RFID數(shù)據(jù)流建模RFID數(shù)據(jù)片的物理值(如時(shí)間和地點(diǎn))和邏輯值(如數(shù)據(jù)流的事件模式、店有權(quán)和商業(yè)交易)是非常重要的信息。RFID數(shù)據(jù)有不同的表示層。在物理層, 裊據(jù)代表平面圖和地理位置。在網(wǎng)絡(luò)層, 數(shù)據(jù)表示移動(dòng)式閱讀器與網(wǎng)絡(luò)之間的連接關(guān)系。在業(yè)務(wù)層, 數(shù)據(jù)代表業(yè)務(wù)事件。業(yè)務(wù)合伙人不得不專門開發(fā)每一層中的事件以滿足不同的商業(yè)實(shí)踐和系統(tǒng)要求。
1 、大規(guī)模RFID部署模型
     快速、大規(guī)模RFID的部署需要一個(gè)新的模型-為全球 RFID物品的跟蹤而開發(fā)的系統(tǒng)模型。NDP項(xiàng)目積累的經(jīng)驗(yàn)表明, 在RFID 網(wǎng)絡(luò)中, RFID標(biāo)簽的流動(dòng)性、物品所有權(quán)的變更、工作流程和事件模式的改變, 導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不斷變化。因此, 開發(fā)一種能夠應(yīng)對(duì) RFID 系統(tǒng)內(nèi)在變化的新模型尤為必要, 利用新模型可實(shí)現(xiàn)不同表示層之間的 RFID數(shù)據(jù)的跟蹤和追蹤。為有效跟蹤和追蹤三個(gè)表示層中的RFID 數(shù)據(jù), 我們開發(fā)了數(shù)據(jù)承襲模型(Data Lineage Model, DLM)系統(tǒng), 在DLM模型中, 三個(gè)表示層在邏輯上相互獨(dú)立。
     事件層負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)交易的建模。在采用了 RFID技術(shù)的 FMCG 供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)中, 我們利用前置或后置條件和觸發(fā)器定義業(yè)務(wù)事件, 觸發(fā)器描述了事件的發(fā)生條件(如時(shí)間或空間條件)以及系統(tǒng)應(yīng)該采取的行動(dòng)。例如, 當(dāng)分銷商從制造商那里訂購產(chǎn)品以及零售商向分銷商的賬戶付款時(shí), 我們可以對(duì)不同所有者的ID在前置和后置條件中模擬所有權(quán)的變更。該事件可能是倉庫出入口處的閱讀事件, 讀數(shù)操作可能是登記貨物, 也可能是核查產(chǎn)品的數(shù)量。

    網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)事件層的業(yè)務(wù)事件向網(wǎng)絡(luò)配置層的映射, 確保業(yè)務(wù)事件可追溯。對(duì)于每個(gè)業(yè)務(wù)事件, 系統(tǒng)對(duì)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行注冊(cè)。網(wǎng)絡(luò)層從非法的數(shù)據(jù)注入和識(shí)讀中保護(hù)數(shù)據(jù)譜系。
    最后, Geo層將所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與相關(guān)地理屬性(例如, 帶有3D 地理位置的平面圖)和業(yè)務(wù)所有權(quán)聯(lián)系起來。系統(tǒng)可以進(jìn)一步將來自網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的業(yè)務(wù)事件映射到相應(yīng)的物理位置上。假設(shè)我們可以使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來跟蹤移動(dòng)物體, 系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)映射網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的邏輯連接到相應(yīng)的新位置上。在這種情況下, 網(wǎng)絡(luò)層與地理層之間的映射代表了跟蹤事件層業(yè)務(wù)交易的一個(gè)緊密耦合。
   邏輯獨(dú)立層次結(jié)構(gòu)保證 RFID系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生在某一表示層的變化(如業(yè)務(wù)流程的變化)獨(dú)立于其他層的變化。因此, 低表示層發(fā)生的變化不會(huì)影響業(yè)務(wù)邏輯(如網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變)。注意, 雖然 RFID 應(yīng)用層事件標(biāo)準(zhǔn) EPCglobal 強(qiáng)調(diào)了 RFID 數(shù)據(jù)流處理的重要性, 但它在很大程度上依賴于系統(tǒng)開發(fā)商對(duì)特定應(yīng)用進(jìn)程在基礎(chǔ)設(shè)施中的實(shí)施。
2、RFID 數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理
    DLM模型中低層的 RFID數(shù)據(jù)存在重復(fù)、噪聲和不確定性等問題。數(shù)據(jù)的過濾被認(rèn)為是清洗數(shù)據(jù)和捕獲數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征。
3、復(fù)雜事件處理和模式識(shí)別
    復(fù)雜事件體現(xiàn)了商業(yè)交易的模式。為與高層的商業(yè)交易相匹配, 需要確認(rèn)低層RFID讀數(shù)的識(shí)讀時(shí)間和位置屬性。鑒于此, 首要考慮是解決復(fù)雜事件處理的關(guān)鍵算法。Johnson等人提出了一種高效的算法, 在IP包數(shù)據(jù)流中查詢亂序數(shù)據(jù)。等人提出了一種新的亂序處理(Out-of-Order Processing, OOP)結(jié)構(gòu), 即通過明確的流進(jìn)度指示, 如標(biāo)點(diǎn)符號(hào)或心跳, 完成解鎖和清洗操作, 這樣流系統(tǒng)不需要維護(hù)數(shù)據(jù)流順序。在對(duì)這些亂序數(shù)據(jù)的處理過程中, 不考慮數(shù)據(jù)隨著時(shí)間的變化。我們擬使用事件時(shí)鐘自動(dòng)控制(Event-clock Automata, ECA)的子集。與定時(shí)自動(dòng)控制不同, ECA不控制時(shí)鐘的調(diào)動(dòng), 時(shí)鐘值是固定的, 并且與到達(dá)事件的時(shí)間值有關(guān)。ECA 有兩種類型的時(shí)鐘:

①事件記錄時(shí)鐘;

②事件預(yù)測(cè)時(shí)鐘。
3. 1 事件記錄時(shí)鐘
    事件記錄時(shí)鐘值始終等于到達(dá)事件的占用時(shí)間與當(dāng)前時(shí)間的比值。使用攜帶事件記錄時(shí)鐘的 ECA簡(jiǎn)單查詢事件序列(SEQ(a, b, c))。在圖的底端, 箭頭線上方為一串事件流, 箭頭線下方的數(shù)字為時(shí)間截。與SASE 不同。所給事件流并非全部按順序排列。具有兩個(gè)事件記錄時(shí)鐘的ECA:X. 《X.. XX. 。利用這個(gè)時(shí)間約束可以檢查事件的順序并丟棄 SASE 中忽略的亂序事件。加出所示, 只有兩個(gè)系列的事件被識(shí)別, 并且拼棄了亂序事件(如, 0 b6, c7)。

3. 2 事件預(yù)測(cè)時(shí)鐘
     該時(shí)鐘為預(yù)測(cè)變量。相對(duì)于當(dāng)前時(shí)刻, 事件下一次發(fā)生的時(shí)間即為該時(shí)鐘的態(tài)量值。因此, 只有在到達(dá)事件發(fā)生后或某一特定周期內(nèi), 時(shí)間約束才滿足該時(shí)鐘態(tài)量。 僅當(dāng)事件a 發(fā)生4s后, 事件b才是有效的, 那么, 通過簡(jiǎn)單地更改ECA 的時(shí)間約束為X, ≥X, +4, 得到的輸出是al, b5, c8。如果事件b在事件 a 發(fā)生后的4s 內(nèi)發(fā)生, 那么, 必須改變時(shí)間限制為X, ≤X, +4。 利用 ECA 可以過濾和檢測(cè)亂序事件, 并丟棄那些在時(shí)間約束上無效的事件。事件時(shí)鐘對(duì)追蹤FMCG 供應(yīng)鏈中EPC 的當(dāng)前狀態(tài)起著舉足輕重的作用。NDP項(xiàng)目便對(duì)寶潔(P&G)潘婷彩色護(hù)發(fā)素產(chǎn)品進(jìn)行了跟蹤, 產(chǎn)品 EPC代碼為um:epc:id:sgtin:49024300. 24741. 276。產(chǎn)品的跟蹤, 需要對(duì)所有產(chǎn)品事件相關(guān)的時(shí)鐘數(shù)據(jù)及來自所有可用EPCIS的運(yùn)輸信息進(jìn)行處理。

     某產(chǎn)品于4月11日在P&G 調(diào)度中心被 RFID 閱讀器識(shí)讀, 下一次被識(shí)讀的時(shí)間為5月9日。通過關(guān)聯(lián)Geo層信息和閱讀器的位置信息, 該產(chǎn)品在Metcash 接收端被識(shí)別。該產(chǎn)品被連續(xù)識(shí)讀直至5月23日。

    通過濾除不必要的事件數(shù)據(jù), 篩選出需要的產(chǎn)品并于5月23日發(fā)送至配送中心。該案例表明, 在P&G 供應(yīng)貨物到 Metcash 端接收貨物的整個(gè)過程存在很大的時(shí)間延遲, 然而引起時(shí)延的具體原因未知。由表5-2發(fā)現(xiàn), 貨物被送到零售商店前已在倉庫內(nèi)滯留了兩個(gè)星期。
4、實(shí)時(shí)查詢語言
     實(shí)時(shí)、大容量RFID數(shù)據(jù)流的處理以及物理RFID 觀測(cè)數(shù)據(jù)向業(yè)務(wù)應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的虛擬計(jì)數(shù)信息的自動(dòng)轉(zhuǎn)換需要一個(gè)通用的 RFID 數(shù)據(jù)處理框架。RFID 應(yīng)用需要一種實(shí)時(shí)的查詢語言, 該語言應(yīng)定義如何對(duì)單一事件進(jìn)行過濾及如何基于時(shí)間和價(jià)
值條件關(guān)聯(lián)多個(gè)事件。根據(jù) NDP項(xiàng)目總結(jié)的經(jīng)驗(yàn), 實(shí)時(shí) RFID 查詢語言應(yīng)具備對(duì)以下內(nèi)容的查詢能力:
1)復(fù)雜事件的序列, 該事件涉及來自不同地點(diǎn)的存儲(chǔ)空間和時(shí)間范圍的多個(gè)讀數(shù)。
2)指定發(fā)生頻率條件下的事件模式。
3)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流和基于中央數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的靜態(tài)數(shù)據(jù)的經(jīng)典函數(shù)。

     然而, 當(dāng)前尚不存在滿足以上特性的查詢語言。為實(shí)現(xiàn)時(shí)間事件跟蹤, 我們提 出了一種新的生存時(shí)間(Time-to-live, TTL)的概念。TTL代表了能夠合法生存于RFID系統(tǒng)中的 RFID事件的時(shí)間長度。TTL涉及各種復(fù)雜時(shí)間事件模式, 包括現(xiàn)有系統(tǒng)能夠處理的事件模式。特別地, 我們將TTL 分為四類用來表示不同的RFID(原始/復(fù)雜)事件:
1)絕對(duì)TTL:定義了一個(gè)RFID標(biāo)簽在物理世界的生存時(shí)間。
2)相對(duì)TTL:定義了一個(gè)RFID標(biāo)簽?zāi)軌蛴糜谔囟☉?yīng)用程序里的時(shí)間(之后,可以重新分配標(biāo)簽到其他應(yīng)用程序中)。
3)周期TTL:定義了相同事件類型的兩個(gè)連續(xù)事件之間的時(shí)間間隔, 即周期TTL 決定了相同事件周期性發(fā)生的時(shí)間間隔。
4)連續(xù)TTL:定義了兩個(gè)連續(xù)事件發(fā)生的時(shí)間間隔。
     TTL 克服了5. 3節(jié)所述的事件數(shù)據(jù)管理當(dāng)前存在的問題。例如, 在序列ABC中, 如果A和B之間的間隔大于1min, 則B和C之間的間隔應(yīng)小于2min; 如果A 和B之間的間隔大于1min, 則B和C的間隔可能大于5min。 該時(shí)間約束可由以下
兩個(gè)規(guī)則進(jìn)行表達(dá):
    RULE1:IF[t(B)-t(A)]>1Minute THEN[(B)-t(C)]<2minutes
   RULE2:IF[t(A)-t(B)]>1Minute THEN[(B)-t(C)]>5minutes
    顯然, 這兩個(gè)規(guī)則是兩個(gè)獨(dú)立的事件模式, 規(guī)則1中有初始事件A, 規(guī)則2中有初始事件B。因此, 當(dāng)滿足規(guī)則1的時(shí)間約束時(shí), ABC的事件序列將被成功檢測(cè); 當(dāng)滿足規(guī)則2的時(shí)間約束時(shí), BAC的事件序列被成功檢測(cè)。

     TTL 查詢語言可以廣泛用于帶時(shí)間約束的RFID應(yīng)用。如開展NDP項(xiàng)目的典型供應(yīng)鏈, 根據(jù)再分配需求, 要求企業(yè)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行包裝和再包裝。Geo層的完全可追蹤性, 將產(chǎn)生與時(shí)間數(shù)據(jù)相統(tǒng)一的全球位置信息數(shù)據(jù), 并為全球物品追蹤提供獨(dú)立的數(shù)據(jù)模型。使用TTL的概念維持物品(尤其是回收物品)相關(guān)的時(shí)間信息, 也是全球范圍內(nèi)追蹤物品的關(guān)鍵。
5.  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原型
處理 FMCG 供應(yīng)鏈管理業(yè)務(wù)需要的一個(gè)復(fù)雜事件管理系統(tǒng)(Complex Event Management System, CEMS)。該系統(tǒng)包括:
1)三個(gè)數(shù)據(jù)庫:事件類型數(shù)據(jù)庫、查詢數(shù)據(jù)庫和中央數(shù)據(jù)庫。

2)六個(gè)模塊:過濾器和清洗器、事件類型檢測(cè)器、查詢檢測(cè)器、查詢分析儀、事件處理機(jī)和中間件結(jié)果更新器。

     CEMS 以無限的RFID 數(shù)據(jù)流為查詢的輸入, 并輸出與此次查詢相匹配的事件的查詢結(jié)果。對(duì)于模式識(shí)別查詢, 查詢結(jié)果為用戶指定頻率條件下的識(shí)別事件序列。
     CEMS中存在三種獨(dú)立的信息流:數(shù)據(jù)庫控制流、查詢流以及數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)庫 控制流被管理員用來管理這三個(gè)數(shù)據(jù)庫。查詢流則代表了 CEMS 對(duì)用戶提交的查詢的處理過程。查詢被送至查詢分析儀進(jìn)行分析, 以便于更新查詢數(shù)據(jù)庫、事件類型 數(shù)據(jù)庫和中間件結(jié)果更新器。
     在 CEMS中, 底層捕獲的 RFID 原始數(shù)據(jù)經(jīng)過處理以后再向用戶發(fā)布查詢結(jié)果。原始RFID數(shù)據(jù)首先經(jīng)過過濾和清洗處理, 然后生成的事件被發(fā)送至事件處理機(jī)等待處理。當(dāng)接收到的查詢列表與事件序列相關(guān)時(shí), 事件處理機(jī)開始處理查詢。事件處理機(jī)先處理與事件序列不相關(guān)的查詢, 再處理與事件序列相關(guān)的查詢。兩種查詢結(jié)果都會(huì)被發(fā)送給用戶, 如果查詢結(jié)果要求更新信息, 則更新中央數(shù)據(jù)庫。 EPCIS 結(jié)構(gòu)提供了數(shù)據(jù)邏輯服務(wù)。圖5-10給出了業(yè)務(wù)邏輯不同模塊的工作流程。因此, 復(fù)雜事件管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作用于FMCG 供應(yīng)鏈系統(tǒng)中檢測(cè)復(fù)雜事件的應(yīng)用層。