RFID系统中间件平台架构研究

1项目简介

华南理工大学刘发贵教授领导的课题组所完成的“RFID应用集成中间件技术研究与开发”项目受到国家863计划重点项目课题资助。该项目结合我国RFID技术及产业化发展现状，从国情出发，坚持自主创新与集成创新相结合，攻克了 RFID中间件及其应用的关键技术，取得一系列知识产权，研发出具有自主知识产权的GDIX—RFID中间件（内容包含了可重构RFID中间件、嵌入式 RFID中间件、面向移动计算环境的中间件、基于构件的RFID中间件开发环境及工具箱等）。项目以示范应用为引导，带动RFID中间件技术在各行业的广泛应用。基于此项目，课题组在软件著作权、发明专利申请和论文发表上都取得了较好的成果，共发表三大索引论文20篇，申请发明专利1 1项，获得软件著作权5项。该项目在推广应用方面也已取得了很好的成绩。

嵌入式RFlD中间件和面向移动计算的RFlD中间件

2项目创新点

该项目的主要创新点有：

2．1 RFID系统中间件平台架构研究

课题组在研究OSGi构件化框架及其面向服务开发方式的基础上，提出可重构RFID中间件的服务组件框架和组件设计方法，能够快速响应企业应用RFI D技术的需求，针对不同RFID部署环境和计算平台的需求，开发可重构的RFID中间件，迅速获得面向新应用场景的RFID中间件，实现RFID中间件可定制、可重构的目标。

2．2 RFID读写器及其网络的监控管理技术研究

课题组对目前主流的RFID硬件设备的接口和API进行了研究，所研发的中间件对目前主流的RFID设备提供了支持。为了在同一网络内同时监控多种型号的 RFID硬件设备，课题组提出了基于代理技术的RFID中间件的设备管理策略，在RFID中间件和底层设备之间设计设备代理层。设备代理由配置代理、监控代理、消息代理以及数据管理器组成。协调各部分的工作，确保高效、稳定地完成设备管理的任务。在设备管理中应用代理技术，解除了RFID中间件与底层设备的耦合，增强了RFID系统的灵活性和扩展性。

2．3 RFID多层事件过滤机制及高级事件规约技术研究

课题组提出了基于分布式ALE体系结构的应用层事件处理方法，将中间件中ALE的机制分解为多个ALE并行执行，并引入负载均衡的机制，协调各ALE的工作负荷；通过子任务的划分，标签信息的分配，充分利用分布式资源来并行计算，解决了负载过度问题。分布式ALE的方案，在完全实现了标准ALE规定的功能的同时，对用户以及设备管理层是透明的，具有更好的灵活性以及可用性。

2．4 基于语义网络的多任务协同机制研究

课题组研究基于语义网络的多任务协同机制，研究多任务协同的数学模型和算法，设计与实现了一个语义Web服务系统。该系统集成语义网络的推理规则，对中间件事件进行智能化处理。并提出服务的文本描述匹配，优化匹配机制。结合物流应用案例，优化服务请求端和服务提供端的交互逻辑。

气瓶溯源安全管理系统

2．5 RFI D业务构件模型技术研究

课题组提出了RFID中间件的应用构件的抽取、生成和动态管理的模型，实现了RFI D应用系统业务流程与应用构件的重用目标。提出并实现了一种基于OSGi与iBPM的RFID中间件应用构件的开发方法，可根据业务模型进行应用构件的开发、组装与部署，支持企业业务流程的构件化设计与开发。

2．6嵌入式RFID中间件技术研究

课题组研发的基于轻量级ALE的嵌入式RFI D中间件，具有良好的兼容性、可重构性、可扩展性、跨平台性和实时l生，其架构实现满足嵌入式环境资源受限的需求。其中异构设备管理模块屏蔽异构设备的差异性；依托接口规范管理、设备代理机制、设备配置管理及设备管理模块，支持在各种RFID手持读写器上采集标签数据、处理标签报表，发布相应报表；应用层事件管理模块与标准ALE中运行机制保持最大程度的兼容性。

RFID中间件在生猪屠宰及生产过程控制的应用

2.7面向移动计算的RFID中间件研究

面向移动计算的RFID中间件，实现了嵌入式环境下的标签数据采集、规则定义、数据过滤分组、发布规范接口；支持数据流的持久化等操作，从而很好地降低网络依赖性，支持各种离线操作业务；支持自动网络监听与网络恢复等功能；支持简易的移动终端认证、数据加密、解密及压缩、解压等操作；实现了中间件和其他符合该规范的企业系统进行无缝数据整合；其轻量级的数据同步体系结构，确保了移动事务调度的序列化，规范了移动事务的调度机制；对冲突数据进行重新广播，增强移动客户端的交互性，保证终端及时获得“新鲜”数据。

2．8基于构件的RFID中间件开发环境及工具箱研究

课题组提出了遵循EPCglobal标准和OSGi构件化标准的RFID中间件构件化方案，基于Eclipse开发环境与OSGi框架实现RFID中间件开发平台，提出了模块化划分方法、构件化设计和实现策略，构建了中间件与典型应用的基础构件库。本平台将支持CBSD流程的各种功能集成到统一的桌面环境中，包括：构件选取、组装、发布与部署等，支持对RFID中间件产品及基于RFID中间件的应用系统的开发以及二次开发。

3项目应用情况

3．1 RFID在生猪屠宰的生产监控管理系统

华南理工大学和北京凯泰先达科技发展有限公司联合开发了“RFID在生猪屠宰的生产监控管理系统”。项目目的是在生产监控及溯源管理中采用RFID技术，验证RFID技术及RFID中间件的应用和技术可行性，提升企业生产效率和应用RFI D的技术水平。

该系统集成应用了华南理工大学研发的可重构RFID中间件。实践表明，可重构RFID中间件作为RFID读写器和应用系统通讯桥梁，满足了屏蔽设备差异性、采集和处理数据实时性和可靠性的处理需求，同时也满足了为开发应用系统提供了很好的扩展性和可重用性的开发需求，从而提升了企业基于RFID环境的软件开发能力。

3．2气瓶溯源安全管理系统

华南理工大学和北京凯泰先达科技发展有限公司联合开发了“气瓶溯源安全管理系统”。项目的用户是沈阳统业液化石油气有限公司，项目在沈阳统业液化石油气有限公司钢瓶检验厂、充装厂进行了应用。项目对气瓶流通过程中的需求深入调研，将RFID技术应用到气瓶的检验、充装等过程，实现了气瓶的安全溯源管理。

该系统集成应用了华南理工大学研发的嵌入式 RFID中间件。实践表明，嵌入式RFID中间件能很好支持国内外主流RFID手持读写器，屏蔽了设备差异性，保障了数据采集的实时性及可靠性。针对 RFID手持读写器的嵌入式环境，嵌入式RFID中间件具备了较好重构性及跨平台性，带产生RFI D技术新的应用形式，有效地促进RFID技术应用。

3．3电子雷管生产及流通管理系统

应用华南理工大学研发的RFID中间件，北京凯泰先达科技发展有限公司为云南燃一有限责任公司开发了“电子雷管生产及流通管理系统” ，以RFID中间件作为阅读器和应用系统通讯桥梁，集成了RFID阅读器、RFID中间件以及面向业务逻辑的C／S应用系统的电子雷管生产型企业物流管理的操作平台。

应用表明，所研发的RFID中间件能够满足北京凯泰开发的电子雷管生产型企业物流管理的操fl~，ZlZ台的屏蔽设备差异性、采集和处理数据实时性和可靠性的处理需求，同时也满足为开发应用系统提供了很好的扩展性和可重用性的开发需求，从而提升了企业基于RFID环境的软件开发能力。

4项目推广前景

RFID中间件是RFID产业链中的核心环节，是产业中关键而具有带动性的技术，华南理工大学研发的RFID中间件不仅应用于生产监控及溯源管理、危险品管理、电子雷管生产及流通管理，而且也应用于广东宝供物流集团的第三方物流信息平台中，带动产生了很好的经济效率，“RFID应用集成中间件技术研究与开发”项目对中国RFID技术发展及应用具有重要的社会和经济意义，在物联网高速发展的今天，具有广阔的应用前景，对国民经济的发展也必将起到积极的推动作用。

RFID中间件在生猪屠宰及生产过程控制的应用