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1、RFID中间件和系统体系结构教学设计,信息技术学院 李斌,一、RFID软件部分,二、中间件基本概念,三、RFID网络框架及中间件系统功能,四、RFID中间件ALE规范,主要内容,五、RFID主要中间件产品,一、RFID软件部分,RFID软件系统可以分成如下4类：1前端软件 设备供应商提供的系统演示软件、驱动软件、接口软件、集成商或者客户自身开发的RFID前端操作软件等。2中间件软件为实现采集的信息的后台的传递与分发的而开发的中间件。3后端软件处理这些采集的信息的后台应用软件和管理信息系统软件。4其他软件开发平台或者为模拟其系统性能而开发的仿真软件等。,(1)读/写功能 读功能就是从电子标签中读
2、取数据；写功能就是将数据写入电子标签。(2)防碰撞功能 很多时候不可避免地会有多个电子标签同时进入读写器的读取区域，要求同时识别和传输数据时，就需要前端软件具有防碰撞功能。(3)安全功能 确保电子标签和读写器双向数据交换通信的安全。(4)检/纠错功能 由于使用无线方式传输数据很容易被干扰，使得按收到的数据产生畸变，从而导致传输出错。,一、RFID软件部分,1.前端软件,一、RFID软件部分,2.RFID后端软件,（1）RFID系统管理：系统设置以及系统用户信息和权限。（2）电子标签管理：在数据库中管理电子标签序列号和每个物品对应的序号和产品名称、型号规格、芯片内记录的详细信息等，完成数据库内所
3、有电子标签的信息更新。（3）数据分析和储存：对整个系统内的数据进行统计分析，生成相关报表，对采集到的数据进行存储和管理。,(1)开发平台(2)测试软件(3)评估软件(4)演示软件(5)模拟性能而开发的仿真软件等。,一、RFID软件部分,3.RFID的其他软件,1.什么是中间件？,中间件（middleware）是基础软件的一大类，属于可复用软件的范畴。顾名思义，中间件处于操作系统软件与用户的应用软件的中间。中间件在操作系统、网络和数据库之上，应用软件的下层，总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。,二、中间件基本概念,1.什么是RFI
4、D中间件,RFID 中间件是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，使用中间件提供一组通用的应用程序接口（API），即能连到RFID读写器，读取RFID标签数据。它要对标签数据进行过滤、分组和计数，以减少发往信息网络系统的数据量并防止错误识读、多读信息。,二、中间件基本概念,二、中间件基本概念,2.RFID中间件框架图,2.为什么要使用 RFID中间件,如何将现有的系统与新的RFID Reader连接?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
5、都是必须考虑的问题。,二、中间件基本概念,为什么要使用 RFID中间件,中间件在系统中的作用及位置,二、中间件基本概念,为什么要使用 RFID中间件,RFID中间件与系统集成,二、中间件基本概念,为什么要使用 RFID中间件,(1)数据过滤和收集 去除阅读器产生冗余、错误的标签数据。生成报告时只上传关心的数据（分组统计的）。(2)RFID基础设施管理 典型的企业级应用需要管理成百上千的阅读器(可能是不同牌子的)，RFID中间件提供对其进行配置管理，实时监控阅读器的状态。,二、中间件基本概念,RFID中间件的功能？,RFID中间件的功能是负责管理在识读器和应用软件之间的数据流。信息服务是作用是使
6、不同的应用系统能共享相关的数据。通过它们，RFID系统的相关信息可以在全球得到共享。,二、中间件基本概念,RFID中间件的需求?,数据处理尽量靠近源头大量RFID数据存在于系统“边缘”；让有价值的数据进入中央系统；对数据进行清理、筛选、整合和汇总；屏蔽各种错误与异常，避免给中央系统带来麻烦。,RFID中间件的需求?,对事件进行层层抽象，转化为有价值的事件RFID应用领域面临着大量简单事件；实现简单事件向有价值事件的转化。,1、中间件使用中间件的原因隔离应用程序与设备接口处理由识读器和传感器捕获的原始测读记录，使应用程序仅能看到有意义的、高层的事件，减少了应用程序处理的信息量。提供了一个应用程序
7、层的接口用于管理识读器和查询RFID测读记录。,二、中间件基本概念,三、RFID网络框架及中间件系统功能,（1）RFID网络框架,RFID中间件的总架构就是在RFID应用系统架构的中间两层，即边缘层和集成层。,EPC：产品电子代码管理中心ONS：本地对象命名服务EPCIS：电子产品码信息服务RFID：无线射频识别,三、RFID网络框架及中间件系统功能,1.RFID中间件的组成,(1)识读器适配器作用是提供识读器接口(2)事件管理器作用是过滤事件(3)应用程序接口作用是提供一个基于标准的服务接口,三、RFID网络框架及中间件系统功能,2、RFID中间件的逻辑结构,三、RFID网络框架及中间件系统
8、功能,3、RFID中间件功能 RFID中间件在实际应用中完成数据的处理、传递和对读写器的管理等功能，用来监测RFID设备及其工作状态，管理和处理电子标签和读写器之间的数据流以及提供RFID设备和主机的接口。（1）标签数据的读写（2）数据的过滤和聚集（3）RFID数据的分发（4）数据安全,三、RFID网络框架及中间件系统功能,4.RFID中间件系统实现原理,三、RFID网络框架及中间件系统功能,RFID中间件系统各个模块功能如下：(1)设备驱动适配 设备驱动适配的主要功能是将各个读写器厂商不同型号、版本的读写器接口适配成对事件处理引擎统一的接口。(2)事件处理引擎 对读写器上报的标签数据和读写器
9、事件进行过滤、分组、合成等操作，以便满足EPCIS捕获应用的需要。(3)规则引擎 处理来自EPCIS捕获应用的规则，并将事件处理引擎处理后的信息，以标准的ALE接口上报给EPCIS捕获应用。(4)规则库 用于对EPCIS捕获应用设置的规则进行持久化，以便在RFID系统重新启动时，即时加载已经设置成功的事件规则。,三、RFID网络框架及中间件系统功能,5.中间件可以从架构上分为两种(1)以应用程序为中心（ApplicationCentric）的设计概念是通过RFIDReader厂商提供的API，以HotCode方式直接编写特定Reader读取数据的Adapter，并传送至后端系统的应用程序或数据
10、库，从而达成与后端系统或服务串接的目的。(2)以架构为中心（InfrastructureCentric）随着企业应用系统的复杂度增高，企业无法负荷以HotCode方式为每个应用程式编写Adapter，同时面对对象标准化等问题，企业可以考虑采用厂商所提供标准规格的RFID中间件。这样一来，即使存储RFID标签情报的数据库软件改由其他软件代替，或读写RFID标签的RFIDReader种类增加等情况发生时，应用端不做修改也能应付。,三、RFID网络框架及中间件系统功能,6RFID中间件的特征,三、RFID网络框架及中间件系统功能,（1）基于标准 中间件必须基于标准。（2）独立于架构（Insulati
11、onInfrastructure）RFID中间件独立并介于RFID读写器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，以减轻架构与维护的复杂性。（3）数据流（DataFlow）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中间件具有数据的搜集、过滤、整合与传递等特性，以便将正确的对象信息传到企业后端的应用系统。,1.ALE规范说明书,应用层事件（Application Level Event）规范，简称ALE规范，于2005年9月，由EPC Global组织正式对外发布。它定义出RFID中间件对上层应用
12、系统应该提供的一组标准接口，,四、RFID中间件ALE规范,ALE与应用系统的关系:,ALE规范定义的是一组接口，它不牵涉到具体实现。在EPCglobal组织的规划中，支持ALE规范是RFID中间件的最基本的一个功能；这样，在统一的标准下，应用层上的调用方式就可统一，应用系统也就可以快速部署。,ALE规范说明书的主要优点:,(1)提供了用于事件管理的标准 为了可以从RFID读写器接收、过滤及分组事件，ALE规范提供了一个读写器接口。使用兼容ALE的中间件的应用程序不需要为每个读写器都安装单独的驱动程序，也无需使用每个读写器的专有编程接口。(2)扩展性 ALE标准具有高度扩展性。虽然ALE规范的
13、目标是处理EPC事件源，但也可以创建一些应用扩展以连接到非EPC标签或非RFID读写器设备的接口。(3)接口与实现相分离 ALE规范在客户端和RFID中间件中提供一个接口，把实现细节留给开发人员，开发人员可以根据技术平台、部署选项、附加特性等来选择实现技术的细节。,四、RFID中间件功能及ALE规范,2.关键概念和技术,(1)事件发生器(Event Originator)事件发生器是能捕捉RFID标签的存在或其他来自物理世界的测读记录的任何设备。一个识读器映射一个物理设备几个识读器映射同一个物理设备(多天线)一个识读器映射到多个物理设备(多识读器),四、RFID中间件功能及ALE规范,(2)识
14、读周期,一个识读器能以一组频率(或根据要求)扫描RFID标签或得到其他物理测读记录，每次扫描称为一个识读周期。（每个观测数据都是电子产品编码（EPC）。S1=EPC1,EPC2S2=EPC1,EPC3,EPC4S3=EPC3,EPC4,EPC5S4=EPC1,EPC2,EPC4,EPC5,四、RFID中间件功能及ALE规范,将一个读取周期内读到的EPC集合用S表示，上面给出的4个周期EPC集合表示。,四、RFID中间件功能及ALE规范,读写周期举例,EPC1,EPC3,EPC4,EPC1,EPC2,EPC1,EPC2,EPC4,EPC5,EPC3,EPC4,EPC5,读写周期1,读写周期2,读
15、写周期3,读写周期4,(3)事件周期,一个事件周期是客户端使用ALE服务进行交互的一个单位，它与读取周期的映象关系有很大的灵活性。,四、RFID中间件功能及ALE规范,ALE实现介绍,读周期和事件周期的关系图,(4)交互模型,可以通过客户机和ALE服务器间可用的交互模式来认识ALE规范的机动性。（a)同步方式请求/响应模型是主要交互模型，支持即时和轮询两种交互方式。,客户端,ALE服务,请求,响应,四、RFID中间件功能及ALE规范,(2)交互模型,(b)异步方式客户端预订事件，当事件发生时，ALE服务异步传递数据传回客户端。,客户端,ALE服务,预定,发布,异步模式可以选择不同的技术来实现，
16、包括JMS、TIBCO、MQ-Series、email、SOAP，客户用通告URI来预定事件，通告可以基于HTTP、TCP或简单文件类型。文件类型通告URI允许将事件周期报告写入文件中。,四、RFID中间件功能及ALE规范,客户端使用通告URI来预订事件,URI请求EPC数据,ECReport,(4)数据元素,客户端的主要目的是请求EPC数据。客户端通过向ALE服务提供一个事件周期说明(ECSpec)来发送请求。ALE返回一个周期报告(ECReport),四、RFID中间件功能及ALE规范,读取周期中收集的原始EPC观测资料,事件周期规范指定读写器、事件周期及生成报告规则,事件周期中收集的经过
17、过滤的EPC(S),3.3 ALE服务接口,EPCglobal的ALE规范为主要的ALE API提供了一个抽象定义，这个规范也为ALE API提供了一种符合WS-I（Web服务互操作性组织的SOAP绑定）。主要的ALE服务接口如附表：如:subsribe(String:specName,String:notificationURI):void预定义ECSpec,四、RFID中间件功能及ALE规范,ALE接口介绍,ALE的基本操作 应用发一个请求到ALE的接口要求读或写标签，ALE Engine处理从读写器传回来的数据报生报告回给应用。形象点可以看成给我一份从仓库1号门读到EPC码的清单（ECS
18、pec定义及发送），ALE Engine生成一份仓库1号门读到EPC码的清单报告送回（ECReport获取）。,ALE接口介绍,ECSpec用来描述事件周期间隔或事件触发机制，ECReport的格式，事件过滤和组合规则等。AITReader 1000 urn:epc:pat:sgtin-64:*.*.*.*,ALE接口介绍,ECReport是EPC事件的汇集，还包括其它相关的信息，譬如逻辑阅读器名称，ECSpec信息等。2,ALE接口介绍,define(specName:string,spec:ECSpec):void定义ECSpecundefine(specName:string):void
19、取消已定义的ECSpecgetECSpec(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订阅一个ECSpec。,unsubscribe(specName:string,notificationURI:string):void取消订阅一个ECSpecpoll(specName:string
20、):ECReports/returns ECReports objectPoll ECSpecimmediate(spec:ECSpec):ECReports定义ECSpecspec,poll并取消定义getSubscribers(specName:String):List/of notification URIs查看谁在订阅指定的 ECSpec,ALE接口介绍,3.4 模型的工作,同步模型立即模式(即时模式）,四、RFID中间件功能及ALE规范,查询模式（轮询模式）,四、RFID中间件功能及ALE规范,异步模型,HTTP notification(通知)URIhttp:/hostname:p
21、ort/remainder-of-URLhttp:/hostname:/remainder-of-URL(剩余的)TCP notification URITcp:/hostname:portFILE notification URIFile:/hostname/path,四、RFID中间件功能及ALE规范,异步模型,四、RFID中间件功能及ALE规范,3.5 过滤和分组,过滤提供了在事件数据中挑选特定数据的能力。分组提供了对来自不同的识读器和多个事件周期的数据分组的手段。,四、RFID中间件功能及ALE规范,二、信息服务,1、RFID数据事件数据与特定时刻联系在一起，表示在供应链中移动的带有R
22、FID标签的资产的行踪识别码，位置，时间主数据：为事件数据提供支持性的参考信息数据量数据存储,四、RFID中间件功能及ALE规范,2、EPC Global网络,EPC Global网络的目标是当项目在全球供应链中移动时，可提供关于它们的实时数据。EPC Global网络的组成分配惟一的识别码探测和识别项目收集和过滤事件存储和查询事件定位EPC信息,四、RFID中间件功能及ALE规范,3、对象名服务(ONS),ONS是用于定位EPC信息服务的。ONS实质上是一个EPC解析服务，它提供查找服务资源的方法，也提供根据特定EPC所识别的项目的进一步的信息。EPCIS：EPC信息服务。DNS：域名解析就
23、是你输完网址,它会把网址解析成IP地址。ONS：ONS结构采用DNS标准。,4、EPC信息服务,RFID中间件的标准,RFID应用框架,RFID中间件的技术实现,集成业界主流的RFID读写器-Symbol/Matrix读写器-Zebra读写器-Intermec读写器-ThinkMagic读写器-Alien读写器-Avery读写器-SAMSys读写器-Printronix读写器-Awid读写器,RFID中间件的技术实现,提供RFID中间件自身的配置管理-配置读写器集成参数，实现不同读写器的集成-配置ALE接口参数，实现第三方应用的访问-配置中间件工作参数，实现RFID中间件在特殊环境下适应性工作
24、-提供集中管理,RFID中间件的技术实现,提供对RFID读写器的监控、基本配置和管理-支持多个RFID读写器的同时访问，监控-支持对不同RFID读写器的基本配置和管理,RFID中间件的技术实现,提供灵活扩展的框架，支持ALE规范的升级和快速集成新的RFID读写器-提供版本维护机制，支持ALE规范的升级-提供开发工具包，快速集成新的RFID读写器,1.国外中间件产品（1）IBMRFID中间件 IBMWebSphereRFID(2）OracleRFID中间件 OracleRFID（3）Microsoft的RFID中间件 biztalk（4）SAP中间件 SAPRFID（5）Sun的RFID中间件 SUNRFID（6）Sybase中间件 BEARFID（7）BEA的RFID中间件 BEAWebLogicRFID,五、RFID主要中间件产品,SUN RFID中间件解决方案,五、RFID主要中间件产品,五、RFID主要中间件产品,Sun Java System RFID 软件架构,五、RFID主要中间件产品,思考题：,1、RFID中间件该如何使用？,2、如何解决RFID部署问题？,谢谢！,请多指导！,
