        CCS负责配置管理AITReaderServer、AALEServer,以及管理控制物理识读设备。系统采用B/S结构,管理员使用浏览器登录上CCS,即可对中间件进行管理。该模块功能包括系统管理及配置管理两大模块。

系统管理模块提供系统登录、退出系统、增、删、改、查操作员等操作。

系统配置管理模块提供配置AITReaderServer、Reader及AALEServer等操作。

2.事件处理系统(AALE)

        该模块主要对物理识读设备进行集中管理、配置。主要包括启动和停止识读设备、保存所有相关识读设备的配置信息、向ControlCenter发送识读设备配置信息、响应ALE的命令并做相应处理和将读取的EPC信息经过简单处理发送到ALE等功能。

该模块具备良好的可扩展性,具有分布式处理能力。对不同的识读设备实现统一的接口层,简化了上层处理。
3.识读器系统(RSS)

         该模块主要是对从ReaderServer传送的数据进行合成整理,以及把标签数据封装成标准的数据格式,为上层的应用系统提供服务。主要包括将逻辑识读设备与物理识读设备建立映射、接收ReaderServer传送的数据和根据上层应用的定制信息对服务进行定制等。

该模块具备良好的可扩展性,具有分布式处理能力。采用高效处理算法和特殊数据结构,使总体性能比较高。
4.AIT网关(AGW)

         该模块主要实现管理服务和数据服务协议的转换。具有较高的安全性和可扩展性。外部传输协议采用Http,具有防火墙穿透功能,在Internet上很好的实现了远程服务请求功能。

AIT-ALERFID中间件的应用

         AIT-ALERFID中间件主要应用对象包括物流、制造业、政府、军队等多种RFID应用系统。尤其适合于政府和军队的资产管理系统。


图3:AIT-ALERFID中间件管理平台界面

         用于军队物资管理时,可以完美解决在途保障物资的可见性问题,使得指挥机构既可以实时了解整个战场上的保障物资所处位置以及物资状态,又可以实时监控保障物资从保障地到需求地的全程状态,还可以根据战场形式的变化实时指挥调度在途物资,实现战场资源的动态优化配置,使有限的资源发挥出最大的保障潜力,提高军事保障效率。

         当AIT-ALE中间件的RFID来实现政府关键可移动资产出入监管时,亦可发挥强大的功能。通过RFID系统,加强了对国家机关、科研院所、航天机构及涉密企业的信息系统的保障。

由AIT-ALE构成的系统可完成如下功能:

*对笔记本电脑出入进行有效监控;
*对重要纸质文档、资料出入进行有效监控;
*对存储有重要信息的可移动电子设备进行有效监控等。

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