RFID技術發(fā)展與應用分析[共25頁]

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1、 中國安防行業(yè)網(wǎng)： RFID技術發(fā)展與應用分析 資料整理：中國安防行業(yè)網(wǎng) 目錄 1、多樣RFID支付技術的比較與分析 1 2、基于有源RFID的自動報站系統(tǒng)研究 1 3、RFID技術在產(chǎn)品防偽追溯管理中的應用 3 4、基于RFID技術的地震災害報警系統(tǒng)設計 5 5、RFID技術的發(fā)展與標準化情況 5 6、RFID中間件軟件在RFID系統(tǒng)中的功能和作用 10 7、有源RFID定位系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 15 8、RFID應用集成中間件技術研究與開發(fā) 17 9、有源RFID系統(tǒng)中可靠通信的研究 19 10、基于阻抗匹配的種類及其在RFID系統(tǒng)中的應用研究 22 內(nèi)容

2、 1、多樣RFID支付技術的比較與分析 　　RFID支付技術本身已經(jīng)比較成熟，但如何與手機結合開展應用還處于探索階段。目前存在多種RFID支付技術方案，主要有貼片卡、NFC、eNFC、SD卡、SIMpass、RF SIM等。 　　技術本身沒有優(yōu)劣勢，但電信運營商在開展具體業(yè)務時，需要考慮如成本、與電信運營商的關聯(lián)度、安全性、技術成熟度、用戶使用習慣等諸多因素，下面我們就一些重要的方面對幾種技術進行簡單的比較， 　　貼片卡方式是最容易、成本最低的將手機結合RFID應用的方式，但也是生命力最弱的一種方式。主要是因為貼片卡方式對電信運營商來說關聯(lián)性太弱，也很難起到黏著用戶的目的，同時由于無

3、法建立起與SIM/UIM卡的關聯(lián)，無法提供空中充值、遠程應用管理等功能。 　　NFC方式目前是發(fā)展最成熟的方案，特別是在日本，NTT DoCoMo采用的Felica技術就是NFC方式的一種改進技術。技術成熟、功能全面、有商用案例是其最大的優(yōu)勢，但由于NFC方式需要定制手機終端，SIM/UIM卡不能控制業(yè)務邏輯，對于電信運營商控制產(chǎn)業(yè)鏈十分不利，另外還存在技術壁壘。 　　eNFC方式是NFC方式的一個演進技術。eNFC方案中產(chǎn)業(yè)鏈利益偏向電信運營商，由SIM/UIM卡控制業(yè)務邏輯，但缺陷也很明顯，手機終端和UIM卡都需要定制或改造，并且尚無任何商用或試點案例。 　　SD卡方式實現(xiàn)原理

4、有些類似貼片卡方式，與電信運營商關聯(lián)較弱，且需要進行終端定制或改造。 　　ass方案將應用信息和RFID模塊都集成到SIM/UIM卡中，對電信運營商十分有利，用戶也無需更換手機終端。但是，由于天線是從SIM/UIM中引出的，而不同手機終端SIM/UIM卡的放置位置不同，因此需要進行適配，同時天線比較容易折斷、并不能適配所有手機也是問題。 　　RF SIM是一種新型的RFID產(chǎn)品，采用了2.4 GHz的通信頻率。它將RFID模塊、天線和應用信息都集成在SIM卡中，用戶只需要更換SIM卡即可使用，從手機成本、業(yè)務控制角度來說是電信運營商的最佳選擇。但由于原先的RFID行業(yè)應用較少用到2.4

5、 GHz，銀行、公交等主要行業(yè)的POS機都不支持，POS終端需要改造成本。另外，2.4 GHz的通信范圍比較大，用戶對RFID的安全擔憂也是一個需要考慮的問題。 　　多樣的技術給了我們多樣的選擇，電信運營商需要進行綜合考慮，選擇最適合的技術方案。 2、基于有源RFID的自動報站系統(tǒng)研究 　　引言 　　近年來，隨著科學技術的快速發(fā)展，城市公交車的管理方式也有了很大的改觀，逐漸由原來的人工售票、人工報站的方式向無人售票和語音報站的方向發(fā)展。雖然使用手動報站器替代人工報站有了很大的進步，但是需要駕駛員在行車中人工操作，所以經(jīng)常出現(xiàn)錯報、漏報的現(xiàn)象。而且這種駕駛員邊駕駛邊操作的行為，也給安

6、全駕駛埋下隱患。自動報站系統(tǒng)的出現(xiàn)大大減輕駕駛員的工作量，加快了公交系統(tǒng)的現(xiàn)代化進程。目前少數(shù)發(fā)達國家(如美國、日本等)的部分城市公交系統(tǒng)已逐步使用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)進行定位報站，雖然這種系統(tǒng)功能強大，定位準確度高，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，但其投資運行成本相對較為昂貴，公交企業(yè)難以承擔其費用，尤其是一些中小城市更是無法承受，大大制約了其使用范圍。 　　本文設計了一種利用RFID技術、MP3語音播放和單片機控制技術相結合，實現(xiàn)公交車站的自動識別與自動報站的方案。射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術是近年迅速發(fā)展起來的一項新技術，是利用感應、電磁場或電磁

7、波為傳輸手段，完成非接觸式通信，由此獲取相關數(shù)據(jù)的一種自動識別技術，即利用無線射頻方式來進行非接觸式的物體自動識別。相對于無源RFID，有源RFID具有作用距離遠、發(fā)射功率可控制、發(fā)射頻率可調(diào)、接收靈敏度高等特點，本系統(tǒng)的有源RFID部分由CC1100模塊完成。在非特別需要的情況下，本系統(tǒng)無需駕駛員參與，避免因為駕駛員的疏忽而造成漏報、誤報的現(xiàn)象發(fā)生，有利于提高行車的安全性。 　　1 系統(tǒng)的組成與主要實現(xiàn)功能 　　本系統(tǒng)由車載設備和站臺設備兩個部分組成，其中車載部分主要包括單片機控制單元、RF無線射頻接收單元、語音播放單元、顯示單元、鍵盤輸入單元和電源供應單元等，站臺設備包括單片機編碼

8、單元和RF發(fā)射單元。每一個公交站臺設置一個具有唯一ID的RF發(fā)射器，采用間歇工作方式發(fā)射RFID信號，當公交車即將到達車站時，車載系統(tǒng)接收到站臺信號并解碼出該站臺的ID號，由單片機控制自動播放對應本站臺編號的報站語音；報站語音為MP3格式，并用SD存儲卡作為存儲載體，方便更新和修改。 　　2 系統(tǒng)硬件結構 　　為簡化系統(tǒng)結構，方便系統(tǒng)的設計、調(diào)試和擴展其他功能，本系統(tǒng)采用模塊化的設計方式。站臺發(fā)射端的硬件結構框圖如圖1所示，主要包括RF發(fā)射模塊(CC1100)、車站ID編碼生成模塊(STC89C58)。車載接收端的硬件結構框圖如圖2所示，主要包括RF接收模塊(CC1100)、車站ID解

9、碼與控制模塊(STC89C52)、語音播放模塊(VS1003)、語音功率放大模塊(TDA7297)、顯示模塊、電源模塊等。 　　2．1 單片機控制模塊 　　發(fā)射與接收端的控制模塊分別由單片機STC89C51和STC89C58構成，STC89C51系列單片機具有片內(nèi)FLASH程序存儲器、EEPROM存儲器，且可以通過RS 232接口下載軟件，方便系統(tǒng)軟件的存儲與更新。站臺ID的編碼生成由單片機STC89C51完成，使用STC89C51的P1．0～P1．7端口作為站臺ID編碼輸入，分別連接在撥碼開關上，共有256(28)種不重復的編碼。在需要更多的編碼時，可用STC89C51的其他空閑端口進

10、行擴充；使用單片機直接對車站進行ID編碼，比使用一些專用編碼芯片更加靈活方便，擴展性更好。車載設備的控制由單片機STC89C58組成，分別完成CC1100接收模塊的初始化、VS1003語音模塊的初始化、站臺ID的解碼及顯示系統(tǒng)的控制等功能。本方案中，因為STC89C51系列單片機不帶SPI接口，所以通過普通I／O口模擬SPI接口實現(xiàn)與CC1100，VS1003的通信。 　　2．2 RF發(fā)射與接收模塊 　　本系統(tǒng)的有源RFID由站臺發(fā)射端與車載接收端兩部分組成，射頻發(fā)射與接收分別由兩塊CC1100模塊完成。CC1100是美國德州儀器(Texas Instruments，簡稱TI)公司生產(chǎn)

11、的一種高性能無線射頻通信芯片，它是一種專為無線射頻通信應用而設計的低功耗、低成本的單芯片UHF收發(fā)芯片。支持ASK，OOK，2-FSK，GF-SK和MSK等調(diào)制模式，工作頻率可以通過軟件設定為315 MHz，433 MHz，868 MHz和915 MHz的ISM(工業(yè)，科學和醫(yī)學)和SRD(短距離設備)等頻率波段，其數(shù)據(jù)傳輸率可軟件編程控制，最高可達500 Kb／s。CC1100具有靈敏度高、鏈接性能好的特點，所需的外部組件少，電路結構簡單，工作穩(wěn)定，可廣泛應用于各種短距離無線通信領域。 　　2．3 語音播放模塊VS1003 　　VS1003是由荷蘭VLSI公司出品的一款單芯片的MP3

12、／WMA／MIDI音頻解碼和ADPCM編碼芯片，其擁有一個高性能低功耗的DSP處理器核心VS _DSP，5 KB的指令RAM，0．5 KB的數(shù)據(jù)RAM。VS1003的所有數(shù)據(jù)和控制命令均通過SPI總線接口實現(xiàn)，因此和單片機的接口連接比較簡單，只需4根信號線，分別是：設備選擇線、時鐘信號線(SCLK)、串行數(shù)據(jù)輸出線(MISO)、串行數(shù)據(jù)輸入線(MOSI)。音頻數(shù)據(jù)通過串行數(shù)據(jù)接口(SDI)傳送，控制數(shù)據(jù)則通過串行控制接口(SCI)來傳送?？刂茢?shù)據(jù)是通過讀寫不同的寄存器來實現(xiàn)對VS1003的控制。在本方案中，VS100 3作為一個微處理器的一個從機，通過串行SPI接口接收輸入的比特流，輸入的比特

13、流被解碼后，再經(jīng)過數(shù)字音量控制器到達一個18位過采樣∑-△A／D轉(zhuǎn)換器。這樣利用一塊VS1003芯片與單片機STC89C58相配合，由STC89C58讀取SD卡中的MP3音頻文件，再通過SPI接口送至VS1003芯片播放。 　2．4 音頻功率放大模塊 　　報站語音放大由音頻功率放大集成塊TDA7297完成，其工作電壓范圍為6～18 V，雙通道輸出功率可達(15+15)W，即使在嘈雜的環(huán)境中也能有足夠大的輸出功率。 　　此外還有電源模塊和顯示模塊，電源模塊負責系統(tǒng)的電源能量供應，分別為單片機、CC1100、VS1003等模塊提供3．3 V的工作電壓，為功放模塊提供12 V的工作電

14、壓；顯示模塊作為人機對話的一個窗口，用以顯示和標識車輛到站的提示信息?！? 　　3 系統(tǒng)軟件設計 　　本自動報站系統(tǒng)的軟件也采用模塊化設計，主要包括主程序、CC1100初始化程序、VS1003初始化程序、站臺ID編碼程序、MP3語音讀取與播放程序、顯示處理程序等。 　　3．1 站臺發(fā)射端 　　系統(tǒng)上電后，單片機STC89C51首先對CC1100初始化，接著掃描P1端口的ID編碼狀態(tài)值，并在該值的前面加上前置識別碼，后面加上結束標識碼，然后通過CC1100調(diào)制并發(fā)射。 　　3．2 車載接收端 　　系統(tǒng)上電后，單片機STC89C58分別對CC1100，VS1003和顯示單元進行

15、初始化。當汽車即將到達車站(距離站臺發(fā)射器約50 m)時，接收到站臺發(fā)射的RF信號，系統(tǒng)分兩次接收解碼出該站臺的ID編碼號，通過比較兩次的ID編碼值，可有效排除外來干擾，提高系統(tǒng)抗干擾性能。只有兩個值相等才判斷確定為該站臺的正確ID編碼號，并與上次存儲的ID號進行比較，如若相同，判為同一站臺，返回重新檢測與識別，不再重復報站；如果不同，則存儲本次ID編碼值并搜索與讀取SD存儲卡中相對應的MP3語音文件，然后輸送到VS1003進行語音播放報站。 　　4 結語 　　本文針對當前我國各城市公交車報站方式上的不足，利用無線射頻識別技術，設計了一種基于RFID技術的公交車自動識別車站、自動報站的技

16、術方案。這種基于RFID技術的公交車自動報站系統(tǒng)，實現(xiàn)了公交車的自動報站功能。在識別車站、自動報站的過程中，完全不需要駕駛員進行操作，減輕了駕駛員的負擔，增加了車輛行駛的安全性。本系統(tǒng)具有報站準確率高、價格低廉、運行成本低、維護方便的優(yōu)點，不失為一種實用的公交車智能裝置，具有一定的推廣應用價值。 3、RFID技術在產(chǎn)品防偽追溯管理中的應用 　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，基于RFID的物流防偽追溯應用嶄露頭角。傳統(tǒng)的防偽主要采用激光全息、激光打標、特殊油墨、特制紙張以及電碼防偽等技術，然而，這些技術或產(chǎn)品一出現(xiàn)很快就被復制，不能真正起到防偽的作用，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，也很難進行問題追溯。而RFID

17、防偽追溯技術具有難以偽造、易于識別、信息反饋、密碼唯一、密碼保密、使用一次性等特點。 　　RFID技術在物流防偽追溯的應用中，除了在防偽方面有先天的優(yōu)勢之外，還可以大幅提升企業(yè)的物流管理效率。現(xiàn)在仍有相當一部分企業(yè)的信息統(tǒng)計數(shù)據(jù)依賴于手工作業(yè)，客觀上造成了物流供應鏈諸環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)統(tǒng)計時間的滯后，造成統(tǒng)計數(shù)據(jù)在時序上的混亂，無法進行實時的整體的數(shù)據(jù)分析，從而無法給管理決策提供真實、可靠的依據(jù)。而RFID可以實時記錄商品在生產(chǎn)、存儲、運輸、銷售全生命周期中的各種信息，從而可以優(yōu)化企業(yè)的物流管理，進而實現(xiàn)商品質(zhì)量追溯等功能。 　　利用RFID技術防偽追溯，與傳統(tǒng)防偽技術相比，其優(yōu)點在于： 　　●每

18、個標簽具有全球唯一的ID號碼，號碼直接寫入芯片，無法修改、難以仿造； 　　●無機械磨損，防污損； 　　●閱讀器具有不直接對最終用戶開放的物理接口，保證其自身的安全性； 　　●除具有電子標簽的密碼保護外，數(shù)據(jù)部分可采用多種安全算法實現(xiàn)安全管理； 　　●閱讀器與電子標簽之間的通信需經(jīng)過相互認證過程； 　　●實時記錄商品全生命周期的各種信息。 　　RFID應用于商品防偽追溯時，不僅可以記錄產(chǎn)品的編碼，還可以記錄各種與產(chǎn)品相關的信息，如品種信息、生產(chǎn)信息、庫存位置信息、配送信息、銷售信息、銷售區(qū)域等，為商品添加了一個唯一、完整、保密、可追溯的身份和屬性標示符。 　　由于RFID可以貫穿產(chǎn)

19、品生命周期的多個環(huán)節(jié)，系統(tǒng)除了具備防偽追溯能力之外，還可以為企業(yè)提供物流可視化管理功能，有效提高企業(yè)的物流管理水平，為授權供應商、最終客戶提供良好的服務，提升企業(yè)的服務水平。 　　中興通訊RFID研發(fā)中心經(jīng)過對行業(yè)的深入分析研究，推出了“RFID產(chǎn)品防偽追蹤管理系統(tǒng)”，采用先進的RFID自動識別技術，以RFID電子標簽作為防偽追溯信息載體，是集成RFID技術、計算機網(wǎng)絡技術、現(xiàn)代通信技術、數(shù)據(jù)庫技術、軟件工程技術于一體的大型信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)可應用于高檔酒類、煙草、藥品、茶葉等商品的防偽追溯，也可用于高附加值的貴重物品，如珠寶等的防偽追溯。 　　中興通訊RFID物流防偽追溯系統(tǒng)構成如圖1所示

20、，系統(tǒng)由核心數(shù)據(jù)庫、防偽追溯信息平臺、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、銷售管理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)構成。 　　●核心數(shù)據(jù)庫：企業(yè)核心數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲著企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)、物流、銷售的全部信息，是企業(yè)IT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心。系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)庫采用磁盤冗余和雙機熱備技術，并提供定期數(shù)據(jù)備份、災難恢復等功能，保證數(shù)據(jù)安全。 　　●防偽追溯信息平臺：防偽追溯信息平臺實現(xiàn)包括國家各級商品監(jiān)管部門、海關、進口商、生產(chǎn)廠商、各級經(jīng)銷商、零售商、各類倉庫和運輸商等的全供應鏈的商品監(jiān)管調(diào)度，以及商品全生命周期的追蹤和溯源管理?？紤]到平臺實施的可操作性和運行管理的便利性，按職能和責任將平臺劃分為綜合業(yè)務子平臺、指揮決策子平臺、輔助保障子平臺和一個

21、核心數(shù)據(jù)處理中心。三個子平臺通過核心數(shù)據(jù)處理中心進行數(shù)據(jù)共享和交換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的全程實時追蹤和溯源。 　　●生產(chǎn)管理系統(tǒng)：生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要對商品原料的采購、加工、包裝、質(zhì)檢等商品生產(chǎn)過程所需的信息進行采集、查詢，對商品的生產(chǎn)全過程進行監(jiān)控和管理。這些信息作為產(chǎn)品追溯信息被存儲在防偽追溯信息平臺中，同時也可寫入電子標簽作為防偽追溯信息。生產(chǎn)管理系統(tǒng)還負責電子標簽加密密鑰的生成和發(fā)放，標簽寫入信息的設置，標簽寫入設備的配置、管理、故障檢測等。 　　●銷售管理系統(tǒng)：銷售管理系統(tǒng)主要提供企業(yè)銷售部門和經(jīng)銷商間的訂單管理功能，包括網(wǎng)上提交訂單、訂單狀態(tài)查詢、訂單內(nèi)容修改、訂單撤銷等。經(jīng)銷商通過標簽專

22、用識讀設備讀取電子標簽內(nèi)防偽追溯信息內(nèi)容，并與銷售系統(tǒng)中的訂單信息進行比對從而確認訂單。 　　●決策支持系統(tǒng)：決策支持系統(tǒng)通過對企業(yè)核心數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的企業(yè)生產(chǎn)、銷售、防偽追溯等相關信息進行分析和處理，為企業(yè)管理者提供決策數(shù)據(jù)支持，提高企業(yè)經(jīng)營決策的科學性。 　　物流防偽是物聯(lián)網(wǎng)眾多解決方案中的一項重要應用，中興通訊推出的RFID物流防偽追溯系統(tǒng)對整個產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通、銷售等各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化：一方面，可以即時獲得準確的信息流，完善物流過程中的監(jiān)控，減少物流過程中不必要的環(huán)節(jié)及損失，降低在供應鏈各個環(huán)節(jié)上的安全存貨量和運營資本；另一方面，通過對最終銷售實現(xiàn)監(jiān)控，及時了解消費者的消費偏好，以幫助

23、商家調(diào)整優(yōu)化商品結構，進而獲得更高的顧客滿意度和忠誠度。 4、基于RFID技術的地震災害報警系統(tǒng)設計 　　近年來，地震災害頻頻發(fā)生，災難面前，搜救遇難者是第一要務，而救災現(xiàn)場的智能化管理更顯得重要。蓬勃發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術，面對地震，面對災難又能做些什么？ 　　RFID可以預警地震 　　物聯(lián)網(wǎng)最主要的本質(zhì)就是RFID標簽技術，目前有英國科學家正在研究使用RFID和傳感器來監(jiān)控地震中的房屋。他們把已建成在希臘的原型稱為"自治愈"房屋。這種房屋在墻中專門設計了縫隙空間，并且墻體中加入了可在強壓下變?yōu)榱黧w的材料。如果受到地震引起的壓力，流體回流到縫隙中，不會對固體墻面產(chǎn)生影響

24、。其結果是，房屋依舊存在，但可能會移動位置。如果建筑沒有坍塌，通過RFID和傳感器收集的數(shù)據(jù)會用來判別位置偏移量。此外，建筑中的RFID標簽和傳感器可以共同構建一套警報系統(tǒng)，來預警即將到來的地震。 　　從東漢時期張衡發(fā)明的地動儀到現(xiàn)在英國科學家研究RFID和傳感器，人類預測地震的手段和技術實力都在不斷的進步中。相信在不久將來，人類將會準確預警地震的到來，避免地震帶來的人員傷亡與損失。 　　地震災害報警為乘客預留18秒逃生 　　地震預警技術：地震波包括縱波(P波)和橫波(S波)，縱波通過空氣傳播，速度快且破壞性?。粰M波在地下傳播，速度慢但破壞力大。從縱波到橫波，中間間隔幾秒至幾十秒，平均值

25、為18秒。地震預警系統(tǒng)即通過檢測縱波預警，在橫波來臨前的18秒里，爭取時間逃生、應急。 　　軌道交通作為城市交通系統(tǒng)中的重要一員，如何預防地震和減少地震傷害成為了一個嶄新的課題。目前，已經(jīng)有廠家為軌道交通安裝了地震災害報警系統(tǒng)，并投入實際應用。通過物聯(lián)網(wǎng)，將地震預警技術與輕軌相關系統(tǒng)結合，進行地震信息采集、匯總、分析，加以研判和應對。它自動實現(xiàn)軌道交通地震災害的實時檢測，及時準確告警，為軌道交通運輸部門應對地震災害提供準確數(shù)據(jù)和各種決策。 　　地震來臨時，地震監(jiān)測儀上放置的傳感器，一旦檢測到地震波縱波，傳感器立即向控制中心輸送信息，進行快速的信息過濾、分析、確認后，如地震強度達到預先設定的

26、級別，報警系統(tǒng)立即啟動。這時，行駛中的列車緊急剎車，避免在地震中側(cè)翻；控制中心發(fā)出警報，通知乘客和列車指揮員；艙門自動打開，供乘客緊急疏散，尋找庇護場地；車艙電源自動切斷，防止發(fā)生火災等次生災害……18秒內(nèi)可以做不少事，它預留了應急逃生時間，能避免更多傷亡和損失。 　　除了地震，軌道交通災害還包括塌方、火災、水災、異物等。隨著技術的逐步成熟，物聯(lián)網(wǎng)將會在軌道交通災害預防中扮演著無可替代的角色。 5、RFID技術的發(fā)展與標準化情況 　　無線射頻識別(RFID)技術是一種識別技術，與之對應的識別技術還有一維條碼、二維條碼、光學識別技術等。 　　一套典型的RFID系統(tǒng)由電子標簽、讀寫器和信

27、息處理系統(tǒng)如圖1所示。當帶有射頻識別標簽(以下簡稱標簽)的物品經(jīng)過特定的信息讀取裝置(以下簡稱讀寫器)時，標簽被讀寫器激活并通過無線電波開始將標簽中攜帶的信息傳送到讀寫器以及計算機系統(tǒng)完成信息的自動采集工作。電子標簽可以如身份證大小，由人攜帶并當作信用卡使用，也可以像商品包裝上的條型碼似地貼附在商品等物品上。RFID計算機系統(tǒng)則根據(jù)需求承擔相應的信息控制和處理工作。 　　1 RFID的技術發(fā)展 　　RFID技術并不是全新的技術，其應用最早可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)時期英國空軍基地的軍事設施上。近年來隨著微電子、計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，RFID技術的應用范圍和深度都得到了迅速地發(fā)展

28、。美國在伊拉克戰(zhàn)爭中對RFID技術的成功應用，以及全球有影響的大企業(yè)計劃未來幾年里在零售商店和貨棧開始使用RFID系統(tǒng)，使得該技術現(xiàn)在迅速成為全球矚目的焦點，并被列為21世紀最有前途的重要產(chǎn)業(yè)和應用技術之一。 　　表1給出了RFID技術發(fā)展情況一覽。值得注意的是目前RFID已經(jīng)發(fā)展到一個非常關鍵的階段，就是形成全球統(tǒng)一標準的階段，大規(guī)模應用雖然還未形成，很多相關系統(tǒng)也還是試驗或帶有驗證性質(zhì)的，但是RFID走向大規(guī)模應用的發(fā)展趨勢已經(jīng)明朗。 　　從技術上看，RFID最本質(zhì)的特性就是無線通信技術和識別技術，有很多種技術實現(xiàn)方法，也有很多種應用形態(tài)。但從技術發(fā)展趨勢來看，目前所采用的RF

29、ID技術主要從兩個技術領域演變而來：自動識別技術和非接觸型智能卡技術。 　　以RFID技術為基礎，添加不同的技術特征，會出現(xiàn)多種不同名稱的擴展應用領域，如圖2所示。 　　圖2中的智能化程度主要包含：芯片的可重復讀寫技術、芯片和識讀器之間的安全技術、高速率數(shù)據(jù)傳輸技術、在無源或低功耗情況下傳輸其他動態(tài)信息的技術等。而價格低主要取決于芯片的大小尺寸、天線封裝成本等因素。 　　可以看到，價格低廉的標簽是RFID廣泛應用于物流管理關鍵，而用于電子支付的RFID技術則需要考慮鑒權和重復記錄存儲，對價格則不是很敏感;標簽的識別和無線傳輸同時也是傳輸環(huán)境參數(shù)的較好載體，這也是RFID延伸到是未

30、來傳感網(wǎng)絡的技術基礎;此外，RFID技術也可以應用于短距離無線通信領域，與藍牙等技術一樣成為家庭網(wǎng)絡的候選技術。 　　就現(xiàn)階段而言，價格低廉、傳輸距離適當、可廣泛應用于物流管理的RFID技術是目前標準化組織和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的研究重點，也是國際標準化組織和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟互相競爭的焦點。 　　2 RFID標準化情況 　　與RFID技術和應用相關的國際標準化機構主要有：國際標準化組織(ISO)、國際電工委員會(IEC)、國際電信聯(lián)盟(ITU)、世界郵聯(lián)(UPU)。此外還有其他的區(qū)域性標準化機構，如CEN;國家標準化機構，如BSI、ANSI、DIN;產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，如ATA、AIAG、EIA等;這些機構均在制

31、訂與RFID相關的區(qū)域、國家或產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標準，并希望通過不同的渠道提升為國際標準。 　　與RFID技術有關的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主要是EPCglobal和泛在ID中心(Ubiquitous ID Center)。其中EPCglobal是由美國統(tǒng)一代碼委員會(UCC)和歐洲物品編碼(EAN)組織聯(lián)合發(fā)起成立的一個獨立的非盈利性機構，UCC和EAN分別是推廣北美和歐洲條形編碼的組織。EPCglobal目前以推廣RFID電子標簽的網(wǎng)絡化應用為宗旨，繼承了AutoIDcenter組織的統(tǒng)一行業(yè)內(nèi)企業(yè)的技術標準制訂工作，并成立公司(即EPCglobal Inc)統(tǒng)一研究標準并推動商業(yè)應用，此外還負責EPCgoba

32、l號碼注冊管理組織。 　　RFID系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集和后臺數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡應用系統(tǒng)兩大部分組成。目前已經(jīng)發(fā)布或者是正在制訂中的標準主要是與數(shù)據(jù)采集相關的，主要有電子標簽與讀寫器之間的空中接口、讀寫器與計算機之間的數(shù)據(jù)交換協(xié)議、RFID電子標簽與讀寫器的性能和一致性測試規(guī)范以及RFID電子標簽的數(shù)據(jù)內(nèi)容編碼標準等。 　　國際標準化組織ISO和EPCglobal在RFID的空中接口方面形成了多個標準，如圖3所示?，F(xiàn)有的RFID技術工作在多個無線頻率范圍內(nèi)，常見的工作頻率有：低頻125 kHz與134.2 kHz;高頻13.56 MHz;超高頻433 MHz、860 MHz～930 MHz、2.4

33、5 GHz等。在相同的頻率下也有多種RFID技術標準共存，比如13.56 MHz就有ISO14443 TypeA、TypeB、ISO15693、ISO18000-3等標準存在，不同的標準采用的無線調(diào)制方式、基帶編碼格式、傳輸協(xié)議和傳輸距離各有差異，不同標準的RFID電子標簽和識讀器無法互通。 　?。?1ISO/IECRFID國際標準化狀況 　　在ISO/IEC JTC31組的工作范圍內(nèi)，在ISO 18000系列標準的范疇下，對RFID技術及應用的研究相對比較完整[1-6]。目前很多RFID技術及應用標準仍在制訂之中，尚未發(fā)布。此外，ISO/IEC SC17、TC122等工作組也已經(jīng)

34、發(fā)布了一些標準，這些標準相對比較成熟，在部分行業(yè)內(nèi)已經(jīng)開始使用。 　　根據(jù)ISO/IEC JTC31 RFID技術的標準化工作計劃，ISO將RFID的國際標準分為空中接口標準、數(shù)據(jù)結構標準、一致性測試標準和應用標準4個方面。一致性測試標準主要針對的是電子標簽和卡之間的空中接口和數(shù)據(jù)傳輸測試標準。此外，其他3類標準對應的邏輯架構結構如圖4所示。 圖5給出了ISO/IEC在RFID技術標準化領域的工作內(nèi)容。 　　在ISO發(fā)布的RFID空中接口標準中涉及到較多的基本專利，在ISO/IEC 18000系列標準的文本中已經(jīng)有一些公司的專利聲明。ISO組織對知識產(chǎn)權的基本政策是專利持有者

35、將按照公平、合理、無歧視的原則進行許可。 　　EPC標準體系 　　EPCglobal是一個產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，以推廣RFID電子標簽的網(wǎng)絡化應用為宗旨，不但發(fā)布了EPC電子標簽和讀寫器方面的技術標準，還推廣RFID在物流管理領域的網(wǎng)絡化管理和應用，此外還負責EPCgobal號碼注冊管理組織。可以簡單地將EPCglobal的研究范圍總結為：電子標簽(含電子標簽和識讀器的技術特性)、EPC、目標命名業(yè)務(ONS)(類似于因特網(wǎng)的域名服務器(NDS)系統(tǒng)，使物流環(huán)節(jié)能夠共享EPC產(chǎn)品的產(chǎn)地信息等)、描述物品信息的標準化語言(PML)。 　　EPCglobal的標準化結構框架如圖6所示。 　

36、　可以看到，EPCglobal體系的標準化工作為4個方面： 　　電子標簽和讀寫器的物品編碼信息承載的技術要求; 　　EPC電子標簽信息規(guī)范，即物品編碼的規(guī)則; 　　EPCglobal提供業(yè)務方面，分為物品編碼分配管理和目標命名業(yè)務; 　　軟件方面的標準，分為應用層事件(與物流管理相關的數(shù)據(jù)采集和刷新等)和EPC信息業(yè)務層面(與物品信息對應的信息描述)。 　　與ISO相比，EPCglobal標準在電子標簽和讀寫器的空中接口技術要求上略有差異;在EPC電子標簽信息規(guī)范方面要求只能接受EPCglobal承認的代碼，在軟件標準化方面進展比ISO快一些;同時制訂了EPC物品編碼分配管

37、理規(guī)則以及目標命名業(yè)務的措施推廣EPCglobal業(yè)務。 　　此外，EPC定義了電子標簽的種類，按照電子標簽實現(xiàn)的功能分為只讀式、帶附加功能的被動式、半主動式、寬帶點到點通信主動式以及在可以和不同級別電子標簽進行通信的無源標簽等5類，如圖7所示。 　　目前階段在EPC聯(lián)盟中重點推廣的是只讀的等級0(Class0)和Class1類電子標簽或者是擁有少量附加功能的電子標簽。到ClassIV和ClassV階段可以看到，電子標簽會朝著點到點的寬帶通信以及電子標簽之間的通信發(fā)展。 　　RFID中國標準化情況 　　中國在RFID技術與應用的標準化研究工作上有一定的基礎，目前已從多個方面

38、開展了相關標準的研究制訂工作。制訂了《集成電路卡模塊技術規(guī)范》、《建設事業(yè)IC卡應用技術》等應用標準，并得到了廣泛應用。在技術標準方面，依據(jù)ISO/IEC15693系列標準已經(jīng)完成國家標準的起早工作，參照ISO/IEC18000系列標準制訂國家標準的工作正在進行中。此外，中國RFID標準體系框架的研究工作也已基本完成。另外2007年4月底，信產(chǎn)部發(fā)布了《關于發(fā)布800/900 MHz頻段射頻識別(RFID)技術應用試行規(guī)定的通知》，根據(jù)信產(chǎn)部《800/900 MHz頻段射頻識別(RFID)技術應用規(guī)定(試行)》的規(guī)定，中國800/900 MHz RFID技術的試用頻率為840～845 MHz和

39、920～925 MHz，發(fā)射功率為2 W。 　　3 結束語 　　20世紀90年代以來，RFID技術得到了快速發(fā)展。經(jīng)濟發(fā)達國家和地區(qū)已經(jīng)將其應用于很多領域，并積極推動相關技術與應用標準的國際化。近年來，中國已初步開展了RFID相關技術的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作，并在部分領域開始應用。當前RFID技術發(fā)展迅速，但尚未成熟，中國有必要抓住這一時機，集中開展RFID核心技術研發(fā)，制訂符合中國國情的技術標準，促進具有競爭力的產(chǎn)業(yè)鏈形成，使中國在該領域占有一席之地。 6、RFID中間件軟件在RFID系統(tǒng)中的功能和作用 　　一、前言 　　RFID中間件就是在企業(yè)應用系統(tǒng)和RFID信息采集系統(tǒng)間數(shù)據(jù)流

40、入和數(shù)據(jù)流出的軟件，是連接R F l D信息采集系統(tǒng)和企業(yè)應用系統(tǒng)的紐帶，使企業(yè)用戶能夠?qū)⒉杉腞 F I D數(shù)據(jù)應用到業(yè)務處理中。R F I D中間件扮演R F I D標簽和應用程序之間的中介角色，這樣一來，即使存儲RFID標簽信息的數(shù)據(jù)庫軟件或后端發(fā)生變化，如應用程序增加、改由其他軟件取代或者讀寫R F 1 D讀寫器種類增加等情況發(fā)生時，應用端不需修改也能處理，省去多對多連接的維護復雜性問題。 　　二、RFID技術簡介 　　射頻識別(Radio Frequency Identification。RFID)技術，是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術。目前，利用EPC(Electr

41、onic Product Code，電子商品代碼)、RFID通信技術，可實現(xiàn)全球物品跟蹤與信息共享的物聯(lián)網(wǎng)。這將在全球范圍從根本上改變對產(chǎn)品生產(chǎn)、運輸、倉儲、銷售各環(huán)節(jié)物品流動監(jiān)控和動態(tài)協(xié)調(diào)的管理水平。根據(jù)預測，RFID標簽技術將在未來2～5年逐漸開始大規(guī)模應用。 　　1．RFID系統(tǒng)的典型結構 　　射頻系統(tǒng)兩個主要部分一一閱讀器和射頻卡之間通過無線方式通信，它們都有無線收發(fā)模塊及天線(或感應線圈)。射頻卡中有存儲器，用來存儲用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)等。射頻卡可根據(jù)閱讀器發(fā)出的指令對這些數(shù)據(jù)進行相應的實時讀寫操作?？刂颇K完成接受、譯碼及執(zhí)行閱讀器命令，控制讀寫數(shù)據(jù)，負責數(shù)據(jù)安全等功能。閱讀器中

42、控制模塊往往有很強的處理功能，除了完成控制射頻卡工作的任務外，還需要實現(xiàn)相互認證、數(shù)據(jù)加密解密、數(shù)據(jù)校驗、出錯報警及與計算機的通信等功能。 　　2．RFID系統(tǒng)的工作原理 　　RFID技術的工作原理：射頻卡進入磁場后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中產(chǎn)品信息(無源標簽)，或主動發(fā)送某一頻率的信號(有源標簽)；閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。 　　3．RFID網(wǎng)絡框架結構 　　無線射頻識別網(wǎng)絡的框架結構如圖所示。標簽數(shù)據(jù)經(jīng)過中間件的分組、過濾等處理上報給應用系統(tǒng)；應用系統(tǒng)負責事件數(shù)據(jù)的持久化存儲，以及標簽綁定的業(yè)務信息的管理。

43、網(wǎng)絡系統(tǒng)由本地網(wǎng)絡和全球互聯(lián)網(wǎng)組成，是實現(xiàn)信息管理、信息流通的功能模塊。 　　EPC系統(tǒng)的信息網(wǎng)絡系統(tǒng)是在全球互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，通過RFID中間件、對象命名稱解析服務(ONS)和EPC信息服務(EPC IS)來實現(xiàn)全球“實物互聯(lián)” 。RFID中間件具有一系列特定屬性的“程序模塊”或“服務” ，并被用戶集成以滿足他們的特定需求。它是加工和處理來自讀寫器的所有信息和事件流的軟件，是連接讀寫器和企業(yè)應用程序的紐帶，主要任務是在將數(shù)據(jù)送往企業(yè)應用程序之前進行標簽數(shù)據(jù)校對、讀寫器協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)存儲和任務管理。圖1描述了RFIDe問件組件與其他應用程序的通訊。 圖1 RFID中間件及其應用

44、程序的通訊 　　三、RFID中間件技術及其優(yōu)勢 　　1．RFID中間件技術概述 　　中間件是在一個分布式系統(tǒng)環(huán)境中處于操作系統(tǒng)和應用程序之間的軟件。中間件作為一大類系統(tǒng)軟件，與操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫孤立系統(tǒng)并稱“三套車” ，其重要性不言而喻?；镜腞FID系統(tǒng)一般由三部分組成：標簽、閱讀器以及應用支撐軟件。中間件是應用支撐軟件的一個重要組成部分，是銜接硬件設備如標簽、閱讀器和企業(yè)應用軟件如企業(yè)資源規(guī)劃(ERP，Enterprise ResourcesPIanning)、客戶關系管理(CRM，Custome r RelationshipManagement)等的橋梁。中間件的主要任務是對閱讀器傳

45、來的與標簽相關的數(shù)據(jù)進行過濾、匯總、計算、分組，減少從閱讀器傳往企業(yè)應用的大量原始數(shù)據(jù)、生成加入了語意解釋的事件數(shù)據(jù)?？梢哉f，中間件是RFID系統(tǒng)的“神經(jīng)中樞”。 　　2 RFID中間件的原理 　　R F l D中間件是一種面向消息的中間件(M e s sag e一0 riented Middleware，MOM )，信息(Information)是以消息(Message)的形式，從一個程序傳送到另一個或多個程序。信息可以以異步(Asynch ronous)的方式傳送，所以傳送者不必等待回應。面向消息的中間件包含的功能不僅是傳遞(Passing～}信息，還必須包括解譯數(shù)據(jù)、安全性、數(shù)據(jù)廣播

46、、錯誤恢復、定位網(wǎng)絡資源、找出符合成本的路徑、消息與要求的優(yōu)先次序以及延伸的除錯工具等服務。 　　RFID中間件位于RFID 系統(tǒng)和應用系統(tǒng)之間， 負責RFID 系統(tǒng)和應用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞。解決RFID數(shù)據(jù)的可靠性、安全性及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的問題。RFID中間件和RFID系統(tǒng)之間的連接采用RFID系統(tǒng)提供的API(應用程序接口)來實現(xiàn)。RFID卡中數(shù)據(jù)經(jīng)過閱讀器讀取后，經(jīng)過API程序傳送給RFID中間件。RFID中間件對數(shù)據(jù)處理后，通過標準的接13和服務對外進行數(shù)據(jù)發(fā)布。 　　3．RFID中間件的特征 　　一般來說，RFID中間件具有下列的特征： 　　(1)獨立于架構(Insulatio

47、n lnf rast ructu re)。RFID中間件獨立并介于RFID讀寫器與后端應用程序之間。并且能夠與多個RFID讀寫器以及多個后端應用程序連接，以減輕架構與維護的復雜性。 　　(2)數(shù)據(jù)流(Data Flow)。RFID的主要目的在于將實體對象轉(zhuǎn)換為信息環(huán)境下的虛擬對象， 因此數(shù)據(jù)處理是RFID最重要的功能。RFID中間件具有數(shù)據(jù)的搜集、過濾、整合與傳遞等特性，以便將正確的對象信息傳到企業(yè)后端的應用系統(tǒng)。 　　(3)處理流(Process Flow)。RFID中間件采用程序邏輯及存儲再轉(zhuǎn)送(Store—and—Forward)的功能來提供順序的消息流，具有數(shù)據(jù)流設計與管理的能力。

48、 　　(4)標準(Standard)。RFID是自動數(shù)據(jù)采樣技術與辨識實體對象的應用。EPCglobal(全球物品編碼中心)目前正在研究為各種產(chǎn)品的全球唯一識別號碼提出通用標準，即EPC (產(chǎn)品電子編碼)。EPC是在供應鏈系統(tǒng)中，以一串數(shù)字來識別一項特定的商品，通過無線射頻辨識標簽由RFID讀寫器讀入后，傳送到計算機或是應用系統(tǒng)中的過程稱為對象命名服務(Object NameSe rvice，ONS)。對象命名服務系統(tǒng)會鎖定計算機網(wǎng)絡中的固定點抓取有關商品的消息。EPC存放在RFID標簽中，被RFiD讀寫器讀出后，即可提供追蹤EPC所代表的物品名稱及相關信息，并立即識別及分享供應鏈中的物品數(shù)

49、據(jù)，有效地提供信息透明度。 　　4．RFID中間件的優(yōu)點 　　從RFID標簽制造開始，到其信息被RFID閱讀器捕獲，再由RFID中間件進行事件過濾和匯總，然后由EPClS應用軟件進行RFID事件的業(yè)務內(nèi)容豐富，保存：~JEPCIS(EPC信息服務)存儲系統(tǒng)，供企業(yè)自身和其合作伙伴進行訪問。 　　(1)標準和規(guī)范 　　在中間的各個環(huán)節(jié)，EPC global出臺了相關標準和規(guī)范： 　　RFID標簽和RFID閱讀器之間，定義了EPC標簽數(shù)據(jù)規(guī)范和標簽協(xié)議； 　　RFID閱讀器和RFID中間件之間，定義了讀寫器訪問協(xié)議和管理接口： 　　RFID中間件和EPCIS捕獲應用之間，定義了

50、RFID事件過濾和采集接口(ALE)； 　　EPCIS捕獲應用和EPClS存儲系統(tǒng)之間，定義EPCIS信息捕獲接13； 　　EPCIS存儲系統(tǒng)和EPCIS信息訪問系統(tǒng)之間，定義了EPCIS信息查詢接口； 　　其它關于跨企業(yè)信息交互的規(guī)范和接口，譬~Z1]ONS接口等。一個典型的RFID應用基本上都會包含這些層面的軟硬件設施，而RFID中間件作為溝通硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的橋梁，在RFID應用環(huán)境中尤為重要。 　　(2)優(yōu)越性 　　RFID中間件扮演RFID標簽和應用程序之間的中介角色，從應用程序端使用中間件所提供一組通用的應用程序接口(API)，即能連到RFID讀寫器，讀取RFID

51、標簽數(shù)據(jù)。RFID中間件接口定義了一個相對穩(wěn)定的高層應用環(huán)境，不管底層的計算機硬件和系統(tǒng)軟件怎樣更新?lián)Q代，只要將中間件升級更新，并保持中間件RFID采集系統(tǒng)的接口定義不變，應用軟件幾乎不需任何修改，從而保護了企業(yè)在應用軟件開發(fā)和維護中的重大投資。同時，使用RFID中間件有助于減輕企業(yè)二次開發(fā)時的負擔，使他們升級現(xiàn)有軟件系統(tǒng)時顯得得心應手， 同時能保證軟件系統(tǒng)的相對穩(wěn)定，及對軟件系統(tǒng)的功能擴展等，簡化了開發(fā)的復雜性等，所以商用的RFID中間件的出現(xiàn)正日益引起用戶的關注。 　　其優(yōu)越性具體表現(xiàn)如下： 　?、?降低開發(fā)難度。企業(yè)使用RFID中間件，在做二次開發(fā)時，可以減輕開發(fā)人員的負擔，使其可以

52、不用關心復雜的RFID信息采集系統(tǒng)，可以集中精力于自己擅長的業(yè)務開發(fā)中。 　　②縮短開發(fā)周期。基礎軟件的開發(fā)是一件耗時的工作，特別是像RFID方面的開發(fā)，有別于常見應用軟件開發(fā)，不是單純的軟件技術就能解決所有問題， 它需要～定的硬件、射頻等基礎支持。若使用成熟的RFID中間件，保守估計可縮短開發(fā)周期50％一75％。 　　⑧ 規(guī)避開發(fā)風險。任何軟件系統(tǒng)的開發(fā)都存在一定的風險，因此，選擇成熟的RFID中間件產(chǎn)品，可以在一定程度上降低開發(fā)的風險。 　?、?節(jié)省開發(fā)費用。使用成熟的RFID中間件， 可以節(jié)省25％一60％的二次開發(fā)費用。 　?、?提高開發(fā)質(zhì)量。成熟的中間件在接口方面都是清晰和

53、規(guī)范的，規(guī)范化的模塊可以有效地保證應用系統(tǒng)質(zhì)量及減少新舊系統(tǒng)維護。 　　總體來說，使用RIFD中間件帶給用戶的不只是開發(fā)的簡單、開發(fā)周期的縮短，也減少了系統(tǒng)的維護、運行和管理的工作量，還減少了總體費用的投入。 　　四、RFID中間件的功能和作用 　　使用RFID中間件可以讓用戶更加方便和容易的應用RFID技術， 并使這項技術融入到各種各樣的業(yè)務應用和工作流程當中。中間件其中一個功能就是通過為RFID設備增加一個軟件適配層的方法將所有類型的RFID設備(包括目前使用的RFID設備，下一代RFID設備、傳感器以及EPC閱讀器)在平臺上整合成為“即插即用”的模式。 　　對于應用開發(fā)商而言，R

54、FID中間件的重要功能在于產(chǎn)品所特有的強大事件處理和軟件管理機制。事件處理引擎幫助開發(fā)者輕松地建立、部署和管理一個端到端的邏輯RFID處理過程，而該過程是完全獨立于底層的具體設備型號和設備間信息交流協(xié)議的。因為在事件處理引擎中利用邏輯設備這一模式，使得RFID數(shù)據(jù)處理過程可以真正的脫離應用部署階段所要面對的設備物理拓撲結構，因而大大降低了設計的復雜性，也不必關心這些設備的供應商和它們之間用的是什么通信協(xié)議了。 　　RFID中間件還可以和諸如企業(yè)資源配置(ERP)系統(tǒng)，倉儲管理系統(tǒng)(WMS) 以及其他一些專有業(yè)務系統(tǒng)很有效的配合在一起進行業(yè)務處理。這種良好的適應性使得應用該框架組建的RFID應

55、用只需要進行非常少量的程序改動就可以和原有的業(yè)務系統(tǒng)軟件配合得天衣無縫。 　　RFID中間件基礎框架的分層結構及其功能為： 　　1．設備服務供應商接口層 　　該層是由幫助硬件供應商建立所謂“設備驅(qū)動”的可以任意擴展的API生成集合以及允許與系統(tǒng)環(huán)境無縫連接的特定接口組成的。為了更容易的發(fā)揮整合的效能，中間件通過RFID軟件開發(fā)包(SDK)的形式囊括各種各樣的設備通訊協(xié)議并且支持以往生產(chǎn)的所有身份識別設備和各類閱讀器，具有良好的兼容性。一旦設備供應商采用了軟件開發(fā)包編制設備驅(qū)動程序，網(wǎng)絡上的任何一個射頻識別設備就都可以被工具軟件發(fā)現(xiàn)，配置和管理了。這些設備可以是RFID閱讀器，打印機，甚至

56、是既可以識別條碼又可以識別RFID信號的多用途傳感器。 　　2．運轉(zhuǎn)引擎層 　　這一層是通過消除未經(jīng)處理的RFID數(shù)據(jù)中的噪聲和失真信號等手段讓RFID應用軟件在復雜多樣的業(yè)務處理過程中充分發(fā)揮杠桿作用。比如說。一般情況下設備很難檢測出貨盤上電子標簽的移動方向，或者判明81111讀入的數(shù)據(jù)是新數(shù)據(jù)還是已經(jīng)存在了的舊數(shù)據(jù)。中間件中的運轉(zhuǎn)引擎層可以通過由一系列基于業(yè)務規(guī)則的策略和可擴展的事件處理程序組成的強大事件處理機制，讓應用程序能夠?qū)⑽唇?jīng)處理的RFID事件數(shù)據(jù)過濾、聚集和轉(zhuǎn)換成為業(yè)務系統(tǒng)可以識別的信息。 　　(1)運轉(zhuǎn)引擎層的第一部分就是事件處理引擎。這一引擎的核心就是所謂的“事件處理管

57、道” 。這一管道為RFID業(yè)務處理流程提供了一個電子標簽讀取事件的執(zhí)行和處理機制，該機制就是把所有的閱讀器進行邏輯分組，比如分為運送閱讀器，接收閱讀器，后臺存儲閱讀器和前臺存儲閱讀器等。通過使用RFID對象模型和七大軟件開發(fā)工具，應用程序開發(fā)者可以構建一棵事件處理進程樹從而使復雜的事件處理流程被刻畫的一目了然。 　　通過采用事件處理引擎，應用軟件開發(fā)者就可以把精力集中于構造處理RFID 數(shù)據(jù)的業(yè)務邏輯而不是擔心那些部署在系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的物理設備是否運轉(zhuǎn)正?！?— 這些問題已經(jīng)在系統(tǒng)運行時被很好的解決了。與此同時，最終用戶可以真正自由的獲取通過處理RFID數(shù)據(jù)所帶來的商業(yè)利益而不再終日與設備驅(qū)動

58、程序纏斗在一起了。所有這一切為處理RFID業(yè)務信息提供了一條獨一無二的“一次寫入，隨處使用” 的便捷途徑。 　　另一個事件處理引擎的關鍵組件就是事件處理器。事件處理器也是可擴展的程序構件，它允許應用程序開發(fā)商設定特殊的邏輯結構來處理和執(zhí)行基于實際業(yè)務環(huán)境的分布式RFID事件。為了能設計出靈活性和擴展性好的組件，事件處理器的設計者使用了預先封裝好的規(guī)范化電子標簽處理邏輯，這些邏輯可以自動的依據(jù)事件處理執(zhí)行策略(這些策略都是由業(yè)務規(guī)則決定的)來處理電子標簽讀取事件所獲得的數(shù)據(jù)，這些處理通常包括篩選、修正、轉(zhuǎn)換和報警等，這樣一來所有電子標簽上的數(shù)據(jù)就可以通過中間件的工作流服務產(chǎn)品融入原有應用系統(tǒng)的

59、工作流程以及人工處理流程了。 　　(2)運行引擎層的第二個主要組成部分就是設備管理套件。這一部分主要負責保障所有的設備在同一個運行環(huán)境中具有可管理性。設備管理套件可以為最終用戶提供監(jiān)控設備狀態(tài)、察看和管理設備配置信息、安全訪問設備數(shù)據(jù)、在整體架構中管理(增加、刪除、修改名稱)設備以及維護設備的連接穩(wěn)定等服務。 　　3．RFID中間件的基礎框架OM／APIs層 　　RFID中間件框架提供了對象模型(OM)和應用程序開發(fā)接口集(APIs)來幫助應用程序開發(fā)商設計、部署和管理RFID解決方案。它包括了設計和部署“事件處理管道”所必要的工具，而“事件處理管道”是將未經(jīng)處理的RFID事件數(shù)據(jù)過濾、

60、聚集和轉(zhuǎn)換成為業(yè)務系統(tǒng)可以識別的信息所必備的軟件組件。通過使用對象模型和應用程序開發(fā)接口集，應用程序開發(fā)商可以創(chuàng)建各種各樣的軟件工具來管理RFID中間件基礎框架。對象模型提供了很多非常有用的程序開發(fā)接口，它包括了設備管理、處理過程設計、應用部署、事件跟蹤以及健壯性監(jiān)測。這些應用程序接口不但對快速設計和部署一個端到端RFID處理軟件大有裨益，而且可以使應用程序在整個應用軟件生命周期得到更有效的管理。 　　4設計工具和適配器層 　　開發(fā)者在開發(fā)不同類型的業(yè)務處理軟件的時候，可以從RFID中間件的基礎框架的設計工具和適配器層獲得一組對開發(fā)調(diào)試很有幫助的軟件工具。這些工具中的設計器可以為創(chuàng)建一個R

61、FID業(yè)務處理過程提供簡單、直觀的設計模式?！斑m配器”可以幫助整合服務器軟件和業(yè)務流程應用軟件的軟件實體。適配器使得若干個通過RFID信息傳遞來完成業(yè)務協(xié)作的應用軟件形成一個有機的整體。通過使用這些工具，微軟的合作伙伴可以開發(fā)出各種各樣具有廣泛應用前景的應用程序和業(yè)務解決方案。因為通過使用RFID技術可以使整個物流變得一目了然。因而系統(tǒng)集成商和應用程序開發(fā)商可以在眾多需要使用RFID技術的領域創(chuàng)建客戶所需要的業(yè)務應用軟件，這些領域包括資產(chǎn)管理，倉儲管理。訂單管理，運輸管理等。 　　五、結語 　　盡管近幾年很多行業(yè)、很多領域?qū)FID技術的需求有了驚人的增長，但是面臨諸如難以配置和管理互不兼

62、容的各種電子標簽設備，難以在短時間內(nèi)開發(fā)出實用可靠的應用系統(tǒng)，難以將電子標簽應用程序與后臺業(yè)務系統(tǒng)實現(xiàn)整合等實際困難。該項技術的潛能還遠遠沒有被激發(fā)出來。要發(fā)揮RFID所具有的巨大潛力。必須研發(fā)出一系列的軟件工具和完整的基礎架構，才能讓合作伙伴和最終用戶開發(fā)出可以用來改進業(yè)務處理流程的應用解決方案，例如倉儲管理和貨物跟蹤系統(tǒng)等等。RFID中間件的開發(fā)和成熟就能為物流信息管理平臺建立了一個發(fā)現(xiàn)、管理電子標簽設備并使之有效通訊的統(tǒng)一渠道，并為RFID應用與原有業(yè)務系統(tǒng)快速整合提供了一個規(guī)范的業(yè)務規(guī)則定制模型。RFID中間件通過建立豐富的、可升級的事件處理軟件架構把未經(jīng)處理的電子標簽數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成具有實

63、際意義的業(yè)務信息，最終將~BRFID從邊緣技術帶入主流技術行列。并能讓合作伙伴和最終用戶更簡單、快捷的開發(fā)出具有實用性，可擴展性和靈活性的RFID應用系統(tǒng)，為客戶帶來更大的利潤。 7、有源RFID定位系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 定位系統(tǒng)是指在有限的區(qū)域內(nèi)，如企業(yè)內(nèi)部、校園、港口、倉庫等，對財產(chǎn)和人員進行定位和跟蹤。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務和多媒體業(yè)務的快速增加，人們對定位與導航的需求日益增大，已成為一個新興產(chǎn)業(yè)并成為21世紀最熱門的研究領域之一。目前，常用的定位技術包括紅外線、超聲波、GPS、Wi－Pi等，但這些技術存在定位范圍小、抗干擾能力差、定位精度低等缺陷。本文針對這些不足，設計并實現(xiàn)了有源RFID定位系

64、統(tǒng)，該系統(tǒng)很好駟彌補了這些缺陷，適用于更多的場合。 　　1、定位技術分析 　　紅外線定位技術只適合于短距離傳播，且容易被熒光燈或者房間內(nèi)的燈光干擾，所以該定位技術在定位范圍和定位精確上有很大的局限性。 　　超聲波傳播定位技術雖然距離較遠，但是受多徑效應和非視距傳播影響大，因此該定位技術對環(huán)境要求苛刻，且不適用于室內(nèi)環(huán)境定位。 　　GPS定位技術是目前應用最為廣泛的室外定位技術，它是⒛世紀70年代初美國用于軍事目的開發(fā)的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，主要利用幾顆衛(wèi)星的測量數(shù)據(jù)計算移動用戶位置，覆蓋范圍大，但是定位信號到達地面時較弱，不能穿透建筑物，因此該定位技術只適用于室外不適合室內(nèi)定位。

65、 　　Wi－Pi定位技術應用于小范圍的室內(nèi)或室外定位，成本較低。但無論是用于室內(nèi)還是室外定位，Wi － Fi收發(fā)器都只能覆蓋半徑在90 m以內(nèi)的區(qū)域，而且很容易受到其他信號的干擾，從而影響其精度，定位器的能耗也較高。 　　在分析了現(xiàn)有技術不足之后，在此基礎上提出了以RFID技術為核心的定位技術。RFID技術同現(xiàn)有定位技術相比，不但具有成本上的優(yōu)勢，而且RFID定位技術對環(huán)境的要求和受到環(huán)境的影響都很小，且定位精度較高，傳輸范圍大，同時還能從定位目標中讀取有關該對象的大量信息。 　　2、系統(tǒng)構成 　　本文設計的有源RFID定位系統(tǒng)由閱讀器、標簽、通信網(wǎng)絡和后臺服務器四個部分構成。

66、 　　各個閱讀器內(nèi)部存儲了自身的位置信息，并能通過無線射頻的方式發(fā)送給進人該區(qū)域的標簽。標簽與閱讀器之間通過射頻通信可以測量出無線電傳輸?shù)膫尉啵?jù)此計算出自身位置信息，然后上報至閱讀器。通信網(wǎng)絡則可以將閱讀器收到的信息傳輸至后臺服務器，同時后臺服務器還可以通過該網(wǎng)絡控制各個閱讀器。 　　系統(tǒng)安裝完成后，標簽能夠通過無線射頻方式完成自身位置的確定，并且通過通信網(wǎng)絡上傳到后臺服務器上。后臺服務器收集標簽信息，并提供標簽位置的網(wǎng)絡服務。 　　3、硬件結構 　　本系統(tǒng)的標簽和閱讀器具有相同的硬件結構，系統(tǒng)設計分為以下部分：主控制器、無線射頻收發(fā)及測距模塊、天線、供電系統(tǒng)。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。 為適應高速數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡通信的需要，系統(tǒng)以Atmel公司的Atmega64為主控芯片。ATmega64單片機采用Harbard結構，具有單周期的RISC指令系統(tǒng)，內(nèi)部具有硬件乘法電路，數(shù)據(jù)處理速度快；I／0端口可直接驅(qū)動較大電流負載；具有讀寫及地址鎖存允許控制引腳，便于擴展和使用外部接口和外部存儲空間；支持在線編程（ISP）及在線應用編程（I