《電子技術(shù)應(yīng)用》
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面向RFID的復(fù)雜事件描述語言研究及應(yīng)用
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摘要: 隨著電子商務(wù)和信息技術(shù)的發(fā)展以及無線射頻識(shí)別技術(shù)(RadioFrequencyIdentification,RFID)[1]...
Abstract:
Key words :

  1 簡(jiǎn)介

  隨著電子商務(wù)和信息技術(shù)的發(fā)展以及無線射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification,,RFID" title="RFID">RFID)[1]應(yīng)用的普及,,越來越多的應(yīng)用系統(tǒng)以事件流處理為核心,如企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(EnterpriseResource Planning,,ERP)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)(Supply Chain Management,,SCM)等。RFID 應(yīng)用系統(tǒng)中,,標(biāo)簽卡通過特定的讀卡器,,發(fā)生數(shù)據(jù)庫操作或其它如溫度,濕度狀態(tài)的改變等稱為事件,。在應(yīng)用過程中會(huì)產(chǎn)生原始事件流,,特定的原始事件可以觸發(fā)更高一級(jí)的復(fù)雜事件" title="復(fù)雜事件">復(fù)雜事件。為了準(zhǔn)確描述事件間的關(guān)系,,充分挖掘事件流背后蘊(yùn)含著真正的商業(yè)邏輯,,需要一種規(guī)范的,專門的描述語言" title="描述語言">描述語言,。復(fù)雜事件描述語言是對(duì)原始事件流中事件間邏輯關(guān)系的一種表達(dá)方式,,對(duì)挖掘事件流背后的商業(yè)邏輯有重要的意義。
 



圖1:RFID 的信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

      如圖 1 所示,,用戶在應(yīng)用層輸入復(fù)雜事件描述語言,,經(jīng)過化簡(jiǎn)模塊處理后,輸入到復(fù)雜事件處理模塊中,,系統(tǒng)就會(huì)按照設(shè)定好規(guī)則對(duì)事件流進(jìn)行過濾與匹配處理,,匹配成功則觸發(fā)相應(yīng)事件[2]。

  目前國內(nèi)外學(xué)者對(duì)復(fù)雜事件處理機(jī)制的研究有很多[3][4],,但對(duì)復(fù)雜事件描述語言的研究很少,,而且成果并不多,目前復(fù)雜事件描述語言沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),,文獻(xiàn)[5]提出的SASE 事件描述語言(SASE Event Language)是一個(gè)相對(duì)成熟的復(fù)雜事件描述語言,,本文在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化,,提出一種復(fù)雜事件描述語言CDL,并給出其形式化定義,。同時(shí)結(jié)合供應(yīng)鏈RFID 系統(tǒng),,詳細(xì)描述了CDL 的具體應(yīng)用。

  2 CDL 描述語言定義

  2.1 CDL 描述語言句型定義

  現(xiàn)有成熟的復(fù)雜事件描述語言并不多,,SASE 事件描述語言(SASE Event Language)是一個(gè)相對(duì)成熟,,開放的基于事件流的復(fù)雜事件描述語言,本文在其基礎(chǔ)上提出了CDL 描述語言(Complex-Event Description Language),,它更接于近數(shù)學(xué)表達(dá)式,,并且可以對(duì)事件流進(jìn)行準(zhǔn)確的描述,匹配,,過濾與轉(zhuǎn)換,,可以匹配原始事件流中基于時(shí)間和條件因素形成的各種復(fù)雜事件,并且定義匹配成功后將觸發(fā)的動(dòng)作和事件,,其語法結(jié)構(gòu)如下所示:


  其語義為:當(dāng)事件表達(dá)式exp 在時(shí)間表達(dá)式t 規(guī)定的時(shí)間范圍里,,滿足條件表達(dá)式q 描述的條件約束時(shí),觸發(fā)動(dòng)作表達(dá)式a 描述的內(nèi)容,。

  2.2 事件表達(dá)式定義

  事件表達(dá)式是復(fù)雜事件描述語言的重要組成部分,體現(xiàn)了業(yè)務(wù)邏輯的匹配,,文獻(xiàn)[5]中定義了事件類型和事件實(shí)例的概念,,在這個(gè)基礎(chǔ)上我們提出了一些相關(guān)的補(bǔ)充:

  事件類型是一類事件的統(tǒng)稱,用大寫字母表示,,如A,;事件實(shí)例是一個(gè)具體的事件,用小寫字母表示,,如a,。一個(gè)事件實(shí)例屬于并且只屬于一個(gè)事件類型。

  定義 1 事件表達(dá)式:利用事件類型,,事件實(shí)例和各種連接符表達(dá)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中發(fā)生的事件的表達(dá)式稱為事件表達(dá)式,,形如(A a)的是最簡(jiǎn)單的事件表達(dá)式。

  定義 2 連接符&&(邏輯與):當(dāng)&& 連接的兩個(gè)事件都發(fā)生時(shí),,表達(dá)式值為真,。形式化定義如下所示:Exp1&& Exp2 ≡ Exp1 ∧ Exp2。例如(A a)&&(B b)表示事件類型為A 和B 的兩個(gè)事件實(shí)例a, b 均發(fā)生,。

  定義 3 連接符||(邏輯或):當(dāng)|| 連接的兩個(gè)事件之一發(fā)生時(shí),,表達(dá)式值即為真。形式化定義如下所示:Exp1|| Exp2 ≡ Exp1 ∨ Exp2,。例如(A a) || (B b)表示事件類型為A 和B 的兩個(gè)事件實(shí)例a, b 至少一個(gè)發(fā)生,。

  定義4 連接符!(否定):起到否定的作用,,加在事件類型前表示該事件類型不發(fā)生。帶有!

  連接符的事件稱為否定事件,。形式化定義如下所示:!( Exp1) ≡ ? Exp1,,例如!(A a) 表示事件類型為A 的事件實(shí)例a 不發(fā)生。

  定義 5 運(yùn)算符優(yōu)先級(jí):按從大到小依次為!,,&&,,||。

  性質(zhì) 1 如果Exp1 是事件表達(dá)式,,則!( Exp1)也是事件表達(dá)式,。

  性質(zhì) 2 如果Exp1, Exp2 都是事件表達(dá)式,則(Exp1&& Exp2)也是事件表達(dá)式,。

  性質(zhì) 3 如果Exp1, Exp2 都是事件表達(dá)式,,則(Exp1|| Exp2)也是事件表達(dá)式。

  根據(jù)以上的定義和性質(zhì),,存在邏輯關(guān)系的事件均可用事件表達(dá)式描述,,而事件間除了邏輯關(guān)系,還有發(fā)生時(shí)間的先后次序,,所以定義次序表達(dá)式,。

  定義 6 肯定ORDER 表達(dá)式,表示多個(gè)事件按順序發(fā)生,,如:


  有了事件表達(dá)式的形式化定義,,我們來對(duì)條件表達(dá)式進(jìn)行定義。

  2.3 條件表達(dá)式定義

  事件表達(dá)式中出現(xiàn)的每一個(gè)事件實(shí)例都是有屬性的,,條件表達(dá)式對(duì)事件實(shí)例的屬性間關(guān)系加以測(cè)試,,對(duì)事件表達(dá)式中的事件實(shí)例加以邏輯限制。

  條件表達(dá)式可以用事件實(shí)例的屬性和常量進(jìn)行比較,,這種測(cè)試稱為常量測(cè)試,;也可以用事件表達(dá)式中的事件實(shí)例的屬性作為變量互相比較,這種測(cè)試稱為變量參數(shù)測(cè)試,;當(dāng)兩種測(cè)試都出現(xiàn)時(shí),,稱為混合測(cè)試。下面三個(gè)條件表達(dá)式分別是常量測(cè)試,,變量參數(shù)測(cè)試和混合測(cè)試的例子,。

  (1)WHERE a.id=”021903” ∨ a.type_id=”039”

  (2)WHERE a.id=b.id ∧ c.weight < d.weight

  (3)WHERE a.vendor=”021903” ∧ a.id=b.id

  在WHERE 表達(dá)式中( ∧ )符號(hào)表示并且關(guān)系,( ∨ )符號(hào)表示或者關(guān)系,。

  2.4 時(shí)間表達(dá)式定義

  時(shí)間表達(dá)式用于限定事件發(fā)生的時(shí)間范圍,。

  當(dāng)表示一個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)生的事件,用關(guān)鍵字AT,,后接一個(gè)參數(shù)表示某一時(shí)刻,。當(dāng)表示在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的事件,,用關(guān)鍵字WITHIN,后接一個(gè)表示時(shí)間段大小的參數(shù),。當(dāng)表示一個(gè)時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的事件,,用關(guān)鍵字BETWEEN,后面接開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間兩個(gè)參數(shù),。下面三個(gè)時(shí)間表達(dá)式分別是三種關(guān)鍵字的例子:

  (1)AT 7:30am 表示事件在上午7:30 分發(fā)生,。

  (2)WITHIN 10hours 表示事件在連續(xù)的10 個(gè)小時(shí)內(nèi)發(fā)生。

  (3)BETWEEN (10:00am,,8:00pm)表示事件在上午10:00 和下午8:00 之間發(fā)生,。

  2.5 動(dòng)作表達(dá)式

  當(dāng)在原始事件流上,事件表達(dá)式,,條件表達(dá)式,,時(shí)間表達(dá)式的限定全部滿足時(shí),觸發(fā)動(dòng)作表達(dá)式規(guī)定的內(nèi)容,。動(dòng)作表達(dá)式由業(yè)務(wù)系統(tǒng)定義,,如例1 中的alert 表示報(bào)警,業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的其它動(dòng)作也可以定義相應(yīng)的表達(dá)式,。

  3 CDL 描述語言舉例

  CDL 描述語言可以應(yīng)用在ERP 和SCM 的RFID 系統(tǒng)中,,下面以供應(yīng)鏈RFID 系統(tǒng)為例,介紹CDL 語言的具體應(yīng)用,。在供應(yīng)鏈RFID 系統(tǒng)中,,廠房和倉庫的入口門禁讀寫器,出口門禁讀寫器,,貨架上安裝的讀寫器,,以及一定數(shù)量的手持讀寫器構(gòu)成了一個(gè)RFID 讀寫器網(wǎng)絡(luò),。RFID 標(biāo)簽粘貼在托盤,、包裝箱或元器件上,可以將信息傳遞給一定范圍內(nèi)的讀卡器,,使得配送,,質(zhì)檢,入庫,,盤點(diǎn),,出庫實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化管理。在供應(yīng)鏈日常業(yè)務(wù)過程中,,各個(gè)讀寫器產(chǎn)生的RFID 數(shù)據(jù),,系統(tǒng)狀態(tài)改變或者是用戶產(chǎn)生的輸入與輸出形成了原始事件。

  下面舉例用CDL 描述語言來描述供應(yīng)鏈RFID 系統(tǒng)的日常業(yè)務(wù),。

  例 1:EVENT (SHELF-READING x) && (OVER-TEMPERATURE y)

  WHERE x.id =’070301’ ∧ x.shelf_id=y.shelf_id

  WITHIN 1 minute

  TODO alert

  SHELF-READING 表示貨架讀寫器讀取到的事件,,OVER-TEMPERATURE 表示溫度傳感器發(fā)生的事件,。例1 表示了在短時(shí)間內(nèi)如果編號(hào)為070301 的產(chǎn)品所在貨架的溫度過高,則觸發(fā)報(bào)警事件,。

  例 2:EVENT ORDER (ENTRANCE-READING x, !(CHECK-READING y), EXIT-READING z)

  WHERE x.id =y.id ∧ x.id = z.id

  WITHIN 12hours

  TODO report_to_manager

  例2 中的ENTRANCE-READING 表示倉庫入口處的讀卡器產(chǎn)生的入庫事件,CHECK-READING 表示質(zhì)檢事件, EXIT-READING 表示出庫事件,,x,y,,z 分別是三個(gè)事件實(shí)例,。描述的意義是監(jiān)測(cè)符合以下條件的產(chǎn)品:在12 個(gè)小時(shí)內(nèi)完成入庫操作,但沒有經(jīng)過質(zhì)檢,,就通過了倉庫出口,。如檢測(cè)到結(jié)果說明有產(chǎn)品發(fā)生了漏檢,向管理員發(fā)送報(bào)告,。

  通過以上舉例說明CDL 語言可以準(zhǔn)確的描述供應(yīng)鏈RFID 系統(tǒng)的日常業(yè)務(wù),,以及在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)滿足條件時(shí)觸發(fā)的動(dòng)作。CDL 也可以較好的描述其它RFID 系統(tǒng)的日常業(yè)務(wù),,在此不做舉例說明,。

  4 結(jié)論

  本文改進(jìn)并提出了一套基于RFID 的復(fù)雜事件描述語言CDL,它比其它描述語言更接近數(shù)學(xué)表達(dá)式,,并且可以更準(zhǔn)確的描述事件間的邏輯關(guān)系與時(shí)間關(guān)系,。目前在國內(nèi),復(fù)雜事件描述語言沒有得到人們的深刻認(rèn)識(shí),,也沒有得到廣泛應(yīng)用,,但隨著大規(guī)模通訊系統(tǒng)的發(fā)展,復(fù)雜事件描述語言很快會(huì)得到應(yīng)用,,并且會(huì)有更廣闊的應(yīng)用空間,。
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