基于RFID企業物聯網及中間件技術研究

1 概述

隨著全球一體化、丁業企業自動化和信息化進程的不斷深入發展，客戶對企業生產的產品質量要求也越來越高，對企業生產的產品生產周期要求也是越來越短。現有的條形碼技術和其它方法，由于本身的特性和應用的局限性已不能滿足現代工業企業的需要。無線射頻識別技術（RFID）的出現及應用發展，物聯網的組建則可以實現與現代工業企業內部現有網絡系統進行信息整合，同時可以優化內部物流供應和優化流通過程流程。提高工業企業內部的生產效率和產品質鼉，進而提高整個企業的核心競爭力。一個良好的基于RFID應用架構的物聯網系統可以較好的幫助工業企業達到這些目標，實現高效高質量的產品生產、產品出貨。設計和開發基于RFID技術的現代工業企業物聯網系統技術，以便企業可以及時、準確地獲取寶貴的生產數據，并對數據進行及時的分析處理，減少生產浪費，縮短產品周期，在進一步提高產品質量和效率的同時，提高企業的綜合競爭力已經勢在必行。

電子標簽和物聯網出現使得工業企業物聯網系統得以實現。電子標簽是用來識別物品的一種新技術，它是根據無線射頻識別原理（RFID）而牛產，它與讀寫器通過無線射頻信號交換信息，是未來識別技術的首選產品。物聯網就是在計算機互聯網基礎上，利用電子標簽為每一物品確定唯一識別EPC碼，從而構成一個實現全球物品信息實時共享實物瓦聯網，簡稱“物聯網”。物聯網的提出給J：業企業產品生產時獲取產品原始信息并自動生成清單提供了一種有效手段，而電子標簽可以方便地實現自動化的產品識別和產品信息采集，這兩者的有機結合使企業從產品生產、運輸過程、銷售過程等各個環節可以構造一個實現傘球物品信息實時共享實物瓦聯網成為可能，從而將大大降低人工干預的程度，提高工業企業的自動化和智能化水平。

本文以電子標簽和物聯網為基礎，提出了基于RFID技術的工業企業物聯網系統的基本結構，對其結構和功能進行了分析，并根據物聯網利用電子標簽實現了一個典型的工業企業物聯網系統，大大提高工業企業運作的快速性和準確性，不但提高了丁作效率，而且還減少人為的差錯。

2 物聯網系統組成

互聯網技術可以把世界上不同角落、不同國家的人們通過計算機緊密地聯系在一起，而采用無線射頻識別技術（RFID）的Internet網絡也可以把世界上所有不同國家、地區的物品聯系在一起。而且彼此之間可以互相“交流”數據信息，從而組成一個全球性實物相互聯系的物聯網。

2.1物聯網的組成

物聯網是以電子標簽和EPC碼為基礎，建立在計算機互聯網基礎上的實物互聯網絡，其宗旨是實現全球物品信息的實時共享和互通。基于RFID技術現代工業企業生產物聯網的系統結構如圖1所示，它由信息采集系統、工業企業物聯網應用系統、現場物聯網管理中心、國家物聯網管理中心、國際物聯網管理中心等部分組成。

圖1物聯網的系統結構

（1）信息采集系統。這部分包括物品、物品電子標簽、讀寫器等部分組成，主要完成物品的識別和物品EPC碼的采集和處理。存儲有EPC碼的電子標簽在經過讀寫器的感應區域時，1物品EPC碼會自動被讀寫器捕獲，從而實現自動化EPC信息采集，采集的數據將交由上位機信息采集軟件進行進一步的處理，如數據校對、數據過濾、數據完整性檢查等，這些經過整理的數據可以為上層應用管理系統使用。

（2）RFID企業生產系統。負責前端的標簽識別、讀寫和信息管理工作，將讀取的信息通過計算機或直接通過網絡傳送給本地物聯網信息服務系統。

（3）現場物聯網管理中心，負責管理本地物聯網。這一級是最基本的物聯網信息服務管理中心，為本地用戶單位提供管理、規劃及解析服務。

（4）國家物聯網管理中心，負責制定和發布國家總體標準，負責與國際物聯網互聯，并且對現場物聯網管理中心進行管理。

（5）國際物聯網管理中心，負責制定和發布國際總體標準，負責與各個國家的物聯網互聯，并且對各個國家物聯網管理中心進行協調、指導、管理等工作。

物聯網通過Internet信息世界的互聯實現物理世界任何產品的互聯，實現在任何地方、任何時間可識別任何產品。使產品成為附有動態信息的“智能產品”，并使產品信息流和物流完全同步，從而為產品信息共享提供了一個高效、快捷的網絡平臺。

2.2物聯網的中間件系統及其用途

中間件是處在閱讀器和計算機Internet之問的一種中間件系統。該中間件可為企業應用提供一系列計算和數據處理功能。其主要任務是對閱讀器讀取的標簽數據經行捕獲、過濾、匯集、計算，數據校對、解調、數據傳送、數據存儲和任務管理，減少從閱讀器傳往工廠應用的數據量。同時，中間件還可提供與其他RFID支撐軟件系統進行互操作等功能。此外，中間件還定義了閱讀器和應用兩個接口。中間件如圖2所示。

圖2中間件示意圖

中間件簡單可以說是由平臺與通信組成。這也就限定了只有它用于發布式系統中時才能叫中間件，同時也把它與支撐軟件和實用軟件區分開來。中間件應該具備二個關鍵特征：首先要為上層的應用層服務，這是一個基本條件；此外，又必須連接到操作系統的層面，并且保持運行工作狀態。中間件研究的領域和范圍很廣，涉及多個行業，也涉及多個不同的研究方向，比如：應用服務器、應用集成架構與技術、門戶技術、工作流技術、企業級應用基礎軟件平臺體系架構、移動中間件技術和物聯網中間件技術等領域。

一般物聯網中問件具有的模塊有：讀寫器接口、事件管理器、應用程序接口、目標信息服務和對象名解析服務等，如圖3所示。各個模塊描述如下：

圖3物聯網中間件功能模塊結構

（1）讀寫器接口

物聯網中間件必須優先為各種形式的讀寫器提供集成功能。協議處理器確保使中間件能夠通過各種網絡通信方案連接到RFID讀寫器，作為RFID標準化制定主體的EPC-global組織負責制定并推廣描述RFID讀寫器與其應用程序間通過普通接口來相互作用的規范。

（2）事件管理器

事件管理器用來對自于讀寫器接口的RFID事件數據進行過濾、聚合和排序操作，并且再通告數據與外部系統相關聯的內容。

（3）應用程序接口

應用程序接口使得應用程序系統能夠控制讀寫器。服務器接收器接收應用程序系統指令，它提供一些通信功能。

（4）目標信息服務

目標信息服務由2部分組成：一個是日標存儲庫，用于存儲與標簽物體有關的信息并使之能用于以后查詢；另一個是擁有為提供由目標存儲庫管理的信息接口的服務引擎。

（5）對象名解析服務

對象名解析服務是一種目錄服務，它能使每個帶標簽產品分配的唯一編碼與一個或者多個擁有關于產品更多信息的目標信息服務的網絡定位地址相匹配。