RFID中間件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理
    RFID中間件系統(tǒng)根據(jù)EPCIS捕獲應(yīng)用設(shè)置的規(guī)則對(duì)從讀寫器獲取的標(biāo)簽信息進(jìn)行過濾和聚集，并按照其指定的格格式和方式上報(bào)。其架構(gòu)如圖5-10所示，由圖可看出它主要由設(shè)備驅(qū)動(dòng)適配、規(guī)則引擎、事件處理引擎、規(guī)則庫(kù)組成。

1.RFID中間件的功能模塊
RFID中間件系統(tǒng)各個(gè)模塊功能的介紹如下。
1）設(shè)備驅(qū)動(dòng)適配
     設(shè)備驅(qū)動(dòng)適配的主要功能是將各個(gè)讀寫器廠商的不同型號(hào)、版本的讀寫器接口適配成對(duì)事件處理引擎統(tǒng)一的接口。各種標(biāo)簽數(shù)據(jù)和讀寫器事件經(jīng)過設(shè)備驅(qū)動(dòng)適配模塊處理后，對(duì)事件處理引擎表現(xiàn)出統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，使事件處事件處理引擎可以不關(guān)心各個(gè)廠商讀寫器的具體接口。
圖5-10 RFID中間件系統(tǒng)架構(gòu)
2）事件處理引擎
事件處理引擎對(duì)讀寫器上報(bào)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)和讀寫器事件進(jìn)行過濾、分組、合成等操作，以便滿足EPCIS捕獲應(yīng)用的需要。
3）規(guī)則引擎
     規(guī)則引擎處理來自EPCIS捕獲應(yīng)用的規(guī)則，并將事件處理引擎處理后的信息以標(biāo)準(zhǔn)的ALE接口上報(bào)給EPCIS捕獲應(yīng)用。
4）規(guī)則庫(kù)
     規(guī)則庫(kù)用于對(duì)EPCIS捕獲應(yīng)用設(shè)置的規(guī)則進(jìn)行持久化，以便在RFID系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)，即時(shí)加載已經(jīng)設(shè)置成功的事件規(guī)則。
這種RFID中間件系統(tǒng)的架構(gòu)，通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)適配模塊很好地實(shí)現(xiàn)了屏蔽讀寫器接口差異的功能。但是它也存在一個(gè)很大的弊端，就是針對(duì)不同廠商的不同讀寫器型號(hào)，甚至是同一讀寫器型號(hào)的不同版本，都要開發(fā)對(duì)應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)適配模塊。由于模塊的定制開發(fā)需要的周期較長(zhǎng)，所以這種架構(gòu)的RFID中間件系統(tǒng)不利于快速集成。
在RFID網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，LLRP協(xié)議處于中間件和讀寫器之間。從架構(gòu)上分析，RFID中間件以下的部分可分為以下三個(gè)功能組。
（1）數(shù)據(jù)分支：用于標(biāo)簽數(shù)據(jù)的處理。
（2）管理分支：用于讀寫器設(shè)備的管理。
（3）控制分支：用于讀寫器的控制和協(xié)作。
LLRP協(xié)議同時(shí)涉及了這三個(gè)分支的處理。
   基于LLRP的RFID中間件系統(tǒng)不再有針對(duì)各個(gè)廠商不同接口讀寫器的適配模塊，而是統(tǒng)一采用LLRP操作和控制各個(gè)讀寫器進(jìn)行標(biāo)簽的清點(diǎn)、讀寫等操作。
隨著諸如超高頻（UHF）C1G2等空中接口協(xié)議的成熟，以及讀寫器的大量使用，讀寫器的控制和協(xié)作就顯得尤為重要。LLRP通過直接將與空中接口協(xié)議相關(guān)的控制方法暴露給中間件的方式來改進(jìn)控制分支的功能，同時(shí)，LLRP也支持多空中接口協(xié)議以方便擴(kuò)展。LLRP使用消息在中間件和讀寫器間進(jìn)行通信。消息是一種協(xié)議數(shù)據(jù)單元。按照傳遞的方向，消息可分為以下兩種。
（1）從中間件到讀寫器的消息。它包括：
① 獲取和設(shè)置讀寫器的配置信息；
② 讀寫器能力的獲取；
③ 管理讀寫器的清點(diǎn)和訪問操作。
（2）從讀寫器到中間件的消息，它包括：
① 讀寫器狀態(tài)報(bào)告；
② 射頻監(jiān)測(cè)信息；
③ 清點(diǎn)和訪問操作的結(jié)果。
而讀寫器具體的操作命令參數(shù)則是通過LLRP的各種規(guī)格來聲明的。按照命令的發(fā)送方向來看，由中間件發(fā)送給讀寫器的命令包括以下兩種。
（1）讀寫器操作：定義了清點(diǎn)參數(shù)和射頻測(cè)量參數(shù)。
（2）標(biāo)簽訪問操作：定義了對(duì)標(biāo)簽的訪問操作。
由讀寫器返回給中間件的命令包括以下三種。
（1）標(biāo)簽操作和射頻測(cè)量的報(bào)告。
（2）事件通知：如跳頻、緩存溢出等。
（3）心跳消息：周期消息，監(jiān)測(cè)與中間件之間的連接情況。
RFID中間件的組成
（1）識(shí)讀器適配器：其作用是提供識(shí)讀器接口。
（2）事件管理器：其作用是過濾事件。
（3）應(yīng)用程序接口：其作用是提供一個(gè)基于標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)接口。

2.RFID中間件的特征
一般來說，RFID中間件具有以下特征。
1）基于標(biāo)準(zhǔn)
     RFID中間件必須基于標(biāo)準(zhǔn)。目前，在RFID中間件的各個(gè)環(huán)節(jié)，EPCglobal出臺(tái)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：包括讀寫器和RFID中間件之間的讀寫
    讀寫器訪問協(xié)議和管理接口；RFID中間件和EPCIS（EPC信息服務(wù)）捕獲應(yīng)用之間的RFID事件過濾和采集接口（ALE，應(yīng)用層事件接口）；EPCIS捕獲應(yīng)用和EPCIS存儲(chǔ)系統(tǒng)之間的EPCIS信息捕獲接口；EPCIS存儲(chǔ)系統(tǒng)與EPCIS信息系統(tǒng)訪問系統(tǒng)之間的EPCIS信息查詢接口，以及關(guān)于跨企業(yè)信息交互的規(guī)范和接口，如對(duì)象名稱解析服務(wù)（Object Name Service，ONS）接口等。
2）獨(dú)立于架構(gòu)（Insulation Infrastructure）
     RFID中間件獨(dú)立并介于RFID讀寫器與后端應(yīng)用程序之間，并且能夠與多個(gè)RFID讀寫器及多個(gè)后端應(yīng)用程序連接，以減輕維護(hù)的復(fù)雜性。
3）數(shù)據(jù)流（Data Flow）處理
     RFID中間件的主要目的是將實(shí)體對(duì)象轉(zhuǎn)換為信息環(huán)境下的虛擬對(duì)象，因此數(shù)據(jù)處理是RFID中間件最重要的功能。RFID中間件具有數(shù)據(jù)的收集、過濾、整合與傳遞等特性，以便將正確的對(duì)象信息傳到企業(yè)后端的應(yīng)用系統(tǒng)中去。
處理流（Process Flow）RFID中間件采用程序邏輯及存儲(chǔ)再轉(zhuǎn)送（Store-and-Forward）的功能來提供順序的消息流，具有數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)與管理的能力。
標(biāo)準(zhǔn)（Standard）RFID為中間件自動(dòng)數(shù)據(jù)采樣技術(shù)與辨識(shí)實(shí)體對(duì)象的應(yīng)用。EPCglobal目前正在研究為各種產(chǎn)品的全球唯一識(shí)別號(hào)碼提出通用標(biāo)準(zhǔn)，即EPC（產(chǎn)品電子編碼）。EPC是指在供應(yīng)鏈系統(tǒng)中以一串?dāng)?shù)字來識(shí)別一項(xiàng)特定的商品。EPC數(shù)據(jù)通過無(wú)線射頻辨識(shí)標(biāo)簽由RFID讀寫器讀入后，傳送到計(jì)算機(jī)或應(yīng)用系統(tǒng)中的進(jìn)行商品名稱解析的過程稱為對(duì)象命名服務(wù)（ObjectNameService，ONS）。對(duì)象命名服務(wù)系統(tǒng)會(huì)鎖定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的固定點(diǎn)來抓取有關(guān)商品的消息。EPC存放在RFID標(biāo)簽中，被RFID讀寫器讀出后，即可提供追蹤EPC所代表的物品名稱及相關(guān)信息，并立即識(shí)別及分享供應(yīng)鏈中的物品數(shù)據(jù)，從而有效率地提供信息透明度。

3.RFID中間件的優(yōu)點(diǎn)
1）標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范
在中間件的各個(gè)環(huán)節(jié)，EPC global出臺(tái)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：
① 在RFID標(biāo)簽和RFID讀寫器之間，定義了EPC標(biāo)簽數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)簽協(xié)議；
② 在RFID讀寫器和RFID中間件之間，定義了讀寫器訪問協(xié)議和管理接口；
③ 在RFID中間件和EPCIS捕獲應(yīng)用之間，定義了RFID事件過濾和采集接口（ALE）；
④ 在EPCIS捕獲應(yīng)用和EPCIS存儲(chǔ)系統(tǒng)之間，定義EPCIS信息捕獲接口；
⑤ 在EPCIS存儲(chǔ)系統(tǒng)和EPCIS信息訪問系統(tǒng)之間，定義了EPCIS信息查詢接口；
其他還有關(guān)于跨企業(yè)信息交互的規(guī)范和接口，如ONS接口等。一個(gè)典型的RFID應(yīng)用基本上都會(huì)包含這些層面的軟硬件設(shè)施，而RFID中間件作為溝通硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的橋梁，在RFID應(yīng)用環(huán)境中尤為重要。
2）優(yōu)越性
其優(yōu)越性具體表現(xiàn)如下。
（1）降低開發(fā)難度：企業(yè)使用RFID中間件進(jìn)行二次開發(fā)時(shí)，可以減輕開發(fā)人員的負(fù)擔(dān)，使其可以不用關(guān)心復(fù)雜的RFID信息采集系統(tǒng)，而集中精力在于自己擅長(zhǎng)的業(yè)務(wù)開發(fā)中。
（2）縮短開發(fā)周期：基礎(chǔ)軟件的開發(fā)是一件耗時(shí)的工作，特別是RFID方面的開發(fā)，它有別于常見應(yīng)用軟件的開發(fā)，僅靠單純的軟件技術(shù)不能解決所有問題，還需要一定的硬件、射頻等基礎(chǔ)支持。若使用成熟的RFID中間件，保守估計(jì)可縮短50%～75%的開發(fā)周期。
（3）規(guī)避開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)：任何軟件系統(tǒng)的開發(fā)都存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，因此，選擇成熟的RFID中間件產(chǎn)品，可以在一定程度上規(guī)避開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。
（4）節(jié)省開發(fā)費(fèi)用：使用成熟
的RFID中間件，可以節(jié)省25%～60%的二次開發(fā)費(fèi)用。
（5）提高開發(fā)質(zhì)量：成熟的RFID中間件在接口方面都是清晰和規(guī)范的，規(guī)范化的模塊可以有效地保證應(yīng)用系統(tǒng)質(zhì)量及減少新舊系統(tǒng)的維護(hù)。
總體來說，使用RIFD中間件帶給用戶的不只是開發(fā)的簡(jiǎn)單、開發(fā)周期的縮短，也減少了系統(tǒng)的維護(hù)、運(yùn)行和管理的工作量，還減少了總體費(fèi)用的投入。4.RFID中間件的發(fā)展
1）發(fā)展階段
RFID中間件的發(fā)展可分為以下三階段。
（1）應(yīng)用程序中間件（Application Middleware）發(fā)展階段。RFID初期的發(fā)展多以整合、串接RFID讀寫器為目的，該階段多為RFID讀寫器廠商主動(dòng)提供簡(jiǎn)單API，以供企業(yè)將后端系統(tǒng)與RFID讀寫器串接起來。以整體發(fā)展架構(gòu)來看，此時(shí)企業(yè)的導(dǎo)入須自行花費(fèi)許多成本去處理前后端系統(tǒng)連接的問題。通常企業(yè)在該階段會(huì)通過Pilot Project方式來評(píng)估成本效益與導(dǎo)入的關(guān)鍵議題。
（2）架構(gòu)中間件（Infrastructure Middleware）發(fā)展階段。該階段是RFID中間件成長(zhǎng)的關(guān)鍵階段。由于RFID的強(qiáng)大應(yīng)用，WalMart與美國(guó)國(guó)防部等關(guān)鍵使用者相繼進(jìn)行RFID技術(shù)的規(guī)劃并導(dǎo)入PilotProject，促使各國(guó)際大廠持續(xù)關(guān)注RFID相關(guān)市場(chǎng)的發(fā)展。在該階段，RFID中間件的發(fā)展不但已經(jīng)具備基本數(shù)據(jù)收集、過濾等功能，同時(shí)也滿足企業(yè)多對(duì)多（Devices-to-Applications）的連接需求，并具備平臺(tái)的管理與維護(hù)功能。
（3）解決方案中間件（SolutionMiddleware）發(fā)展階段。未來在RFID標(biāo)簽、讀寫器與中間件的發(fā)展成熟過程中，各廠商將針對(duì)不同領(lǐng)域提出各項(xiàng)創(chuàng)新應(yīng)用解決方案，如Manhattan Associates提出了“RFID in a Box”，使得企業(yè)不需再為前端RFID硬件與后端應(yīng)用系統(tǒng)的連接而煩惱。該公司   還與Alien Technology Corp在RFID硬件端合作，發(fā)展Microsoft.Net平臺(tái)為基礎(chǔ)的中間件，針對(duì)該公司900家的已有供應(yīng)鏈客戶群發(fā)展Supply Chain Execution（SCE）Solution，使得原本使用Manhattan Associates SCESolution的企業(yè)只需通過“RFID in a Box”，就可以在原有應(yīng)用系統(tǒng)上快速利用RFID來加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理的透明度。
2）發(fā)展方向
    根據(jù)ABIResearchInc.的統(tǒng)計(jì)，2008年之前全球各產(chǎn)業(yè)的需求所創(chuàng)造出來的RFID市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到200億美元，其中軟件市場(chǎng)約占47億美元，2007年RFID的整合服務(wù)收入已超越RFID產(chǎn)品收入。隨著硬件技術(shù)的逐漸成熟，龐大的軟件市場(chǎng)商機(jī)促使國(guó)內(nèi)外信息服務(wù)廠商無(wú)不持續(xù)注意與提早投入，RFID中服務(wù)。
（2）Security Infrastructure RFID（安全體系結(jié)構(gòu)的中間件）。RFID應(yīng)用最讓外界質(zhì)疑的是RFID后端系統(tǒng)所連接的大量廠商數(shù)據(jù)庫(kù)可能引發(fā)的商業(yè)信息安全問題，尤其是消費(fèi)者的信息隱私權(quán)。目前Auto-ID Center也正在研究Security機(jī)制以配合RFID中間件的工作。相信Security將是RFID未來發(fā)展的重點(diǎn)之一，也是成功的關(guān)鍵因素。