第２８卷第２３期計算機工程與設計２００７年１２月
鄭勇雪１，張大勇２
（１．北京大學軟體與微電子學院，北京１０００２６；２．中興通訊股份****，廣東深圳５１８００４）
摘要：為了有效地對倉庫流程和空間進行管理，實現批次管理、快速出入庫和動態盤點，提高倉庫的倉儲能力，在倉儲管理系統中引入無線射頻識別技術（ｒｆｉｄ），而要實現對ｒｆｉｄ產生的海量資料的處理分析，根據ｅｐｃｇｌｏｂａｌ推出的ａｌｅ規範中說明的ｒｆｉｄ中介軟體軟體，提出了基於ｊｍｘ技術的面向服務的ｒｆｉｄ中介軟體架構，主要實現閱讀器等ｒｆｉｄ裝置向網路的接入，對ｒｆｉｄ閱讀器提供的資料按照一定的規律進行彙總、過濾及加工，為上層應用提供資訊互動，同時遮蔽對裝置的控制細節。關鍵詞：
無線射頻識別技術；ｊａｖａ管理擴充套件；面向服務架構；事件伺服器；邊緣**
中圖法分類號：ｔｐ３９文獻標識碼：ａ文章編號
ｓ慨ｋｅｙ
０引言在中國的應用與國際應用幾乎是同步進行的。從企業內部應用情況看，主要是用在倉庫，如深圳白沙物流公司倉庫，托盤上安裝ｒｆｉｄ，在中應用ｒｆｉｄ技術實現資料採集，極大地提高效率，類似的還有海爾立體倉庫。ｒｆｉｄ系統由於具有讀取距離遠（幾公尺至幾十公尺）、效率高（可同時處理多個標籤）、資訊量大及高速移動物體識別等優點，近年取得較大發展，並已逐漸應用於生產管理與控制、現代物流與**鏈管理、零售、醫療、圖書館服務、軍事應用、交通管理等眾多領域。
ｒｆｉｄ系統由標籤、ｒｆｉｄ閱讀器及其它系統組成。標籤提供資訊，閱讀器週期性的掃瞄閱讀區域，得到資訊。閱讀器可以快速讀取標籤，一般不到１００ｍｓ。
假設一件物品通過裝有ｒｆｉｄ的倉庫門需要１０ｓ，則閱讀器將得到１００個該事件，如果有上百件物品通過，將會有上萬個事件傳送給應用，這樣龐大的資料量如果不經處理，必然會給系統帶來極大的負擔，造成系統響應速度慢等問題。為使用該資訊，就需要通過ｒｆｌｄ中介軟體，將不同介面、不同品牌的閱讀器讀取到的資訊經彙總、加工、過濾等處理後，傳給上層應用系統。
根據不同服務環境的需要，應用中將使用多種不同的閱讀器，這些閱讀器具有它們自己的通訊協議，ｒｆｉｄ中介軟體作為硬體裝置及上層應用的橋梁，必須提供統一介面使應用程式可以訪問和控制各種閱讀器。海量ｒｆｉｄ資訊處理是設計ｒｆｉｄ中介軟體的重點及難點。
ｌｒｆｉｄ中介軟體的重要性
ｅｐｃｇｉｏｂａｌ提出了物聯網的概念並制定相關標準。物聯網將世界上的事物用網際網路連線起來。將來，世界上的所有物品都將有乙個獨一無二的ｒｆｉｄ識別碼，根據這個識別碼，可以在網際網路上找到它所標示物品的有關資訊。
而就物聯網實現技術上提出了五大技術組成，分別是電子產品碼資訊識別系統），ｅｐｃ中介軟體實現資訊的過濾和採集資訊發現服務資訊服務）ⅲ。
企業實施ｒｆｉｄ方案的最終目的是將ｒｆｉｄ產生的海量信
收稿日期
作者簡介：鄭勇雪，女，福建福清人，碩士研究生，研究方向為網路與通訊工程；張大勇，男，廣東深圳人，碩士，高階工程師，研究方向為ｒｆｉｄ技術。
一５７１５一萬方資料
息為業務所用。這就需要解決企業現有的業務系統如何與ｒｆｉｄ系統的介面，包括連線ｒｆｉｄ裝置，處理ｒｆｉｄ資料，將其轉換成業務資訊等。而目前國內利用ｒｆｉｄ的企業，多是採用定製化軟體開發方式，這種方式，一旦標籤種類變化，系統業務邏輯改變，都將需要重新編寫**，這將浪費大量的人力物力，效率低下，就達不到引入ｒｆｉｄ提高效率的目的。
因此，我們需要將ｒｅｉｄ硬體模組的連線控制，中間資料處理與上層應用軟體分開，引入ｒｆｉｄ中介軟體的概念。
２ｒｉｇｉｄ中介軟體功能簡介
ｒｆｉｄ中介軟體介於前端硬體模組和後端資料庫與應用軟體中間，利用分布式的結構，對資料流進行層次化的組織和管理，根據規範中的描述，其應該有以下一些基本功能。①提供對閱讀器的監控、配置及管理，支援同時訪問多個閱讀器，對不同的閱讀器進行基本的配置及管理：②提供對中問件自身引數等的配置管理；③提供ａｌｅ規範中定義的對上層應用的統一介面，包括ｅｃｓｐｃｃ規則定義，事件預定等：
④提供異常告警、錯誤恢復；⑤提供可擴充套件機制，支援軟體公升級、新型閱讀器的使用；⑥提供多種通訊機制，支援ｈ１』ｒｐ、ｔｃｐ等方式。
３ｒｆｉｄ中介軟體實現
３．１總體設計
．ｒｆｉｄ中介軟體包括，處於核心地位的事件伺服器、位於邊緣地位的邊緣**、管理一監控終端。它們在ｒｆｉｄ系統中扮演的角色和功能不相同，結合滿足ｓａｖａｎｔ及ａｌｅ規範。其中，
ｒｆｉｄ邊緣**起著橋梁和紐帶的作用，體現在：操作控制ｒｆｉｄ讀寫裝置按照預定的方式工作，如指定閱讀器工作頻率，讀寫週期等；按照一定的規則過濾資料，剔除大量的冗餘資料，迅速減少資訊量，只保留符合規則的資料，彙總到事件伺服器中，比如，定義只要ｅｐｃ標籤，則其它型別標籤被過濾掉。事件伺服器向應用提供統一的服務介面，匯聚各個邊緣**的資料或事件，生成ｐｍｌ或ａｌｅ報告，通過指定協議連線傳送給應用。
同時，事件伺服器負責控制各個邊緣**的行為，包括邊緣**中模組的組織，提供配置管理ｒｆｕ３中介軟體的入口。ｒｆｉｄ中介軟體的總體架構如圖１所示。
圖１ｒｆｉｄ中介軟體的總體架構
３．２基於ｊｍｘ的實現
為了使ｒｆｉｄ系統可靠、穩定的執行，必須對裝置、系統模組進行有效的管理，當系統出現故障或異常時應能及時做出報告和處理，確保其正常、高效的執行。由於使用ｒｆｉｄ場景越來越多，規模不斷擴大，複雜性不斷增加：大量異構系統並存，計算機硬體工作方式不同，作業系統不同、程式語言也不同；同時存在大量、頻繁的資料傳輸：
這些就要求中介軟體系統具有較強的通用性，可擴充套件性，以及事件通知和處理。而ｊｍｘ
具有ｊａｖａ的作業系統平台無關性和動態適應性，我們設計了基於ｊ凇的面向服務架構（ｓｏａ架構）的中介軟體系統，具有獨立的功能實體、大資料量低頻率訪問以及基於文字的訊息傳遞。
如圖２所示，整個ｒｆｉｄ系統主要是通過事件伺服器對外服務，服務的協議採用豁協議具有較高效率，對語言沒有要求。事件伺服器和配置管理通過與邊緣伺服器連線。邊緣**內部
一５７１６一圖２ｒｆｉｄ中介軟體系統組成
各個模組之間通過ｊｍｘ的機制實現事件資料傳遞。邊緣**通過遠端機制將加工後的ｒｆｉｄ資料進一步匯聚到事件伺服器。邊緣**中接入ｒｆｉｄ裝置（主要是閱讀器）的協議主要取決於閱讀器的要求。
３．２．１邊緣**
邊緣**由以下關鍵部分組成：介面卡、訊息佇列、過濾器、資料傳輸等。資料／事件依據順序從介面卡、訊息佇列、過濾器到資料傳輸模組。
邊緣**基於ｊｍｘ構架，將上述各模組封裝成接受事件伺服器的監控並實現處理模組連線組合的部署與執行。
（１）介面卡：介面卡是系統的底層通訊平台，按照客戶端指令，根據各種ｒｆｉｄ裝置（閱讀器）的介面協議，與其建立網路連線，控制行為，進行資料交換。根據閱讀器傳送來的標籤資訊，組織成ｅｐｃ編碼，形如
（２）訊息佇列：每個邊緣**中部署乙個訊息佇列，聚合該邊緣**內所有的介面卡發來的資料，再利用ｊｍｘ中的機制將收集到的資訊廣播給所有跟它連線的過濾器。
ｏ）過濾器：這裡我們設計４種過濾類，分別是：平滑過濾、閱讀器過濾、標籤過濾以及時機過濾。
平滑過濾：標籤在指定的時間內出現ｎ次（使用者指定）的就算滿足條件。過濾有區分閱讀器和不區分閱讀器兩種。
不區分閱讀器的情況是，幾個閱讀器中只要加起來的出現次數在規定時間達到ｎ就可以。區分閱讀器的情況是，要求每乙個閱讀器各自讀到的標籤滿足要求。
閱讀器過濾：根據閱讀器的ｉｄ型別進行過濾，如指定獲取ｉｄ號滿足閱讀器的標籤，這裡閱讀器的ｉｄ編碼規則可以根據使用者的需要進行設定。
標籤過濾：根據標籤的ｍ型別進行過濾。如獲取符合腳的所有標籤。
時機過濾：根據標籤出現消失的時機過濾，如設定過濾型別為ｎｅｗ，表示當前出現的新標籤。
「）資料傳輸：起通訊通道適配作用。將ｒｆｉｄ資料、事件通過一定的通訊機制（如ｈ１』ｒｐ、ｊｍｓ等）傳送到預定資料、事件的應用。
３．２．２配置管理
實現對ｒｆｉｄ中介軟體系統的管理配置及監控，配置的結果以ｘｍｌ檔案形式儲存在資料庫中。
配置管理主要包括：①ｒｆｉｄ裝置（閱讀器、天線、邊緣**等）拓撲：網路中所有的邊緣**、閱讀器等裝置的組網關係，以及各個裝置的引數資訊，包括：
名稱、型號、裝置ｉｄ、物理位置等；②邊緣**中介面卡、過濾器等處理模組的連線關係等；③資料處理規則；④閱讀器模型。
配置的具體含義就是對以上內容的增刪改查。監控是實現對事件伺服器、邊緣**以及其各處理模組的執行狀態、屬性等的管理。同時監控執行事件伺服器及邊緣**的ｊａｖａ虛擬機器的ｃｐｕ利用率、記憶體使用率、系統負載，當伺服器或服務異常時利用告警機制發通知給事件處理模組進行相應處理。
３．２．３事件伺服器
邊緣**中的各個模組在事件伺服器中註冊成為ｍｂｅａｌｌ，通過事件伺服器對ｍｂｅａｎ進行管理。事件伺服器向應用提供的介面主要有ｅｃｓｐｅｅ定義及事件預定。ｅｃｓｐｅｅ是使用者或者應用程式在事件伺服器中定製的事件採集、過濾及匯報規律的規範。
ｅｃｓｐｅｃ的內容通過一定的處理模組組合拓
撲來實現，主要是包含哪些模組以及模組間如何連線。事件
預定即使用者或應用程式通過該介面來預定中介軟體的事件，預定時指定規則名即ｅｃｓｐｅｅ名稱，事件通知目的地即接收事件
的位址。
３．３部署
使用者或應用程式對系統進行配置好後，在事件伺服器和邊緣**上建立實際的ｒｆｉｄ模組邏輯組合。基本的時序為：①事件伺服器完成執行在自身的模組的建立和連線；②事件
伺服器將用於匯聚各邊緣**資料、事件的模組按名稱註冊，供邊緣**遠端連線；③邊緣**根據引數，從事件伺服器載入處理模組，並建立本地與伺服器模組之間的連線。
４實驗結果
以本文的設計思想，實現該中介軟體後，上層應用模擬倉儲管理，啟動執行整個系統。系統採用唧
閱讀器，無源標籤。一台閱讀器上連線兩對天線，閱讀器工作
以跳頻方式工作在頻段。
利用中介軟體中提供的配置管理功能可以快速的根據應用場景部署，並能實時修改每個模組／裝置的工作模式、引數等。該實驗中我們配置乙個事件伺服器，兩個邊緣**，其中乙個邊緣**管理產品包裝，主要是在產品上貼標籤，將標籤**與產品資訊對應起來，另乙個邊緣**管理產品出入庫。在產品包裝處，提供多台閱讀器，多個工人進行包裝操作，在出入庫口也分別存在操作員，他們作為客戶端，可以同時通過中介軟體提供的ｗｅｂ服務遠端訪問系統，定義各自規則，得到相應資料，操作相互獨立。
當有大量產品出入庫時，相對原來處理速度也得到極大的提高。同時根據中介軟體中提供的監控功能，能實時察看各個模組執行狀況，並做出處理。實驗結果如表ｌ所示。
利用該中介軟體，當應用場景改變時，中介軟體本身不需要修改，只需要根據應用場景，部署相關裝置及模組，就能馬上投入使用。
表ｌ實驗結果
指標定義計算結果
實際庫存與系統報告實際庫存（ｓｋｕ）／報
庫存準確率＞９８％
庫存差異的比例告庫存（ｓｋｕ）
從入庫到出庫在倉庫
在庫時間＜１０天
存放的時間
平均庫存面積／倉庫
儲存空間利用率庫存占用的比例提高５０％
總面積從貨物到達到可被揀每次收貨直到上架
上架時間如．５小時
選的平均時同的平均時間
從貨物收貨到通知庫收貨到系統錄入收
庫存可見性如．５小時
存可用的時間貨資料的時間
５結束語
ｒｆｉｄ系統具有資訊量大、處理迅速等特點，上述中介軟體軟體採用面向服務的基於ｊｍｘ設計，提供了動態靈活的管理
－——５７１７——
框架，支援多應用併發遠端訪問，同時方便進行整合和擴充。ｊｍｘ的事件通知機制，實現遠端實時監聽資訊，易於ｒｆｉｄ中介軟體模組間的通訊，並且提高系統的響應速度。
參考文獻：一唱
慨周國禮．解析ｅｐｃｇｌｏｂａｌ物聯網技術之ｏｎｓ服務［ｚ】．ｒｆｉｄ世界網，．２００６．
似深圳立格科技．什麼是ｒｆｍ中介軟體
【７】孟和．ｒｆｉｄ開發介紹
【８】周國禮．**的實現陳冀康．ｒｆｉｄ中介軟體——ｒｆｄ技術的神經中樞
（上接第５７１４頁）
元件通過配置或者在執行時將自己註冊到管理器中。當使用者需要對某兩個元件建立關聯時，通過拖拽ｄｒａｇ元件並且放置到ｄｒｏｐ接受元件中管理器將驗證兩元件提供資料和接受資料的型別是否相同，如果相同這兩個元件將建立起通訊，否則兩元件將建立通訊失敗。
當兩個元件建立起通訊後，ｄｒａｇ源元件和ｄｒｏｐ接受元件將通過ｐｕｂ／ｓｕｂ（發布瑚『閱）機制共享同乙個ｔｏｐｉｃ（主題）。ｄｒａｇ源元件發生某些事件時，它將其發布出來；由於ｄｒｏｐ接受元件訂閱了該訊息，它會接受到訊息，然後再進行相關的處理
在ｗｉｎｄｏｗｓ作業系統中，每個檔案都有自己的檔案型別，而不同的軟體可以對乙個或者多個檔案型別進行操作。作業系統通過檔案關聯將檔案和軟體聯絡起來。當使用者需要開啟某個檔案時，可以根據彈出來的選單選擇需要的軟體開啟互動模式就是這樣的乙個機制，元件將自己支援的資料型別註冊到管理器中，當ｗｅｂ應用中需要對某種資料進行操作時，使用者可以根據彈出的選單選擇支援該資料型別的元件進行響應。
如圖６所示。
乙個元件可以註冊乙個或者多個資料型別到ｃ２ａ管理器中。在ｗｅｂ應用中，如果乙個資料需要其它的元件進行相關的操作，ｃ２ａ管理器將收集所有對該資料型別支援的ｗｅｂ元件，並且以選單的形式顯示出來等待使用者去選擇；使用者選擇自
一５７１８一圖互動模式
己需要的元件後，ｃ２ａ管理器將資料交給所選擇的元件，並且
激發該元件進行相應的操作。
３結束語
本文提出了乙個基於ｄｏｊｏ的ｗｅｂ元件框架，它以ｊａｖａ－
ｓｃｒｉｐｔ工具集ｄｏｊｏ為基礎來構建了整個框架。每個ｗｅｂ元件
是乙個ｍｖｃ的結構。該框架還提供了兩種互動模型來解決
元件和元件之問的通訊問題。整個框架在和伺服器的互動還
是比較的單薄，每個元件要負責自己與伺服器端的互動，而框
架自身提供的伺服器端互動資訊太少。需要進一步加強和服
務器端的ａｊａｘ通訊能力，提供一種更加簡單和統一的伺服器
訪問能力。在元件和元件之間建立通訊後，其資料都是直接
交給接受元件進行處理。然而，很多情況下，資料的格式是不
同的，大多需要進行一些資料格式的調整以滿足資料接受組
件的要求。該框架需要一種能對資料進行格式調整的能力，
以滿足簡單的資料格式轉換要求。
簡介權威指南
［８】袁建洲，尹招程式設計寶典【ｍ】．北京：電子工業出版社，
２（＇０６．
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夏田等 技術在倉儲管理系統中的應用 貨物的資訊，如廠商 規格 數量等，建立和管理 商以及客戶的資訊 供貨前，商把貨物入庫資訊傳送到倉儲中心的管理系統，由倉儲管理系統自動處理，生成預入庫資訊 進行系統貨位資訊更新 系統貨物資訊更新。入庫管理 安裝有電子標籤的貨物入庫時，通過在入庫口信道處的閱讀器，即可...
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