1、射頻識別技術(shù)原理、協(xié)議及系統(tǒng)設(shè)計第二章 RFID系統(tǒng)組件原理本章內(nèi)容2.1 閱讀器2.2 射頻標簽2.3 軟件系統(tǒng)組成2.4 小結(jié)2.1 閱讀器閱讀器作為RFID系統(tǒng)重要的硬件組成部分本節(jié)將從以下六個方面對閱讀器進行介紹閱讀器功能閱讀器分類閱讀器操作規(guī)范閱讀器組成信號處理與控制射頻模塊閱讀器為射頻標簽工作提供能量供能通信閱讀器和射頻標簽之間的通信閱讀器和應用層（中間件）之間的通信安全保證閱讀器的通信安全性保證功能，如使用加密、解密技術(shù)自組網(wǎng)能力多天線管理中間件接口2.1.1 閱讀器功能閱讀器作為連接應用層（中間件）和射頻標簽的橋梁，占據(jù)著十分重要的位置。一般來說，閱讀器在RFID系統(tǒng)中可能提供

2、的功能可以總結(jié)如下。連接外設(shè)2.1.2 閱讀器分類RFID系統(tǒng)的工作原理與其所使用的射頻信號頻率有關(guān)。工作頻率越高，識別距離越遠，數(shù)據(jù)傳輸速率越高，信號衰減越厲害，對障礙物越敏感。按工作頻率低頻和高頻閱讀器，工作距離一般小于1m，典型工作頻率125kHz、135kHz、6.78MHz、13.56MHz和27.125MHz超高頻和特高頻閱讀器，工作距離一般大于1m，典型工作頻率有433MHz、860MHz960MHz、2.45GHz和5.8GHz2.1.2 閱讀器分類按結(jié)構(gòu)外觀在實際應用中，由于需要綜合考慮閱讀器成本、便攜性等方面因素，因此閱讀器在外觀結(jié)構(gòu)上有很大不同，可分為以下三類：固定式便攜

3、式工業(yè)讀寫器有線供電集成度高搭建快速體積較小電池供電移動方便行業(yè)相關(guān)可集成其他傳感器2.1.3 閱讀器操作規(guī)范為保證閱讀器的性能滿足應用需求，在閱讀器的使用過程中通常要遵循相應的操作規(guī)范。在閱讀器的諸多性能指標上，閱讀器的讀寫距離是影響應用范圍的關(guān)鍵因素。讀寫距離包括讀取距離和寫入距離，寫入距離一般是讀取距離50%-70%。影響讀寫距離的主要因素包括：閱讀器天線和射頻標簽天線的耦合方式閱讀器射頻信號的輸出功率射頻載波信號的頻率天線方向操作環(huán)境條件標簽移動速度等2.1.3 閱讀器操作規(guī)范天線極化方向是天線向外輻射以及從外界接收信號能力最強的方向，標簽的天線線圈平面和閱讀器天線線圈平面平行，識別距

4、離最大。增大閱讀器對標簽讀寫操作成功的概率措施：1、改變閱讀器方向來匹配標簽天線的方向2、使用多個冗余天線3、增大閱讀器天線的功率4、增大閱讀器天線單位時間的采樣次數(shù)5、采用環(huán)形極化天線或全向天線障礙物對系統(tǒng)工作性能的影響超高頻的RFID，射頻信號穿透非導體材料的能力非常強，但穿透水、金屬等物質(zhì)材料的能力卻非常弱。2.1.3 閱讀器操作規(guī)范在多種因素影響的環(huán)境下，很難用統(tǒng)一的標準去衡量各個因素的影響，針對不同的應用特點，選擇正確合適的閱讀器或有效地配置閱讀器的參數(shù)保證系統(tǒng)的工作性能非常重要，在閱讀器的操作規(guī)范中，下面幾點是選擇使用閱讀器時需要重點考慮的方面：工作頻率：指閱讀器的工作頻段，工作頻

5、率越高，射頻標簽向閱讀器傳輸數(shù)據(jù)的速率越高，工作距離越遠；防碰撞性能：指多個射頻標簽讀取和寫入操作場景下，系統(tǒng)的有效數(shù)據(jù)傳輸率。同時對多個標簽讀取，需要閱讀器或射頻標簽能夠?qū)ε鲎膊扇∠鄳拇胧﹣斫鉀Q競爭問題射頻識別協(xié)議靈活性：指閱讀器和射頻標簽之間的通信協(xié)議是通用協(xié)議還是專屬協(xié)議。如EPCglobal C1 G2國家（地區(qū)）無線電管理規(guī)范：不同國家對于無線電頻譜有不同要求，對無線電的最大發(fā)射功率也有相應的要求網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議：閱讀器和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的通信接口2.1.3 閱讀器操作規(guī)范多天線的支持能力：指單個閱讀器是否可以支持多個天線同時工作。擴大識別范圍，節(jié)約閱讀器成本中間件接口：性能穩(wěn)定、易

6、于使用的中間件接口可以幫助開發(fā)人員進行快速的開發(fā)連接外部傳感器節(jié)點和控制電路：將RFID技術(shù)與傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，可以增強系統(tǒng)的感知能力，創(chuàng)造更加豐富的應用。2.1.4 閱讀器組成又稱基帶控制模塊包含：微處理器以執(zhí)行計算任務(wù)數(shù)字信號處理芯片以完成數(shù)字信號的編碼、解碼又稱高頻接口模塊包含分隔的信道：發(fā)射器信號通道接收器信號通道天線是發(fā)射和接收射頻載波信號的設(shè)備，是一種將電流信號轉(zhuǎn)換成電磁波發(fā)送出去，或者將接收到的電磁波轉(zhuǎn)換為電流信號的裝置2.1.5 信號處理與控制模塊與上位機進行通信，并執(zhí)行從上位機發(fā)來的命令控制與射頻標簽的通信過程信號的編碼和解碼 執(zhí)行防碰撞算法對閱讀器和射頻標簽之間傳送的數(shù)據(jù)

7、進行加密和解密進行閱讀器和標簽之間的身份驗證2.1.6 射頻模塊電感耦合型射頻模塊低頻、高頻RFID系統(tǒng)通過閱讀器和射頻標簽之間的電感耦合工作。該工作方式的射頻標簽一般是無源的，通過電感耦合給標簽提供能量。閱讀器向射頻標簽發(fā)送數(shù)據(jù)時，可以采用多種數(shù)字調(diào)制技術(shù)對數(shù)據(jù)進行調(diào)制。射頻標簽向閱讀器發(fā)送數(shù)據(jù)時，通常采用負載調(diào)制技術(shù)，將射頻標簽天線線圈中的電壓變化傳到閱讀器天線。2.1.6 射頻模塊電磁反向散射耦合型射頻模塊遠距離超高頻RFID系統(tǒng)利用閱讀器與射頻標簽之間的電磁反向散射耦合原理工作的，類似于雷達的工作原理。該系統(tǒng)中，為了給射頻標簽提供工作能量，閱讀器必須不斷地發(fā)送射頻信號。閱讀器發(fā)送信號和

8、標簽返回信號頻率相同、強度不同。為了區(qū)分，超高頻的射頻模塊可分為：源模塊、發(fā)送模塊和接受模塊。2.1.6 射頻模塊電磁反向散射耦合型射頻模塊源模塊的作用是為發(fā)送通道和接受通道提供本地振蕩器（Local Oscillator）。放大之后的載波信號經(jīng)過功分器分成兩路，一路送往發(fā)送模塊，一路送往接受模塊。2.1.6 射頻模塊電磁反向散射耦合型射頻模塊發(fā)送模塊由混頻器、線性放大器、前置放大器、功率放大器和阻抗變換網(wǎng)絡(luò)組成。 線性放大器信號放大 混頻器載波、基帶信號混合調(diào)制 功率放大器 阻抗變換網(wǎng)阻抗匹配 低通濾波器和諧波抑制器 環(huán)形器2.1.6 射頻模塊電磁反向散射耦合型射頻模塊接收模塊由線性放大器、

9、兩個功分器和兩個混頻器組成。射頻標簽返回微弱信號天線 環(huán)形器（三端口微波器件） 帶通濾波器 功分器 混頻器I路基帶信號輸出 混頻器Q路基帶信號輸出2.1.6 射頻模塊電磁反向散射耦合型射頻模塊射頻模塊主要功能產(chǎn)生高頻發(fā)送能量，激活射頻標簽并為其提供能量（無源射頻標簽）對發(fā)送信號進行調(diào)制，用于將數(shù)據(jù)傳輸給射頻標簽。接受并解調(diào)來自射頻標簽的射頻信號。2.2 射頻標簽射頻標簽作為RFID系統(tǒng)重要的硬件組成部分本節(jié)將從以下八個方面對閱讀器進行介紹標簽分類標簽操作規(guī)范標簽組成標簽天線標簽芯片標簽喚醒電路標簽功能標簽制造2.2.1 標簽功能標簽內(nèi)存儲和物品相關(guān)的信息，如標識符、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家等。存儲數(shù)

10、據(jù)能量獲取標簽可以從閱讀器發(fā)射的電磁場中吸收能量，為標簽自生供電。射頻標簽的最主要功能就是能夠存儲一定量的數(shù)據(jù)，并以非接觸的方式將存儲的數(shù)據(jù)發(fā)送給閱讀器。一般來說，可以將標簽的功能歸納為以下幾點：標簽可以在距離閱讀器一定距離的范圍內(nèi)被識別。非接觸式讀寫安全加密碰撞退讓2.2.2 標簽分類按封裝形式卡片型標簽便于攜帶、天線保護好、防水防潮標簽型標簽可以直接貼在物體上，用于工業(yè)生產(chǎn)、物流管理等領(lǐng)域配件型標簽方便攜帶同時不影響美觀。植入型標簽動植物管理2.2.2 標簽分類按能量來源半無源標簽電路板上集成電池，但作為輔助備用無源標簽依靠反射閱讀器發(fā)射的載波信號來獲取能量有源標簽主動標簽，依靠自身電池。

11、2.2.2 標簽分類按工作頻率低頻標簽30kHz300kHz一般為無源電感耦合穿透力強高頻標簽300kHz30MHz一般為無源電感耦合傳輸快、存儲大超高頻標簽0.3GHz3GHz無源或有源電磁反向散射耦合距離遠、速率高、移動場景、多標簽讀寫性能好2.2.2 標簽分類按讀寫能力讀寫標簽可讀可寫結(jié)構(gòu)復雜成本高無需數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)只讀標簽只能讀取，內(nèi)含唯一序列號價格低結(jié)構(gòu)簡單2.2.3 標簽操作規(guī)范與閱讀器類似，在實際系統(tǒng)中，標簽的操作規(guī)范也要考慮很多因素，下面幾個是需要重點考慮的：讀取范圍所附著物體能量來源移動需求存儲容量標簽成本天線極化方向標簽可靠性工作頻率尺寸和形式2.2.4 標簽組成天線芯片決定了

12、標簽的尺寸接受閱讀器發(fā)射的射頻信號將芯片數(shù)據(jù)發(fā)送給閱讀器對于無源標簽，天線還用來供能對天線收到的信號進行解調(diào)、解碼等，并對標簽需要發(fā)送的信號進行編碼和調(diào)制，以及執(zhí)行防碰撞算法和存儲數(shù)據(jù)等2.2.5 標簽天線天線是一種專門設(shè)計用來耦合、輻射電磁能量的導體結(jié)構(gòu)。通常標簽天線尺寸越小，天線輻射阻抗越小，標簽工作距離越短，工作效率越低。天線性能包括方向特性、天線效率、天線增益等。根據(jù)工作原理不同，可以將標簽天線分為三類：線圈型天線微帶貼片型天線偶極子天線2.2.5 標簽天線在低頻RFID系統(tǒng)中，標簽工作在閱讀器天線的近場 (近場指從天線開始到一個波長的距離范圍) ，標簽天線由與標簽芯片相連的線圈構(gòu)成。

13、在超高頻RFID系統(tǒng)中，標簽工作在閱讀器天線的遠場 (遠場指距離天線若干個波長開始到無窮遠) ，標簽天線尺寸和通信距離、讀取能量、工作效率成反比。天線方向特性指天線的極化方向，天線的極化是指在天線最大輻射方向上，電場矢量的方向隨時間變化的規(guī)律。極化分為線極化、圓極化和橢圓極化。 天線效率指天線輻射出去的功率（有效轉(zhuǎn)換電磁波部分的功率）和輸入到天線的有功功率之比，恒小于1天線增益是指在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點所產(chǎn)生的信號的功率密度之比，它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。2.2.5 標簽天線線圈型天線工藝簡單、成本低，在低頻、高頻近距離RFID系統(tǒng)中被

14、廣泛使用。利用電感耦合工作，類似變壓器原理，閱讀器天線相當于變壓器初級線圈，標簽天線作為次級線圈，在變化的磁場內(nèi)產(chǎn)生電壓。通過并聯(lián)的電容進行充電，為標簽芯片提供能量。2.2.5 標簽天線 微帶貼片天線這種天線是在帶有導體接地板的介質(zhì)基礎(chǔ)上貼加導體薄片而形成的天線。質(zhì)量輕、體積小、成本低、易于大量生產(chǎn)。適用于通信方向不變的場景。2.2.5 標簽天線偶極子天線由兩端長度、粗細程度相同的直導線排成一條直線構(gòu)成的天線。適用于超高頻標簽。典型的有：半波偶極子天線、雙線折疊偶極子天線、三線折疊偶極子天線和雙偶極子天線。偶極子天線屬于全向天線。2.2.6 標簽芯片可分為：模擬前端、控制部件和存儲部件。模擬前

15、端：整流天線輸入信號提供穩(wěn)定電壓、將天線輸入檢波得到數(shù)字信號、調(diào)制控制部件發(fā)送信號給天線發(fā)送、為控制模塊提供時鐘。控制部件：數(shù)據(jù)解碼、數(shù)據(jù)校驗、數(shù)據(jù)編碼、加密解密、防碰撞、讀寫控制。存儲部件：標簽數(shù)據(jù)載體。2.2.7 標簽喚醒電路喚醒機制電路的設(shè)計方式整流器1V電壓輸出晶體管接通整流器5mV電壓輸出與參考電壓比較晶體管接通2.2.7 標簽制造標簽的制作工藝主要有：線圈繞制法、化學蝕刻法和印刷法制造過程分為：天線制造和芯片組裝天線制造RFID天線制作工藝主要有線圈繞制法、蝕刻法和印刷法。低頻RFID電子標簽天線基本是采用繞線方式制作而成；高頻RFID電子標簽天線利用以上三種方式均可實現(xiàn)，但以蝕刻

16、天線為主，其材料一般為鋁或銅；UHF RFID電子標簽天線則以印刷天線為主。2.2.7 標簽制造天線制造芯片組裝就是將標簽天線和標簽芯片進行連接的過程。倒裝芯片技術(shù)快速固態(tài)導電黏合劑分發(fā)技術(shù)2.2.7 標簽制造標簽的制作工藝主要有：線圈繞制法、化學蝕刻法和印刷法制造過程分為：天線制造和芯片組裝天線制造芯片組裝倒裝芯片技術(shù)快速固態(tài)導電黏合劑分發(fā)技術(shù)2.3 軟件系統(tǒng)組成RFID系統(tǒng)的軟件組成是RFID系統(tǒng)的“靈魂”。為了使讀者對開發(fā)RFID系統(tǒng)有直接的體會，本章結(jié)合商用閱讀器的軟件接口進行介紹。概述工作流程Alien RFID Java中間件閱讀器使用示例2.3.1 概述RFID系統(tǒng)的軟件組成是R

17、FID系統(tǒng)的“靈魂”。為了使讀者對開發(fā)RFID系統(tǒng)有直接的體會，本章結(jié)合商用閱讀器的軟件接口進行介紹。本章節(jié)將介紹RFID系統(tǒng)的軟件組成，重點介紹中間件組件。以Alien Technology公司的超高頻商用閱讀器產(chǎn)品為例來說明（左圖）。內(nèi)容包括：讀寫器的安裝初始化配置、設(shè)置標簽掩碼、自主工作方式的實現(xiàn)、交互工作方式的實現(xiàn)、標簽的存儲結(jié)構(gòu)和喚醒方法等。本章需要對JAVA程序設(shè)計有基本的掌握。2.3.2 工作流程RFID系統(tǒng)的軟件組成是RFID系統(tǒng)的“靈魂”。為了使讀者對開發(fā)RFID系統(tǒng)有直接的體會，本章結(jié)合商用閱讀器的軟件接口進行介紹。2.3.3 Alien RFID Java中間件組織結(jié)構(gòu)包

18、含五個包：reader、tags、discovery、notify、util閱讀器的連接AlienClass1Reader類創(chuàng)建對象來控制有COM口和網(wǎng)絡(luò)兩種（見下圖）2.3.3 Alien RFID Java中間件打開或關(guān)閉連接向閱讀器發(fā)送操作命令通過reader對象的doReaderCommandreader.open();reader.isOpen();reader.close();通過reader對象的getTagList方法Tag tagList = reader.getTagList();public String getTagID();/返回標簽IDpublic int getR

19、SSI();/返回信號強度2.3.3 Alien RFID Java中間件標簽信息類Tag搜索可用閱讀器串口服務(wù)監(jiān)聽類：SerialDiscoveryListenerService網(wǎng)絡(luò)服務(wù)監(jiān)聽類：NetworkDiscoveryListenerService掃描串口網(wǎng)絡(luò)閱讀器周期性向同一個網(wǎng)段所有主機發(fā)送心跳信號，該信號可以被主機上的應用程序監(jiān)聽，心跳數(shù)據(jù)內(nèi)容見書上p48XML2.3.3 Alien RFID Java中間件交互工作模式和自主工作模式工作在交互模式下的閱讀器把主機發(fā)送的每一條命令看成一個單獨的任務(wù)，按照順序立即執(zhí)行并返回結(jié)果。工作在自主總琢磨是下的閱讀器能夠根據(jù)預先配置的觸發(fā)時

20、間和處理邏輯進行自主監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理2.3.3 Alien RFID Java中間件標簽的存儲結(jié)構(gòu)下圖所示的是EPC Class1 Generation2標準規(guī)定的典型標簽存儲結(jié)構(gòu)2.3.3 Alien RFID Java中間件標簽掩碼Set mask如：只訪問ID以“80000040”開頭的標簽Set mask = 32, 0, 80 00 00 40通過設(shè)置標簽掩碼可以只讓一部分標簽相應，另一部分標簽休眠，減少了標簽之間通信相互干擾的概率，提高了標簽和閱讀器之間的有效數(shù)據(jù)傳輸率。標簽掩碼的使用方式和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的子網(wǎng)掩碼有相似之處2.3.4 閱讀器使用完整實例使用串口通信方式連接閱讀器通過Al

21、ienReaderClass1Reader類下面例子是從COM1連接2.3.4 閱讀器使用完整實例閱讀器自主工作模式根據(jù)MessageListener的messageReceived2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)RFID將與互聯(lián)網(wǎng)、無線通訊網(wǎng)等一起，在全球編織一個龐大的物聯(lián)網(wǎng)。這種網(wǎng)絡(luò)格局的變革，將使許多應用程序在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的異構(gòu)平臺上運行。為解決分布異構(gòu)的問題，人們提出了中間件的概念。中間件是介于前端讀寫器硬件模塊與后端應用軟件之間的重要環(huán)節(jié)，是RFID部署與運作的中樞。2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)一、RFID中間件概述1、中間件的概念目前中間件并沒有嚴格的定義。人們普遍接受的定義是，中間件

22、是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應用系統(tǒng)借助這種軟件，可以實現(xiàn)在不同的應用系統(tǒng)之間共享資源。中間件由“平臺”和“通信”兩部分構(gòu)成，只能用于分布式系統(tǒng)。 中間件是位于平臺（硬件和操作系統(tǒng)）和應用之間的通用服務(wù)2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)中間件應具有的一些特點滿足大量應用的需要；運行于多種硬件和OS平臺；支持分布計算，提供跨網(wǎng)絡(luò)、硬件和OS平臺的透明性應 用或服務(wù)的交互；支持標準的協(xié)議；支持標準的接口。中間件最初發(fā)展動力是需要有一個公共的標準應用開發(fā)平臺，來屏蔽不同操作系統(tǒng)之間的環(huán)境和API差異，隨著網(wǎng)絡(luò)應用的需求，變成了中間件更重要的驅(qū)動因素。分布式應用軟件借助于中間件，可以連接網(wǎng)絡(luò)上不

23、同的應用系統(tǒng)，共享資源和功能。由于標準接口對于可移植性和協(xié)議標準對于互操作性的重要性，中間件已成為許多標準化工作的主要部分2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)2、RFID中間件的分類2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)3、RFID中間件的發(fā)展歷程RFID中間件的發(fā)展階段 (三個階段)（1）應用程序中間件發(fā)展階段：是RFID中間件的初始階段。 在本階段RFID中間件多以整合、串接RFID讀寫器為目的。 （2）構(gòu)架中間件發(fā)展階段：是RFID中間件的成長階段， RFID中間件不但具備了基本數(shù)據(jù)收集、過濾、處理等功能，同時也滿足了企業(yè)多點對多點的連接需求，并具備了平臺的管理與維護功能。（3）解決方案中間件發(fā)展階段

24、：是RFID中間件的成熟階段。各廠商針對RFID在不同領(lǐng)域的應用，提出了各種RFID中間件的解決方案。企業(yè)只需要通過中間件舊可以將原有應用系統(tǒng)快速與RFID系統(tǒng)連接，實現(xiàn)RFID系統(tǒng)可視化管理2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)4、RFID中間件的特征與作用RFID中間件的特征目前RFID中間件可以分為非獨立的中間件和獨立的通用中間件兩大類。非獨立的中間件將RFID技術(shù)納入到現(xiàn)有的中間件產(chǎn)品的軟件系統(tǒng)中，RFID作為可選子項。獨立的通用中間件具有獨立性，不依賴于其它軟件系統(tǒng)，各模塊都是由組件構(gòu)成，根據(jù)不同的需要進行軟件組合。2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)RFID中間件的作用（1）控制RFID讀寫設(shè)備

25、按照預定的方式工作，保證不同讀寫設(shè)備之間配合協(xié)調(diào)。（2）按照一定規(guī)則過濾數(shù)據(jù)，篩除絕大部分冗余數(shù)據(jù)，將真正有效的數(shù)據(jù)傳送給后臺信息系統(tǒng)。（3）保證讀寫器和企業(yè)級分布式應用系統(tǒng)平臺之間的可靠通信。（4）中間件屏蔽了底層操作系統(tǒng)的復雜性。2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)二、RFID中間件的結(jié)構(gòu)1、中間件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 中間件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括讀寫器接口（Reader Interface）、處理模塊（Processing Module）以及應用接口（Application Interface）3部分。2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)讀寫器接口：多種讀寫器，每一種都有其專用的接口，讀寫器接口以及數(shù)據(jù)的訪問和管理能力

26、是各不相同的，要使開發(fā)人員都了解不現(xiàn)實，因此應該使用中間件來屏蔽具體的讀寫器接口，主要功能：1、提供讀寫器硬件與中間件連接的接口；2、負責讀寫器、適配器與后端軟件之間的通信接口，并支持多種讀寫器和適配器；3、能夠接收遠程命令、控制讀寫器和適配器處理模塊：匯聚不同數(shù)據(jù)源的讀取數(shù)據(jù)，并且基于預先配置的應用層時間過濾器進行調(diào)整和過濾，送到后端系統(tǒng)。主要功能：1、觀察所有讀寫器狀態(tài)；2、提供處理模塊向系統(tǒng)注冊的機制；3、提供EPC編碼和非EPC編碼的轉(zhuǎn)換功能；4、提供管理讀寫器功能，如新增、刪除、停用和群組等；5、提供過濾不同讀寫器接收內(nèi)容的功能，進行數(shù)據(jù)處理。2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)應用接口：

27、在中間件的頂層，其主要目的在于提供一個標準機制，來注冊和接收經(jīng)過過濾的事件，應用接口還提供標準的API，來配置、監(jiān)控和管理中間件，以及它所控制的讀寫器。2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)2、中間件的處理模塊 RFID事件過濾系統(tǒng) RFID事件過濾系統(tǒng)（RFID Event Management System）可以與閱讀器應用程序進行通信，過濾閱讀器發(fā)送的事件流。（1）事件過濾的方式： 平滑算法消除那些被懷疑有錯誤的閱讀 協(xié)調(diào)可以采用不同運算規(guī)則，清除不屬于此閱讀器的閱讀 轉(zhuǎn)發(fā)根據(jù)事件的類型不同，將事件傳送為一個或多個輸出（2）事件記錄的方式：（3）事件過濾的作用：（4）事件過濾的功能：2.3.5

28、RFID中間件系統(tǒng)實時內(nèi)存事件數(shù)據(jù)庫 實時內(nèi)存事件數(shù)據(jù)庫（Real-time In-memory Event Database，RIED）是一個用來保存邊緣中間件信息的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫。RIED是一個高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，假如讀寫器每秒閱讀并發(fā)送10000個數(shù)據(jù)信息，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫每秒必須能夠完成10000個數(shù)據(jù)處理，而且這些數(shù)據(jù)是保守估計的，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫必須高效地處理讀取的大量數(shù)據(jù)。任務(wù)管理系統(tǒng) 任務(wù)管理系統(tǒng)（Task Management System，TMS）負責管理由上級中間件或企業(yè)應用程序發(fā)送到本級中間件的任務(wù)。類似于操作系統(tǒng)的進程管理2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)三、RFID中間件的實例 目前技

29、術(shù)比較成熟的RFID中間件主要是國外產(chǎn)品，IBM、Microsoft、BEA、Reva、Oracle、Sun、SPA等公司都提供RFID中間件產(chǎn)品。國內(nèi)的深圳立格和清華同方是較早涉足這一領(lǐng)域的企業(yè)，已經(jīng)擁有具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中間件產(chǎn)品。1、IBM 的RFID中間件 IBM中間件的體系結(jié)構(gòu)IBM在中間件領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。 IBM公司推出了以WebSphere中間件為基礎(chǔ)的RFID解決方案。WebSphere中間件通過與EPC平臺集成，可以支持全球各大著名廠商生產(chǎn)的各種閱讀器和傳感器。2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)（1）邊緣控制器主要負責與RFID硬件設(shè)備之間的通信，對RFID閱讀器所提供的數(shù)

30、據(jù)進行過濾和整合，將其提供給前端服務(wù)器（2）充當了所有RFID設(shè)備信息采集的匯合中心，邊緣控制器和前端服務(wù)器之間采用發(fā)布/訂閱主題的方式通信IBM中間件的體系結(jié)構(gòu)2.3.5 RFID中間件系統(tǒng)IBM RFID中間件的工作流程RFID讀寫器獲得標簽數(shù)據(jù)后，通過代理服務(wù)器將其發(fā)布到MicroBroker總線。適配器和濾波器訂閱了標簽數(shù)據(jù)這一主題，就從MicroBroker總線上得到數(shù)據(jù)，然后將處理后的標簽數(shù)據(jù)發(fā)布到MicroBroker總線上，由MB Bridge模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到前端服務(wù)器。前端服務(wù)器訂閱了處理后的標簽數(shù)據(jù)，然后將其提供給WebSphere應用服務(wù)器。IBM WebSphere應用服務(wù)器將RFID事件、企業(yè)的商業(yè)模型以及應用程序進行映射，提取應用程序關(guān)心的RFID事件和數(shù)據(jù)。適配器主要用來適配各種RFID閱讀器，因為他們支持的協(xié)議不盡相同。過濾器負責定制過濾規(guī)則、對數(shù)據(jù)進行過濾，忽略重復的標簽信息。