基于RFID的物流信息系统设计

摘要 31、背景与现状 31．1课题背景 31．2RFID技术及研究现状 4①美国 4②欧洲 4③日本 4④中国 51．3RFID与物流相结合的发展状况 51．4RFID产业面临的问题 62、RFID(射频识别)系统 62．1RFlD系统组成及工作原理 62．1．1标签 7①能量 7②通信距离 7③存储器 7④计算能力 7(3)EPC标签 82．1．2阅读器 8(2)阅读器组成 92．1．3天线 92．1．4后端服务器 102．2RFID系统的通信模型 102．3RFID与条形码 102．4EPC物联网 112．4．1EPC物联网结构 112．4．2EPC物联网工作流程及实现 13(1)工作流程 132．5RFlD技术在物流中的应用 143、基于RFID的物流系统架构模型的研究与应用 153．1物流信息业务功能分析 153．2RFID数据采集模块设计 163．2．1数据采集模块结构 17(2)阅读器协调 17(3)数据路由和整合 17(4)过程管理 17(5)数据安全管理 17(6)外部接口 173．2．2数据采集模块的设计 183．2．2．3数据缓冲 21/*数据缓冲队列构造函数，设置队列长度值为maxSize*/ 223．3物流企业信息化的多层应用架构模型 233．4面向服务的物流信息系统模型 243．4．1WebServices 243．4．2物流信息系统模型 263．5riMS系统的设计 273．5．1WMS系统功能分析 273．5．2数据库设计 293．5．3系统操作流程 301．仓库接收到供应商的发货通知单 30(2)出库流程 311．仓库系统接收到销售部门的客户订单以及发货通知 313．叉车或者堆垛机到指定的库位依次取货 315．分拣出的货物被送上自动分拣系统 318．物品被运送到出库口处，手持移动设备扫描验证货物信息 31（3)盘点流程 325．系统进行盘点处理，计算出盘点仓库货物的溢损数量 323．6小结 33摘要根据RFID物流管理模型,设计并实现了一种基于RFID的物流管理系统。该系统使用带有RFID读写器的智能移动终端,通过移动通讯技术,可实现物流过程的全程监控和管理。着重强调了系统的框架设计和应用程序服务模块的设计和实现,并给出了整个系统的基本操作流程,有效地提高了物流管理效率,加强了信息传输过程中的安全性,并消除了常规物流管理系统的盲点,真正做到物流全程监控。对RFID技术和我国物流产业的发展和结合具有现实借鉴意义。1、背景与现状1．1课题背景物流是指物品从供应地向接收地的实体流动过程，现代物流系统是从供应、采购、生产、运输、仓储、销售到消费的供应链。物流信息化的目标是要协助物流业务，实现将顾客所需的正确的产品(RightProduct)能够在正确的时问(RightTime)、按照正确的数量(RightQuantity)、正确的质量(RightQuality)和正确的状态(RightStatus)送到正确的地点(RightPlace)——即“6R”，并使总成本最小。物流企业要实现“6R”，无论从物流企业本身，还是从不断变化不断提高的客户需求角度，都需要信息系统的支持，而其中最关键的一个环节就是数据的采集。传统的物流管理系统对货物信息的录入和清点多以手工数据录入为主，不但速度极慢而且容易出现差错。根据有关统计资料，不同环境下人工录入的失误率最低在于分之三，最高可能高达百分之五。这固然可以通过加强管理和加强人员培训得到一定程度的改善，但本质的解决办法还是要靠先进的技术手段。目前最先进的技术手段是采用电子标签(RFID)的非接触式货物识别方式。美国军方最早采用RFID技术实施军用品的管理，美国沃尔玛等公司在几年前就开始在物流系统和商场中大规模推行RFID电子标签自动识别技术，获得了很高的货物识别率、准确率和极高的批量识别速度，并取得了很好的商业效益。近来，随着全球经济一体化进程的推进，RFID技术已发展到与EPC技术及现有其他技术相结合，在互联网之上构建“物联网”的新阶段，这将在全球范围从根本上改变对产品生产、运输、仓储、销售各环节物品流动监控和动态协调的管理水平，提高物流效率。从目前的现状看，RFID的应用还是限于企业内部，而对RFID在物流中如何进行管理关注还比较少，因为这要涉及到供应链的整个环节，而且需要解决许多技术难题。1．2RFID技术及研究现状RFID(RadioFrequencyIdentification)，即射频识别，俗称电子标签，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。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。RFID自第二次世界大战应用在飞机上之后，经过70年代的研究发展，到80年代美国与英国将其应用于宠物识别上，90年代广泛的应用在进出口管制与汽车防盗上。随着技术的进步，RFID应用领域同益扩大，现已涉及到人们日常生活的各个方面，并将成为未来信息社会建设的一项基础技术。RFID典型应用包括：在物流领域用于仓库管理、生产线自动化、日用品销售；在交通运输领域用于集装箱与包裹管理、高速公路收费与停车收费；在农牧渔业用于羊群、鱼类、水果等的管理以及宠物、野生动物跟踪；在医疗行业用于药品生产、病人看护、医疗垃圾跟踪；在制造业用于零部件与库存的可视化管理：RFID还可以应用于图书与文档管理、门禁管理、定位与物体跟踪、环境感知和支票防伪等多种应用领域。从全球的范围来看，美国已经在RFID标准的建立、相关软硬件技术的开发和应用领域走在世界的前列。欧洲RFID标准追随美国主导的EPCglobal标准。在封闭系统应用方面，欧洲与美国基本处在同一阶段。日本虽然已经提出UID标准，但主要得到的是本国厂商的支持，如要成为国际标准还有很长的路要走。RFID在韩国的重要性得到了加强，政府给予了高度重视，但至今韩国在RFID的标准上仍模糊不清。①美国在产业方面，TI，Intel等美国集成电路厂商目前都在RFID领域投入巨资进行芯片开发。Symbol等已经研发出同时可以阅读条形码和RFID标签的扫描器。IBM，Microsoft和HP等公司也在积极开发相应的软件及系统来支持RFID的应用。目前美国的交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域已经开始逐步应用RFID技术。在物流方面，美国已有100多家企业承诺支持RFID应用，这其中包括：零售商沃尔玛、制造商吉列、强生、宝洁、物流行业的联合包裹服务公司等。另外，值得注意的是美国政府是RFID应用的积极推动者。按照美国防部的合同规定，2004年lO月1日或者2005年1月1日以后，所有军需物资都要使用RFID标签、美国食品及药物管理局(FDA)建议制药商从2006年起利用RFID跟踪最常造假的药品、美国社会福利局(SSA)于2005年年初正式使用RFID技术追踪SSA各种表格和手册。②欧洲在产业方面，欧洲的Philips在积极开发廉价RFID芯片；Checkpoint在开发支持多系统的RFID识别系统；诺基亚在开发能够基于RFID的移动电话购物系统；SAP则在积极开发支持RFID的企业应用管理软件。在应用方面，欧洲第1币绪论在诸如交通、身份识别、生产线自动化控制、物资跟踪等封闭系统与美国基本处在同一阶段。目前，欧洲许多大型企业都纷纷进行RFID的应用实验。例如，英国的零售企业Tesco(特易购)最早于2003年9月结束了第一阶段试验。试验由该公司的物流中心和英国的两家商店进行，试验是对物流中心和两家商店之间的包装盒及货盘的流通路径进行追踪，使用的915姗z频带。③日本日本是一个制造业强国，它在电子标签研究领域起步较早，政府也将RFID作为一项关键的技术来发展。MPHPT在2004年3月发布了针对RFID的“关于在传感网络时代运用先进的RFID技术的最终研究草案报告”，报告称MPHPT(日本公共管理暨内务、邮政与电信通讯部)将继续支持测试在UHF频段的被动及主动的电子标签技术，并在此基础上进一步讨论管制的问题；2004年7月，日本经济产业省METI选择了七大产业做RFID的应用试验，包括消费电子、书籍、服装、音乐cD、建筑机械、制药和物流。从近来日本RFID领域的动态来看，与行业应用相结合的基于RFID技术的产品和解决方案开始集中出现，这为RFID在日本应用的推广，特别是在物流等非制造领域，奠定了坚实的基础。④中国我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划及全国范围的金融卡网络系统的10年规划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程。由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及，可以说，我国射频识别产品的市场是十分巨大的。我国的射频识别技术应用状况还处于初级阶段，市场前景非常广阔。国内已有几家公司在引进国外的先进技术，开发自己的射频识别系统。现在，在锦山的一条高速公路上已应用了RFID技术自动收费，北京的公交使用了一卡通进行收费，北京的机场高速公路上、深圳的皇岗口岸也使用了RFID技术收费。RFID产业链包括七个技术方面：标准的制订、芯片设计与制造技术、天线设计与制造技术、芯片封装技术、读写设备开发与生产技术、系统集成和数据管理软件平台、应用系统开发。国内RFID研发主要集中在北京和上海等大城市。目前，上海RFID产业链已经初步形成，包括像上海申博这样的芯片封装厂商和上海华申为代表的电子标签终端设备厂商。而在系统集成和数据管理软件平台领域，上海交通大学与Auto-ID中国实验室、SAP合作，正在进行电子标签中间件的开发。至于应用系统开发方面，上海海鼎正在进行RFID在商业流通领域的应用开发。北京在上游电子标签安全性研究及其在物流中的应用产品的自主开发方面起色不大，但在应用系统的集成方面却发展较快。2004年4月世界RFID领域三大标准组织之一的同本UID中心与中国签署了协议，宣布成立UID中国中心。他们把目标设定为融合EPC标准、UID标准，并向国际标准化组织ISO提出更完善的RFID标准建议。在技术方面，Auto-ID中国实验室，依托于复旦大学，作为全球Auto—ID实验室的六个实验室之一，在EPC技术的研究上保证我国与世界同步，同时又能提供本土化的支持，Auto-ID中国实验室的目标是在中国建立开放的RFID演示平台，并结合中国的应用问题进行理论分析和基础研究，为建立EPC国际标准和中国RFID标准提供参考依据，促进EPC和RFID技术在中国的应用并与国际接轨。目前，国内企业和研究机构对参与实验室的研究和演示系统的建立等工作表现出了空前的热情。1．3RFID与物流相结合的发展状况作为2l世纪十大重要的技术之一，RFID技术有着广阔的发展前景，通过给所有物品贴上RFID标签，在现有互连网的基础之上构建所有参与流通的物品信息网络(物联网)，来提高物流水平。物联网的建立将对生产制造、销售、运输、使用、回收等物品流通的各个环节，并将对政府、企业和个人行为带来深刻影响。通过实物互联网，世界上任何物品都可以随时随地按需的被标识、追踪和监控。实物互联网被视为继Internet后IT业的又一次革命。2003年沃尔玛年要求前100家供货商在2年内全部采用RFID，并要求其厂商在3年内完成RFID的配套措施。同时美国的吉列公司也开展了RFID技术的应用试验。2004年IBM和飞利浦公司分别向英国Tesco和德国Metro展开的验证试验提供了基于RFID的物流系统，并依此建设示范购物超市：货物贴上RFID标签，当货物离开配货中心时，通道口的阅读器在读取标签上的信息后，将其传送到处理系统自动生成发货清单；汽车开抵门店后，由接货口的阅读器对车上的货物直接扫描，即可迅速完成验收与核对；进店后，货物可以直接排上货架，由货架上的阅读器即时将货物信息传送到处理系统，以更新和监控货架上存货数据，从而实现物流管理(从电子标签安全性研究及其在物流中的应用仓库到最终顾客)的高度自动化。目前RFID技术可识别和跟踪几乎所有物理对象，能提供准确、真实的实时数据，实现物品流动信息的实时采集、交换、处理等，从而将不同企业联结为高效统一的网络。实时高效的物品跟踪，实时掌握车辆、产品等物品状态，将提高运输、仓储、物流配送、调度的效率，使企业实现产品数据的自动实时采集、过滤、分析，实现商业、物流、制造等企业相关商务、交易和流程的自动化，建立更智能、更迅捷的商务链。因此，采用RFID技术建立高效的物流系统将为企业商务链提供关键的数据采集、发布和管理平台。1．4RFID产业面临的问题事实上RFID的发展并没有设想的那么顺利，先是中国RFID标准组悄然暂停，后是沃尔玛推广RFIO技术受阻，给热切期盼RFID能得到市场应用的人士以当头一棒。成本方面，成本是RFID大规模应用的关键之一。而成本牵涉到利益。目前的RFID应用几乎都是上游投资、下游受益。零售商希望借RFID降低成本、提高效率，而采用RFID的成本却要由制造商和物流商来承担。如果不解决好利益共享的问题，RFID大规模应用会面临许多阻力，而应用规模不够，RFID降低成本则无从谈起。需求层方面，RFID目标用户实时跟踪产品信息的需求并不明确。Eyefortransport调查显示，32％的受访者认为需求不明确是影响RFID应用于物流管理的阻力。而据埃森哲调查显示，中国企业应用RFID不积极的首要原因是看不到应用的收益。安全隐私方面，和其他无线通信产品一样，基于RFID系统的商业模式存在着巨大的安全隐患，顾客和商家还无法完全信任地将自己的关键信息存储在这样一张小小的标签中。技术层方面，RFID还存在许多问题。比如标准的缺位，各国使用的频率不统一，编码方式不统一；比如RFID还不能达到100％的读取率。目前在物流领域使用RFID需要同时读取多个标签，RFID必须满足几个约束条件才能实现应用最大化，如同时读取的标签数量、通过速度、标签相对的摆放位置、标签与读写天线的关系，同时必须解决好多个标签的冲突问题。总体看来，目前RFID在中国的应用大多是在相对封闭的环境下自成体系。2、RFID(射频识别)系统RFID作为一种自动识别技术，得到越来越广泛的应用，特别是与计算机网络技术的结合，形成了EPC物联网系统。2．1RFlD系统组成及工作原理RFID(RadioFrequencyIdentification)，即无线射频识别技术，俗称电子标签，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。短距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，可以替代条码识别技术，例如用在工厂的流水线上跟踪物体。长距离射频产品多用于交通上，识别距离可达几十米，如自动收费或识别车辆身份等。最基本的RFID系统(射频识别系统)由三部分组成：标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签保存一定格式的数据(通过该数据可以唯一的标识现实世界中的任何物体)，标签附着在物体上标识目标对象；阅读器(Reader)：读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；天线(Antenna)：在标签和阅读器问传递射频信号。RFID系统的工作原理(见图1)：阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号；当RFID标签进入阅读器工作场时，其天线产生感应电流，从而RFID标签获得能量被激活并向阅读器发送出自身编码等信息；阅读器接收到来自标签的载波信号，对接收的信号进行解调和解码后送至计算机主机进行处理；计算机系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号；RFID标签的数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出数据并送到控制逻辑，控制逻辑接收指令完成存储、发送数据或其他操作。图1RFID系统工作原理2．1．1标签标签，也称射频卡，由耦合元件及芯片组成，可以标识唯一的物体，通常需要贴在不同类型、不同形状的物体表面，甚至需要嵌入到物体内部。(1)标签功能通常RFID标签应具有如下功能：①具有一定容量的存储器，用以存储被识别对象的信息②在一定工作环境及技术条件下标签数据能被读出或写入③维持对识别对象的识别及相关信息的完整④数据信息编码后，工作时可传输给阅读器⑤可编程，且一旦编程后，永久性数据不能再修改⑥具有确定的使用期限，使用期限内无须维修⑦对于有源标签，通过阅读器能显示出电池的工作状况(2)标签特征①能量标签用于通信和执行计算的能量可以来自内部也可以由外部提供。主动式和半主动式RFID标签需要电源来获得高频的工作频率，或用以记录传感器数据的能量，这类标签功能强大，结构复杂，成本较高，使用寿命较短。被动型结构最简单，由天线和芯片组成，其工作能量来自天线接收到的阅读器发出的电磁波信号，不需要集成电路电源，因而成本也最低并具有很长的使用寿命。被动标签应用更加广泛，低成本也是RFID技术广泛应用的关键，②通信距离阅读器与标签之间的通信距离由几个参数决定。首先取决于使用的频率，当然也和传输能量有关。实际上，采用低频和高频的RFID的系统的通信距离只有几厘米到几十厘米，与之相对的采用超高频的通信距离可以达到几米。我们需要强调的是这里提到的距离是阅读器与标签之间相应的最大通信距离，但对于被动标签RFID系统获取阅读器发出(前向信道)信息的距离远远大于标签发出(后向信道)信息的距离。③存储器所有的标签都包含一个存储其标识符的最小存储容量。根据应用目标的不同，标签可以包含ROM，EEPROM，或者RAM。电子防盗装置，比如电子商品监视EAS防盗系统可以多次应用于商品，只需要一个比特(激活EAS／失效EAS)。诸如这种只能用于检测而不允许识别的RFID标签装置不包含在我们研究的RFID范围之内。④计算能力根据标签的计算能力来对标签进行分类是很困难的。有些标签没有计算能力，因为它只有用于远程访问的存储容量。我们对这种类型的标签不感兴趣，因为在标签与阅读器之间执行密码协议是不可能的。另外一些标签设计功能简单，相对来说价格便宜，可以执行逻辑XOR和AND操作。更进一步，功能更加强大的标签拥有几K的逻辑门电路，因此，具有集成对称加密或者Hash功能的能力。最后，更加完善的RFID标签允许进行非对称加密。然而，这种类型的标签不能划分为低成本标签，因此我们也不关注这种尽管处理能力强大但是昂贵的标签。(3)EPC标签EPC(ElectronicProductCode)，是一种新的产品编码方式，可标识具体每一个产品。在每个产品上贴一个RFID标签。每个标签包含唯一的电子产品代码(EPc，ElectronicProductCode)，这样可以对具体产品在供应链上进行跟踪。通过EPC识别目标，获得所有与目标相关的数据，最终建立用户驱动的供应网络。EPC标签的工作频率是EPC标签的一项重要参数，也是EPC标签在全球推广所面临的众多问题中最为重要的一个问题。各国各地区无线电频率使用规划的不一致是产生频率使用问题的基本根源。基于多方协调，目前基本共识情况如下：①在低频段采用HF频段的13．56MHz②高频段采用UHF频段的8609601,tHz根据对EPC标签读写距离的基本要求，UItF频段的EPC标签预计将会有更大的应用空间。EPC标签，其基本组成包括以下三个主要部分和一些附加加工措施：①EPC标签芯片②EPC标签天线③EPC标签的封装基板其中，EPC标签芯片是标签的核心单元。芯片本身即是一个片上系统(SystemOllChipSOC)，EPC标签芯片是EPc标准及信息存储的载体；EPc标签天线是EPC标签的外部耦合单元，EPC标签天线与阅读器天线构成EPC标签和阅读器空中耦合的基础。EPC标签的封装基板是EPC标签物理外观的基础，也是EPC标签芯片和天线的附着基础。EPC标签的封装可以分为两个层次，一个层次是EPC标签芯片与EPC标签天线之间的结合，也称为微封装；另一个层次EPc标签的外封装，也称为包装。2．1．2阅读器(1)阅读器功能EPC标签是指遵循EPc规则的RFID标签，同样EPC标签阅读器是指遵循EPC规则的射频识别阅读器。EPC标签阅读器的功能可以归结为以下三点：①初始化EPC标签的信息。EPC标签包含的基本信息为—64位、96位或256位的二进制代码。根据EPC编码规则，EPC代码分为：“头字段”、“EPC管理者”、“对象分类”和“序列号”四个域。EPC标签的初始化即是根据EPC编码的具体操作规定，向每一个EPC标签中写入EPC代码。未经初始化的EPc标签的信息可以认为是全0，各标签完全一样。EPC标签中信息存储的物理位置是在EPC标签的芯片存储区中，因而EPC标签的初始化工作也可以在EPC标签芯片生产的后期测试中直接注入EPC标签芯片中。从理论上来说，EPC标签的初始化只需进行一次即可，但在实际操作中，EPC标签的初始化可能分成几次完成。例如：在标签芯片生产的后期测试中，即将标签定货的厂家根据其在EPCGlobal机构中的注册情况而将其的“管理者”代码注入标签芯片之中，在各生产厂家，根据注册的产品型号可将“对象分类”信息写入EPC标签之中，在各型号产品的出厂检验时将产品的序列号写入贴附在产品上的EPC标签中。②读取EPC标签的信息。读取EPC标签的信息是现实应用中EPC标签阅读器担当的主要任务。通过EPC标签阅读器在不同的配置点读取各单件物品上贴附的EPC标签中的EPC代码信息，实现EPC物联网对单件物品标识信息的采集。在此基础上，可实现对物流信息查询服务的精确控制与管理。EPC标签数据的收集是EPC物联网中最为关键的一个技术环节。③使EPC标签功能失效。由于EPE概念定位于为任何一件商品赋予一个全球唯一的代码。当商品售出之后，商品的所有权转移到了消费者手中，消费者有权要求其所购商品不再保持被继续作为商品流向跟踪下去的权力。EPC标签中特设的“销毁(Kill)”命令即是针对这一需要而设定的。由于EPC标签无源设计的基本定位，只有通过阅读器向其发出“销毁(Kill)”命令，才能使得EPC标签功能失效。功能失效的EPC标签将不再能被阅读器读出EPC代码。EPC标签阅读器所具有的三个功能也可以分别由三个不同名称的设备来实现。根据应用的需求情况，EPC标签阅读器可以做成天线与阅读器主机分体式的或一体式的。此外，便携式的阅读器也将会有巨大的市场潜力。(2)阅读器组成阅读器主要由高频接口和控制单元两个基本模块组成。如图2所示：图2阅读器组成高频接口包含发送器和接收器，其功能包括：产生高频发射功率以启动射频卡并提供能量；对发射信号进行调制，用于将数据传送给射频卡；接收并解调来自射频卡的高频信号。控制单元的功能包括：与应用系统软件进行通信，并执行应用系统软件发来的命令；控制与射频卡的通信过程(主一从原则)；信号的编解码。对一些特殊的系统还有执行防碰撞算法，对射频卡与阅读器间要传送的数据进行加密和解密，以及进行射频卡和阅读器问的身份验证等附加功能。2．1．3天线天线按工作频段可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性可分为全向天线、定向天线等；按外形可分为线状天线、面状天线等。天线一般内置在标签和阅读器中，标签天线和阅读器天线还分别承担接收能量和发射能量的作用，这些因素对天线的设计提出了严格要求。当前对RFID天线的研究主要集中在研究天线结构和环境因素对天线性能的影响上。天线的工作频段对天线尺寸以及辐射损耗有较大影响。天线特性还受天线周围物体和环境的影响。障碍物会妨碍电磁波传输；金属物体产生电磁屏蔽，会导致无法正确地读取电子标签内容；其他宽频带信号源，比加发动机、水泵、发电机和交直流转换器等，也会产生电磁干扰，影响电子标签的正确读取。如何减少电磁屏蔽和电磁干扰，是RFID技术研究的一个重要方向。2．1．4后端服务器后端系统包含一个数据库，存储和管理标签相关信息，如：标签ID，阅读器定位、读取时间以及传感器温度等，它通过可信的阅读器获得标签发送的信息。后端服务器接收来自阅读器的数据，将数据输入到它自身的数据库罩并且提供对访问标签相关数据的编号。有时，根据许多应用和认证协议的描述阅读器提供数据处理功能。然而，后端服务器被看作一个拥有自身数据库并且存储相关产品信息及特定的标签的交易同志的单一实体。许多情况下，都假设阅读器与后端服务器之间的通信信道与现有的VPN或者SSL相似看作是安全的信道。2．2RFID系统的通信模型通信模型通常采用分层方法设计，比如OSI模型。下面我们描述用于RFID的分层通信模型。这个模型与IS018000-1标准兼容，由三层组成：应用层、通信层、物理层。如图3所示：图3RFID通信模型物理层主要关心的是电气信号问题，定义物理空中接口，例如频率、传输调制、数据编码、时钟等。通信层定义了阅读器与标签通信的方式，阅读器与标签之间双向交换数据和指令的方式，其中最重要的一个问题就是解决多个标签同时访问一个阅读器时的冲突问题应用层用于解决和最上层应用直接相关的内容，包括认证、识别以及应用层数据的表示、处理逻辑等。2．3RFID与条形码射频技术与条形码作为识别物体和数据采集的技术，有着不同的适用范围，有时会有重叠。两者之间最大的区别是条形码是“可视技术”，扫描仪在人的指导下工作，只能接收它视野范围内的条形码。相比之下，射频识别不要求看见目标。射频标签只要在接受器的作用范围内就可以被读取。两者的主要区别如下(见表1)：①快速扫描：条形码扫描器一次只能扫描一个条形码；RFID阅读器可同时读取数个RFID标签。②体积小型化、形状多样化：RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。③抗污染能力和耐久性：传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损；RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。④可重复使用：现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新。⑤穿透性和无屏障阅读：在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。⑥识别范围：条形码只能识别一类物体，而RFID可识别唯一的物品。⑦安全性：由于RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。相对而言电子标签的数据保密要安全的多。⑧成本：由于组成部分不同，RFID标签要比条形码贵得多，条形码的成本就是条形码纸张和油墨成本，而有内存芯片的主动射频标签价格在2美元以上，被动射频标签的成本也在1美元以上。表1RFID标签与条形码的比较2．4EPC物联网2．4．1EPC物联网结构EPC物联网的提出源于RFID(射频识别)技术的发展和计算机网络技术的发展。射频识别技术的优点在于可以无接触的方式实现远距离、多标签甚至在快速移动的状态下进行自动识别。计算机网络技术的发展，尤其是互联网技术的发展使得全球信息传递的即时性得到了基本保证。在此基础上，人们将两项技术结合起来应用于物品标识和物流供应链的自动追踪管理。由此，诞生了EPC物联网，从而可以更好的实现信息共享，促进物流的快速发展.VPC系统是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。主要包括六个方面，见表2。表2EPC物联网系统EPC物联网的目标是为人们提供在任何时问(anytime)、任何地点(anywhere)、有关任何一件物品(anything)的信息服务功能。EPC系统从EPC签中得到标识产品的唯一代码，然后与Internet相连接，得到产品的详细信，这样实现了信息实时的交流和共享。通过EPC系统的发展不仅能够对货品进行实时跟踪，全球物品信息的实时享，而且能够通过优化整个供应链给用户提供支持，从而推动自动识别技术快速发展并能够大幅度提高全球消费者的生活质量。其结构如图4所示：图4EPC物联网体系结构2．4．2EPC物联网工作流程及实现(1)工作流程EPC物联网是叠加在互联网上的一层通讯网络，它能使电脑在世界任何地方都能实时辨认出任何物件。所有的物理对象在EPC物联网中充当节点，该网络不仅能提供一种途径将可靠、准确、实时的资讯传回给现有的商业应用程式之中，同时还将会带来一个革新与机会的新时代。这将是下一场网络革命。EPC编码是EPC物联网的心脏。跟条形码一样，EPc码用一串数字代表产品制造商和产品类别。不同的是EPC还外加了第三组数字，是每一件产品所特有的。存储在RFID标签的内容就是这些数字。EPC还可以与数据库里的大量数据相联系，包括产品的生产地点和日期，有效日期，应该运往何地，等等。而且，随着产品的转移或变化，这些数据可以实时更新。阅读器也是一个至关重要的组成部分。当世界上每件产品都加上RFID标签之后，在产品的生产，运输和销售过程中，阅读器将不断收到一连串的EFC码。整个过程中最为重要，同时也是最困难的环节就是传送和管理这些数据。为此，AUTO-IDCenter开发了一种名叫Savant的中间件软件技术，相当于该新式网络的神经系统。当Savant接收到装货站或商店货架上的阅读器发出的EPc码后，该代码进入公司局域网或互联网上的对象解析服务(ONS)检索与该EPC码相关的产品信息。0NS类似于Internet的域名解析服务(DNS)，ONS的作用是把Savant引入存储该产品信息的企业数据库。每个产品的产品信息(其基本特点及所属大类)将用一种新的物理标记语言(PML)存储，这种语言基于流行的)cML(可扩展标记语言)。有了PML，就可以执行一些常用的企业任务，例如，在一个存货数据库中搜寻所有的碳酸饮料，或是对某种规格的热轧薄钢板的价格进行比较。在由EPC标签、阅读器、Savant服务器、Internet、ONS服务器、PML服务器以及众多数据库组成的EPC物联网中，阅读器读出的EPc码只是一个信息参考(指针)，该信息经过网络，传到ONS服务器，找到该EPC对应的IP地址并获取该地址中存放的相关的物品信息。而采用分布式Savant软件系统则处理和管理由阅读器读取的一连串EPC信息，Savant将EPC传给ONS，ONS指示Savant到一个保存着产品文件的PML服务器查找，该文件可由Savant复制，因而文件中的产品信息就能传到供应链上。其工作流程见图5图5EPC工作流程图(2)EPC物联网的实现步骤：①给产品加上RFID标签②给包装箱加上RFID标签③阅读器对标签进行识读④通过Savant软件将EPC码所有信息传到Internet网上第2章P}FID(磬}频识剐1系统⑤ONS服务器根据EPC码，查找PML服务器⑥使用PML，将有关该产品的完整数据存到服务器上(如果发生缺陷或不合格事件，有了这个信息就可以很容易地找到问题的来源，便于回收有问题的产品)⑦高效的产品分销体系⑧零成本存货盘点⑨消除库存积压⑩对顾客的便利(自动识别技术还能方便顾客，顾客不需要长时间排队等候付款，她只需推着所送物品出门就行了。装在门上的阅读器可以通过货物的EPC，辨认购物车里的货物，她只要刷一下付款卡或信用卡就可离去。)2．5RFlD技术在物流中的应用以往使用条形码，由于长度的限制，物流行业只能给每一类产品定义一个类码，就是说，一批牛奶，不管保质期是哪一天，他们在商场的代码都是一样的，商场无法通过代码判断每一件产品的准确库存周期。RFID彻底抛弃了这种限制，现在所有的产品都可以享受独一无二的ID。这对ERP(企业资源规划)和SCM(供应链管理)系统来说是一种革命性的突破，过去的物品编号无法实现对单一部件的跟踪，而今天，物流的精确化管理却将触角伸到了每一个环节的每一个部件，无论是质量控制、自动化管理、产品的生命周期管理都将面对过去无法想象的便利。例如，对产品次品率的分析可以将次品来源定位在某一点，而仓库中的某一个产品也不会因为同一类产品的数量过多而被单独过久放置.在供应链管理上，无论哪个环节应用，REID都可以提供更高的技术支持，获得更佳的管理效果。有专家认为，要想提高物流供应链管理的效益，就必须使供应链上的成员及时获得其他成员和各业务环节上的运行信息，而信息的共享不足就会发生供应链的断裂和效率低下。先进的射频技术信息可以加强这些环节的自动化程度。这样便可提高业务运行的自动化程度，大幅降低差错率，提高供应链的透明度和管理效率。REID在物流行业的具体应用价值，主要体现在以下几个环节：①零售环节。REID可以改进零售商的库存管理，实现适时补货，有效跟踪运输与库存，提高效率，减少出错。同时，智能标签能对某些时效性强的商品的有效期限进行监控；商店还能利用REID系统在付款台实现自动扫描和计费，从而取代人工收款。②存储环节。在仓库垦，射频技术最广泛的使用是存取货物与库存盘点，它能用来实现自动化的存货和取货等操作。在整个仓库管理中，将供应链计划系统制定的收货计划、取货计划、装运计划等与射频识别技术相结合，能够高效地完成各种业务操作，如指定堆放区域、上架取货与补货等，REID技术的另一个好处在于在库存盘点时降低人力。RFID的设计就是要让商品的登记自动化，盘点时不需要人工的检查或扫描条码，更加快速准确，并且减少了损耗。③运输环节。在途运输的货物和车辆贴上RFID标签，运输线的一些检查点上安装上RFID阅读器，阅读器收到RFID标签信息后，连同接收地的位置信息上传至通信卫星，再由卫星传送给运输调度中心，送入数据库中。④配送／分销环节。在配送环节，采用射频技术能大大加快配送的速度和提高拣选与分发过程的效率与准确率，并能减少人工、降低配送成本。如果到达中央配送中心的所有商品都贴有RFID标签，在进入中央配送中心时，托盘通过一个阅读器，读取托盘上所有货箱上的标签内容。系统将这些信息与发货记录进行核对，以检测出可能的错误，然后将RFID标签更新为最新的商品存放地点和状态。⑤生产环节。在生产制造环节应用RFID技术，可以完成自动化生产线运作，实现在整个生产线上对原材料、零部件、半成品和成品的识别与跟踪，减少人工识别成本和出错率，提高效率和效益。特别是在采用JIT(Just—in—Time)准时制生产方式的流水线上，原材料与零部件必须准时送达到工位上。采用了RFID技术之后，就能通过识别电子标签来快速从品类繁多的库存中准确地找出工位所需的原材料和零部件。RFID技术还能帮助管理人员及时根据生产进度发出补货信息，实现流水线均衡、稳步生产，同时也加强了对质量的控制与追踪。3、基于RFID的物流系统架构模型的研究与应用物流企业信息化建设是一项长期的复杂的工程，涉及到方方面面，需要侧重点和功能各不相同的信息管理系统，各种类型的信息技术的集成。怎样将这些技术很好的结合，使企业的信息化建设既能满足当前的需求，又能适应未来的发展。物流企业应当建立一个可扩展的信息系统应用架构。3．1物流信息业务功能分析物流企业作为专业的物流公司，能为客户提供全面的一体化的解决方案。物流并不是某一个环节的概念，而是一个系统性的概念，是由运输、保管、装卸搬运、包装、流通加工、配送和信息七大环节(或称七大功能)组成的一个系统工程，七个环节的整合性、协调性、一致性、关联性、互动性、平衡性是物流的本质和生命力；物流管理强调的是七大环节的综合成本的降低和综合效益的提升。(1)运输功能，运输是物流的核心业务之一，也是物流系统的一个重要基础功能。选择何种运输手段对于物流效率具有十分重要的意义。在决定运输手段时，必须权衡运输系统要求的运输服务和运输成本，可以从运输机具的服务特性作为判断的基准。如运费、运输时间、频度、运输能力、货物的安全性、时间的准确性、适用性、伸缩性、网络性和信息等。(2)仓储功能，主要对进入物流系统的货物进行堆存、管理、保管、保养、维护等。仓储的作用主要表现在两个方面：一是完好地保证货物的使用价值和价值，二是为将货物配送给用户，在物流中心进行必要的加工活动而进行的保存。随着经济的发展，物流由少品种、大批量物流进入到多品种、小批量或多批次、小批次物流时代，仓储功能从重视保管效率逐渐变为重视如何才能顺利地进行发货和配送作业。流通仓库作为物流仓储功能的服务据点，在流通作业中发挥着重要的作用，它将不再以储存保管作为其主要目的。流通仓库包括捡选，配货，检验，分类等作业并具有多品种、小批量，多批次、小批量等收货配送功能以及附加标签，重新包装等流通加工功能。根据使用目的，仓库的形式可分为：配送中心(流通中心)型仓库：具有发货，配送和流通加工的功能；存储中心型仓库：以存储为主的仓库；物流中心型仓库：具有存储，发货，配送，流通加工功能的仓库。物流系统现代化仓储功能的设置，以生产支持仓库的形式，为有关企业提供稳定的零部件和材料供给，将企业独自承担的安全储备逐步转为社会承担的公共储备，减少企业经营的风险，降低物流成本，促使企业逐步形成零库存的生产物资管理模式。(3)包装功能：为使物流过程中的货物完好地运送到用户手中，并满足用户和服务对象的要求，需要对大多数商品进行不同方式、不同程度的包装。包装分工业包装和商品包装两种。工业包装的作用是按单位分装产品以便于运输。商品包装的目的是便于最后的销售，因此，包装的功能体现在保护商品、单位化、便利化和商品广告等几个方面。前三项属物流功能，最后一项属营销功能。(4)装卸搬运功能：装卸搬运是随运输和保管而产生的必要物流活动，是对运输、保管、包装、流通加工等物流活动进行衔接的中间环节，以及在保管等活动中为进行检验、维护、保养所进行的装卸活动。如货物的装上卸下、移送、拣选、分类等。装卸作业的代表形式是集装箱化和托盘化，使用的装卸机械设备有吊车、叉车、传送带和各种台车等。在物流活动的全过程中，装卸搬运活动发生频繁，因而是产品损坏的重要原因之一。对装卸搬运的管理，主要是对装卸搬运方式、装卸搬运机械设备的选择和合理配置与使用以及装卸搬运合理化等，以尽可能减少装卸搬运次数，降低产品损坏率，减少物流费用，从而获得较好的经济效益。(5)流通加工功能：流通加工功能是在物品从生产领域向消费领域流动的过程中，为了促进产品销售、维护产品质量和实现物流效率化，对物品进行加工处理，使物品发生物理或化学性变化的功能。这种在流通过程中对商品进一步的辅助性加工，可以弥补企业、物资部门、商业部门生产过程中加工程度的不足，更有效地满足用户的需求，更好地衔接生产和需求环节，使流通过程更加合理化，是物流活动中的一项重要增值服务，也是现代物流发展的一个重要趋势。流通加工的内容有装袋、定量化小包装、拴牌子、贴标签、配货、挑选、混装、刷标记等。流通加工功能其主要作用表现在：进行初级加工，提高原材料利用率，提高加工效率及设备利用率，充分发挥各种运输手段的最高效率，改变品质，提高效率和收益。(6)配送功能，配送功能的设置，可采取物流中心集中库存、共同配货的形式，使用户或服务对象实现零库存，依靠物流中心的准时配送，而无需保持自己的库存或只需保持少量的保险储备，减少物流成本的投入。配送是现代物流的一个最重要的特征。（7)信息服务功能，现代物流是依靠信息技术来保证物流体系正常运作的。物流系统的信息服务功能，包括进行与上述各项功能相关的计划、预测动态(运量、收、发、存数)情报及有关费用情报、生产情报、市场情报活动。财物流情报活动的管理，要求建立情报系统和情报渠道，正确选定情报科目和情报的收集、汇总、统计、使用方式，以保证其可靠性和及时性。从信息的载体及服务对象来看，该功能还可分成物流信息服务功能和商流信息服务功能。商流信息主要包括进行交易的有关信息，如货源信息、物价信息、市场信息、资金信息、合同信息、付款结算信息等。商流中的交易、合同等信息，不但提供了交易的结果，也提供了物流的依据，是两种信息流主要的交汇处；物流信息主要是物流数量、物流地区、物流费用等信息。物流信息中库存量信息、不但是物流的结果也是商流的依据。物流系统的信息服务功能应该建立在计算机网络技术和国际通用的EDI信息技术基础上，才能高效地实现物流活动一系列环节的准确对接，真正创造“场所效用”及“时间效用”。可以说，信息服务是物流活动的中枢神经，该功能在物流系统中处于不可或缺的重要地位。信息服务功能的主要作用表现为：缩短从接受订货到发货的时间，库存适量化，提高搬运作业效率，提高运输效率，使接受订货和发出订货更为省力，提高订单处理的精度，防止发货、配送出现差错，调整需求和供给，提供信息咨询等。此外作为物流企业还应提供开发物流策略系统，电子数据交换系统，报表管理，货物集运、选择承运人、货代、海关代理，信息管理，咨询等服务功能。3．2RFID数据采集模块设计RFID技术作为数据采集技术应用在物流中，可以提高大幅度物流的效率。3．2．1数据采集模块结构数据采集模块是连接阅读器和企业应用软件的纽带，管理标签阅读器和企业应用软件之间的数据流，对数据的安全性、正确性、有效性负责。整体结构如图6所示：其中ERP(企业资源计划)、CRM(客户管理系统)、)DiS(仓库管理系统)等为应用程序。图6RFID数据采集模块结构(1)数据过滤当标签被错误的读取或者产生了冗余数据，数据采集模块就会采取一些算法来纠正这些错误。在数据采集模块执行数据过滤和数据聚集过程的同时还可以起到对大量数据缓冲的作用。这个子模块单个标签重复读取现象的发生，并且保证了数据的准确性，该模块中读取多个标签时需要用到第三章的防冲突方法。(2)阅读器协调终端用户可以直接通过数据采集模块配置、监控、操作阅读器，并且还可以给阅读器发送其他一些控制命令。(3)数据路由和整合这个子模块控制着哪些数据发送到哪些应用程序。不管企业希不希望与现存的SCM、ERP或者CRM系统整合，RFID数据采集模块都提供数据路由和整合功能，通常情况下可以持续的、批量的传送数据到预先设置的目的地。(4)过程管理这个子模块根据相关的规则，通过传统的任务模式负责数据的监控和事件的触发。它可以警告系统，剔除与某些事件相关的过程，比如当系统遇上未授权的产品或者非期望库存的时候。比如，在过程管理软件中可以设置补货策略，当库存状态发生异常时就及时可以提醒库存管理系统。(5)数据安全管理数据安全管理子模块的作用就是采取一些机制或者技术手段来保证数据的安全，比如使用数字签名鉴别技术，信息加密传输技术，检错重传机制等等。(6)外部接口数据采集模块有两个接口与外界交互一阅读器接口和应用程序接口。其中阅读器接口提多种适配器接口，可以让数据采集模块与不同厂家不同类型的阅读器连接；应用程序接口使数据采集模块与外部不同种类的应用程序(比如ERP，CRM，WMS等)或数据库连接，这些应用程序通常是现有的企业采用的应用程序和数据库。3．2．2数据采集模块的设计下面是数据采集模块的工作流程图(见图7)，实现了数据采集部分功能。图7数据采集模块工作流程图3．2．2．1RFlD阅读器适配器和阅读器接口不同型号的阅读器采集到的数据格式不一样，数据采集模块将不同格式的数据都转化为统一的系统需要的格式。在数据采集模块中，可以采用适配器来解决这个问题，如图8所示。图8阅读器接口适配器针对不同型号的阅读器，系统都有相应的适配器，这些适配器可以在系统中动态的增加、删除。阅读器适配器可以直接的与阅读器通信，采集关于标签的信息，然后这些适配器可以根据需要将数据进行格式化处理后送到下一个数据处理单元。阅读器适配器不断的转化阅读器采集来的字符串，然后送到下一个单元，所以每个阅读器适配器工作的时候都占用独立的线程。通用的阅读器接口适配器的函数内部结构为：publicfinalclassDemoAdapterimplementsReaderAdapterInterface{classWorkerextendsThread{／／适配器工作的内部类publicvoidrun0{／／线程，不断的从阅读器获取要处理的字符串m=reader．ReadMultiBlock0：／／从阅读器处获得字符串getMessage(m)：／／调用将获取的字符串换到标准格式的函数}privategetMessage(Stringm){／}此函数负责将阅读器处获得的字符串串换为标准格式，然后送入下一个处理单元十／：}publicvoidshutdown0{／／关闭阅读器适配器接口))publicDemohdapter(Stringargs，ReaderInterfaceri){／初始化阅读器接口适配器，开启其工作线程／})通过阅读器适配器可获得标准格式的字符串(例如标准格式的EPC码)，然后通过阅读器接口将标签数据和非标签数据送入下一个单元。标签数据是指与读标签事件相关的数据，包括标准格式的字符串，事件发生的时间戳等，非标签数据指阅读器的ID号，读事件发生的地理位置，当时的温度、湿度等等。实现阅读器接口的代码如下：publicinterfaceReaderInterface{publicvoidlogEPCData(10ngtimestamp。StringEPC)：／*将数据采集事件的时间戳，采集的标签数据以及阅读器的ID号送入下一个处理单元*／publicvoidlogNonEPCData(10ngtimestamp，StringreadingType，Stringvalue，StringreaderID)：／*将非标签数据送入下一个处理单元*／publicvoidshutdown()：/*关闭阅读器接口*／3．2．2．2数据过滤数据过滤负责处理阅读适配器或缓冲队列传来的数据流，如图9所示，数据过滤的过程主要包括数据数据平滑和数据协调。图9数据过滤单元(1)数据平滑当标签之间隔的太近，标签天线的磁场区域会相互干扰导致阅读器读取错误的或者不完整的信息，同时阅读器的异常也能导致这种错误的发生。当阅读器读到了错误的、不完整的标签数据时，这种错误称之为积极识读错误(positivereaderrors)；如果覆盖区域内的电子标签被漏读则称之为消极识读错误(negativereaderrors)。数据过滤的目的就是消除这些积极和消极识读错误的影响。当标签中的数据都是数字码的时候，处理积极识读错误的方法主要分两步：①校验读到的数据是否都为数字码(在具体的项目过程中，读到的数据可能出现乱码的形式)。②校验获得的数字码是否是系统需要的位数处理消极识别错误的方法主要是重复读取标签。不管是积极错误还是消极错误都有必要在错误发生后重新读标签获得正确的数据，如果阅读器读标签操作的次数超过一定的值，系统就认为不能从该标签获得正确的数据，标签损坏，予以抛弃，其流程如图10所示。图10数据过滤过程流程描述如下：①识别阅读器磁场范围内的所有标签②根据防冲突算法，读标签中的数据③判断标签是否发生消极识读错误，如果发生了则重复读取标签，否则进入下一个环节；如果标签重复N(N根据不同的系统需要设定)次后，仍然发生消极识读错误，那么就认为该标签损坏，抛弃之④当标签没有消极识别错误发生的时候，阅读器就可以从标签那里返回到数据，检验得到的数据看是否有积极错误发生，如果发生了则重复读取标签，否则就读下一个标签数据；如果标签重复N(N根据不同的系统需要设定)次后，仍然发生积极识读错误，那么就认为该标签损坏，抛弃之⑤重复上面的过程，只到读完所有的标签数据(2)数据协调一个数据采集接口可以连接多个阅读器，在使用多个阅读器采集标签数据时可能会遇到的一个问题就是，一个阅读器天线磁场区域可能与另一个阅读器的天线磁场区域覆盖范围重叠，导致阅读器发出的射频信号互相干扰，而影响重叠区域内标签的错误识别。简而言之，就是多个阅读器被指定在不同时段读取信息，而不是在同一时刻都试图读取信息，这保证了它们不会互相干扰。但是这意味着处于两个阅读器重叠区域的任何一个电子标签都将被识读两次。当这些阅读器都将读到的数据送到同一个数据采集接口时，数据的冗余就产生了，数据协调的主要作用就是剔除因为这种情况而产生的数据冗余。处理这种冗余的前提是读标签事件采集的信息至少是一个二元组Eventlnfo=<DataTimestamp>，即采集的数据和事件发生的时间戳。当数据采集接口获得多个阅读器发送来的数据流时，首先要做的就是将这些数据快速的写入临时数据库中，数据协调的就是在这个临时数据库中完成的。现在我们以标签内存储的数据为数字码为例介绍一种数据协调的方法：①当一批标签写入临时数据库时，将数据库里的数据根据数字码的值排序②将同一数字码的多条记录按时间戳先后排序③对拥有同一数字码的多条记录的时间戳进行比较，若相邻前后两条记录的时间戳差值足够小，则认为重复读取发生，剔除后面的一条冗余记录④依次类推，清除所有冗余数据3．2．2．3数据缓冲一个阅读器每秒可以采集50个标签的数据，数据流产生的速度非常的快，而大多数的数据库没有如此快的处理能力。因此，在数据生成和存储之间存在了一个矛盾，在数据源和数据存储结构之间加上一个单元协调两者之间的速度就显得很有必要了。这个工作主要是由数据缓冲队列来做的，在程序中可以通过FIFO队列来实现，如图11所示。图11数据缓冲队列数据缓冲队列接收从多个阅读器适配器发送过来的数据流，然后将这些数据流按照数据库可以接受的速度存入相应的目的数据库中，数据源可以动态的添加、删除，这样做可以大大提高系统的数据吞吐量。数据缓冲队列的模拟接口如下：publicclassDataQueueimplementsDataQueueInterface{publicDataQueue(intmaxSize，intpollTime)throwsException{/*数据缓冲队列构造函数，设置队列长度值为maxSize*/reset(maxSize，polITime)：／／初始化队列长度}privatevoidreset(intmaxSize，intpoliTime)throwsException{／*初始化队列长度函数*／circularQueue=newCircularOueue(maxSize)／／初始化存储单元)publicvoidlogData(10ngtimestamp，Stringepc，StringreaderId){／*将数据添加到队列中*／circularQueue．add(newEvent(O，timestamp，epc，readerld))／／将一个标签事件加入存储单元中}public-voidaddListener(Stringid，ReaderInterfacer){／*添加一个数据源，数据接口为r，编号为id*／}publicvoidremoveListener(Stringid)(／*删掉编号为id的数据源／*}publicvoidshutdown(){／*关闭数据缓冲队列*/}3．2．2．4数据库接口和应用程序接口数据缓冲队列与多个数据存储结构连接，这些数据存储结构可能是数据库、文件或者是其它的存储结构，本文主要是将数据存入数据库。将数据写入数据库通过java语言的JDBC来完成的，JDBC是一种可用于执行SQL语句的JavaAPI(ApplicationProgrammingInterface应用程序设计接口)。JDBC为数据库应用开发人员、数据库前台工具开发人员提供了一种标准的应用程序设计接口，使开发人员可以用纯Java语言编写完整的数据库应用程序。数据缓冲队列将标签信息存入数据库或者传给应用程序。应用程序将按照得到的标签信息查询或者修改数据库。图12数据库和应用程序接口3．3物流企业信息化的多层应用架构模型经分析统计，目前大部分采用RFID技术的企业都集中于小规模的试点和一站式概念验证。但是要真正实现RFID的优点，必须在整个物流企业范围内的所有流程都采用该项技术。应用的关键是：如何有效的使用RFID信息，实现与企业现有系统的信息整合，优化内部业务流程，提高企业的核心竞争力。随着RFID技术应用的日益广泛，它的分布式特性与处理的大流量相结合，会在可伸缩性、可用性、安全性、互操作性、集成和协同问题等几个重要领域引发一些的技术挑战，在RFID应用规划阶段必须充分的考虑这些问题的存在。结合物流企业的具体业务以及物流系统的发展层次，形成以下物流企业信息化的多层应用架构模型，该架构图既满足企业当前需求，又可满足未来发展需要。见图13：图13物流企业信息化多层应用架构模型（1)支持层包括作业资源主数据管理、服务产品管理和其它主数据管理等三组应用。是整体应用架构中的基础，为多个应用系统共用的系统，主要提供共用的基础数据的管理。支持层为物流企业的应用平台提供规范化的基础数据支持，为进一步的信息集成和数据分析提供规范化保障。(2)业务运营层是系统架构中的重点，物流业务平台为统一客户入口、统一作业环节与资源调度、统一业务结算，为物流作业提供支持平台，实现以“客户为中心”的运作，改善对作业资源的利用，并加强业务间的协同。主要包括以下部分：①阅读器层：RFID应用环境构造，包括物品(带标签)、天线、阅读器、传感器、仪器仪表、计算机硬件、服务器、网络设备、终端设备等。②边缘服务器层：基于RFID的物流信息采集，通过阅读器采集RFID标签中的信息，进行简单的信息预处理(解码、防冲撞、多通道信息去重、信息过滤、分类)后将信息传送到集成层。其中这两层为数据采集模块，具体见3．2数据采集模块设计。③集成层：RFID应用支撑平台，支持RFID信息的输入、获得、传输、处理及协同。包括资源目录服务(ONS)、RFID中间件(Savant)、集成平台、信息系统及信息传输。资源目录服务：包括物品编码管理、资源目录及ONS查找、发现、定位、验证机制。RFID中间件：主要解决信息语义定义、阅读器信息采集、信息写入(一次写入或分段写入)、数据库接口。集成平台：主要是在中间件基础上增加与第三方应用的接口(为财务、0A、电子商务、MIS系统、ERP系统、CIMS系统、SCM系统、CRM系统提供数据接口)，使各种应用软件与RFID兼容。信息系统：为了高效、可靠、方便地对RFID信息进行管理，建立统一的物流数据库，对数据进行录入、修改、查询及统计。④应用层：RFID后端软件系统及应用系统界面，形成可定制的物流应用系统。包括企业信息管理软件，分析统计及报表生成；专用领域应用软件，满足行业应用的个性业务需求；网站平台，方便供应链节点信息的注册、查询及交互等信息服务；协同工作平台，实现应用中RFID与其他系统的协同工作。(3)管理层包括财务管理、人力资源管理、采购管理和办公自动化系统等五组应用。是物流企业客户管理、财务管理，人力资源管理、采购的集中化、规范化管理的统一平台，与运营层应用有比较强的集成关系。管理层应用系统改进关键的业务管理领域：财务管理、采购管理、客户关系管理和业务经营管理的水平，加强物流体系的统一管控。(4)决策分析层包括知识管理和商业智能两组应用，用于满足物流企业的决策层、管理层的监控和决策需求。通过汇集公司内外的数据，以及合理运用商业智能分析工具，使决策层、管理层能更方便、更及时地获取关键的管理和业务信息，通过对内外部数据的分析和利用，为战略制定、业务拓展、资源定价、客户关系管理的改善提供决策支持。同时门户平台还可以与移动应用相结合，支持将信息直接发布至各种手持设备。呈现层包括内部、外部信息门户，是物流企业的统一门户，呈现层提供了一个接入点，通过数据和应用的集成，以及个性化的控制，为客户、内部用户提供全面的企业信息和应用。门户平台完成物流信息的集成和展现，为各个不同类型用户提供个性化的信息服务，包括物流基本信息的查询和订阅，物流订单的生成和全过程跟踪等服务。通过门户平台的安全机制和个性化定制，不同类型的用户可以接触的信息可以由门户的管理者全面控制。3．4面向服务的物流信息系统模型3．4．1WebServices企业不可能将所有有用信息都写入标签，可以将信息分类，只将关键信息(如产品编码、类别)存入标签，其他更多信息(如时间信息、位置信息、状态信息等)存入互联网服务器，其他企业通过互联网和ONS机制能够自动找到和获得这些信息，这个特点非常适合采用Web服务(WebService)体系架构。WebServices就是可以通过web描述、发布、定位和调用的模块化应用。WebServices可以执行任何功能，从简单的请求