【CPP114】訊：引言

　　在一個(gè)典型的倉庫里，卡車(chē)回到塢門(mén)卸下托盤(pán)上的貨物，該托盤(pán)或者集裝箱都有無(wú)線(xiàn)射頻識別(RadioFrequencyIdentification，RFID)標簽(目前，低價(jià)商品還不能擁有自己的標簽)。倉庫內被劃分為具有相應識別電子碼的不同貨位，RFID閱讀器可安裝在倉庫的出入門(mén)和倉庫內部。整個(gè)倉庫內及各出入門(mén)附近都由網(wǎng)絡(luò )(無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn))覆蓋，以實(shí)現信息共享。

　　一個(gè)典型的RFID系統由射頻電子標簽(RFIDTag)、讀寫(xiě)器(RFIDReader)及應用支撐軟件組成。電子標簽由芯片與天線(xiàn)組成，每個(gè)芯片都有唯一的標識碼。標簽可附著(zhù)在被標識的物品上，當帶有電子標簽的被識別物品經(jīng)過(guò)讀寫(xiě)器的可識讀范圍內時(shí)，讀寫(xiě)器自動(dòng)識別該標簽并將信息發(fā)送給后端軟件，從而實(shí)現自動(dòng)識別物品或自動(dòng)收集物品標志信息的功能。

　　介于前端RFID讀寫(xiě)器硬件模塊和后端數據庫與應用軟件之間的中介，稱(chēng)為RFID中間件(RFIDMiddhware)。應用程序端使用中間件所提供的一組通用的應用程序接口(API)，即能連接到RFID讀寫(xiě)器，讀取RFID標簽數據。中間件實(shí)現對底層設備的精確控制，實(shí)時(shí)采集原始數據，對數據進(jìn)行過(guò)濾，并在其中封裝典型的應用邏輯，使系統接口簡(jiǎn)單透明，從而達到系統的協(xié)調工作。

　　1模擬倉庫環(huán)境

　　開(kāi)發(fā)中間件，首先要模擬倉庫環(huán)境。由于標簽的價(jià)格原因，我們不可能在每個(gè)貨物上都貼上標簽，只能通過(guò)標示托盤(pán)來(lái)追蹤貨物。如圖1所示，在每個(gè)托盤(pán)、叉車(chē)和出入庫人員上安裝和佩戴射頻標簽卡，并在車(chē)間和倉庫出入口安裝讀寫(xiě)器，通過(guò)讀寫(xiě)器獲取RFID標簽經(jīng)過(guò)出入口的情況，從而將托盤(pán)上所屬倉庫的信息與射頻卡捆綁輸入數據庫，同時(shí)記錄叉車(chē)和人員的出入庫情況。在出入I：1安裝攝像頭，判斷通過(guò)出入口的貨物數量。

　　系統通過(guò)RFID標簽的類(lèi)別來(lái)區別出人庫對象，通過(guò)倉庫管理人員及工作人員共同遵守的規則，在讀取RFID標簽時(shí)，判斷出人庫情況，并通過(guò)視頻圖像判斷托盤(pán)的狀態(tài)(空或滿(mǎn)及裝載貨物數量)，從而計算產(chǎn)品出人庫數量。定期進(jìn)行統計分析，為管理人員提供決策支持，并在異常情況發(fā)生時(shí)進(jìn)行報警。

　　2RFID中間件設計

　　RFID中間件位于企業(yè)應用程序與底層設備之間，提供統一的應用邏輯接口與設備接口，在實(shí)際應用中起到讀寫(xiě)器的管理和數據的處理、傳遞功能。它的最終目的是數據為上層系統所用。

　　2.1原始數據采集層

　　為屏蔽各類(lèi)設備之間的差異，實(shí)現應用對設備的透明操作。中間件將每個(gè)設備(RFID閱讀器，打印機，傳感器等)用統一的代理來(lái)模擬，由代理和設備直接交互。不同的設備，代理處理的消息類(lèi)型、處理的方法也不同。代理之間通過(guò)UDP/IP上的XML消息來(lái)交流信息。使用XML的優(yōu)點(diǎn)是它的異構性、可擴展性、靈活性，適用于松耦合特性的分布式系統。

　　2.1.1代理

　　中間件為設備和應用層提供了雙向接口，我們用代理來(lái)模擬設備接口。閱讀器代理負責控制閱讀器驅動(dòng)、狀態(tài)查詢(xún)、接收標簽數據列表等工作，把設備傳進(jìn)來(lái)的數據轉換成標準化格式。用戶(hù)可以根據傳感器類(lèi)型的不同而擴展它，這樣能更好地適應客戶(hù)需要。打印機代理負責控制打印機，用戶(hù)可根據需要添加其他類(lèi)型。

　　2.1.2消息機制

　　RFID中間件是消息中間件的一種，它的消息傳遞模式支持點(diǎn)對點(diǎn)模式和發(fā)布/訂閱模式。代理和設備之間多用點(diǎn)對點(diǎn)模式，例如啟動(dòng)或關(guān)閉一個(gè)閱讀器時(shí)，使用UDP套接字來(lái)處理點(diǎn)對點(diǎn)操作;若閱讀器被成功啟動(dòng)，它也會(huì )廣播一個(gè)閱讀器狀態(tài)更新信息。

　　在事件處理層，應用系統通過(guò)發(fā)布/訂閱機制獲得感興趣的信息，中間件為完成這一功能設置了訂閱解析器，提取定義文件的參數和方法，傳送到事件處理機制，對RFID數據進(jìn)行處理。

　　2.1.3緩沖機制

　　RFID閱讀器每秒鐘會(huì )閱讀到成千上萬(wàn)的標簽，為防止溢出，采用線(xiàn)程來(lái)加速包的卸載，并將數據保存在即時(shí)隊列中。這里線(xiàn)程和數據隊列構成了一個(gè)緩沖機制，以滿(mǎn)足計算機的實(shí)時(shí)處理要求，它可以平滑從閱讀器接收到的大量簡(jiǎn)單重復無(wú)序數據，按要求進(jìn)行處理。每個(gè)閱讀周期(讀周期是和讀寫(xiě)器交互的最小單位)線(xiàn)程接收一組EPCs(標簽EPC，閱讀器ID，時(shí)間戳)組合，將其發(fā)送到消息隊列，對其進(jìn)行事件有效性驗證，檢查是否出現讀寫(xiě)錯誤或漏讀，實(shí)現對數據的初步過(guò)濾。正確讀取的數據記錄在數據庫的Observation表中。

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