尹作重，李江華，杜 峻，王 凱，范 維YIN Zuo-zhong， LI Jiang-hua， DU Jun， WANG Kai， FAN Wei（.北京機械工業(yè)自動化研究所，北京 000；.中國水利水電科學研究院，北京 00038）

RFID與ERP、MES等系統(tǒng)的集成模型

尹作重1，李江華2，杜 峻1，王 凱1，范 維1
YIN Zuo-zhong1， LI Jiang-hua2， DU Jun1， WANG Kai1， FAN Wei1
（1.北京機械工業(yè)自動化研究所，北京 100120；2.中國水利水電科學研究院，北京 100038）

主要對基于RFID的自動識別技術(shù)與ERP、MES等系統(tǒng)的總體集成、硬件集成、中間件集成、應用集成的模型進行了研究，并基于上述集成模型給出了RFID中間件應用集成平臺架構(gòu)參考模型，為基于RFID的自動識別技術(shù)的制造業(yè)信息化系統(tǒng)集成方案設計與實施提供參考。

RFID；集成模型

0　引言

射頻識別RFID（radio frequency identification）技術(shù)是在頻譜的射頻部分，利用電磁耦合或感應耦合，通過各種調(diào)制和編碼方案，與射頻標簽交互通信唯一讀取標簽身份的技術(shù)［1］，廣泛應用在庫存控制、物料搬運、配送系統(tǒng)、支付系統(tǒng)等領域［2］。本文主要對基于RFID的自動識別技術(shù)與ERP、MES等系統(tǒng)的集成模型進行了研究，主要包括RFID與ERP、MES等系統(tǒng)集成總體模型、硬件部分集成模型、中間件部分集成、應用部分集成模型，并基于上述集成模型給出了RFID中間件應用集成平臺架構(gòu)參考模型，為基于RFID的自動識別技術(shù)的制造業(yè)信息化系統(tǒng)集成方案設計與實施提供參考。

1　RFID與ERP、MES等系統(tǒng)的集成模型

1）總體集成模型

圖1　總體集成模型

基于RFID的自動識別技術(shù)與ERP、MES等技術(shù)的總體集成模型可分為三個部分，包括物理層、中間件層、應用層。物理層是整個RFID系統(tǒng)物理環(huán)境構(gòu)造，由標簽、天線、讀寫器、傳感器等硬件設備組成。中間件層是位于硬件平臺與應用系統(tǒng)之間的通用服務組件，這些服務組件具有標準的程序接口和協(xié)議，主要包括邊緣服務器、高級事件處理器、應用接口和安全管理模塊。應用層包括各類制造企業(yè)的應用系統(tǒng)（如ERP、MES、CRM、WMS等），通過數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)集成。

圖1描述了RFID硬件、中間件和應用系統(tǒng)之間的集成關系，依據(jù)給定的編碼和管理規(guī)則，通過對從閱讀器傳來的與標簽相關的數(shù)據(jù)進行過濾、匯總、計算、分組，實現(xiàn)自動識別標簽信息到各種應用系統(tǒng)的傳遞和集成。

2）硬件部分的集成模型

RFID系統(tǒng)硬件部分由標簽、天線、讀寫器等設備組成。標簽通常被附著在某些明確的實物物體上，放置在給定的物理環(huán)境中。標簽可以被單獨放置并運作，報告實物的存在和位置，連同報告?zhèn)鞲衅髟谥付ㄎ恢孟碌母鞣N不同物理環(huán)境。圖2提供了RFID硬件部分的集成模型。

空中接口通信協(xié)議滿足了標簽在一個或一系列頻率下的應用需求。標簽和讀寫器使用規(guī)則編碼信號映射到一個未處理的數(shù)據(jù)流并傳遞到中間件，從而做進一步數(shù)據(jù)處理。標簽可以同時滿足各種形式和大容量的數(shù)據(jù)存儲需求。

RFID識別設備按頻率分為：低頻（30kHz～300kHz閱讀距離一般小于1米）；高頻（3MHz～30MHz）；超高頻（433.92MHz，862（902）～928MHz，2.45GHz，5.8GHz，典型情況為4～7m，最大可達10m以上）三類。

RFID系統(tǒng)的硬件層對應的是ISO18000系列標準定義的RFID標簽和空中接口通信協(xié)議等內(nèi)容和ISO15962標準定義的讀寫器和數(shù)據(jù)協(xié)議等內(nèi)容。

3）中間件部分的集成模型

RFID中間件是位于硬件平臺與應用系統(tǒng)之間的通用服務組件，這些服務組件具有標準的程序接口和協(xié)議。圖3提供了RFID中間件集成模型，描述了設備接口、設備管理、事件管理、數(shù)據(jù)接口與應用程序?qū)又g的關系。

RFID中間件是對RFID硬件層傳來的與標簽相關的數(shù)據(jù)進行收集、存儲、格式化處理，然后經(jīng)過事件管理器過濾、聚合，從而減少閱讀器傳往應用系統(tǒng)的大量冗雜的原始數(shù)據(jù)，最后解析的數(shù)據(jù)可以傳遞到不同的應用系統(tǒng)。

RFID中間件層對應的是ISO15962標準定義的讀寫器和數(shù)據(jù)協(xié)議以及ISO15961定義的數(shù)據(jù)接口與用戶應用程序。

4）應用部分的集成模型

應用層由各種企業(yè)應用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡應用服務組成。圖4提供了RFID應用層集成模型，并詳細的說明了數(shù)據(jù)庫不僅用來存儲一系列RFID實體數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)和信息，而且存儲各種標記資產(chǎn)對象映射注冊、配置管理事件操作、業(yè)務規(guī)則邏輯等信息。

2　RFID中間件應用集成平臺架構(gòu)設計

圖2　RFID系統(tǒng)集成硬件模型

自動識別技術(shù)與ERP、MES等系統(tǒng)之間的集成可以基于RFID中間件技術(shù)實現(xiàn)。面向服務架構(gòu)（SOA）是一種典型的RFID中間件技術(shù)?；赟OA的RFID中間件應用集成平臺架構(gòu)如圖5所示。RFID中間件應用集成平臺包括服務總線、工作流引擎、RFID應用集成構(gòu)件庫、RFID應用集成工具箱四個部分。

圖3　RFID系統(tǒng)集成中間件模型

圖4　RFID系統(tǒng)集成應用系統(tǒng)模型

1）服務總線

服務總線是整個平臺的基礎，它所包含的構(gòu)件模型與服務模型是平臺中所有構(gòu)件都須要遵守的標準，也是構(gòu)件復用的保證。

2）工作流引擎

工作流引擎采用業(yè)務流程構(gòu)件化方法，對面向不同業(yè)務流程進行分析與分類，提取共同的可復用的業(yè)務流程，基于業(yè)務構(gòu)件，提高業(yè)務的復用度，減少重復開發(fā)的工作量。

圖5　RFID中間件應用集成平臺整體架構(gòu)

3）RFID應用集成構(gòu)件庫

RFID應用集成構(gòu)件庫包括：基礎設施構(gòu)件組、RFID中間件構(gòu)件組、RFID應用集成構(gòu)件組。

基礎設施構(gòu)件組：該構(gòu)件組負責對構(gòu)件模型和服務模型、第三方構(gòu)件的管理提供支持。

RFID中間件構(gòu)件組：遵循EPC Global標準的RFID構(gòu)件組。

RFID應用集成構(gòu)件組：支撐RFID中間件應用集成的構(gòu)件組。

4）RFID應用集成工具箱

RFID應用集成工具箱包含有基礎管理工具和支持應用集成的運行時工具?；A管理工具實現(xiàn)構(gòu)件開發(fā)、構(gòu)件庫管理、構(gòu)件檢索與選取、構(gòu)件產(chǎn)品與部署功能。支撐應用集成的運行時功能包含了構(gòu)件產(chǎn)品流程編輯功能、構(gòu)件運行時監(jiān)控功能、構(gòu)件動態(tài)測試功能。

3　結(jié)論

本文主要對基于RFID的自動識別技術(shù)與ERP、MES等系統(tǒng)的總體集成、硬件集成、中間件集成、應用集成的模型進行了研究，并基于上述集成模型給出了RFID中間件應用集成平臺架構(gòu)參考模型，為基于RFID的自動識別技術(shù)的制造業(yè)信息化系統(tǒng)集成方案設計與實施提供參考。

［1］ 陶玉芬.RFID中間件研究進展［J］.電腦應用技術(shù)，2007，01（001）：5-8.

［2］ 孟宇，鄭春萍.RFID技術(shù)與物流系統(tǒng)的集成［J］.物流科技，2007，11（014）：38-40.

Integration model between radio frequency identification and ERP、MEs system

TP29

A

1009-0134（2016）08-0115-04

2016-06-20

國家支撐計劃項（2014BAF07B03）

尹作重（1976 -），男，山東聊城人，碩士，研究方向為制造業(yè)信息化。