第5章RFID中间件和系统体系结构(第2节课)

1、RFIDRFID中间件和系统体系结构中间件和系统体系结构一一、RFIDRFID软件部分软件部分 二二、中间件基本概念中间件基本概念三三、RFIDRFID网络框架及中间件系统功能网络框架及中间件系统功能 四四、RFIDRFID中间件中间件ALEALE规范规范 主要内容主要内容五五、RFIDRFID主要中间件产品主要中间件产品 v RFID软件系统可以分成软件系统可以分成3类类v 前端数据采集系统（前端软件）前端数据采集系统（前端软件） 前端软件包括设备供应商提供的系统演示软件、驱动软件、前端软件包括设备供应商提供的系统演示软件、驱动软件、接口软件、集成商或客户自身开发的接口软件、集成商或客户自身

2、开发的RFIDRFID前端操作软件等。前端操作软件等。v 计算机网络与软件系统（后端软件）计算机网络与软件系统（后端软件） 计算机网络与软件系统由计算机网络与软件系统由RFIDRFID数据传输系统（业务系统）数据传输系统（业务系统）及应用软件系统构成，其中应用软件系统也称后端软件，及应用软件系统构成，其中应用软件系统也称后端软件，包含处理这些采集信息的后台应用软件和管理信息系统软包含处理这些采集信息的后台应用软件和管理信息系统软件。件。v 中间件软件及其他软件中间件软件及其他软件 中间件软件是为实现采集信息在后台传递与分发而开发的，中间件软件是为实现采集信息在后台传递与分发而开发的，其他软件包

3、括其他软件包括RFIDRFID系统开发平台或为模拟其系统性能而开系统开发平台或为模拟其系统性能而开发的仿真软件。发的仿真软件。一、一、RFID软件部分软件部分(1)(1)读读/ /写功能写功能 读功能就是从电子标签中读取数据；读功能就是从电子标签中读取数据； 写功能就是将数据写入电子标签。写功能就是将数据写入电子标签。 (2)(2)防碰撞功能防碰撞功能 很多时候不可避免地会有多个电子标签同时进入读写器很多时候不可避免地会有多个电子标签同时进入读写器的读取区域，要求同时识别和传输数据时，就需要前端软的读取区域，要求同时识别和传输数据时，就需要前端软件具有防碰撞功能。件具有防碰撞功能。 (3)3)

4、安全功能安全功能 确保电子标签和读写器双向数据交换通信的安全。确保电子标签和读写器双向数据交换通信的安全。 (4)(4)检检/ /纠错功能纠错功能 由于使用无线方式传输数据很容易被干扰，使得按收到的由于使用无线方式传输数据很容易被干扰，使得按收到的数据产生畸变，从而导致传输出错。数据产生畸变，从而导致传输出错。 一、一、RFID软件部分软件部分1.前端软件前端软件一、一、RFID软件部分软件部分2. RFID后端软件后端软件 作用：作用：实现企业管理功能。实现企业管理功能。分类：分类：用于实现基本记录分析功能的软件，如门禁管理软用于实现基本记录分析功能的软件，如门禁管理软件、小区停车管理软件等

5、。件、小区停车管理软件等。企业资源规划应用中的应用软件。企业资源规划应用中的应用软件。 一、一、RFID软件部分软件部分2. RFID后端软件后端软件 （1 1）RFIDRFID系统管理：系统管理：系统设置以及系统用户信息和权限。系统设置以及系统用户信息和权限。（2 2）电子标签管理：）电子标签管理：在数据库中管理电子标签序列号和每在数据库中管理电子标签序列号和每个物品对应的序号和产品名称、型号规格、芯片内记录的个物品对应的序号和产品名称、型号规格、芯片内记录的详细信息等，完成数据库内所有电子标签的信息更新。详细信息等，完成数据库内所有电子标签的信息更新。（3 3）数据分析和储存：）数据分析和

6、储存：对整个系统内的数据进行统计分析，对整个系统内的数据进行统计分析，生成相关报表，对采集到的数据进行存储和管理。生成相关报表，对采集到的数据进行存储和管理。(1)(1)开发平台开发平台(2)(2)测试软件测试软件(3)(3)评估软件评估软件(4)(4)演示软件演示软件(5)(5)模拟性能而开发的仿真软件等。模拟性能而开发的仿真软件等。 一、一、RFID软件部分软件部分3. RFID的其他软件的其他软件 1.什么是中间件？什么是中间件？ 中间件（中间件（middlewaremiddleware）是基础软件的一大类，）是基础软件的一大类，属于可复用软件的范畴。顾名思义，属于可复用软件的范畴。顾名

7、思义，中间件处于操中间件处于操作系统软件与用户的应用软件的中间作系统软件与用户的应用软件的中间。中间件在操。中间件在操作系统、网络和数据库之上，应用软件的之下，作系统、网络和数据库之上，应用软件的之下，总总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开的作用是为处于自己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。的应用软件。 二、中间件基本概念二、中间件基本概念2. 什么是什么是RFID中间件中间件 RFID RFID 中间件是用来加工和处理来自读写器中间件是用来加工和处理来自读写器的所有信息和事件流的软件，是连接

8、读写器和的所有信息和事件流的软件，是连接读写器和企业应用的纽带，使用中间件企业应用的纽带，使用中间件提供一组通用的提供一组通用的应用程序接口（应用程序接口（APIAPI），），即能连到即能连到RFIDRFID读写器，读写器，读取读取RFIDRFID标签数据标签数据 。它要对标签数据进行过。它要对标签数据进行过滤、分组和计数，以减少发往信息网络系统的滤、分组和计数，以减少发往信息网络系统的数据量并防止错误识读、多读信息。数据量并防止错误识读、多读信息。二、中间件基本概念二、中间件基本概念二、中间件基本概念二、中间件基本概念RFID中间件框架图中间件框架图3. 为什么要使用为什么要使用 RFID中

9、间件中间件 1）如何将现有的系统与新的如何将现有的系统与新的RFID ReaderRFID Reader连接连接 ? ? 这个问题的本质是用户应用系统与硬件接本质是用户应用系统与硬件接口的问题口的问题。在RFID应用中，通透性是整个应通透性是整个应用的关键用的关键，正确抓取数据、确保数据读取的可靠性、以及有效地将数据传送到后端系统都是必须考虑的问题。 二、中间件基本概念二、中间件基本概念为什么要使用为什么要使用 RFID中间件中间件中间件在系统中的作用及位置中间件在系统中的作用及位置 二、中间件基本概念二、中间件基本概念二、中间件基本概念二、中间件基本概念v为什么要使用为什么要使用 RFID中

10、间件中间件v2 2）RFIDRFID中间件与系统集成中间件与系统集成v过滤和收集数据，去除阅读器产生冗余、错误的过滤和收集数据，去除阅读器产生冗余、错误的标签数据，并在生成报告时只上传关心的数据标签数据，并在生成报告时只上传关心的数据（分组统计的）。（分组统计的）。v加强对加强对RFIDRFID基础设施的管理，典型的企业级应用基础设施的管理，典型的企业级应用需要管理成百上千的阅读器需要管理成百上千的阅读器( (可能是不同牌子的可能是不同牌子的) ) ，RFIDRFID中间件提供对其进行配置管理，实时监控阅中间件提供对其进行配置管理，实时监控阅读器的状态读器的状态。为什么要使用为什么要使用 RF

11、ID中间件中间件RFID中间件与系统集成中间件与系统集成二、中间件基本概念二、中间件基本概念RFID中间件的功能？中间件的功能？vRFIDRFID中间件的功能是中间件的功能是负责管理在识读器和应用软负责管理在识读器和应用软件之间的数据流。件之间的数据流。v信息服务的作用是信息服务的作用是使不同的应用系统能共享相关使不同的应用系统能共享相关的数据。的数据。 通过它们，通过它们，RFIDRFID系统的相关信息可以在全球得到系统的相关信息可以在全球得到共享。共享。二、中间件基本概念二、中间件基本概念RFID中间件的需求中间件的需求?v数据处理尽量靠近源头数据处理尽量靠近源头 大量RFID数据存在于系

12、统系统“边缘边缘”； 让有价值的数据进入中央系统让有价值的数据进入中央系统； 对数据进行清理、筛选、整合和汇总清理、筛选、整合和汇总； 屏蔽各种错误与异常屏蔽各种错误与异常，避免给中央系统带来麻烦。RFID中间件的需求中间件的需求? 对事件进行层层抽象，转化为有价值的事件对事件进行层层抽象，转化为有价值的事件 RFID应用领域面临着大量简单事件； 实现简单事件向有价值事件的转化。1、中间件、中间件 使用中间件的原因使用中间件的原因 隔离应用程序与设备接口隔离应用程序与设备接口 处理由识读器和传感器捕获的原始测读记录，使应用程序仅能看到有意义的、高层的事件，减应用程序仅能看到有意义的、高层的事件

13、，减少了应用程序处理的信息量。少了应用程序处理的信息量。 提供了一个应用程序层的接口用于管理识读器接口用于管理识读器和查询和查询RFIDRFID测读记录。测读记录。二、中间件基本概念二、中间件基本概念三三、 RFIDRFID网络框架及中间件系统功能网络框架及中间件系统功能 1. RFID网络框架网络框架读写器系统读写器系统（1）读写器系统读写器系统（N）RFID中间件中间件应用程序系统应用程序系统阅读器层阅读器层边缘层边缘层集成层集成层应用层应用层 RFID RFID中间件的总架构就是在中间件的总架构就是在RFIDRFID应用系统架构应用系统架构的中间两层，即的中间两层，即边缘层和集成层边缘层

14、和集成层 。EPC：产品电子代码管理中心：产品电子代码管理中心ONS：本地对象命名服务：本地对象命名服务EPCIS：电子产品码信息服务：电子产品码信息服务RFID：无线射频识别：无线射频识别三三、 RFID RFID网络框架及中间件系统功能网络框架及中间件系统功能 v2. RFID中间件平台中间件平台v数据采集层：数据采集层：负责采集粘贴在物品上的标签信息；负责采集粘贴在物品上的标签信息；v事件处理层：事件处理层：处理来自数据采集层的事件和数据；处理来自数据采集层的事件和数据；v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，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

15、送和发布等处理以服务用户。对其进行存储、传送和发布等处理以服务用户。三三、 RFIDRFID网络框架及中间件系统功能网络框架及中间件系统功能 v2. RFID中间件平台中间件平台v数据采集层数据采集层 设计目标：为整个系统提供精确的实时数据。主要包含阅设计目标：为整个系统提供精确的实时数据。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功能。管理功能。v事件处理层事件处理层 事件处理层是事件处理层是RFIDRFID中间件平台的核心。中间件平台的核心。RFIDRFID事件处理以形事件处理以形式化方法、数据挖掘、神经网络、传感网络

16、、复杂事件处式化方法、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。模并为上层商业应用提供语义信息。v信息发布层信息发布层三三、 RFIDRFID网络框架及中间件系统功能网络框架及中间件系统功能 三三、 RFIDRFID网络框架及中间件系统功能网络框架及中间件系统功能 图图5-12 RFID5-12 RFID事件处理过程示意图事件处理过程示意图v 事件处理的研究内容事件处

17、理的研究内容v事件描述事件描述v事件过滤：事件过滤：指在输入的巨量事件中发现有用的和重要的指在输入的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，其目标在于减少事件事件，过滤冗余的、无关的数据，其目标在于减少事件的数量。的数量。v事件挖掘：事件挖掘：指基于事件之间的时间、空间和因果关系及指基于事件之间的时间、空间和因果关系及事件的属性信息，利用形式化的模式语言，实时地从大事件的属性信息，利用形式化的模式语言，实时地从大规模事件集合中提取模式的过程。规模事件集合中提取模式的过程。v事件聚合：事件聚合：指由匹配某种模式的事件自己生产符合相应指由匹配某种模式的事件自己生产符合相应输出模式

18、的高层事件过程。输出模式的高层事件过程。v事件响应：事件响应：指由事件聚合产生的高层事件，触发用户预指由事件聚合产生的高层事件，触发用户预设的动作或行为，为反应式应用与主动式应用提供良好设的动作或行为，为反应式应用与主动式应用提供良好的支持。的支持。v事件存储：事件存储：三三、 RFIDRFID网络框架及中间件系统功能网络框架及中间件系统功能 vRFID中间件的中间件的LLRP协议与协议与ALE协议协议vLLRP协议：协议：提供了对空中接口操作和空中接口协议命令参数的控制能力，提供更底层读写器操作的访问能力。EPCglobal公布的第二代读写器协议，定义了RFID读写器和客户端之间的接口。vALE协议：协议：是EPCglobal定义的RFID应用系统和RFID中间件之间的接口规范，通过L