1 概述
物聯(lián)網(wǎng)(The Intemet of things)是：通過射頻識別(I砸D)、紅外感應器,、全球定位系統(tǒng),、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議,，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,，進行信息交換和通訊,。以實現(xiàn)智能化識別、定位,、跟蹤,、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,。這有兩層意思：第一,，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡,；第二,，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通訊,。
EPE(Electronic Product Code)系統(tǒng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)和射頻技術(shù)RFID(Radio frequencyIdentification)的基礎上,。利用全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)編碼技術(shù)給每一個實體對象一個唯一的代碼，構(gòu)造了一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(lián)網(wǎng),。
EPC系統(tǒng)的產(chǎn)生將為供應鏈管理提供前所未有的,、近乎完美的解決方案，以EPE軟硬件技術(shù)構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng),，可實現(xiàn)全球的萬事萬物于任何時間,、任何地點彼此相聯(lián)，互相“交流”,，將使產(chǎn)品的生產(chǎn),、倉儲、采購,、運輸,、銷售及消費的全過程發(fā)生根本性變化。它是條碼技術(shù)應用的延伸和擴展,。
如果在每件產(chǎn)品都加上RFID標簽之后,，在產(chǎn)品的生產(chǎn)、運輸和銷售過程中,，讀寫器將不斷收到一連串的產(chǎn)品電子編碼,。整個過程中最為重要，同時也是最困難的環(huán)節(jié)就如何傳送和管理這些數(shù)據(jù),。為了管理這些巨大的數(shù)據(jù)流,，自動識別產(chǎn)品技術(shù)中 L'(Auto ID Center)推出了一種分層,、模塊化的savant(即RFID中間件),。
1．1 RFID中間件的相關(guān)概念
RFID中間件是實現(xiàn)RFID硬件設備與應用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸、過濾,、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的一種中間程序,，將RFID讀寫器讀取的各種數(shù)據(jù)信息,，經(jīng)過中間件提取、解密,、過濾,、格式轉(zhuǎn)換、導人企業(yè)的管理信息系統(tǒng),，并通過應用系統(tǒng)反應在程序界面上,，供操作者瀏覽、選擇,、修改,、查詢。中間件技術(shù)也降低了應用開發(fā)的難度,，使開發(fā)者不需要直接面對底層架構(gòu),，而通過中間件進行調(diào)用。
1．2 RFID中間件的特點
RbTD中間件是一種消息導向的軟件中間件,。信息是以消息的形式從一個程序模塊傳遞到另一個或多個程序模塊,。消息可以非同步的方式傳送，所以傳送者不必等待回應,。RFID中間件在原有的企業(yè)應用中間件發(fā)展的基礎之上,，結(jié)合自身應用特性進一步擴展并深化了企業(yè)應用中間件在企業(yè)中的應用。其主要特點是：
1．2．1 獨立性,，RFID中間件獨立并介于RFID讀寫器與后端應用程序之間,，不依賴于某個RFID系統(tǒng)和應用系統(tǒng)，并且能夠與多個RFID讀寫器以及多個后端應用程序連接,，以減輕架構(gòu)及其維護的復雜性,。
1．2．2 數(shù)據(jù)流，它是RFID中間件最重要的組成部分,，它的主要任務在于將實體對象格式轉(zhuǎn)換為信息環(huán)境下的虛擬對象,，因此數(shù)據(jù)處理是RFID最重要的功能。RFID中間件具有數(shù)據(jù)的采集,、過濾,、整合與傳遞等特性，以便將正確的對象信息傳到企業(yè)后端的應用系統(tǒng),。
1．2．3 處理流,，RFID中間件是一個消息中問件，功能是提供順序的消息流,，具有數(shù)據(jù)流設計與管理的能力,。在系統(tǒng)中需要維護數(shù)據(jù)的傳輸路徑，數(shù)據(jù)路由和數(shù)據(jù)分發(fā)規(guī)則,。同時在數(shù)據(jù)傳輸中對數(shù)據(jù)的安全性進行管理,，包括數(shù)據(jù)的一致性,，保證接收方收到的數(shù)據(jù)和發(fā)送方一致。同時還要保證數(shù)據(jù)傳輸中的安全性,。
2 RFID中間件關(guān)鍵技術(shù)
RFID中間件在物聯(lián)網(wǎng)中處于讀寫器和企業(yè)應用程序之間,，相當于該網(wǎng)絡的神經(jīng)系統(tǒng)。Savant系統(tǒng)采用分布式的結(jié)構(gòu),，以層次化進行組織,、管理數(shù)據(jù)流，具有數(shù)據(jù)的搜集,、過濾,、整合與傳遞等功能，因此能將有用的信息傳送到企業(yè)后端的應用系統(tǒng)或者其他Savant系統(tǒng)中,。
各個Savant系統(tǒng)分布在供應鏈的各個層次節(jié)點上,，如生產(chǎn)車間、倉庫,、配送中心以及零售店,，甚至在運輸工具上。每一個層次上的Savant系統(tǒng)都將收集,、存儲和處理信息,，并與其他的Savant系統(tǒng)進行交流。例如：一個運行在商店的Savant系統(tǒng)可能要通知分銷中心還需要其他的產(chǎn)品,，在分銷中心的Savant系統(tǒng)則通知一批貨物已經(jīng)于一個具體的時間出貨了,。
由于讀寫器異常或者標簽之間的相互干擾,，有時采集到的EPC數(shù)據(jù)可能是不完整的或是錯誤的,，甚至出現(xiàn)漏讀的情況。因此,，Savant要對Reader讀取到的EPC數(shù)據(jù)流進行平滑處理,，平滑處理可以清除其不完整和錯誤的數(shù)據(jù)，將漏讀的可能性降至最低,。
讀寫器可以標識讀范圍內(nèi)的所有標簽,，但是不對數(shù)據(jù)進行處理。RFID設備讀取的數(shù)據(jù)并不一定只由某一個應用程序來使用,，它可能被多個應用程序使用(包括企業(yè)內(nèi)部各個應用系統(tǒng)甚至是企業(yè)商業(yè)伙伴的應用系統(tǒng)),，每個應用系統(tǒng)還可能需要許多數(shù)據(jù)的不同集合。因此,，Savant需要對數(shù)據(jù)進行相應的處理(比如冗余數(shù)據(jù)過濾,、數(shù)據(jù)聚合)。在研究RFID中間件中需要解決的問題很多，在這里主要討論三個關(guān)鍵問題：數(shù)據(jù)過濾,、數(shù)據(jù)聚合和信息傳遞。
2．1 數(shù)據(jù)過濾
Savant接收來自讀寫器的海量EPC數(shù)據(jù),，這些數(shù)據(jù)存在大量的冗余信息,，并且也存在一些錯讀的信息。所以要對數(shù)據(jù)進行過濾,，消除冗余數(shù)據(jù),，并且過濾掉“無用”信息以便傳送給應用程序或上級Savant以“有用”信息。
冗余數(shù)據(jù)包括：
2．1．1 在短期內(nèi)同一臺讀寫器對同一個數(shù)據(jù)進行重復上報,。如在倉儲管理中,，對固定不動的貨物重復上報，在進貨出貨的過程中,，重復檢測到相同物品,。
2．1．2 多臺臨近的讀寫器對相同數(shù)據(jù)都進行上報。讀寫器存在一定的漏檢率,，這和閱讀器天線的擺放位置,、物品離閱讀器遠近、物品的質(zhì)地都有關(guān)系,。通常為了保證讀取率,，可能會在同一個地方相鄰擺放多臺閱讀器。這樣多臺讀寫器將監(jiān)測到的物品上報時,，可能會出現(xiàn)重復,。除了上面的問題外，很多情況下用戶可能還希望得到某些特定貨物的信息,、新出現(xiàn)的貨物信息,、消失的貨物信息或者只是某些地方的讀寫器讀到的貨物信息。用戶在使用數(shù)據(jù)時,，希望最小化冗余,，盡量得到靠近需求的準確數(shù)據(jù)，這就要靠Savant來解決,。
對于冗余信息的解決辦法是設置各種過濾器處理,。可用的過濾器有很多種,，典型的過濾器有四種：產(chǎn)品過濾器,、時間過濾器、EPC碼過濾器和平滑過濾器,。產(chǎn)品過濾器只發(fā)送與某一產(chǎn)品或制造商相關(guān)的產(chǎn)品信息,，也就是說，過濾器只發(fā)送某一范圍或方式的EPC數(shù)據(jù),。時間過濾器可以根據(jù)時間記錄來過濾事件,，例如,，一個時間過濾器可能只發(fā)送最近lO分鐘內(nèi)的事件。EPC碼過濾器可以只發(fā)送符合某個規(guī)則的EPC碼,。平滑過濾器負責處理那些出錯的情況,，包括漏讀和讀錯。根據(jù)實際需要過濾器可以像拼裝玩具一樣被一個接一個地拼接起來,，以獲得期望的事件,。例如，一個平滑過濾器可以和一個產(chǎn)品過濾器結(jié)合,，將反盜竊應用程序感興趣的事件分離出來,。
2.2 數(shù)據(jù)聚合
從讀寫器接收的原始RFID數(shù)據(jù)流都是些簡單零散的單一信息，為了給應用程序或者其他的RFID中間件提供有意義的信息,，需要對RFID數(shù)據(jù)進行聚合處理,，可以采用復雜事件處理CEP技術(shù)來對RFID數(shù)據(jù)進行處理以得到有意義的事件信息，復雜事件處理是一個新興的技術(shù)領域,，用于處理大量的簡單事件,，并從其中整理出有價值的事件，可幫助人們通過分析諸如此類的簡單事件,，并通過推斷得出復雜事件,，把簡單事件轉(zhuǎn)化為有價值的事件，從中獲取可操作的信息,。
2.3 信息傳遞
經(jīng)過過濾和聚合處理后的RFID數(shù)據(jù)需要傳遞給那些對它感興趣的實體,，如企業(yè)應用程序、EPC信息服務系統(tǒng)或者其他RFID中間件,，這里采用消息服務機制來傳遞RFID信息RFID中間件是一種面向消息的中間件（MOM),，信息以消息的形式從一個程序傳送到另一個或多個程序，信息可以以異步的方式傳送,，所以傳送者不必等待回應,，面向消息的中間件包含的功能不僅是傳遞信息，還必須包括解釋數(shù)據(jù),、安全性,、數(shù)據(jù)廣播、錯誤恢復,、定位網(wǎng)絡資源,、找出符合成本的路徑、消息與要求的優(yōu)先次序以及延伸的除錯工具等服務,。
通過J2EE平臺中的java消息服務（JMS)實現(xiàn)RFID中間件與企業(yè)應用程序或者其他Savant的消息傳遞結(jié)構(gòu),。這里采用JMS的發(fā)布訂閱模式，RFID中間件發(fā)布給一個主題發(fā)布消息，企業(yè)應用程序和其他一個或者多個Savant都可以訂購該主題信息,，其中消息是物聯(lián)網(wǎng)的專用語言————物理標示語言PML格式,。這樣一來，即時存儲RFID標簽信息的數(shù)據(jù)庫軟件或增加RFID讀寫器種類等情況發(fā)生,，應用端都不需要修改也能進行數(shù)據(jù)的處理,，省去了多對多連接的維護復雜性的問題。
結(jié)束語
本文簡單介紹了物聯(lián)網(wǎng)及RFID在物聯(lián)網(wǎng)中的應用,，闡述了RFID三個特點及三個關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)的解決辦法，作為物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)的RFID中間件實現(xiàn)了讀寫器與企業(yè)應用程序端的連接,，省去了多對多連接的維護復雜性的問題,。降低了企業(yè)整合費用。但是,，RFID中間件是一個復雜而又重要的系統(tǒng),，它的進一步推廣應用還需要逐步地改進和完善。