RFID中间件的研究现状与展望

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自2004年以来，与RFID技术相关的文章在各个媒体上不断涌现，相关的报道让这个历史其实并不短的技术在短时间内成为国际追逐的焦点。从全球巨型商业帝国沃尔玛，到国际IT巨头IBM、HP、微软等等，从美国国防部到中国国家标准委，全都在RFID魔棒的指挥下舞蹈起来。

RFID产业潜力无穷，应用的范围遍及制造、物流、医疗、运输、零售、国防等等。Gartner Group认为，RFID是2005年建议企业可考虑引入的十大策略技术之一，然而其成功之关键除了标签（Tag）的价格、天线的设计、波段的标准化、设备的认证之外，最重要的是要有关键的应用软件（Killer Application），才能迅速推广。而中间件（Middleware）可称为是RFID运作的中枢，因为它可以加速关键应用的问世。

RFID中间件（即RFID Edge Server）也是EPC global推荐的RFID应用框架中相当重要的一环，它负责实现与RFID硬件以及配套设备的信息交互与管理，同时作为一个软硬件集成的桥梁，完成与上层复杂应用的信息交换。目前，EPC global已推出相应的规范（ALE，应用级别事件）来统一和规范化这一层面的软件实现。本文在对RFID中间件的定义、框架分类、特征、发展阶段及应用方向进行详细介绍的基础上，将着重描述ALE规范以及基于ALE规范的RFID中间件的参考实现。

1 RFID中间件介绍

RFID是2005年建议企业可考虑引入的十大策略技术之一，而中间件（Middleware）可称为是RFID运作的中枢，因为它可以加速关键应用的问世。

1.1 什么是RFID中间件

看到目前各式各样RFID的应用，企业最想问的第一个问题是：“我要如何将我现有的系统与这些新的RFID Reader连接？”这个问题的本质是企业应用系统与硬件接口的问题。因此，通透性是整个应用的关键，正确抓取数据、确保数据读取的可靠性、以及有效地将数据传送到后端系统都是必须考虑的问题。传统应用程序与应用程序之间（Application to Application）数据通透是通过中间件架构解决，并发展出各种Application Server应用软件；同理，中间件的架构设计解决方案便成为RFID应用的一项极为重要的核心技术。

RFID中间件扮演RFID标签和应用程序之间的中介角色，从应用程序端使用中间件所提供一组通用的应用程序接口（API），即能连到RFID读写器，读取RFID标签数据。这样一来，即使存储RFID标签情报的数据库软件或后端应用程序增加或改由其他软件取代，或者读写RFID读写器种类增加等情况发生时，应用端不需修改也能处理，省去多对多连接的维护复杂性问题。

RFID中间件是一种面向消息的中间件（Message-Oriented Middleware，MOM），信息（Information）是以消息（Message）的形式，从一个程序传送到另一个或多个程序。信息可以以异步（Asynchronous）的方式传送，所以传送者不必等待回应。面向消息的中间件包含的功能不仅是传递（Passing）信息，还必须包括解译数据、安全性、数据广播、错误恢复、定位网络资源、找出符合成本的路径、消息与要求的优先次序以及延伸的除错工具等服务。

1.2 RFID中间件的分类

RFID中间件可以从架构上分为两种：

以应用程序为中心（Application Centric） 的设计概念是通过RFID Reader厂商提供的API，以Hot Code方式直接编写特定Reader读取数据的Adapter，并传送至后端系统的应用程序或数据库，从而达成与后端系统或服务串接的目的。

以架构为中心（Infrastructure Centric） 随着企业应用系统的复杂度增高，企业无法负荷以Hot Code方式为每个应用程式编写Adapter，同时面对对象标准化等问题，企业可以考虑采用厂商所提供标准规格的RFID中间件。这样一来，即使存储RFID标签情报的数据库软件改由其他软件代替，或读写RFID标签的RFID Reader种类增加等情况发生时，应用端不做修改也能应付。

1.3 RFID中间件的特征

一般来说，RFID中间件具有下列的特色：

独立于架构（Insulation Infrastructure） RFID中间件独立并介于RFID读写器与后端应用程序之间，并且能够与多个RFID读写器以及多个后端应用程序连接，以减轻架构与维护的复杂性。

数据流（Data Flow） RFID的主要目的在于将实体对象转换为信息环境下的虚拟对象，因此数据处理是RFID最重要的功能。RFID中间件具有数据的搜集、过滤、整合与传递等特性，以便将正确的对象信息传到企业后端的应用系统。

处理流（Process Flow）RFID中间件采用程序逻辑及存储再转送（Store-and-Forward）的功能来提供顺序的消息流，具有数据流设计与管理的能力。

标准（Standard） RFID为自动数据采样技术与辨识实体对象的应用。EPC global目前正在研究为各种产品的全球惟一识别号码提出通用标准，即EPC（产品电子编码）。EPC是在供应链系统中，以一串数字来识别一项特定的商品，通过无线射频辨识标签由RFID读写器读入后，传送到计算机或是应用系统中的过程称为对象命名服务（Object Name Service，ONS）。对象命名服务系统会锁定计算机网络中的固定点抓取有关商品的消息。EPC存放在RFID标签中，被RFID读写器读出后，即可提供追踪EPC所代表的物品名称及相关信息，并立即识别及分享供应链中的物品数据，有效率地提供信息透明度。

1.4 RFID中间件的发展阶段

从发展趋势看，RFID中间件可分为3大类：

应用程序中间件（Application Middleware）发展阶段

RFID初期的发展多以整合、串接RFID读写器为目的，本阶段多为RFID读写器厂商主动提供简单API，以供企业将后端系统与RFID读写器串接。以整体发展架构来看，此时企业的导入须自行花费许多成本去处理前后端系统连接的问题，通常企业在本阶段会通过Pilot Project方式来评估成本效益与导入的关键议题。

架构中间件（Infrastructure Middleware）发展阶段

本阶段是RFID中间件成长的关键阶段。由于RFID的强大应用，Wal Mart与美国国防部等关键使用者相继进行RFID技术的规划并进行导入的Pilot Project，促使各国际大厂持续关注RFID相关市场的发展。本阶段RFID中间件的发展不但已经具备基本数据搜集、过滤等功能，同时也满足企业多对多（Devices-to-Applications）的连接需求，并具备平台的管理与维护功能。

解决方案中间件（Solution Middleware）发展阶段

未来在RFID标签、读写器与中间件发展成熟过程中，各厂商针对不同领域提出各项创新应用解决方案，例如Manhattan Associates提出“RFID in a Box”，企业不需再为前端RFID硬件与后端应用系统的连接而烦恼，该公司与Alien Technology Corp在RFID硬件端合作，发展Microsoft .Net平台为基础的中间件，针对该公司900家的已有供应链客户群发展Supply Chain Execution（SCE）Solution，原本使用Manhattan Associates SCE Solution的企业只需通过“RFID in a Box”，就可以在原有应用系统上快速利用RFID来加强供应链管理的透明度。