RFID 中间件知识

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RFID 中间件知识

RFID 中间件概述
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。
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。
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。
2． RFID 中间件的三个发展阶段
从发展趋势看，RFID 中间 件可分为 3 大类发展阶段：
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 PilotProject，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 TechnologyCorp 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。
3． RFID 中间件两个应用方向
根据 ABI Research Inc.的预测，2008 年之前全球各产业的需求所创造出来的 RFID 市场规模可达到 200 亿美元，
其中软件市场约占 47 亿美元，2007 年 RFID 的整合服务收入将超越 RFID 产品收入。随着硬件技术逐渐成熟，
庞大的软件市场商机促使国内外信息服务厂商莫不持续注意与提早投入，RFID 中间 件在各项 RFID 产业应用中
居于神经中枢，特别受到国际大厂的关注，未来在应用上可朝下列方向发展：
Service Oriented Architecture Based RFID 中间 件
面向服务的架构（SOA）的目标就是建立沟通标准，突破应用程序对应用程序沟通的障碍，实现商业流程自动化，
支持商业模式的创新，让 IT 变得更灵活，从而更快地响应需求。因此，RFID 中间 件在未来发展上，将会以面
向服务的架构为基础的趋势，提供企业更弹性灵活的服务。
Security Infrastructure
RFID 应用最让外界质疑的是 RFID 后端系统所连接的大量厂商数据库可能引发的商业信息安全问题，尤其是消
费者的信息隐私权。通过大量 RFID 读写器的布置，人类的生活与行为将因 RFID 而容易追踪，Wal Mart、Tesco
（英国最大零售商）初期 RFID Pilot Project 都因为用户隐私权问题而遭受过抵制与抗议。为此，飞利浦半导
体等厂商已经开始在批量生产的 RFID 芯片上加入“屏蔽”功能。RSA Security 也发布了能成功干扰 RFID 信号
的技术“RSA Blocker 标签”，通过发射无线射频扰乱 RFID 读写器，让 RFID 读写器误以为搜集到的是垃圾信息
而错失数据，达到保护消费者隐私权的目的。目前 Auto-ID Center 也正在研究 Security 机制以配合 RFID 中
间 件的工作。相信 Security 将是 RFID 未来发展的重点之一，也是成功的关键因素。
2． RFID 中间件原理
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。

管家利用 RFID 中间件来管理系统
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。
3． RFID 中间件分类：
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。
4．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。EPCglobal 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。
5． 如何将现有的系统与新的 RFID Reader 连接
面对各种 RFID 的应用，用户的首要问题是:“如何将现有的系统与新的 RFID Reader 连接?”
事实上，这个问题的本质是用户应用系统与硬件接口的问题。在 RFID 应用中，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。传统应用程序之
间的数据通透是通过中间件架构来解决的，并由此发展出各种 Application Server 应用软件。

中间件在系统中的作用及位置
RFID 中间件扮演 RFID 硬件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的一组通用应用程序
接口(API)，即能实现到 RFID 读写器的连接。这样一来，即使存储 RFID 标签数据的数据库软件或后端应用程序
增加或改由其它软件取代，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，解决了多
对多连接的维护复杂性问题。
总 结
全向天线应该避免在标签中使用，然而是可以使用方向性天线，它具有更少的辐射模式和返回损耗的干扰。天
线类型的选择必须使它的阻抗与自由空间和 ASIC 匹配。在一个仓库中使用天线好像是不可行的，除非使用有源
标签，但是在任何情况下，仓库内的天线辐射模式将严重失真。一个门禁系统的使用将是好的选择，可以使用
短作用距离的无源标签。当然门禁系统比手持的仪器昂贵，但是手持仪器工作人员需要使用它到仓库搜寻物品，
人员费用同样昂贵。在门禁系统中，每一个物品盒子，仅需要 2 个而不是 4 个或 6 个 RFID 标签。