（计算机应用技术专业论文）rfid中间件事件处理模型的研究与实现.pdf

摘要 摘要 无线射频识别技术( 简称i 讧i d ) 是一种非接触式的自动识别技术，它利用 无线射频信号实现物体识别与信息传递功能。与传统的识别技术相比，由于具 有多目标识别、快速识别等优点，在物流、医疗、零售等领域显示出了广阔的 应用前景，被誉为2 1 世纪最有前途技术之一。r f i d 中间件作为r f i d 硬件和 应用系统之间的中介角色，是整个r f i d 系统的中枢神经，它为应用程序提供 了一组通用的应用程序接口a p i ，屏蔽了底层的硬件细节，使上层应用可以透 明的获取r f i d 标签信息，从而将前端r f i d 设备与后端企业应用系统有机的结 合起来，为r f i d 技术的推广提供了有利的支持。 尽管在无线射频识别领域，r f i d 中间件尚未形成统一的标准和体系，但事 件处理却始终被公认为r f i d 中间件的核心功能之一，目前国外的许多实验机 构及大型的i t 公司都已展开了对r f i d 中间件事件处理方面的研究，然而r f i d 事件处理是一个崭新的领域，在实际应用中仍存在以下问题：一方面事件处理 规则简单，不能反映应用相关的业务信息；另一方面事件处理速度慢，不能适 应实时性要求较高的r f i d 应用场合，同时由于标签数据传输量大，给网络传 输及上层应用造成了过重的负担，这些问题的存在严重阻碍了r f i d 技术的进 一步推广。 本文针对以上问题，分析了现有典型的r f i d 中间件解决方案，阐述了复 杂事件处理技术的工作原理及事件处理语言的语法结构，并将复杂事件处理技 术与r f i d 技术相结合，设计了一个三层结构的r f i d 中间件事件处理模型，并 实现了模型中数据清洗、基于模式和基于业务逻辑的事件处理、消息传递等关 键模块。经实验证明，此模型能够根据用户的不同需求，灵活定制业务逻辑规 则，有效的将r f i d 原始事件转换成业务逻辑事件，减少了上报给应用系统的 标签数量，同时事件实时处理性能也有了一定的提高，因此具有良好的实用价 值。 关键词：r f i d ；中间件；事件处理模型 a b s t r a c t a b s t r a c t r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o ni san o n c o n t a c ta u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o n t e c h n o l o g yt h a ti d e n t i f i e so b j e c t sa u t o m a t i c a l l ya n da c q u i r e sr e l e v a n ti n f o r m a t i o n t h r o u g hr a d i of r e q u e n c ys i g n a l s c o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a li d e n t i f i c a t i o nt e c h n i q u e s ， i th a sa d v a n t a g e so fb o t hm u l t i - t a r g e tr e c o g n i t i o ni d e n t i f i c a t i o na n dq u i c k i d e n t i f i c a t i o n ，s oi ts h o w sw i d e l ya p p l i c a t i o np r o s p e c ti nr e t a i l ，m e d i c a la n do t h e r a r e a sa n db e e nk n o w na so n eo ft h em o s tp r o m i s i n gt e c h n o l o g i e si nt h e21s tc e n t u r y r f i dm i d d l e w a r ei st h ek e ys o f t w a r eb e t w e e nh a r d w a r ea n da p p l i c a t i o n ，i tp r o v i d e s 、析t has e to fa p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e s ，s h i e l d i n go ft h eu n d e r l y i n g h a r d w a r ed e t a i l s ，t h eu p p e ra p p l i c a t i o nc a l lt r a n s p a r e n t l ya c q u i r et a gi n f o r m a t i o n r f i dm i d d l e w a r ep r o v i d es u p p o r tf o rt h ep r o m o t i o no fr f i dt e c h n o l o g y i nt h ef i e l do fr f i d ，r f i dm i d d l e w a r eh a sn o tf o r m e du n i f i e ds t a n d a r d s ，b u t e v e n tp r o c e s s i n gf u n c t i o nh a sb e e nr e c o g n i z e do n eo ft h ec o r ef u n c t i o n s ，s of a re v e n t p r o c e s s i n gr e s e a r c hh a sb e e nl a u n c h e di nl o t so fi tc o m p a n i e sa n dl a b o r a t o r i e s ，b u t r f i de v e n tp r o c e s s i n gi san e wf i e l da n ds t i l lh a st h ef o l l o w i n gp r o b l e m s ：o nt h e o n eh a n de v e n tp r o c e s s i n gl a y e ra r et o os i m p l et or e f l e c tt h er e l e v a n ta p p l i c a t i o n b u s i n e s si n f o r m a t i o n ；o i lt h eo t h e rh a n de v e n tp r o c e s s i n gw a st o os l o wt om e e tt h e r e a l - t i m ed e m a n d i n gr f i da p p l i c a t i o n s ；a tt h es a m et i m e ，l a r g ea m o u n to ft a g i n f o r m a t i o nt r a n s m i s s i o nh e a v i l yb u r d e nu p p e ra p p l i c a t i o n t h e s ep r o b l e m sh a v e s e r i o u s l yr e s t r i c t e dt h er f i da p p l i c a t i o na n d i t sp o p u l a r i t y 、m ma b o v ep r o b l e m s t h i sp a p e ra n a l y z e st h ee x i s t i n gt y p i c a lr f i dm i d d l e w a r e s o l u t i o n sa n dd e s c r i b e st h ep r i n c i p l eo fc o m p l e xe v e n tp r o c e s s i n gt e c h n o l o g ya n d t h es y n t a xs t r u c t u r eo fe v e n tp r o c e s s i n gl a n g u a g e ，t h e ni td e s i g n sat h r e el a y e r sr f i d e v e n tp r o c e s s i n gm o d e lw h i c hc o m b i n e dw i t hr f i dt e c h n o l o g ya n dc o m p l e xe v e n t p r o c e s s i n gt e c h n o l o g yw i t ht h ei m p l e m e n t a t i o no fd a t ac l e a n i n g ，p a t t e m l b a s e da n d b u s i n e s s - b a s e de v e n tp r o c e s s i n g ，a n dm e s s a g et r a n s f e rk e ym o d u l e s i th a sp r o v e d t h a tt h i sm o d e lc a nc u s t o m i z ec o m p l e xe v e n tr u l e sb a s e do nu s e r sd i f f e r e n tn e e d s a n dt r a n s f o r mr a we v e n tt ob u s i n e s se v e n te f f e c t i v e l y , e s p e c i a l l yi tr e d u c en u m b e ro f i i a b s t r a c t t a g sw h i c hr e p o r tt oa p p l i c a t i o nl a y e ra n de v e n tp r o c e s s i n gs p e e dh a sb e e ni n c r e a s e d s ot h i sm o d e lh a sg o o dp r a c t i c ev a l u e k e yw o r d s ：r f i d ；m i d d l e w a r e ；e v e n tp r o c e s s i n gm o d e l i i i 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得直昌太堂或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名( 手写) ：易久魂内睁字日期：z o 纱年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解直昌太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权直昌太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授 权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名( 手写) ：弓久吃 签字日期：z d o 年月彩日 导师签名( 手写) ：亏复彩 签字e l 期： ，、，年，月，日 ?1 为lo亿b 第1 章绪论 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 本课题来自公司的实际研究项目。 传统条形码技术作为一种成熟的识别技术，具有信息容量大、成本低、准 确性高、编码方式灵活、保密性强等诸多优点，自2 0 世纪7 0 年代至今，广泛 应用在国防、交通运输、医疗保健、公共安全、工业、商业、金融、海关及政 府管理等世界的各个领域，占据着计算机数据识别领域的主导地位。 无线射频识别技术( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ，以下简称r f i d 技术) 是2 0 世纪9 0 年代开始兴起的一种非接触式自动识别技术，它的基奉原理是利 用射频信号通过空间耦合实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别 目的。与传统条形码技术相比，其高速物体识别、多目标识别、非接触识别、 抗干扰能力、抗污染能力和耐久性等一系列特征，显示出了巨大的发展潜力， 被认为是2 1 世纪最有发展前途的信息技术之一。同时r f i d 技术与互联网、通 讯等技术相结合，可实现“物联网 ，达到全球范围内物品跟踪与信息共享的目 的。r f i d 技术应用于物流、制造、公共信息服务等行业，可大幅提高管理与运 作效率，降低成本，随着相关技术的不断完善和成熟，r f i d 产业将成为一个新 兴的高新技术产业群，成为国民经济新的增长点。因此，研究r r d 技术，发展 r f i d 产业对提升社会信息化水平、促进经济可持续发展、提高人民生活质量、 增强公共安全与国防安全等方面将产生深远影响，具有战略性的重大意义。许 多高科技公司正在加紧开发r f i d 专用的软件和硬件，这些公司包括i b m 、微 软、甲骨文、s u n 等。当前r f i d 技术与应用发展迅速，但尚未成熟，中国应 抓住这一时机，集中开展r f i d 核心技术的自主研发，缩小与国外的差距。 如何将r f i d 技术应用于企业现有的应用系统中，这是所有企业所关心的 问题，这个问题的本质是解决企业应用系统与r f i d 硬件接口的问题，即如何 屏蔽各种类型的硬件设备，获取可靠的标签数据，并有效地将数据传送到后端 业务系统都是需要考虑的问题。传统的应用程序之间的这种通透性是通过中间 件架构解决的，并发展出各种中间件软件，r f i d 中间件也就应需而生。r f i d 第1 章绪论 中间件( r f i dm i d d l e w a r e ) 扮演r f i d 标签和应用程序之间的中介角色，向上为 应用程序提供一组通用的接口，使其连到r f i d 读写器，读取r f i d 标签数据； 向下能够屏蔽各种硬件细节。即使上层的应用程序改变，或者增加读写器的种 类和数量，都不会互相影响，达到了应用程序与r f i d 硬件的解耦。 在r f i d 中间件得到广泛应用的过程中，一些亟待解决的问题也随之而来， 尤其是以r f i d 的事件处理能问题尤为突出，即如何减少传输的标签数量，如 何从大量简单的标签事件中抽取出企业感兴趣的事件信息，从而构造出复杂的 事件上报给上层应用。这些问题不解决，将严重阻碍r f i d 技术的普及。所以 开发出一种具有强大事件处理能力的r f i d 中间件来简化企业r f i d 项目的开发 和实施越来越受到众多企业的青睐。根据v d c ( v e n t u r ed e v e l o p m e n c o r p o r a t i o n ) 公司分析，r f i d 中间件应用软件在未来五年之内将会有一个爆炸 性的增长，从2 0 0 5 年的1 2 0 0 万美元增长到2 0 1 0 年的1 3 8 亿美元，年复合增 长率为6 3 1 1 1 。 尽管以i b m ，m i c r o s o f t ，o r a c l e 为代表的大型i t 厂商都推出各自的r f i d 中间件产品和应用平台1 2 】，但都是在各自原有平台上的一种扩充，尤其是在事 件处理方面，处理能力单薄，并且对原有平台的依赖很强。因此r f i d 事件处 理仍然处于实验的初级阶段，还不完善和成熟，具有很大的研究空间和潜在的 商业价值，比如在供应链方面，如果在制造、运输和产品销售的过程中使用r f i d 事件处理技术可以显著的提高供应链的效率，降低成本，大大降低产品脱销或 者库存积压的概率p j 。 因此本论文研究的r f i d 中间件事件处理模型具有很好的理论价值和现实 意义。 1 2 研究目标 本文致力于r f i d 中间件的事件处理的研究，通过对当前的r f i d 中间件产 品以及复杂事件处理技术的研究，设计一个r f i d 中间件事件处理模型，并利 用j a v a 、h i b e r n a t e 、j m s 、事件引擎等技术实现此模型。 1 3 论文创新点 2 第1 章绪论 本论文的创新点如下： ( 1 ) 设计了基于时间阈值和次数阈值的标签清洗算方法，能够在过滤冗余 标签的同时过滤错读标签数据。 ( 2 ) 将复杂事件处理技术引入到了r f i d 中间件中，用复杂事件语言( e p l ) 描述复杂的业务规则，二次开发用户可以根据中间件所提供的规则接口，为不 同的应用需求灵活设计业务逻辑规则，使r f i d 中间件具有了复杂事件处理的 能力。同时由于采用事件引擎作为r f i d 中间件事件处理的核心组件，较传统 的数据库实现方式，在事件处理的实时性上有了较大的提高。 1 4 论文组织与结构 第一章指出了本课题研究背景和意义及研究目标 第二章介绍了中间件以及r f i d 中间件的基本概念，并详细分析了当前典 型的r f i d 中间件解决方案与发展现状 第三章介绍了事件处理语言的基本理论 第四章介绍了复杂事件处理技术的相关概念并重点介绍了当前复杂事件 检测技术，指出r f i d 中间件事件处理面临的问题 第五章设计了基于复杂事件处理技术的r f i d 中间件事件处理模型，并详 细分析了其各组成部分的功能 第六章给出了r f i d 事件处理模型的关键模块的具体实现 第七章对本论文进行了总结和展望 3 第2 章r f i d 中间什技术 2 1 中间件技术 2 1 1 中间件的概念 第2 章r f ld 中间件技术 软件复用思想是解决软件开发复杂性，提高软件开发效率的一种常用思想。 中间件技术就是在这样的思想下产生的一种解决方案，且随着面向对象技术的 出现，中间件技术最终在2 0 世纪9 0 年代初开始得到广泛的应用。 中间件的至今没有形成一个统一的定义，国际数据公司( i d c ) 对它的描 述是1 4 j ：中间件是一种独立的系统软件或服务程序，它位于应用层和底层基础 软件之间，管理计算资源和网络通信，为处于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。分布式应用软件 借助这种软件在不同的技术之间达到共享资源的目的。b e a 公司对它的定义为 【5 】：中间件是位于计算机硬件和操作系统之上，位于用户的应用软件之下，支 持应用软件的开发和运行的一类系统软件。 从以上的定义可以看出，中间件不是一种应用软件，它是一类基于分布式 技术的系统软件或软件平台，其中涉及了包括数据库、操作系统、网络协议等 多种资源，通过在应用层和基础软件层之间捅入一层的方式，达到应用互联、 资源共享、屏蔽复杂技术细节、简化用户开发、提高软件开发效率为目的的一 种技术。 2 1 2 中间件的分类 中间件应用的范围非常广泛，针对不同的应用需求出现了各种各样的中间 件产品。在不同的角度或不同的层次上，对中间件的分类也会有所不同。基于 功能和实现机制，将中间件分为以下几类f 6 】【7 】： 1 ) 面向消息中间件( m o m ，m e s s a g eo r i e n t e dm i d d l e w a r e ) 面向消息的中间件( m o m ) 以松耦合的方式提供应用程序之间可靠的、跨平 4 第2 章r f i d 中间什技术 台的数据传输手段。“消息”指的是用户自定义的包含任何数据信息的数据结构， 如文本、图像、订单信息等。除支持同步通信方式外，还提供了基于存储转发 原理的异步数据通信方式，即应用程序之间不直接通信，而是间接的与中介 m o m 通信，从而保证了消息的异步传输。 消息中间件的优势：封装了底层的网络通信细节，使得应用程序不必考虑 系统底层的操作，简化了数据的传输过程：在不可靠的网络环境中提供了可靠 的数据传输，可以跟踪事务，将消息持久化到硬盘上，在网络出现故障时，可 以通过事务进行恢复，支持多中网络协议、语言、应用程序、硬软件平台。 消息中间件包括两种通信模型，分别是点对点模型( p t p ) 和发布订阅模 型( p u b s u b ) 。点对点模型用于消息生产者和消息消费者之间一对一的通信，消 息生产者将消息发送到有某个名字标识的队列，由特定的一个消费者从此队列 中取出消息。消息取走后，队列中将不再存在此消息。发布订阅模型为主题 ( t o p i c ) 的内容分层结构代替了p t p 模型中的惟一目的地( 队列) ，消息生产者将 消息发送到主题，所有订阅了该主题的消费者都可以接收此消息。 2 ) 数据库中间件( d m ，d a t a b a s em i d d l e w a r e ) 数据库中间件是产生最早，也是发展最为成熟的中间件技术之一，它位于 应用程序与数据库系统之间，以统一的接口，解决应用程序与异构数据库之间 的访问问题。有直接访问和数据库复制两种访问方式。 3 ) 远程过程调用中间件( r p c ，r e m o t ep r o c e d u r ec a l l ) 远程过程调用使得客户调用远程的方法就像调用本地方法一样方便，它是 通过s t u b s k e l e t o n 通道来实现此过程，客户端调用的实际是本地的s t u b ，由s t u b 将调用的方法名称和方法参数通过网络传递给服务器端的s k e l e t o n ，s k e l e t o n 将方法调用交给服务器端执行，并将处理结果由服务器s k e l e t o n 通过网络传递 给客户端s t u b ，以客户s t u b 将结果显示给客户端。 远程过程调用中间件通信方式采用同步方式，比较适用于小型应用的场合。 4 ) 事务处理中间件( t p m ，t r a n s a c t i o np r o c e s s i n gm o n i t o r ) 事务处理中间件是专门针对复杂环境下分布式应用的速度和可靠性要求而 实现的一种专用中间件。它为程序员提供了一组事务处理的a p i ，程序员可以 使用这个程序接口编写高速而且可靠的分布式应用程序。联机事务需要处理大 量的并发进程，涉及到操作系统、文件系统、网络通信、数据库、应用软件等 各种资源。要确保系统可用性、可靠性、事务完整性以及事务处理之间的独立 5 第2 章r f i d 中间什技术 性，是一个非常复杂的任务，所有这些任务的都可以通过采用事务处理中间件 进行简化。 交易中间件理论上相对成熟，功能和性能界定清晰，但基奉上适用于联机 交易系统，如银行业务系统、定票系统等。 2 2i i d 中间件技术 2 2 1r f i d 中间件的概念 r f i d 中间件扮演着r f i d 标签和应用程序之间的中介角色，应用程序端通 过r f i d 中间件提供的一组通用的应用程序接口a p i ，连到r f i d 硬件系统，获 取标签数据，这些数据经过r f i d 中间件的缓存、格式转化、过滤、计数、整 合等一系列操作后上报给应用程序。这样的好处是即使存储r f i d 相关数据的 数据库软件发生变化，或者后端应用程序增加或改由其他软件取代，或者读写 r f i d 读写器种类、数量改变时，互相不会影响，省去多对多连接的维护复杂性 问题，达到了应用层与硬件层的解耦。 r f i d 中间件属于中间件体系中的面向消息的中间件( m e s s a g e o r i e n t e d m i d d l e w a r e ，m o m ) ，r f i d 标签数据( i n f o r m a t i o n ) 是以消息( m e s s a g e ) 的 形式，从程序的一个模块异步传递到程序的另一个模块。r f i d 中间件包含的功 能不仅是传递( p a s s i n g ) 信息，还包括安全性、错误恢复、解译数据、数据缓 存、数据广播、定位网络资源等高级服务1 8 j 。 2 2 2r f i d 中间件的分类 从发展趋势来看，r f i d 中问件发展经历了三个阶段1 8 ： 1 ) 应用中间件( a p p l i c a t i o nm i d d l e w a r e ) 发展阶段 此阶段以解决连接阅读器硬件为主要目的，是r y i d 中间件发展的初级阶 段，一些原本就生产r f i d 阅读器的硬件厂商，成为了最早研发这种r f i d 中间 件的主力军。这一阶段的r f i d 中间件明显的不足是当阅读器的种类或数量增 加或者应用系统改变时，中间件都需要做很大的改动，增加了开发中间件的复 杂性。 6 第2 章r f i d 中间什技术 2 ) 构架化中间件( i n f r a s t r u c t u r em i d d l e w a r e ) 发展阶段 此阶段的r h d 中间件可以满足企业多对多的集成需求，已经具备了基奉 的标签获取、过滤、路由等功能并具备平台管理与维护功能这些功能与传 统的中间件类似，因此一些传统的基础软件提供商是这一阶段产品的开发主力。 此阶段是目前r f i d 中间件快速成长的阶段。然而缺点是事件层次报低不具 备复杂事件的处理能力。 3 ) 解决方案中间件( s o l u t i o nm i d d l e w a r e ) 发展阶段 此阶段是各个厂商会针对不同领域提出相应的解决方桌，使得企业不再烦 恼r n d 硬件与应用程序的连接，是r f m 中间件未来的发展方向。 2 3 典型的r f i d 中间件解决方案 2 3 1 基于s a v h t 的r f d 中闻件 美国麻省理工学院a u t o i d 实验室在2 0 0 3 年推出了a u t o i ds a v a n t s p e c i f i c a t i o n1 0 规范1 9 l ，规范中首次提出了不依赖于任何商业系统的通用的 r f l d 体系结构一“物联网”( i n t e m e to f t h i n g s ) 的概念，即r f i d 技术与网络 技术相结合，实现全球物品信息实时共享的系统。它主要由e p c 标签、阅读器、 s a v a n t 中间件、e p c 信息服务，o n s 对象名称解析服务、p m l 物理标记服务六 部分组成。其架构如图2 1 1 9 l 所示： e p cn e t w o r ka r c h i t e c t u r e i n s i d et h ee n t e r p r i s e 。， 二x 月o l 8 t d t 呻o m n 8f ，j s o ，一一 o 1 “。 卜、n 裟焉 “啪o i - i - = = 1 1 p j 警攀麓誉霉登赫纛筘：习万阳? 亳 麓鲞葛： 一是。妾三争i = 芝型 i ”9 “” 一二二_ t _ _ _ _ ”翟露+ ：篇嚣搿“一一r 一一壹；= 。莓f o ：怒黜蒜抛f i 一鳓 田群引量篓羞量萱竺毫。 删2je p c 企业内部冈络架构圈 第2 章r f i d 中间f ，| ：技术 o n s ( 对象命名服务) ：一种网络服务，功能类似于i n t e m e t 的域名解析服 务d n s 。由于阅读器获得的标签信息只是一个标识符，计算机还需要查询与此 相关的商品详绌信息，此功能由o n s 来负责，它会通过网络，返回与此标识符 相关联的业务信息所在服务器的i p 地址。 p m l ( 物理标识语言) ：一种基于x m l 的通用的描述物理世界的语言，供 e p c 系统中的软件开发、数据存储和分析所用，其目标是为物理实体的远程监 控和环境监控提供支持。对物品进行描述和分类的复杂性将从实体对象的标签 中分离出来，并将信息转移到p m l 文件中。p m l 文件存储在p m l 服务器中， 由产品制造商进行维护。 e p ci n f o r m a t i o ns e r v i c e ( e p c 信息服务) ：实现企业间信息资源共享。 s a v a n t ：即r f i d 中间件，它位于r f i d 硬件系统和企业应用程序之间，是 整个e p c 网络的核心组件，对获取的标签数据进行过滤、计数、整合，压缩数 据容量，减少网络流量，只上报上层应用感兴趣的数据。 s a v a n t 的体系结构及与其他模块的关系如图2 2 1 圳所示： s a v a n t 中间件被定义为一组程序模块的容器，它通过两个接口与外界进行 交互：阅读器接口和应用程序接口。阅读器接口主要定义与各种硬件设备连接 的接口；应用程序接口主要为中间件与上层应用系统或者其他的s a v a n t 中间件 进行交互的接口。s a v a n t 的内部模块由a u t o i d 标准委员会定义或者第三方厂 商定义或用户自定义，由a u t o i d 标准委员会定义的模块称为标准模块，每一 个s a v a n t 中间件实例都应该实现它；由第三方定义或用户自定义的模块称为可 选模块，可由s a v a n t 中间件根据具体需求决定是否实现。 图2 2s a v a n t 内部架构图 8 第2 章r f i d 中间f ，l ：技术 根据规范，s a v a n t 中间件至少要实现两个标准的模块，分别是a u t o i d c o r e 和a u t o i d r e a d e r p r o x y 模块。前者定义了外界获取s a v a n t 中间件信息的方式，包 括中间件提供的方法和服务列表，内部s a v a n t 模块的d 以及所提供的服务列 表等：后者定义了对阅读器进行操作的方法。 e p c 系统的工作原理如下：首先由阅读器获取标签信息，此标签信息只起 到标识的作用，为了获取更详细的商业信息，s a v a n t 中间件将e p c 标签信息传 递给o n s 网络服务，获取存储商业信息的服务器i p 地址，s a v a n t 中间件根据 此i p 地址获取p m l 格式存储的商业信息，并传递到上层应用中。 规范中只是对s a v a n t 中间件必有的功能进行了描述，并没有给出具体的实 现。 2 3 2b e aw e b l o g i cr f i d 中间件解决方案 b e aw e b l o g i cr f i d 中间件的全程为b e aw e b l o g i cr f i de d g es e r v e r ， 它主要包括三个组件：设备管理组件、a l e 引擎组件和企业集成组件。其内部 的框架如图2 3 所示1 1u j ： a l e 引擎组件，是b e aw e b l o g i cr f i de d g es e r v e r 的应用级别事件应用 编程接口，它为开发人员提供了一种快捷方法，能按特定应用和企业内关键运 营部门的需要定义过滤事件。该a p l 支持大量流行的编程语言和协议，允许企 业的开发人员利用现有的开发环境，包括w e b 服务、n e t 和j a v a 。a l e 是 由b e a 制定的规范，现已被公认为保护客户投资的业界标准。 设备管理组件，一般部署在中心位置，通过控制台使操作人员能实时监视、 管理和配置r f i d 基础架构，获得最高的可靠性。这种监控和管理大量读卡器 的功能可以确保来自阅读器标签数据的准确性，并保证这些设备以最佳状态运 行。当企业部署扩大时，b e aw e b l o g i cr f i de d g es e r v e r 能集中监控和管理整 个基础架构。 企业集成组件用于将a l e 引擎处理过的数据集成到企业应用中，从而获取 最大的商业价值。该组件易用但强大的应用编程接口确保了与现有企业工具和 应用的集成，包括仓储和供应链管理系统和e r p 应用。 9 第2 章r f i d 中间f ，i ：技术 r f i dq l , 务事件 r f i d 数据事件 i 加9 1 1 ， 读卡器 打 传黪器l 二= = 绸 毽。b 渤鬓。：b 溅勰。b 缓漱赫蕊塞篓曼荔笤 图2 3b e aw e b l o g i cr f l d 内部框架 2 3 3i b mr f i d 中间件解决方案【8 j f l 1 1 i b mr f i d 中间件产品全称为i b mw e b s p h e r er f i di n f o r m a t i o nc e n t e r ，主 要由w e b s p h e r er f i dd e v i c ei n f r a s t r u c t u r e 和w e b s p h e r er f i dp r e m i s e ss e r v e r 两大部分组成，其解决方案如图2 4 所示。 r f i dd e v i c ei n f r a s t r u c t u r e 主要负责与r f i d 硬件设备进行交互，主要由控 制器c o n t r o l l e r 、适配器a d a p t e r 、过滤器f i l t e r 和读写器代理d e v i c ea g e n t 组成， 作用包括适配各种r f i d 阅读器、获取来自r f i d 阅读器的数据、过滤数据、发 送数据到r f i dp r e m i s e ss e r v e r ，同时还接受来自p r e m i s e ss e r v e r 的设备管理命 令，如软件分发，配置信息更新等操作。 r f i dp r e m i s e ss e r v e r 充当着边缘设备和企业服务器之间的一个中间环节的 角色，主要由w e b s p h e r e 应用服务器、d b 2 工作组服务器( 或者o r a c l e ) 、 w e b s p h e r em q s e r i e s 、w e b s p h e r ec o n n e c t i o ns e r v e rm i c r oe d i t i o n 、s e r v i c e s m a n a g e m e n tf r a m e w o r k 以及个管理控制台的w e b 应用程序组成。作用包括 动态配置网络、汇聚r f i d 设备采集信息、存储数据并与后台商业程序进行整 厶 口o e d g ec o n t r o l l e r 与p r e m i s e ss e r v e r 之间采用发布主题订阅主题( p u b l i s h e d t o p i c s u b s c r i b e dt o p i c ) 的方式通信。 1 0 第2 章r f i d 中间什技术 酗2 4 i b mr f i d 解决方案 在w e b s p h c r er f i dd e v i c ei n f r a s t r u c t u r e 和w e b s p h e r er f i dp r e m i s e s s e r v e r 之间是通过一条数据总线以发布订阅的方式来实现内部的通信。首先阅 读器获取标签数据，然后发布到m i c r o b r o k e r b u si - ，控制器和过滤器讪阅此标 签主题，从m i c r o b r o k e r b u s 获取数据，进行过滤取出冗余数据，并将结果数 据再次发布到m i e r o b r o k e r b u s 上，w e b s p h e r e r f i dp r e m i s e ss e r v e r 获取此数据， 并提交给w e b s p h e r e 应用服务器进行业务处理，最后将数据通过m q 传递给上 层应用系统。 2 3 4m i c r o s o f tb i z t a l kr f i d 中间件解决方案2 l 微软的r f i d 中间件产品为m i c r o s o f tb i z t a l k r f i d ，基础框架可以分为以 下儿层：设备服务接口层、运转引擎层、b i z t a l k r f l d 基础框架o m a p i s 层、 设计工具和适配器层。框架如图2 5 所示： 珊黟矽叠图 第2 章r f i d 中间什技术 _ 一2 口* 图2 5m i c m s o f tb i z t a l kr f i d 内部框架| 堇i 设备服务接口层负责为硬件设各供应商提供可任意扩展的“设备驱动”a p i 集台，这些a p i 是以r f i d 软件开发包( s d k ) 的形式发布的一整套平台，包括了 测试规格和测试软件，涵盖了各种设各通信1 办议并支持各种类型的阅读器，具 有很好的兼容性。设备r 商只要采用这套a p i 开发设备驱动，就可以被w i n d o w s 平台的工具所识别、配置和管理，达到了即插即用的效果。 b i z t a l kr f i d 基础框架o m a p i s 层提供了对象模型和应用程序开发接口 集口它能使应用程序开发商快速创建各种管理软件工具来管理b i z t a l kr e i d 基础框架，快速设计、部署r f i d 端到端的解决方案。它还包括了设计和部署 “事件处理管道”所必要的工具，而“事件处理管道”是用于对r e i d 事件数 据过滤、聚集和转换成为业务系统可以识别的信息所必备的软件组件。 设计工具和适配器层提供用于开发调试的软件工具包括r e i dm a n a g e r 管理控制台工具和r u l ec o m p o s e r 业务规则设计工具。 运转引擎层通过业务规则和事件处理程序组成的事件处理机制，对r e i d 事件进行过滤，聚集并转换为业务系统可以识别的信息。它包括事件处理引擎 和事件处理器两个核心部分。事件处理引擎，又称“事件处理管道”，它使用户 不必关心底层的硬件设备，集中精力处理r t i d 数据，构建复杂的事件处理流 程；事件处理器作为可扩展的程序构建用来执行预先封装好的执行策略，如 筛选、报警等。 第2 章r f i d 中间f i ，| ：技术 2 4r f i d 中间件现状分析 从上述的r f i d 中间件解决方案中可以看出，s a v a n t 规洲8 j 的提出确立了 l 强i d 中间件在e p c 网络中的地位和功能架构，有力地推动了基于架构的f d 中间件的发展：b e aw e b l o g i c 的r f i d 中间件以b e aw e b l o g i c 平台为基础， 以面向服务的思想提供了对r f i d 技术的支持，同时具有适应不断变化的业务 需要的技术灵活性；i b mr f i d 中间件通过一条信息总线( r f i db u s ) 来代替复杂 的层次结构，从而提出了一种轻型r f i d 中间件架构。然而不难看出r f i d 中间 件的研究仍处于试验初级阶段，仍然存在着许多问题需要解决，主要表现在如 下几个方面： 1 ) 平台依赖性强。当前的r f i d 中间件产品都是在各个厂商在自己平台的 基础上提供了对r f i d 的支持，客户选择了某个中间件，就等于选择了某一个 基础平台。例如选择i b m 的r f i d 中间件产品，就必须依赖i b m 一系列组件的 支持才可以正常工作，这显然违反了中间件的设计初衷，不利于系统的扩展。 2 ) 事件处理能力弱。如w e b l o g i c 的a l e 引擎，只提供简单的事件过滤， 不提供对复杂事件的定义和处理能力，然而实际应用中，上层系统更关心的是 与业务逻辑相关的复杂事件，而且这种复杂事件的模式在许多应用中都是相似 的。 3 ) 实时性差。由于r f i d 本身的特性，短时间内会接收到海量的标签数据， 这些标签数据必须在一定的时间内进行处理，否则就失去了r f i d 作为识别物 体为目标的作用。然而现有的r f i d 产品基本上都是以传统数据库的方式实现， 对于大型的r f i d 应用来说，传统数据库的低查询效率显然不能满足r f i d 对实 时性要求，因此需要采用新的思想和技术来解决实时性差的处理瓶颈。 由此可以看出，r f i d 中间件虽然取得了一定的成就，产生了一系列的产品， 但是仍然处于试验的初级阶段，研究r f i d 中间件，尤其是事件处理功能仍然 面临着许多挑战。 1 3 第3 章事件处理语言e p l 第3 章事件处理语言e p l 特定的原始事件可以构成更高层次的复杂事件，为了准确描述事件间的这 种关系，充分挖掘事件流背后蕴含着真正的商业逻辑，需要一种规范的，专门 的描述语言。复杂事件处理语言就是这种描述原始事件逻辑关系的语言，它对 挖掘事件背后的业务逻辑具有重要的意义【l 引。因此任何一种事件处理引擎都具 有相应的事件处理语言e p l ( e v e n tp r o c e s s i n gl a n g u a g e ) ，其中比较成熟的有 s a s e 系统的s a s e 事件处理语言，开源引擎e s p e r 的事件处理语言等。本章将 以e s p e r 事件处理语言为主，说明事件处理语言的基奉语法和其基本特性，并 将其与s a s e 语言进行简单的比较，分析e s p e r 事件