基于RFID企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及中間件技術(shù)研究

1 概述

隨著(zhù)全球一體化、丁業(yè)企業(yè)自動(dòng)化和信息化進(jìn)程的不斷深入發(fā)展，客戶(hù)對企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量要求也越來(lái)越高，對企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品生產(chǎn)周期要求也是越來(lái)越短?，F有的條形碼技術(shù)和其它方法，由于本身的特性和應用的局限性已不能滿(mǎn)足現代工業(yè)企業(yè)的需要。無(wú)線(xiàn)射頻識別技術(shù)（RFID）的出現及應用發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的組建則可以實(shí)現與現代工業(yè)企業(yè)內部現有網(wǎng)絡(luò )系統進(jìn)行信息整合，同時(shí)可以?xún)?yōu)化內部物流供應和優(yōu)化流通過(guò)程流程。提高工業(yè)企業(yè)內部的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)鼉，進(jìn)而提高整個(gè)企業(yè)的核心競爭力。一個(gè)良好的基于RFID應用架構的物聯(lián)網(wǎng)系統可以較好的幫助工業(yè)企業(yè)達到這些目標，實(shí)現高效高質(zhì)量的產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品出貨。設計和開(kāi)發(fā)基于RFID技術(shù)的現代工業(yè)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統技術(shù)，以便企業(yè)可以及時(shí)、準確地獲取寶貴的生產(chǎn)數據，并對數據進(jìn)行及時(shí)的分析處理，減少生產(chǎn)浪費，縮短產(chǎn)品周期，在進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率的同時(shí)，提高企業(yè)的綜合競爭力已經(jīng)勢在必行。

電子標簽和物聯(lián)網(wǎng)出現使得工業(yè)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統得以實(shí)現。電子標簽是用來(lái)識別物品的一種新技術(shù)，它是根據無(wú)線(xiàn)射頻識別原理（RFID）而牛產(chǎn)，它與讀寫(xiě)器通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻信號交換信息，是未來(lái)識別技術(shù)的首選產(chǎn)品。物聯(lián)網(wǎng)就是在計算機互聯(lián)網(wǎng)基礎上，利用電子標簽為每一物品確定唯一識別EPC碼，從而構成一個(gè)實(shí)現全球物品信息實(shí)時(shí)共享實(shí)物瓦聯(lián)網(wǎng)，簡(jiǎn)稱(chēng)“物聯(lián)網(wǎng)”。物聯(lián)網(wǎng)的提出給J：業(yè)企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)獲取產(chǎn)品原始信息并自動(dòng)生成清單提供了一種有效手段，而電子標簽可以方便地實(shí)現自動(dòng)化的產(chǎn)品識別和產(chǎn)品信息采集，這兩者的有機結合使企業(yè)從產(chǎn)品生產(chǎn)、運輸過(guò)程、銷(xiāo)售過(guò)程等各個(gè)環(huán)節可以構造一個(gè)實(shí)現傘球物品信息實(shí)時(shí)共享實(shí)物瓦聯(lián)網(wǎng)成為可能，從而將大大降低人工干預的程度，提高工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化和智能化水平。

本文以電子標簽和物聯(lián)網(wǎng)為基礎，提出了基于RFID技術(shù)的工業(yè)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統的基本結構，對其結構和功能進(jìn)行了分析，并根據物聯(lián)網(wǎng)利用電子標簽實(shí)現了一個(gè)典型的工業(yè)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統，大大提高工業(yè)企業(yè)運作的快速性和準確性，不但提高了丁作效率，而且還減少人為的差錯。

2 物聯(lián)網(wǎng)系統組成

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以把世界上不同角落、不同國家的人們通過(guò)計算機緊密地聯(lián)系在一起，而采用無(wú)線(xiàn)射頻識別技術(shù)（RFID）的Internet網(wǎng)絡(luò )也可以把世界上所有不同國家、地區的物品聯(lián)系在一起。而且彼此之間可以互相“交流”數據信息，從而組成一個(gè)全球性實(shí)物相互聯(lián)系的物聯(lián)網(wǎng)。

2.1物聯(lián)網(wǎng)的組成

物聯(lián)網(wǎng)是以電子標簽和EPC碼為基礎，建立在計算機互聯(lián)網(wǎng)基礎上的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )，其宗旨是實(shí)現全球物品信息的實(shí)時(shí)共享和互通?；赗FID技術(shù)現代工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的系統結構如圖1所示，它由信息采集系統、工業(yè)企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用系統、現場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)管理中心、國家物聯(lián)網(wǎng)管理中心、國際物聯(lián)網(wǎng)管理中心等部分組成。

圖1物聯(lián)網(wǎng)的系統結構

（1）信息采集系統。這部分包括物品、物品電子標簽、讀寫(xiě)器等部分組成，主要完成物品的識別和物品EPC碼的采集和處理。存儲有EPC碼的電子標簽在經(jīng)過(guò)讀寫(xiě)器的感應區域時(shí)，1物品EPC碼會(huì )自動(dòng)被讀寫(xiě)器捕獲，從而實(shí)現自動(dòng)化EPC信息采集，采集的數據將交由上位機信息采集軟件進(jìn)行進(jìn)一步的處理，如數據校對、數據過(guò)濾、數據完整性檢查等，這些經(jīng)過(guò)整理的數據可以為上層應用管理系統使用。

（2）RFID企業(yè)生產(chǎn)系統。負責前端的標簽識別、讀寫(xiě)和信息管理工作，將讀取的信息通過(guò)計算機或直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送給本地物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)系統。

（3）現場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)管理中心，負責管理本地物聯(lián)網(wǎng)。這一級是最基本的物聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)管理中心，為本地用戶(hù)單位提供管理、規劃及解析服務(wù)。

（4）國家物聯(lián)網(wǎng)管理中心，負責制定和發(fā)布國家總體標準，負責與國際物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)，并且對現場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)管理中心進(jìn)行管理。

（5）國際物聯(lián)網(wǎng)管理中心，負責制定和發(fā)布國際總體標準，負責與各個(gè)國家的物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)，并且對各個(gè)國家物聯(lián)網(wǎng)管理中心進(jìn)行協(xié)調、指導、管理等工作。

物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)Internet信息世界的互聯(lián)實(shí)現物理世界任何產(chǎn)品的互聯(lián)，實(shí)現在任何地方、任何時(shí)間可識別任何產(chǎn)品。使產(chǎn)品成為附有動(dòng)態(tài)信息的“智能產(chǎn)品”，并使產(chǎn)品信息流和物流完全同步，從而為產(chǎn)品信息共享提供了一個(gè)高效、快捷的網(wǎng)絡(luò )平臺。

2.2物聯(lián)網(wǎng)的中間件系統及其用途

中間件是處在閱讀器和計算機Internet之問(wèn)的一種中間件系統。該中間件可為企業(yè)應用提供一系列計算和數據處理功能。其主要任務(wù)是對閱讀器讀取的標簽數據經(jīng)行捕獲、過(guò)濾、匯集、計算，數據校對、解調、數據傳送、數據存儲和任務(wù)管理，減少從閱讀器傳往工廠(chǎng)應用的數據量。同時(shí)，中間件還可提供與其他RFID支撐軟件系統進(jìn)行互操作等功能。此外，中間件還定義了閱讀器和應用兩個(gè)接口。中間件如圖2所示。

圖2中間件示意圖

中間件簡(jiǎn)單可以說(shuō)是由平臺與通信組成。這也就限定了只有它用于發(fā)布式系統中時(shí)才能叫中間件，同時(shí)也把它與支撐軟件和實(shí)用軟件區分開(kāi)來(lái)。中間件應該具備二個(gè)關(guān)鍵特征：首先要為上層的應用層服務(wù)，這是一個(gè)基本條件；此外，又必須連接到操作系統的層面，并且保持運行工作狀態(tài)。中間件研究的領(lǐng)域和范圍很廣，涉及多個(gè)行業(yè)，也涉及多個(gè)不同的研究方向，比如：應用服務(wù)器、應用集成架構與技術(shù)、門(mén)戶(hù)技術(shù)、工作流技術(shù)、企業(yè)級應用基礎軟件平臺體系架構、移動(dòng)中間件技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)等領(lǐng)域。

一般物聯(lián)網(wǎng)中問(wèn)件具有的模塊有：讀寫(xiě)器接口、事件管理器、應用程序接口、目標信息服務(wù)和對象名解析服務(wù)等，如圖3所示。各個(gè)模塊描述如下：

圖3物聯(lián)網(wǎng)中間件功能模塊結構

（1）讀寫(xiě)器接口

物聯(lián)網(wǎng)中間件必須優(yōu)先為各種形式的讀寫(xiě)器提供集成功能。協(xié)議處理器確保使中間件能夠通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò )通信方案連接到RFID讀寫(xiě)器，作為RFID標準化制定主體的EPC-global組織負責制定并推廣描述RFID讀寫(xiě)器與其應用程序間通過(guò)普通接口來(lái)相互作用的規范。

（2）事件管理器

事件管理器用來(lái)對自于讀寫(xiě)器接口的RFID事件數據進(jìn)行過(guò)濾、聚合和排序操作，并且再通告數據與外部系統相關(guān)聯(lián)的內容。

（3）應用程序接口

應用程序接口使得應用程序系統能夠控制讀寫(xiě)器。服務(wù)器接收器接收應用程序系統指令，它提供一些通信功能。

（4）目標信息服務(wù)

目標信息服務(wù)由2部分組成：一個(gè)是日標存儲庫，用于存儲與標簽物體有關(guān)的信息并使之能用于以后查詢(xún)；另一個(gè)是擁有為提供由目標存儲庫管理的信息接口的服務(wù)引擎。

（5）對象名解析服務(wù)

對象名解析服務(wù)是一種目錄服務(wù)，它能使每個(gè)帶標簽產(chǎn)品分配的唯一編碼與一個(gè)或者多個(gè)擁有關(guān)于產(chǎn)品更多信息的目標信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò )定位地址相匹配。