[摘要] 在分析RFID物流管理應(yīng)用背景的基礎(chǔ)上，對RFID技術(shù)和中間件進(jìn)行了簡要說明，并提出了一種基于RFID中間件技術(shù)的物流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。

[關(guān)鍵詞] RFID 中間件 物流

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)，是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。目前，利用EPC（Electronic Product Code）、RFID通信技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)全球物品跟蹤與信息共享的物聯(lián)網(wǎng)。這將在全球范圍從根本上改變對產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉儲、銷售各環(huán)節(jié)物品流動監(jiān)控和動態(tài)協(xié)調(diào)的管理水平。根據(jù)預(yù)測，RFID 標(biāo)簽技術(shù)將在未來2～5年逐漸開始大規(guī)模應(yīng)用，到2008年RFID 標(biāo)簽僅在全球供應(yīng)鏈領(lǐng)域的市場需求將達(dá)到40億美元。

一、RFID系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.RFID系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)

射頻系統(tǒng)主要由兩部分組成：閱讀器和射頻卡。閱讀器和射頻卡之間通過無線方式通信，因此它們都有無線收發(fā)模塊及天線(或感應(yīng)線圈)。射頻卡中有存儲器，用來存儲用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)等。射頻卡可根據(jù)閱讀器發(fā)出的指令對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)時(shí)讀寫操作。控制模塊完成接受、譯碼及執(zhí)行閱讀器命令，控制讀寫數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)安全等功能。射頻卡的幾個(gè)模塊集成到一塊芯片中，芯片外圍只需連接天線，對有源卡還必須有電源。閱讀器中控制模塊往往有很強(qiáng)的處理功能，除了完成控制射頻卡工作的任務(wù)外，還需要實(shí)現(xiàn)相互認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密解密、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、出錯(cuò)報(bào)警及與計(jì)算機(jī)的通信等功能。

2.RFID系統(tǒng)的工作原理

RFID技術(shù)的工作原理：射頻卡進(jìn)入磁場后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中產(chǎn)品信息（無源標(biāo)簽），或主動發(fā)送某一頻率的信號（有源標(biāo)簽）；閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

二、RFID中間件技術(shù)

1.中間件技術(shù)

中間件，是在一個(gè)分布式系統(tǒng)環(huán)境中處于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間的軟件。中間件作為一大類系統(tǒng)軟件，于操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫孤立系統(tǒng)并稱“三套車”，其重要性是不言而喻的。它的優(yōu)越性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)縮短應(yīng)用的開發(fā)周期、簡化應(yīng)用集成;

(2)保護(hù)現(xiàn)有的投資、減少系統(tǒng)初期的建設(shè)成本、節(jié)約應(yīng)用的開發(fā)成本、減少維護(hù)費(fèi)用;

(3)降低應(yīng)用開發(fā)的失敗率、提高應(yīng)用的開發(fā)質(zhì)量;

(4)保證技術(shù)進(jìn)步的連續(xù)性、增強(qiáng)應(yīng)用的生命力。

2.RFID中間件

RFID中間件位于RFID系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)之間，負(fù)責(zé)RFID系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞。解決RFID數(shù)據(jù)的可靠性、安全性及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的問題。RFID中間件和RFID系統(tǒng)之間的連接采用RFID系統(tǒng)提供的API來實(shí)現(xiàn)。RFID卡中數(shù)據(jù)經(jīng)過閱讀器讀取后，經(jīng)過API程序傳送給RFID中間件。RFID中間件對數(shù)據(jù)處理后，通過標(biāo)準(zhǔn)的接口和服務(wù)對外進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)布。

從發(fā)展趨勢來看，RFID中間件可分為3個(gè)階段:

(1)應(yīng)用中間件階段。RFID初期的發(fā)展多以整合、連接RFID讀寫器為目的，本階段多為RFID讀寫器場上主動提供簡單API，以供企業(yè)將后端系統(tǒng)與RFID讀寫器串接。RFID中間件的作用主要集中在對應(yīng)用程序屏蔽后臺硬件系統(tǒng)。但是對于企業(yè)還需要花費(fèi)大量人力物力解決前后端系統(tǒng)連接的問題。

(2)系統(tǒng)中間件階段。本階段是RFID中間件成長的關(guān)鍵階段，開發(fā)的中間件不但已經(jīng)具備基本數(shù)據(jù)搜集、過濾等功能，同時(shí)也滿足企業(yè)多對多的連接需求，并具備平臺的管理與維護(hù)功能。如：SUN公司推出的Sun Java System RFID Software，由Sun Java System RFID Event Manager（事件管理器）和Sun Java System RFID Information Server（信息服務(wù)器）兩個(gè)軟件組件組成，此軟件免費(fèi)、獨(dú)立、適應(yīng)性好；IBM公司推出的IBM WebSphere軟件，可與應(yīng)用服務(wù)器集成。還有BEA、Oracle、Microsoft等公司也在進(jìn)行相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的研究。目前，我國RFID中間件的應(yīng)用主要處于此階段。

(3)解決方案階段。各廠商針對不同領(lǐng)域提出各項(xiàng)RFID解決方案，此階段的RFID中間件將成為應(yīng)用系統(tǒng)中一個(gè)重要組成部分，使企業(yè)在運(yùn)用中只需考慮上層的應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，其它只需調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)即可。

三、基于RFID中間件技術(shù)的物流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

1.系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)

基于RFID中間件技術(shù)的物流管理系統(tǒng)主要包括以下功能：

（1)客戶管理:包括增加客戶信息、客戶信息的維護(hù)、操作權(quán)限管理、貨物信息管理、填發(fā)物品調(diào)撥指令、指令查詢、貨物編碼維護(hù)等功能；

（2)倉庫管理:對庫存物料的入庫、出庫、盤點(diǎn)等日常工作進(jìn)行全面的控制和管理；

（3）配送管理:完成從客戶申請配送受理、配送作業(yè)完成、到實(shí)際配送出庫的一系列管理功能；

（4)運(yùn)輸管理：自由車輛調(diào)配管理、社會運(yùn)輸管理。

其整體體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 整體體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

2.物流RFID應(yīng)用子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

針對物流行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)，參照EPC標(biāo)準(zhǔn)，建立一個(gè)通用的分層的RFID應(yīng)用框架，可分為四個(gè)層次：

（1)閱讀器層：位于架構(gòu)的最底層，閱讀器經(jīng)常由觸發(fā)器控制，每秒讀取標(biāo)簽上百次。閱讀器由一個(gè)且只能由一個(gè)邊緣服務(wù)器控制，以避免出現(xiàn)于網(wǎng)絡(luò)分區(qū)相關(guān)的問題。

（2)邊緣服務(wù)器層：邊緣服務(wù)器定期輪詢閱讀器，并執(zhí)行過濾和設(shè)備管理。還產(chǎn)生ALE事件并將事件發(fā)送到集成層。

（3)集成層：接收多個(gè)ALE事件，并將它們合并到工作流中，工作流會作為更大業(yè)物流的一部分與多個(gè)不同系統(tǒng)和人員接觸。

（4)應(yīng)用層：RFID后端軟件系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)界面，形成可定制的物流應(yīng)用系統(tǒng)。

3.RFID中間件的選型

在本系統(tǒng)中，RFID中間件將選擇系統(tǒng)中間件類型。目前提供RFID中間件的供應(yīng)商和產(chǎn)品有很多，表中列出了RFID中間件供應(yīng)商及其產(chǎn)品。通過分析、比較，本系統(tǒng)采用了Sun Java System RFID Software中間件，它能夠滿足本系統(tǒng)的平臺、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備、數(shù)據(jù)管理和整合的要求，并且性價(jià)比較高。

表 RFID中間件供應(yīng)商及其產(chǎn)品的比較表

4.系統(tǒng)總體技術(shù)方案的設(shè)計(jì)

根據(jù)RFID物流系統(tǒng)架構(gòu)圖和采用的Sun Java System RFID Software中間件，最終設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體技術(shù)方案，如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)的總體技術(shù)方案圖

四、結(jié)論

RFID技術(shù)由于具有移動物品識別、多目標(biāo)識別、非接觸識別以及無人干預(yù)等優(yōu)點(diǎn)，近年來發(fā)展非常迅速。中間件是銜接硬件設(shè)備和企業(yè)運(yùn)用軟件的橋梁，可以說中間件是RFID系統(tǒng)的“神經(jīng)中樞”。在搭建RFID系統(tǒng)時(shí)，RFID中間件逐漸成為不可或缺的環(huán)節(jié)，在降低系統(tǒng)復(fù)雜性方面起到了明顯的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國射頻識別技術(shù)政策白皮書

http://www.233633.com/rfid/RFIDStandardregulation/20060612156373.html

[2]http://middleware.objectweb.org

[3]蕭榮興蘇偉仁等:RFID技術(shù)的神經(jīng)中樞——RFID中間件[J].信息與電腦.2005(9)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。