《RFID技术原理及应用》课件—10 RFID 中间件与系统测试

应用系统 RFID 中 间 件 ， 后 RFID 前 端 和 多 应 用 系统 ，例 如
端应用程序
种企业应用系统 基于RFID的仓储
的集成
管理
3 企业间RFID 前端标签、读写器，支持与不同企业 企业间开环RFID
应用系统 RFID 中 间 件 ， 后 应 用 系 统 和 应 用 系统 ，例 如
端 应 用 程 序 ， RFID 公 共 服 务 基于RFID公共服
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10.2 RFID中间件的关键技术
10.2.1中间件设备接入技术 1.设备接入技术的主要功能 （1）对原有RFID读写设备的发现和重新配置。 （2）新设备的自动配置。 （3）读写设备简单故障的恢复。 2.读写器的唯一标识 每个读写器作为单一的个体，必须用唯一的名字、序列号、IP 地址等为之进行命名。 3.物理读写器与逻辑读写器 逻辑读写器是客户端用来使用一个或多个读写器完成单一的逻 辑目的的抽象名字。
RFID Premises Server • BEA的 WebLogic RFID Edge Server、WebLogic RFID
Compliance Express和WebLogic RFID Enterprise Server • Oracle的Sensor Edge Server；Sybase的RFID Anywhere 2.1 • 微软的BizTalk RFID • Sun公司的Java System RFID Software
（3）企业间RFID应用系统
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三种RFID应用系统框架对比
应用场景举例
1 简单RFID信 前端标签、读写器 结构简单，安装 本地部署的RFID
息 采 集 与 处 与后端应用程序 方便，程序针对 应用系统，例如
理
特定场景，效率 门禁系统
较高
2 企业内RFID 前端标签、读写器，支 持 与 多 种 企业内闭环RFID
（1）独立于架构。 （2）数据流。具有数据的收集、过滤、整合与传递等 特性，以便将正确的对象信息传递到后端的应用系统。 （3）过程流。具有数据排序与管理的能力。 （4）支持多编码标准。 （5）状态监控。监控连接到系统中的RFID读写器的状 态等功能并可以自动向应用系统汇报。 （6）安全功能。在RFID中间件中配置安全模块，可以 实现网络防火墙的功能，保障数据的安全性和完整性。
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6.使用RFID中间件的优点
（1）降低开发难度。企业使用RFID中间件进行二次开发时， 可以减轻开发人员的负担，使其可以不用关心复杂的RFID信息 采集系统，而集中精力在自己擅长的业务开发中。 （2）缩短开发周期。 （3）规避开发风险。选择成熟的RFID中间件产品，可以在一 定程度上规避开发风险。 （4）节省开发费用。 （5）提高开发质量。成熟的RFID中间件在接口方面都是清晰 和规范的，规范化的模块可以有效地保证应用系统质量及减少 新旧系统的维护。
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10.1.2 RFD中间件的基本概念
1.中间件的基本概念 • 处于平台（硬件和操作系统）与用户的应用软件之间 • 在操作系统、网络和数据库之上，应用软件的下层 • 总的作用是为处于其上层的应用软件提供运行与开发的环境
，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件 • 中间件是一类软件，而非一种软件，中间件是基于分布式处
10.2.3 RFID应用层事件规范
应用层事件（Application Level Event，ALE）规范于2005年 9月由EPCglobal组织正式对外发布。它定义了RFID中间件对上 层应用系统应该提供的一组标准接口，它不牵涉到具体实现。 1．ALE产生的背景 规范中间件向应用系统发送数据的接口。 2．ALE与应用系统的关系 ALE层接收从数据源（一个或多个读写器）中发来的原始标签 读取信息，然后按照时间间隔等条件累计数据，将重复或不感 兴趣的数据剔除过滤，减少原始数据的冗余性,提炼有效的业 务逻辑。同时进行计数及组合等操作，最后将这些信息对应用 系统进行汇报。
独立的通用中间件产品具有独立性，不依赖于其他软件系统 ，各模块都是由组件构成，根据不同的需要进行软件重构，灵活 性高，能够满足各种行业应用要求。
优点是产品轻量级的，价格较低，便于中小企业低成本快速 集成；缺点是开发工作量较大，技术仍处于走向成熟的过程中。
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5.RFID中间件产品的特征
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3．ALE关键概念和技术
（1）事件发生器 是能捕捉RFID标签的存在或其他来自物理世界的测读记录的任 何设备。RFID读写器和传感器就是事件发生器的例子。 （2）识读周期 一个识读器能以一组频率扫描RFID标签或得到其他物理测读记 录，每次扫描称为一个识读周期，也称读写周期。 （3）事件周期 是客户端使用ALE服务进行交互的一个单位，与识读周期的映 射关系有很大灵活性。事件周期可以是一个或多个识读周期。 （4）报告 是在事件周期的基础上，由ALE向应用层分析提供的数据结果
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EPC1
EPC1
EPC1
EPC3
EPC2
EPC2 EPC4
EPC3 EPC4
EPC4
EPC5
EPC5
读写周期1
读写周期2
4．ALE规范的主要优点
（1）事件管理标准
（2）扩展性
（3）接口和实现的分离
读写周期3
读写周期4
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10.2.4 面向服务(SOA)的体系结构
1.基本概念 SOA（Service Oriented Architecture）是一个组件模型，它 将应用程序的不同功能单元（称为服务）进行拆分，并通过这 些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。SOA可以根据需 求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组 合和使用。 2. 松耦合体系结构 SOA体系结构的最大特点是松耦合。松耦合指服务接口具有中 立的定义，没有强制绑定到特定的实现上。
（1）数据采集层 负责采集电子标签信息；为整个系统提供精确的实时数据。它 主要包含阅读器的管理、大规模阅读器间的协调、异构阅读器 网络的管理等功能。
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（2）事件处理层
以形式化方法（formal methods）、数据挖掘、神经网络、传 感网络、复杂事件处理等理论为基础，针对原始数据规模大和 原始数据包含的语义信息少两个问题，有效减少了数据冗余、 压缩事件规模并为上层商业应用提供语义信息。
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10.2.2 中间件设备监控技术
1．监控方法 • 轮询（Polling-only） • 中断（Interrupt-based）。 2．监控状态 读写器的工作状态一般可以分为正常、繁忙和出错3种情况。 3．设备协调技术 • 读写设备间自行协调。 • 上层软件的设备协调
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第10章 RFID 中间件与系统测试
主要内容
10.1 RFID中间件概述 10.2 RFID中间件的关键技术 10.3 RFID测试与分析技术概述 10.4 RFID技术测试 10.5 RFID应用测试
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10.1 RFID中间件概述
• 在企业应用系统软件和RFID信息采集系统之间 数据流入和数据流出的软件
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4．其他软件
为RFID系统服务的外围软件或辅助软件等。 (1)开发平台。开发RFID前端软件、中间件和后端软件的软件。 (2)测试软件。用来对系统的整体或部分功能进行测试。 (3)评估软件。用来对整个系统的硬件和软件性能进行评估，有 时和测试软件合二为一，称为测试评估软件。 (4)演示软件。用来向目标用户演示模块或系统功能的软件。比 如读写器的开发厂家通常配有该读写器的演示软件，可以展示 读写器的读写功能、通信协议等。 (5)仿真软件。用计算机软件模拟RFID系统中的组成模块或工作 环境要素，通过模拟实验来研究已经存在的或正在设计中的 RFID系统。
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3．后端软件
后端软件处理通过中间件上传的前端软件采集的数据信息， 实现对信息的管理和系统的实际应用。主要功能如下。 （1）电子标签信息管理。电子标签的序列号存入数据库中， 并完成数据库信息的实时更新。 （2）数据分析和储存。对整个系统内的数据进行统计分析， 生成相关报表，对分析得到的结果进行存储、管理和备份。 （3）实现与前端软件的通信。通过中间件将应用系统软件的 命令传送到前端的读写器。 （4）其他功能。比如应用系统参数设置以及系统用户信息和 权限的管理，系统运行日志、报警日志的生成与管理等。
理的软件，最突出的特点是其网络通信功能。
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2.RFID中间件的基本概念
RFID中间件系统是负责将原始的RFID数据转换为一种面向业 务领域的结构化数据形式发送到企业应用系统中供其使用，同时 负责多类型读写器设备的即插即用、多设备间协同的软件，是连 接读写器和应用系统的纽带。
主要任务是在将数据送往企业应用系统之前进行标签数据校 对、读写器协调、数据传送、数据存储和业务处理等。 • IBM的WebSphere RFID Device Infrastructure和WebSphere
• 是连接RFID读写器与应用系统的纽带，扮演着 二者之间的中介角色。
• 通过使用RFID中间件，即使存储RFID标签信息 的数据库软件或读写器发生变化，应用程序本 身也不需修改而是交由RFID中间件去处理，省 去多对多连接的维护复杂性问题。
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10.1.1 RFID软件分类
RFID系统中的软件可以分为以下4类。 1.RFID前端软件 直接与电子标签交互的软件，包括读写器中的软件、设备驱动 软件、接口软件等。前端软件的主要功能如下。 (1)读/写功能。从电子标签中读取和写入数据。 (2)防冲突功能。 (3)安全功能。采用加密、认证等措施确保电子标签和读写器 双向数据通信的安全。 (4)检错纠错功能。保障数据完整性的措施。 2．中间件软件
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3. SOA与POP和OOP
• 软件设计的早期思想是面向过程（Procedure Oriented Programming，POP），POP是分析解决问题的步骤，然后用 函数把这些步骤一步一步的实现，在使用的时候一一调用。
• 面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP）是把 构成问题的事务分解成各个对象，这些对象描述了某个事物 在解决整个问题的过程中所发生的行为。
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①事件描述。简单事件与复杂事件；底层事件与高层事件；常规 事件与异常事件等。 ②事件过滤。从巨量事件中发现有用的和重要的事件，过滤冗余 的、无关的数据，减少事件的数量。 ③事件挖掘。找出事件内在联系，提取模式。 ④事件聚合。由匹配某种模式的事件子集生成符合相应输出模式 的高层事件的过程。 ⑤事件响应。事件触发用户预设的动作或行为。 ⑥事件存储。 （3）信息发布层 信息发布层负责处理来自事件处理层的抽象事件信息，对其进行 存储、传送和发布等处理以服务用户。
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10.1.3 RFD中间件的层次结构
1.按网络框架分层 可以分为边缘层与业务集成层两个逻辑层次。
业务集成中间件 业务集成中间件
边缘中间件
边缘中间件
边缘中间件
读写器 读写器
读写器 读写器
读写器 读写器 读写器
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2.按数据流分层
自底向上依次为数据采集层、事件处理层和信息发布层
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3.RFID中间件的使用
RFID中间件的使用并不是必须的，使用RFID中间件与实际RFID 系统的结构、大小、安全性要求等因素有关，可以分为以下几 种情况讨论。 （1）简单的信息采集与处理系统
读写器通过外部接口直接与后端应用系统通信，不使用中间 件。
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（2）企业内RFID应用系统
RFID 公 共 服 务 体 的集成
务的物资跟踪管
系
理
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4.RFID中间件产品的分类
（1）非独立的中间件 非独立的中间件产品将RFID技术纳入现有中间件产品的软件
体系中，RFID作为系统中的可选子项。 优点是开发工作量小，技术成熟度高，而且产品集成性好；
缺点是整个中间件产品较为庞大，即使仅需要RFID中间件的功能 ，也要买下整个软件产品，价格高。 （2）独立的通用中间件