第三章 RFID系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備中間件

第三章RFID系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備

掌握RFID中間件原理與應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)在全球?qū)⒂?jì)算機(jī)網(wǎng)/無(wú)線通信網(wǎng)編織起來(lái)，這種網(wǎng)絡(luò)格局的變革，將使許多應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的異構(gòu)平臺(tái)上運(yùn)行。在這種分布式異構(gòu)的環(huán)境中，通常存在許多硬件系統(tǒng)平臺(tái)，并存在各種各樣的系統(tǒng)軟件。如何將這些硬件和軟件集成起來(lái)，在網(wǎng)絡(luò)上互聯(lián)互通，是一個(gè)非常現(xiàn)實(shí)和困難的問(wèn)題。為解決分布異構(gòu)的問(wèn)題，人們提出了中間件的概念。從RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來(lái)看，中間件是介于前端讀寫(xiě)器硬件模塊與后端應(yīng)用軟件之間的重要環(huán)節(jié)，是RFID部署與運(yùn)作的中樞。中間件是RFID大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。

RFID中間件原理與應(yīng)用RFID中間件原理與應(yīng)用基于目的和實(shí)現(xiàn)機(jī)制的不同，業(yè)內(nèi)將中間件分為以下幾類(lèi)：遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用中間件(RemoteProcedureCall)面向消息的中間件(Message-OrientedMiddleware)對(duì)象請(qǐng)求代理中間件(ObjectRequestBrokers)幾類(lèi)中間件可向上提供不同形式的通信服務(wù)，在這些基本的通信平臺(tái)之上，可構(gòu)筑各種框架，為應(yīng)用程序提供不同領(lǐng)域內(nèi)的服務(wù)，如事務(wù)處理監(jiān)控器、分布數(shù)據(jù)訪問(wèn)、對(duì)象事務(wù)管理器等。物聯(lián)網(wǎng)中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件發(fā)展的三個(gè)階段：應(yīng)用程序中間件階段（ApplicationMiddleware）架構(gòu)中間件階段（InfrastructureMiddleware）解決方案中間件階段（SolutionMiddleware）目前，物聯(lián)網(wǎng)中間件最主要的代表是EPC、OPC、WSN、OSGI、CEP等中間件，其他的還有嵌入式中間件、數(shù)字電視中間件、通用中間件、M2M物聯(lián)網(wǎng)中間件等。

中間件是介于應(yīng)用系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件之間的一類(lèi)軟件，通過(guò)系統(tǒng)軟件提供基礎(chǔ)服務(wù)，可以連接網(wǎng)絡(luò)上不同的應(yīng)用系統(tǒng)，以達(dá)到資源共享、功能共享的目的。中間件位于客戶機(jī)服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上，管理計(jì)算機(jī)資源和網(wǎng)絡(luò)通信。人們普遍接受的定義是：中間件是一種獨(dú)立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用系統(tǒng)借助這種軟件，可實(shí)現(xiàn)在不同的應(yīng)用系統(tǒng)之間共享資源。

RFID中間件原理與應(yīng)用中間件應(yīng)具有如下的一些特點(diǎn)：（1）滿足大量應(yīng)用的需要。（2）運(yùn)行于多種硬件和OS平臺(tái)。（3）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。（4）支持標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議。（5）支持標(biāo)準(zhǔn)的接口。

RFID中間件原理與應(yīng)用不同的應(yīng)用領(lǐng)域采用不同種類(lèi)的中間件。依據(jù)中間件在系統(tǒng)中的作用和采用的技術(shù)，可把中間件大致分為以下幾種：

1.數(shù)據(jù)訪問(wèn)中間件數(shù)據(jù)訪問(wèn)中間件（DataAccessMiddleware）是在系統(tǒng)中建立數(shù)據(jù)應(yīng)用資源互操作模式，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫(kù)連接或文件系統(tǒng)連接，從而為網(wǎng)絡(luò)中的虛擬緩沖存取、格式轉(zhuǎn)換、解壓等操作帶來(lái)方便。

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2.遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用中間件遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用中間件（RPC，RemoteProcedureCallProtocol）是另一種形式的中間件，它應(yīng)用在客戶/計(jì)算機(jī)方面，比數(shù)據(jù)訪問(wèn)中間件有進(jìn)了一步。它的工作方式如下：當(dāng)一個(gè)應(yīng)用程序A需要與另一個(gè)遠(yuǎn)程的應(yīng)用程序B交換信息或要求B提供協(xié)助時(shí)，A在本地產(chǎn)生一個(gè)請(qǐng)求，通過(guò)通信鏈路通知B接受信息或提供相應(yīng)的服務(wù)；B完成相關(guān)的處理后，將信息或結(jié)果返回給A。

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3.面向消息中間件面向消息中間件（MessageOrientedMiddleware，MOM）指的是利用高效可靠的消息傳遞機(jī)制進(jìn)行與平臺(tái)無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)交流，并基于數(shù)據(jù)通信進(jìn)行分布式系統(tǒng)的集成，目前流行的IBM公司的MQSeries和BEA公司的MessageQ都屬于MOM。MOM的消息傳遞和排隊(duì)技術(shù)有以下3個(gè)特點(diǎn)：（1）通信程序可在不同的時(shí)間運(yùn)行；（2）對(duì)應(yīng)程序的結(jié)構(gòu)沒(méi)有約束；（3）程序與網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性相隔離。

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4.面向?qū)ο笾虚g件面向?qū)ο蟮闹虚g件（ObjectOrientedMiddleware）是對(duì)象技術(shù)和分布式計(jì)算發(fā)展的產(chǎn)物，他提供一種通信機(jī)制，透明地在異構(gòu)的發(fā)布時(shí)計(jì)算環(huán)境中傳遞對(duì)象請(qǐng)求，而這些對(duì)象可以位于本地貨遠(yuǎn)程機(jī)器。

RFID中間件原理與應(yīng)用中間件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括讀寫(xiě)器接口（ReaderInterface）、處理模塊（ProcessingModule）以及應(yīng)用接口（ApplicationInterface）3部分。讀寫(xiě)器就負(fù)責(zé)前端和相關(guān)硬件的連接；處理模塊主要負(fù)責(zé)讀寫(xiě)器監(jiān)控、數(shù)據(jù)過(guò)濾、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、設(shè)備注冊(cè)等；應(yīng)用程序接口負(fù)責(zé)后端與其他應(yīng)用軟件的連接。

RFID中間件原理與應(yīng)用

RFID中間件產(chǎn)品：

1．IBM中間件WebSphere

v7IBM在中間件領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。IBM公司推出了以WebSphere中間件為基礎(chǔ)的RFID解決方案，通過(guò)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(xiě)器和傳感器，可以應(yīng)用在幾乎所有的企業(yè)平臺(tái)，

RFID中間件原理與應(yīng)用

RFID中間件原理與應(yīng)用

2．Microsoft公司的RFID中間件

Microsoft公司的RFID中間件“BizTalkRFID”能為各企業(yè)級(jí)商務(wù)應(yīng)用程序間的消息交流之用。Biz為business縮寫(xiě)，Talk為對(duì)話之意。BizTalk不僅可以連接貿(mào)易合作伙伴和集成企業(yè)系統(tǒng)，還可以實(shí)現(xiàn)各公司業(yè)務(wù)流程管理的高度自動(dòng)化。

3．清華同方的“ezONE易眾”中間件同方ezONE易眾是基于J2EE/XML/Portlet/WFMC等開(kāi)放技術(shù)開(kāi)發(fā)的，提供整合框架和豐富的構(gòu)件及開(kāi)發(fā)工具的應(yīng)用中間件平臺(tái)，具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

RFID中間件原理與應(yīng)用目前，復(fù)雜事件處理中間件主要面向金融、監(jiān)控等領(lǐng)域，包括IBM流計(jì)算中間件InfoSphereStreams（如圖所示），以及Sybase、Tibico等的相關(guān)產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)中間件

RFID中間件的3個(gè)發(fā)展階段：

1.應(yīng)用程序中間件（ApplicationMiddleware）發(fā)展階段

RFID初期的發(fā)展多以整合、串接RFID讀寫(xiě)器為目的，多為RFID讀寫(xiě)器廠商主動(dòng)提供簡(jiǎn)單的API，以供企業(yè)將后端系統(tǒng)與RFID讀寫(xiě)器串接。

2.架構(gòu)中間件（InfrastructureMiddleware）發(fā)展階段本階段是RFID中間件成長(zhǎng)的關(guān)鍵階段。本階段RFID中間件的發(fā)展不但已經(jīng)具備基本數(shù)據(jù)收集、過(guò)濾等功能，同時(shí)也滿足企業(yè)多對(duì)多（Devices-to-Application）的連接需求。

3.解決方案中間件（SolutionMiddleware）發(fā)展階段未來(lái)在RFID標(biāo)簽、讀寫(xiě)器與中間件發(fā)展成熟過(guò)程中，各廠商針對(duì)不同領(lǐng)域提出各項(xiàng)創(chuàng)新應(yīng)用解決方案，企業(yè)不需要再為前端RFID硬件與后端應(yīng)用系統(tǒng)的連接而煩惱。

RFID中間件原理與應(yīng)用中國(guó)的RFID標(biāo)準(zhǔn)2003年4月16日，GB18937-2003《全國(guó)產(chǎn)品與服務(wù)統(tǒng)一代碼編制規(guī)則》（NPC）頒布，但推行后一天也沒(méi)有實(shí)施。2005年10月17日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)宣布取消由中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究所、上海復(fù)旦微電子等幾十家機(jī)構(gòu)組成的標(biāo)準(zhǔn)制定小組。2005年11月電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)工作組成立，組建了7個(gè)專(zhuān)項(xiàng)小組，分別為總體基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)組、標(biāo)簽與讀寫(xiě)器組、頻率與通信組、數(shù)據(jù)格式組、信息安全組、應(yīng)用組、知識(shí)產(chǎn)權(quán)組2005年11月，在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（2005AA420050）的支持下，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)完成了《我國(guó)RFID標(biāo)準(zhǔn)體系框架報(bào)告》和《我國(guó)RFID標(biāo)準(zhǔn)體系表》兩份報(bào)告文件，提出制定我國(guó)RFID標(biāo)準(zhǔn)體系的基本原則。我國(guó)RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展較慢，標(biāo)準(zhǔn)化工作相對(duì)滯后，目前關(guān)注的還是最急需的一些基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和主要應(yīng)用領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，這在一定程度上導(dǎo)致我國(guó)RFID標(biāo)準(zhǔn)中整體技術(shù)水平較低。同時(shí)，目前我國(guó)RFID相關(guān)企業(yè)的自主研發(fā)和創(chuàng)新能力也難以為自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)RFID標(biāo)準(zhǔn)的制定提供必要的技術(shù)支持。

1）動(dòng)物識(shí)別代碼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)GB/T20563-2006《動(dòng)物射頻識(shí)別代碼結(jié)構(gòu)》于2006年12月1日開(kāi)始實(shí)施根據(jù)ISO11784:1996《射頻識(shí)別-動(dòng)物代碼結(jié)構(gòu)》的總體原則，并結(jié)合我國(guó)動(dòng)物管理的實(shí)際編寫(xiě)而成最核心的編碼部分（動(dòng)物代碼）由64為二進(jìn)制數(shù)組成，其中，前16位為控制代碼，17～26位為國(guó)家或地區(qū)代碼，27～64位為國(guó)家動(dòng)物代碼適用于家禽家畜、家養(yǎng)寵物、動(dòng)物園動(dòng)物、實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物和特種動(dòng)物的識(shí)別，也適用于動(dòng)物管理相關(guān)信息的處理和交換2）道路運(yùn)輸電子收費(fèi)系列標(biāo)準(zhǔn)目前國(guó)家已發(fā)布了應(yīng)用于高速公路收費(fèi)的RFID系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，采用5.8GHz載波標(biāo)準(zhǔn)包括5部分：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層、設(shè)備應(yīng)用、物理層主要參數(shù)方法測(cè)試3）鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)鐵道部發(fā)布了該系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T3070-2002《鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別設(shè)