1 概述

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)近年來得到了快速的發(fā)展，目前已進入商業(yè)化應(yīng)用階段。由于具有 高速移動物體識別、多目標識別和非接觸識別等特點，RFID技術(shù)能應(yīng)用于物流、制造、公共信息服務(wù)等行業(yè)，可大幅度提高管理與 運作效率，降低成本。RFID技術(shù)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿εc應(yīng)用空間，是21世紀最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一。


由于RFID技術(shù)具有諸多優(yōu)點，因此企業(yè)投資者開始考慮將RFID技術(shù)應(yīng)用在企業(yè)系統(tǒng)內(nèi)。但是，RFID設(shè)備技術(shù)復(fù)雜，與企業(yè)后臺 系統(tǒng)（如SCM，ERE CRM）之間的集成難度較大，并且傳統(tǒng)的應(yīng)用集成系統(tǒng)主要采用數(shù)據(jù)集成的方式，系統(tǒng)間耦合度高，對業(yè)務(wù)變化 的適應(yīng)性差。這使得企業(yè)對于實施RFID技術(shù)持謹慎的態(tài)度。RFID 中間件的推出會有助于RFID設(shè)備與企業(yè)后臺系統(tǒng)的集成。但目前中 間件主要關(guān)心的是數(shù)據(jù)層集成，而不提供任何能實現(xiàn)更高層集成的功能。本文提出并設(shè)計了一種基于面向服務(wù)體系架構(gòu)。

（Service—Oriented Architectures，SOA）的RFID集成應(yīng)用方案，能夠把各個應(yīng)用RFID技術(shù)的功能抽象成服務(wù)，企業(yè)應(yīng)用系 統(tǒng)通過請求／服務(wù)的方式來獲取RFID中間件提供的服務(wù)。最后，通過使用香港大學(xué)電子商務(wù)研究所（ETI）開發(fā)的RFID中間件（以 下簡稱RAE）與倉庫管理系統(tǒng)的集成應(yīng)用示例，驗證了所提出的技術(shù)方案。

2 相關(guān)技術(shù)

2.1 RFID技術(shù)

射頻識別技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號自動識別目標對象的唯一有效標識。典型的RFID系統(tǒng)主要由閱讀 器、電子標簽、RFID 中間件和應(yīng)用系統(tǒng)軟件4部分構(gòu)成。

標簽一般由芯片和天線組成。每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上或嵌入物體內(nèi)，用于標志目標對象。閱讀器通過控 制射頻模塊向標簽發(fā)射讀取信號，并接收標簽的應(yīng)答，同時讀寫器將時鐘信號和能量發(fā)送給標簽，閱讀器對標簽的對象標志信息進 行解碼，并將對象標志信息連同標簽上的其他相關(guān)信息傳送到RFID 中間件以進行后續(xù)處理。RFID中間件負責(zé)對閱讀器所讀取的標簽 數(shù)據(jù)進行過濾、匯集和計算，以減少從讀寫器傳往企業(yè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)量。RFID應(yīng)用軟件針對不同行業(yè)的特定需求而開發(fā)，如公共汽車 的收費系統(tǒng)。

2.2 RFID中間件技術(shù)

中間件在RFID應(yīng)用系統(tǒng)中介于底層RFID硬件設(shè)備（如射頻識別閱讀器）與后臺數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用軟件（如ERP系統(tǒng)）中間，對閱讀器傳來的與標簽相關(guān)的事件、數(shù)據(jù)進行過濾、匯總和計算，減少從閱讀器傳往企業(yè)應(yīng)用的巨量原始數(shù)據(jù)。RFID 中間件主要包括以下幾個功能：

（1）閱讀器等硬件設(shè)備的協(xié)調(diào)控制功能。用戶可以通過RFID中間件接口直接配置、監(jiān)控閱讀器等硬件設(shè)備。

（2）標簽數(shù)據(jù)的過濾與事件處理功能。這是RFID中間件平臺的核心，通過相關(guān)的算法來減少數(shù)據(jù)冗余并為后臺應(yīng)用提供語義信 息。

（3）數(shù)據(jù)路由功能。中間件能決定采集的標簽數(shù)據(jù)信息傳遞給哪一個應(yīng)用。

目前提供RFID 中間件平臺的廠商主要有IBM，Oracle，Microsoft，SAP,SUN，對于這些廠商來說，RFID中間件只是其現(xiàn)有軟件的擴展，他們的RFID 產(chǎn)品可以迅速方便地與各自現(xiàn)有的軟件產(chǎn)品線集成到一起。但缺點是，其 RFID 中間件產(chǎn)品對該廠商其他軟件產(chǎn)品的依賴性太大。

2.3 面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)

面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)是一種技術(shù)架構(gòu)風(fēng)格，它代表了一種開放的、敏捷的、可擴展的、可組合的架構(gòu)，定義了服務(wù)提供者和消 費者之間的松散耦合關(guān)系。其業(yè)務(wù)敏捷的特點，幫助企業(yè)把業(yè)務(wù)變得更加靈活，能夠適時、快速地響應(yīng)變化。SOA的核心概念就是服 務(wù)，W3C 對服務(wù)的定義 如下：“服務(wù)是一種表示執(zhí)行任務(wù)的能力的抽象資源，一個服務(wù)必須被具體的提供者軟件實體實現(xiàn)才可以被 使用”。目前，Web Service 是目前對 SOA 最為廣泛接受的實現(xiàn)方式，它的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 SOA參考模型
其中包含服務(wù)的3個基本角色，即服務(wù)提供者、服務(wù)請求者和服務(wù)注冊，在這些角色之間使用了3種操作，即服務(wù)發(fā)布、服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)綁定。作為SOA 的一種實現(xiàn)技術(shù)，Web Services提供了基于XML的標準接口，具有完好的封裝性、松散的耦合性、協(xié)議規(guī)范的標準性以及高度的可集成性等特點，能夠良好地滿足SOA 應(yīng)用模式的需求。由于Web Services使應(yīng)用程序的集成發(fā)生在協(xié)議棧的較高層，基于更注重服務(wù)語義而非網(wǎng)絡(luò)協(xié)議語義的消息，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)功能的松散集成。這一特點有助于在企業(yè)間和企業(yè)內(nèi)部通過Web連接業(yè)務(wù)功能。

3 利用RFID中間件實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)集成的方案

RFID中間件提供了豐富的接口，能夠幫助實現(xiàn)對RFID設(shè)備的管理以及對數(shù)據(jù)的處理，簡化了對底層設(shè)備應(yīng)用的支持。目前，如果現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)如果采用RFID設(shè)備來完成對物品的管理，采用RFID中間件無疑是一個很好的選擇，避免了對底層設(shè)備的低級別接口的處理。但是所面臨的一個主要困難是如何解決RFID中間件與現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)的集成問題。在實現(xiàn)與RFID中間件的集成時，如何減少對現(xiàn)有系統(tǒng)的影響，減少集成的工作量成為了一個關(guān)鍵問題。

利用SOA松耦合、面向業(yè)務(wù)的特點，本文設(shè)計了基于SOA的架構(gòu)，利用Web Service技術(shù)實現(xiàn)RFID中間件與企業(yè)系統(tǒng)的集成，完成兩者的松耦合集成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2所示。

圖2 RFID中闊件集成應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
(1)RFID硬件設(shè)備層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中的最底層是RFID硬件設(shè)備層，包括標簽與閱讀器2部分。標簽由芯片與天線組成，每個芯片都含有唯一的識別碼(UID)，附著在物體上一標識目標對象。

(2)RFID中間件層。香港大學(xué)電子商務(wù)研究所的RAE是一種消息導(dǎo)向的中間件(MOM)，信息是以消息的形式從一個程序模塊傳送到另一個或者多個程序模塊。中間件包括設(shè)備驅(qū)動控制器、企業(yè)應(yīng)用連接口以及RAE對象核心3部分，其中設(shè)備驅(qū)動控制器通過本身的適配器或者第三方控制器，可以提供RFID閱讀器和其他外部設(shè)備之間的連接。RFID對象核心系統(tǒng)部件的主要功能是根據(jù)所定制的RFID數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和操作過程處理RFID事件。構(gòu)造知識庫包含了一套預(yù)設(shè)的開發(fā)RAE物體的原始代碼，而事件管理器和流程執(zhí)行驅(qū)動器則根據(jù)RAE對象內(nèi)部的商業(yè)邏輯操作和管理RFID的事件。支持工具包則包含幫助管理和監(jiān)控RFID系統(tǒng)的功能和程序。

(3)服務(wù)接口層。服務(wù)接口層位于RFID中間件層與企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)之間。通過對需要采用RFID技術(shù)的企業(yè)業(yè)務(wù)建模，分解業(yè)務(wù)流程，識別出RFID相關(guān)的業(yè)務(wù)服務(wù)，定義消息類型，派生服務(wù)接口并實現(xiàn)服務(wù)。然后將服務(wù)注冊到服務(wù)庫中。服務(wù)的請求者可在服務(wù)庫中查找到該服務(wù)。 企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)RFID中間件服務(wù)接口層RFID閱讀器設(shè)備驅(qū)動控制器事件管理器連接模塊RFID閱讀器RFID閱讀器。