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上海交通大学工学硕士学位论文 摘要 第 i 页 rfid 企业应用集成技术研究与开发 摘 rfid 企业应用集成技术研究与开发 摘 要要 目前，rfid 技术在企业系统中有着越来越多的应用。为了方便 rfid 的应用集成，在 rfid 技术与企业应用之间，需要一个集成服务 的框架， 通过这个框架， 较好地分离 rfid 技术与企业业务制定之间的 关系， 使得企业的应用开发人员不必关心 rfid 的具体实现技术， 转而 专注于企业应用业务的开发。 本论文提出了一套 rfid 应用集成框架，它从中间件获取基本的 rfid 事件，然后可以根据业务的需要进行组合，形成更接近业务应用 的复杂事件。方便了 rfid 的应用开发，并且简化了 rfid 的应用集成 过程。 本文中， 首先讲述了 rfid 应用集成技术的当前研究背景和研究 现状，以及本论文的研究目标，意义和内容。在研究了 rfid 应用集成 相关技术的发展状况以及分析了各家大公司的 rfid 应用集成解决方 案框架基础上， 提出了我们自己的 rfid 应用集成方案， 即采用基于语 义事件的应用集成框架，语义事件分离了 rfid 事件和具体的企业应 用， 通过对 rfid 事件的组合和处理， 语义事件满足了企业应用的业务 需要，简化了企业对 rfid 的应用集成。 本文 rfid 的应用集成框架，在 rfid 的试点项目中进行了应用， 可以加快并简化企业对 rfid 的应用集成过程。 关键词关键词: 射频识别技术，企业应用，集成。 上海交通大学工学硕士学位论文 abstract 第 ii 页 research and development of rfid integration in enterprise application abstract today rfid (radio frequency identification) technology is more and more used in enterprize application than before. in order to make the integration of rfid more convenient, it is necessary to provide a framework of integration and services between the rfid and the enterprize application. and by using the framework, we can separate rfid technology and enterprise bussiness process. the application developers need not concern the realization details of rfid technology, and can be absorbed in the development of business logic. this paper presents a framework of rfid integration in enterprize application. the framework is layed between rfid middleware and enterprize application. its function is to provide from rfid middleware to enterprize application with rfid event, and compound rfid event according to concrete business logic. with the help of the integration framework, the integration of rfid becomes more convenient in the enterprize application. fisty, we introduce the research background, the development of rfid integration technology in enterprise application, and the goal, significance and content of the research. then based on the characteristics of rfid integration and the analytics of existed rfid solutions put forward by big companies, an overview about the integration architecture consideration is provided. then we put forward the framework of rfid integration based on context event technology, which separates the rfid event technology from business process. by compositing and processing the rfid events, context event meet the 上海交通大学工学硕士学位论文 abstract 第 iii 页 business requirements of the enterprise application, and it simplifies the process of rfid integration in enterprise application. we present and design a framework of rfid integration in enterprise application, and we apply the framework in a project of rfid integration. the framework make it more fast and simply for applying rfid in enterprise application. keywords: rfid, enterprise application, integration. 上海交通大学上海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式 标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：徐 以轩 日期： 2007 年 1 月 23 日 上海交通大学上海交通大学 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规 定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权上海交通大学可以将本学 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和汇编本学位论文。 保密保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名：徐 以轩 指导教师签名：姜 丽红 日期： 2007 年 1 月 23 日 日期： 2007 年 1 月 23 日 上海交通大学工学硕士学位论文 第一章 绪论 第 1 页 第一章 绪论 第一章 绪论 1.1 研究背景 1.1 研究背景 rfid 射频识别是一种非接触式的自动识别技术， 它通过射频信号自动识别目 标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。rfid 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签， 操作快捷方便12。 埃森哲实验室首席科学家弗格森认为 rfid 是一种突破性的技术：第一，可 以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二， 其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信 息； 第三， 可以同时对多个物体进行识读， 而条形码只能一个一个地读3。 此外， 储存的信息量也非常大。 在当今激烈的竞争环境中， 公司必须不断地为其客户带来更大的价值。 通常， 这意味着公司要不断提高服务质量，增加客户选择，提高收益。这种增长的趋势 导致企业数据量的不断膨胀。这些数据通常是零零散散地分布在各种完全不同的 应用和系统中。每个应用的分类、引用方式以及面向用户的表示方法各不相同。 在企业中采用 rfid 技术最大的好处之一就是提高效率和减少人为错误，这 是消除人工流程后的必然结果。另一个好处是实现了企业新数据的自动化处理， 并使企业从分析这些信息中获得收益。其结果是对业务流程的进一步优化，因为 有信息支持就可以做出更好的决策4。 对于目前各式各样的 rfid 应用，如何在已有的中间件基础上，实现企业对 rfid 的应用集成，这是不得不考虑的现实问题。在企业应用 rfid 的过程中，应 用开发人员可能没有掌握 rfid 技术，如果让他们重新去学习 rfid 技术会是一件 辛苦的工作， 并且这会延缓 rfid 集成开发的进程。 因此， 就有必要提出一套 rfid 的应用集成框架， 它可以帮助企业开发人员摆脱 rfid 专业技术的困扰， 从而专著 于企业应用业务的开发，减少开发的人力成本，时间成本，以及降低开发失败的 可能性5。rfid 的应用集成框架，在企业系统的应用集成中能起到积极的重要 作用。 上海交通大学工学硕士学位论文 第一章 绪论 第 2 页 华尔街分析师宣称， rfid 技术市场将在未来五年内达到数百亿美元的市场规 模。一家市场研究公司预测，到 2008 年，用于在零售供应链中跟踪货物的电子标 签技术市场规模将发展到接近 13 亿美元。许多高科技公司正在加紧开发 rfid 专 用的软件和硬件，这些公司包括英特尔、微软、甲骨文、sap 和 sun。rfid 无疑 是以后的一大利益增长点，市场的潜力巨大，也很诱人。 1.2 研究现状 1.2 研究现状 目前包括 sun microsystems，sap,bea，sybase，oracle 等各软件大公司都 提出了 rfid 的应用集成解决方案789。 bea 成功收购 rfid 中间件技术领域的领先厂商 connecterra 公司， 旨在立即 扩充 bea 基础结构软件一揽子产品，便于集成射频识别（rfid）以及其他设备的 数据，帮助客户处理从供应链上获取的数量日益庞大的 rfid 数据。 凭借与领先公司 （如宝洁公司和麦德龙集团） 联合开展客户项目的丰富经验， 融合了 6 年来对 rfid 的研究和参与 rfid 标准组织， sap 开发了基于 rfid 的应用 系统解决方案。 通过将 erp 和 scm 功能与采用 rfid 的应用完美集成， 企业可充分 利用其在业务流程中通过 rfid 标记捕获数据，例如：包装与拆包、发货与收货、 以及对整条供应链的跟踪和记录。 甲骨文(oracle)与 alien 技术公司和 intermec 技术公司等 rfid 读写器厂商 合作， 开发一种“设备驱动器框架”， 帮助企业管理和建立用于 rfid 系统的应用 程序。 射频识别(rfid)功能是与 oracle 电子商务套件 11i.10 同时发布的。 最近， 零售商沃尔玛公司和美国国防部要求供应商在所有货物上使用 rfid 标签，而 oracle 电子商务套件 11i.10 的 rfid 功能将帮助这些供应商满足客户的上述要 求。 在数据库领域与甲骨文竞争的 ibm 和微软也在开发 rfid 中间件软件。 还有一 些小公司，如 oatsystems，也在开发这种软件。 上海交通大学工学硕士学位论文 第一章 绪论 第 3 页 1.3 研究目标，意义及本文的主要工作 1.3 研究目标，意义及本文的主要工作 1.3.1 研究目标 1.3.1 研究目标 本论文的研究目标是针对 rfid 技术的特点，比较各大公司的 rfid 应用集成 框架的不同及各自的优点，分析 rfid 应用开发的发展趋势和挑战，分析 rfid 应 用的构件化技术，并采用语义环境技术，提出一套面向企业应用集成的基于语义 事件的解决方案，并在 rfid 的试点项目中提供应用。 1.3.2 研究意义 1.3.2 研究意义 在企业系统的应用中，rfid 能够带来新的价值，同时 rfid 技术也给我们带 来了巨大的挑战， rfid 必须要和企业原有的系统进行协同的工作； rfid 在企业系 统中应用也必须与具体的业务进行整合，来更好的提高效率4。 因此我们在关注 rfid 技术的同时也必须关注 rfid 的集成技术。 将 rfid 技术 和各种企业应用系统进行集成， 来充分利用 rfid 技术的优势实现企业系统的可视 化和高效率。 在已有的中间件基础上， 来提供一个支持企业应用集成的解决方案， 使得 rfid 系统更加易于被使用，从而有着更好的可用性和方便性。 1.3.3 本文的主要工作 1.3.3 本文的主要工作 本文首先对 rfid 应用集成技术的发展现状进行了研究， 对它的重要性、 以及 实现的功能进行了分析， 并收集了大量资料， 对各家软件大公司的 rfid 应用集成 方案进行了分析对比， 并进行总结， 阐述了 rfid 应用集成技术的发展现状及面临 的挑战，对 rfid 的业务构件化，语义环境技术，业务事件定义技术，企业应用集 成技术进行的深入研究， 提出了 rfid 应用集成的解决方案， 分析并设计了系统的 架构，最后在一个 rfid 试点项目中进行了应用。 1.4 论文结构 1.4 论文结构 本论文的共有六章，内容安排如下： 第一章是绪论。讲述了研究背景，rfid 应用集成技术的发展现状，以及本论 文的研究目标，意义和内容。 第二章是相关技术、 理论及各家大公司的 rfid 应用集成技术。 阐述了相关技 上海交通大学工学硕士学位论文 第一章 绪论 第 4 页 术现状，各大公司的解决方案框架。 第三章是 rfid 应用集成框架的架构设计与功能分析。 阐述了系统功能、 架构 以及各功能要素分析。 第四章是 rfid 应用集成框架的具体技术实现。阐述了系统的实现细节。 第五章是 rfid 应用集成框架在企业系统中的具体应用， 验证了框架在企业系 统中的适用性。 第六章是总结与展望。总结全文并提出了一些尚需研究和解决的问题。 上海交通大学工学硕士学位论文 第二章 rfid 应用集成技术分析 第 5 页 第二章 rfid 应用集成技术分析 第二章 rfid 应用集成技术分析 2.1 rfid 中间件技术的发展 2.1 rfid 中间件技术的发展 电子标签应用系统中间件是处于电子标签硬件系统和电子标签应用系统的一 类软件，是电子标签应用系统的核心，是rfid产业链的关键共性技术。 中间件屏蔽了rfid设备的多样性和复杂性，能处理从一个或多个读写器获得 的电子标签或传感器数据（事件数据）流，是一种企业通用的管理标签数据的架 构，安装在等级式、分布式的服务器上。 中间件为应用程序提供一系列计算功能，在将数据传给企业应用程序之前， 要对电子标签数据进行过滤、总计和计数，压缩数据容量。电子标签应用系统中 间件采用标准的协议和接口，为处于上层的应用系统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系统。 电子标签中间件的作用主要体现在两个方面， 一是操纵控制 rfid 读写设备按 照预定的方式工作，保证不同读写设备之间配合协调；二是按照一定规则过滤数 据，筛除绝大部分冗余数据，将真正有效的数据传送给企业应用系统6。 2.2 rfid 应用集成技术的重要性 2.2 rfid 应用集成技术的重要性 对于企业的应用系统来说， rfid中间件本身只负责提供一些基本的rfid事件， 为了充分利用rfid事件的价值，就需要使用某种类型的企业应用集成。如果只是 将基本的rfid事件发送给一系列企业应用，就称不上是一个完整的集成方案。就 会引出与安全、可用性、适配器连通性和业务流程定义等相关的问题。 上海交通大学工学硕士学位论文 第二章 rfid 应用集成技术分析 第 6 页 rfid的应用集成解决方案可以从全局高度来解决这些问题。在应用rfid中间 件技术的基础上，基于基本rfid的事件技术，集成技术服务可以根据具体业务的 需要，为企业应用提供一系列的业务构件，并且还可以让企业应用系统定义自己 与rfid相关的业务逻辑，从而实现了rfid具体技术与业务逻辑之间的分离，使得 rfid的应用集成具有更好的可用性和方便性。并且在安全实现方面，集成技术服 务可以弥补rfid中间件本身的不足，为企业应用提供一套可靠的授权协议，从而 达到保护用户的业务和数据安全的功能5。 2.3 rfid 应用集成技术的国内外发展现状 2.3.1 sun microsystems 2.3 rfid 应用集成技术的国内外发展现状 2.3.1 sun microsystems java system rfid software 3.0 的整体架构图7： 图 2- epc 网络的 sun rfid 系统 figure2-1 sun java system rfid software in the epc network sun java system rfid software 3.0 包含了实现与 sap netweaver 平台中 sap auto-id infrastructure 2.1(sap aii)组件整合的插件。sap aii 支持 sap 上海交通大学工学硕士学位论文 第二章 rfid 应用集成技术分析 第 7 页 r/3、 mysap scm solution 以及其他使用设备管理和控制软件的 sap erp 组件之 间的交互。 rfid event manager 在 sap aii 架构中扮演的是一个设备管理器的角色。 sap aii 用发送给设备管理器的 xml 消息包装了 tag commissioning 请求。当事务发 生时， 能够从设备管理器得到预期的 xml 信息。 sap aii 插件包含 web service 和 connector。其中，web service 是由 rfid event manager 实现的并驻留在 application server 上。connector 就是 saplogger connector。 sap aii 插件的 web service 有以下特征： i. 监听遵循 sap aii-dc 协议的 xml 信息。sap aii-dc 协议详细说明了 tag commissioning 命令的格式。 sap aii 生成这些 xml tag commissioning 消 息来对 rfid tag 编程以及打印 rfid 标签。 ii. 接受 http 消息、对 tag 编程、打印标签并且当打印命令操作成功时，返 回 http ok。 sap aii connector (saplogger) 有以下特征： i. saplogger 处于读写器事务处理语义(business processing semantics , bps)的末端。 ii. saplogger 可以从以 http post 方式向 sap aii 发送的通知得知已发现的 tag 的状态。这些状态在 sap aii 中被定义成可以触发业务进程的业务事 件。 iii. sap aii 设备 id 和业务事件代码是与每一个读写器设备有关联的属性。 iv. saplogger connector 将这些属性翻译成特定的 xml 消息送回到 sap aii。 v. connector 的属性是用 rfid configuration manager 设置的。 上海交通大学工学硕士学位论文 第二章 rfid 应用集成技术分析 第 8 页 图- rfid event manager 和 sap aii 之间的交互 figure2-2 communication flow between the rfid event manager and sap aii 图 2-2 显示了一个 sap aii 发送 tag commissioning xml 消息的例子。rfid event manager 中的插件的 web service 接收这个消息，确定 reader id 并且发 现这个设备。于是，这个设备使用消息中的信息配置，对 tag 编程并且打印出标 签。当一个 rfid reader 读到 tag，rfid event manager 的 sap aii connector 就产生一个 http 业务事件信息。 这个消息包括产生业务事件的 reader 的 id 和读 到的 tag 的信息。然后，这条消息将被送往一个指定的 url，sap aii 在这里监听 通知。 2.3.2 2.3.2 bea bea 的 rfid 参考架构图8： 上海交通大学工学硕士学位论文 第二章 rfid 应用集成技术分析 第 9 页 图 2-3 bea rfid 架构 figure2-3 bea rfid architecture bea 的这个架构由 4 层组成：读写器层、edge server 层、集成层和应用层。 在底层，有 ip 的读写器全部由一个 edge server 控制。这避免了网络分割带 来的问题。 edge server 定期检查读写器，删除重复的读写器、执行过滤任务以及管理设 备。edge server 也能可靠地生成 ale (application level events) 事件并将他 们传到集成层。 集成层接收到很多 ale 事件，并把他们结合到包含许多人和业务进程的工作 流中。集成层还和诸如，仓储管理、商品信息管理系统交互。集成层可以与把后 端组件当作可重用组件的抽象层协同工作。集成层可以通过 web service 接口与 object naming service (ons) 交互。 上海交通大学工学硕士学位论文 第二章 rfid 应用集成技术分析 第 10 页 2.3.3 sybase 2.3.3 sybase sybase rfid enterprise 是一个满足企业设计、部署以及整合等需求的全面 的 rfid 数据管理和整合解决方案。 企业提供的各种类型中间件层， 呈现出集成发 展环境、业务进程编组、规则以及消息的传输，还有业务活动监控 (business activity monitoring) 和移动等特性。 sybase rfid enterprise 的系统架构9: 图 2-4 赛贝斯 rfid 企业架构 figure2-4 sybase rfid enterprise architecture sybase rfid enterprise 是 sybase 端到端 rfid 解决方案的核心部分，它包 含了 sybase rfid anywhere。rfid enterprise 为 rfid 解决方案试图增加数据 整合、业务过程设计以及报告性能做出了弥补，这部分叫做 rfid edgeware。rfid enterprise 继承了 rfid edgeware，提供额外的 rfid 报告、自动的 rfid 数据持 久以及 rfid 数据整合，这样企业可以使用 soa，迅速、智能地将 rfid 构架与他 们的企业业务应用系统连接起来。 i. rfid 业务进程、整合及监控 提供通过数据映射、重构、业务规则与现有系统整合，为创建需要 rfid 数据 的业务进程提供可视化的开发环境。 ii. rfid 业务活动监控 上海交通大学工学硕士学位论文 第二章 rfid 应用集成技术分析 第 11 页 通过 web，实时监控事件流 iii. rfid 数据库结构和持久化 自动操作 rfid 数据的装载，为存储需要维护的 rfid 数据提供特殊的 rfid 数据库结构。 iv. rfid mobilization 对于关键的业务进程，建立实时警报和通知。 图中的 rfid anywhere就是一个 rfid 中间件，从其白皮书中得知 rfid anywhere 具有对业务逻辑快速开发、 为与企业系统集成提供多接口、 为系统的 升级提供合适的架构等特性。 rfid anywhere为与企业系统的整合提供了很多选择。例如：消息系统的连 接器可以通过 smtp、msmq、jms，也可以是 soap、udp、tcp 和文件创建，提供了 许多 rfid 数据的整合方式。rfid anywhere还支持 cim 和 snmp，允许管理信息 以符合企业管理控制台，像：tivoli 和 open view。 2.4 rfid 应用集成技术面临的挑战 2.4 rfid 应用集成技术面临的挑战 由于 rfid 的分布特性，又加之企业系统多种多样，rfid 的应用集成将会面 临以下几个方面的挑战: i. 通用性 由于企业系统具有多样性，所以就需要一套通用的集成解决方案。现有的 考虑是采用业务构件和语义事件的方式， 将 rfid 事件业务化， 并在企业应用模型 构建的基础上， 根据企业所要求的业务过程， 将与 rfid 事件相关的业务进行整合， 然后再提交给企业的应用系统。 ii. 方便性 企业应用的开发人员，通常不可能全都掌握了 rfid 技术，在没有 rfid 应用 上海交通大学工学硕士学位论文 第二章 rfid 应用集成技术分析 第 12 页 集成框架提供集成服务的情况下， 如果让业务开发人员来直接跟基本的 rfid 事件 集成,这些开发人员必然要重新去学习 rfid 的相关知识和技术，这样就会浪费很 多的开发时间和人力资源。 而在 rfid 应用集成框架的帮助下， 企业应用开发人员 就无需来学习 rfid 的专业知识，而只需将精力放在业务过程的分析和建模之上， 这样就能大大的简化 rfid 的应用开发。 iii. 安全性 由于涉及大量可能非常敏感的数据， 所以安全性成了 rfid 系统的一个重要考 虑事项。最起码，安全管理可以防止读写器被关或产品被盗。因此，管理接口必 须受身份验证、授权或审计（甚至还有 ssl）的保护。目前大多数的 rfid 中间件 都无法使用 ssl，因为 ssl“握手”是 cpu 密集的计算，会影响边缘层完成其他 cpu 密集计算（如过滤）的能力。所以，在应用集成服务层需要提供身份验证、 授权和审计技术方面的安全机制10。 2.5 rfid 应用集成方案 2.5 rfid 应用集成方案 对 rfid 集成服务方案的研究，存在以下两种应用集成方面的技术 1) rfid 构件化 上海交通大学工学硕士学位论文 第二章 rfid 应用集成技术分析 第 13 页 rfid 业务构件框架模型： 图 2-5 rfid 业务构件框架 figure2-5 rfid business component framework 对于一些特定的应用领域，可以采用企业系统定制业务的方式，由中间件提 供一些通用的业务构件和业务模型，使得中间件在与此种类型的应用进行集成的 时候，可以大大加快集成开发的速度。 这种集成方案的重点在于以下几个方面： 业务模型的建模； 业务模型的组合，以形成较复杂的业务构件； 业务模型的再组合，以形成更为复杂的业务构件。 在这种方式下，由于集成方案是基于特定领域应用的定制来构建的，因而其 集成应用是一种较为紧耦合的方式。 在进行 rfid 业务模型的设计过程中，首先要按照此应用领域来构建业务模 型， 在对某个应用领域中的应用进行分析后， 可以总结出一些通用的业务模不型； 其次是对总结出的通用业务模型进行优化，并去除冗余；最后，要按照一定的格 式来进行表示。rfid 的构件化主要包括 rfid 的通用业务模型的分析以及复杂业 务模型的构建两部分。 上海交通大学工学硕士学位论文 第二章 rfid 应用集成技术分析 第 14 页 rfid 的构件化方案针对的是特定应用领域， 可以为特定类型的企业应用系统 的快速集成提供方便。 2) 语义事件协作框架 rfid 的构件化模型提供了一种构建基本业务模型以及复杂业务构件的思想， 目前的应用只限制在物流领域，而在更普通的应用领域，我们也需要通用的 rfid 应用集成模型。 在通用应用集成框架的开发中， 我们充分地利用了 rfid 构件化的 基本业务建模思想，并且在此基础上，利用语义环境技术来描述复杂业务事件， 可以更好地满足业务的需要，加速并方便企业对 rfid 应用的开发过程。 采用语义环境技术来分析业务，这是本文提出的基于语义事件的应用集成技 术。所谓语义事件，它源于最简单的 rfid 事件，是一种为了更可用的应用而提出 的高级事件。采用 xml 作为定义的语言，封装了底层的 rfid 的实现，允许企业应 用的开发人员以一种直接的方式来细化业务逻辑。 语义事件的集成方式， 将业务的制定与 rfid 技术较好的分离开来， 它充分利 用语义环境的松散耦合性以及平台无关性，使得企业应用的开发人员无需关心 rfid 的具体实现技术，而是致力于业务逻辑的制定上，从而简化 rfid 企业应用 的开发过程。 上海交通大学工学硕士学位论文 第三章 rfid 应用集成框架设计 第 15 页 第三章 rfid 应用集成框架设计 第三章 rfid 应用集成框架设计 3.1 框架概述 3.1 框架概述 rfid 语义事件协作应用集成框架： 图 3-1 语义事件协作框架 figure3-1 context event collaboration framework 在一般的 rfid 应用中，我们首先是要对业务过程进行分析，构建出 rfid 应 用的业务模型， 然后通过 rfid 各事件活动之间的迭代， 最终完成对业务过程的表 达并执行。 我们提出的语义事件基于简单的 rfid 事件，它描述了在业务过程中与 rfid 事件相关的一些活动，与简单的 rfid 事件相比，它是一种更可用的业务级事件。 我们采用 xml 作为语义事件的定义语言， 它封装了底层 rfid 事件的实现， 允 许应用的开发者以直接的方式来细化语义事件。并且，通过详细的设计，语义事 件包含了一整套的基本事件活动，简化了 rfid 应用的规格定义。 语义事件的协作将在这一章的后面几节详细阐述。 上海交通大学工学硕士学位论文 第三章 rfid 应用集成框架设计 第 16 页 3.2 框架分析 3.2 框架分析 3.2.1 语义环境 3.2.1 语义环境 所谓语义环境，在 webster 字典中是这样定义的，有关某个事件和人员的所 有的状态、背景和环境。schilit 首先提出了语义环境的概念，theimer 认为，语 义环境是位置、人员和事物的标示，以及所有这些的改变。ryan、pascoe、morse 认为，语义环境是用户的位置、环境、特征和时态的组合。pascoe 对语义环境给 出了狭义的定义：语义环境是特定实体的物理和概念的状态。anind dey 对语义 环境进行了更加通用的定义，语义环境是所有能够描述用户与应用程序之间交互 所涉及的实体（包括人，位置，物体等）状态的信息。其中包括用户和应用程序 本身。其含义是说，语义环境是实体周围的信息。 以上的一些定义，都是从语义环境的信息列举和语义环境的信息描述两个角 度来进行定义的。对语义环境的信息列举，目的是为了应用程序的使用和建模， 列举的越具体，就越利于应用的实现。对语义环境的信息描述，比列举具有更大 的业务可用性。对于实际的应用来说，语义环境的信息描述可以用于定义应用程 序之间的逻辑关系。 语义环境技术在对传感数据的识别和融合，在不同系统和不同设备之间提供 互操作性，以及分布式系统之间的交互方面可以发挥其作用。 利用语义环境技术，从实际应用的角度来看，如何获取，使用和存储语义事 件，如何建立语义环境感知的应用程序，将面临着一些挑战。主要有以下几个方 面： 1) 事件的获取 在 rfid 的应用开发中，语义服务器要接收 rfid 的传感信息以及一些 rfid 的事件。 对于 rfid 技术对， 企业应用的开发人员往往没有充分地掌握， 对于 rfid 的数据格式，访问方法，以及所使用的接口方面，都可能遇到困惑。而语义事件 上海交通大学工学硕士学位论文 第三章 rfid 应用集成框架设计 第 17 页 就可以帮助应用开发者远离这些麻烦。 并且， 我们需要依赖某种形式的 rfid 中间 件技术，由它来提供经过处理的数据和一些基本的 rfid 事件。 语义事件环境通过中间件获取基本的 rfid 事件， 根据业务的需要， 经过进一 步的组合和处理，最终形成更满足业务应用的语义事件。 2) 语义事件定义的规范 利用语义事件来描述 rfid 相关的企业应用， 需要制定一套规范。 应用开发程 序员根据规范制定 rfid 的相关业务，实现对 rfid 基本事件的业务组合，并满足 具体业务的需要。 3) 语义事件的处理 对语义事件要进行对信息的过滤，解释，并进行融合和推理。将复杂的语义 事件务解释为基本的 rfid 事件，完成信息和事件的上下交互。 4) 语义服务的提供 语义事件环境需要动态的为应用开发者提供统一的语义事件服务接口，具体 有两种方式： i. 语义事件的查询服务 服务将语义信息表达给企业用户，或者是用户通过适当的行为来进行选 择。 ii. 语义事件通知 服务根据语义事件的变化，将变化信息通知给已注册的用户，使得用户可 以异步地保持信息的不断更新。 总体来说， 语义事件环境根据众多的 rfid 传感信息源， 对获取的信息和事件 作出组合处理，为应用系统提供一系列的服务11。 语义事件协作框架有几个方面的内容，包括各种事件的概念，事件的定义和 解释，业务对象模型，以及语义事件的协作等方面，以下来作具体阐述。 上海交通大学工学硕士学位论文 第三章 rfid 应用集成框架设计 第 18 页 3.2.2 各种事件 3.2.2 各种事件 事件可以定义为系统中的一个活动记录对象。事件可以有特定的数据信息， 事件的数据信息可以包括活动的执行时间，活动的发生地，活动的执行者，或者 其他数据。 我们根据对事件的不同定义将 rfid 系统事件进行分类。 1) rfid 事件 rfid体系及事件（包括读写器事件和rfid事件）： 图 3-2 rfid 系统架构中的 rfid 事件 figure3-2 rfid event in rfid system framework rfid系统一般可以分为三层，读写器层，rfid中间件层，和应用层。rfid中 间件从一个或多个读写器获得读写器事件流，rfid中间件通过收集，过滤和净化 读写器事件，使得它们符合rfid应用的要求11。 如表3-7所示，rfid事件由rfid中间件产生，其中包含的信息有，逻辑读写器 名称，标签值，方向和时间。 应用开发者必须收集rfid事件，访问数据服务器以获得事件所必需的相关数 据，处理业务逻辑并实现rfid的应用。 在这种方式下，应用开发者必须了解rfid知识和数据的交互技术，实际的应 用必须编写额外的代码，而非仅仅业务逻辑本身，来处理rfid事件。 上海交通大学工学硕士学位论文 第三章 rfid 应用集成框架设计 第 19 页 表3-2 rfid的事件定义 table3-2 rfid event defination 事件 生产者 消费者 定义 rfid事件 rfid中间件 企业应用 已过滤的读写器事件， 包含逻辑读 写器名称，标签值，方向和时间。 2) 复杂 rfid 事件 图 3-3 复杂事件 figure3-3 complexed event rfid原始事件是指不依赖于其他事件的基本事件，而rfid复杂事件则是指多 个rfid原始事件根据一定关系的组合。 通过对rfid应用环境的业务模型进行分解，可以使用某种语言来对业务模型 进行描述，包括具体的业务场景，存在的基本事件和复杂事件的关系等。 规则建模的职责是将由事件规则语言描述的业务场景用计算机可以规约的模 型来表示。建模方式有许多，可以采用布尔表达式树、无环有向图、有限状态机 或petri网算法。 对于不同规则建立有不同的模型，对输入事件流进行复杂事件的规约。事件 迭代构件的作用是协调管理多个模型。同时，对于不同模型中相同的子部分，事 上海交通大学工学硕士学位论文 第三章 rfid 应用集成框架设计 第 20 页 件迭代还需要提供优化策略。 复杂事件通过服务总线，被业务过程服务器所获得，业务过程服务器根据预 先制定的特定业务的需要，将复杂事件连同简单事件进行组合和处理，最终返回 事件的处理结果，最后交给定制了服务的应用系统12。 3) 语义事件 rfid在语义事件协作rfid系统中的角色，以及在系统中可能出现的事件类型 （见图3-9）。 语义事件协作组件从rfid中间件获得rfid事件，然后将它们转换为一种更可 用的形式，使得对rfid的应用更加高效。 图 3-4 语义事件协作组件的角色 figure3-4 role of context event collaboration 语义事件是一种针对各种应用活动的高级事件。语义事件源于原始的rfid事 件，它由rfid事件，相关数据，还有业务规则构成。 语义事件与原始rfid事件有着很明显的区别，描述如下， 问题： i. 对rfid事件而言：读写器a现在读到的是什么？ ii. 对语义事件而言：被读写器a读到的人员是否已被授权进入？ 回应： 上海交通大学工学硕士学位论文 第三章 rfid 应用集成框架设计 第 21 页 i. 对rfid事件而言： ii. 对语义事件而言： 此问题的语义事件可以描述如下： rfid事件：读写器a读到一个标签值。 相关数据：标签所对应的人员的身份信息。 业务规则：相应的授权规则。 此外，语义事件还包含数据组件信息。 表3-9给出了语义事件的定义和形式： 事件 生产者 消费者 定义 语义事件 语义协作组件 企业应用 源于rfid事件 表 3-4 语义事件定义 table3-4 context event defination 语义协作组件负责将 rfid 事件转换为语义事件141516。转换过程是这样 的，首先对 rfid 事件进行收集，并获取相关的数据信息，然后分析相应的业务规 则，最后产生语义事件。为了产生语义事件，首先必须在活动中描述语义事件的 规格。我们用 xml 定义语言来描述这一规格，这在下面会继续进行说明。 3.2.3 事件定义与解析 3.2.3 事件定义与解析 我们采用 xml 作为语义事件的定义语言。xml 出现于上世纪 90 年代后期，是 为了满足扩展超文本语言（html）的需要。跟 html 一样，xml 也是源自于 sgml 上海交通大学工学硕士学位论文 第三章 rfid 应用集成框架设计 第 22 页 （标准通用标记语言）。 xml 是一种自描述数据格式。自描述的意思是指，说明内容的元数据与内 容本身一起存在。也就是说，xml 文档（或者包含 xml 标记的文件），在其文件 内部包含着传达给接受者关于如何解释被标记的内容和 xml 结构的信息。 xml 被看作是元标记语言，因为它使用户能够定义他们自己的标记语言来描 述数据和将其封装成 xml 文件。使用以 xml 建议（或者 xml schema 建议）描述的 规则和约定，任何人都可以自主创建自己的 xml 语言、定义结构、创建规则和约 定，利用它们来标记用于传输、显示或者提交到其他系统的文档17。 相对于其它描述语言， xml 在被用于描述应用的时候有以下几个方面的优势： i. 可以实现不同数据源之间的数据交换 xml 具有跨平台特性，可以提供一种不同数据源之间进行数据交换的公共标 准，是一种公共的交互平台，一种数据源只要将它的数据表示成 xml 格式就能被 另一种数据源有效地识别。 ii. 一种数据多种显示 xml 是表示存储并用来传输数据的标记语言。 xml 文档并不决定数据的显示样 式，显示部分由其他语言（xsl 和 css