RFID應(yīng)用集成中間件技術(shù)開發(fā)

　1項目簡介

　　華南理工大學(xué)劉發(fā)貴教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組所完成的“RFID應(yīng)用集成中間件技術(shù)研究與開發(fā)”項目受到國家863計劃重點項目課題資助。該項目結(jié)合我國RFID技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀，從國情出發(fā)，堅持自主創(chuàng)新與集成創(chuàng)新相結(jié)合，攻克了 RFID中間件及其應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，取得一系列知識產(chǎn)權(quán)，研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的GDIX—RFID中間件(內(nèi)容包含了可重構(gòu)RFID中間件、嵌入式 RFID中間件、面向移動計算環(huán)境的中間件、基于構(gòu)件的RFID中間件開發(fā)環(huán)境及工具箱等)。項目以示范應(yīng)用為引導(dǎo)，帶動RFID中間件技術(shù)在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用?；诖隧椖?，課題組在軟件著作權(quán)、發(fā)明專利申請和論文發(fā)表上都取得了較好的成果，共發(fā)表三大索引論文20篇，申請發(fā)明專利1 1項，獲得軟件著作權(quán)5項。該項目在推廣應(yīng)用方面也已取得了很好的成績。

嵌入式RFlD中間件和面向移動計算的RFlD中間件

　　2項目創(chuàng)新點

　　該項目的主要創(chuàng)新點有：

　　2．1 RFID系統(tǒng)中間件平臺架構(gòu)研究

課題組在研究OSGi構(gòu)件化框架及其面向服務(wù)開發(fā)方式的基礎(chǔ)上，提出可重構(gòu)RFID中間件的服務(wù)組件框架和組件設(shè)計方法，能夠快速響應(yīng)企業(yè)應(yīng)用RFI D技術(shù)的需求，針對不同RFID部署環(huán)境和計算平臺的需求，開發(fā)可重構(gòu)的RFID中間件，迅速獲得面向新應(yīng)用場景的RFID中間件，實現(xiàn)RFID中間件可定制、可重構(gòu)的目標(biāo)。

　　2．2 RFID讀寫器及其網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控管理技術(shù)研究

　　課題組對目前主流的RFID硬件設(shè)備的接口和API進行了研究，所研發(fā)的中間件對目前主流的RFID設(shè)備提供了支持。為了在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)同時監(jiān)控多種型號的 RFID硬件設(shè)備，課題組提出了基于代理技術(shù)的RFID中間件的設(shè)備管理策略，在RFID中間件和底層設(shè)備之間設(shè)計設(shè)備代理層。設(shè)備代理由配置代理、監(jiān)控代理、消息代理以及數(shù)據(jù)管理器組成。協(xié)調(diào)各部分的工作，確保高效、穩(wěn)定地完成設(shè)備管理的任務(wù)。在設(shè)備管理中應(yīng)用代理技術(shù)，解除了RFID中間件與底層設(shè)備的耦合，增強了RFID系統(tǒng)的靈活性和擴展性。

　　2．3 RFID多層事件過濾機制及高級事件規(guī)約技術(shù)研究

　　課題組提出了基于分布式ALE體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用層事件處理方法，將中間件中ALE的機制分解為多個ALE并行執(zhí)行，并引入負(fù)載均衡的機制，協(xié)調(diào)各ALE的工作負(fù)荷；通過子任務(wù)的劃分，標(biāo)簽信息的分配，充分利用分布式資源來并行計算，解決了負(fù)載過度問題。分布式ALE的方案，在完全實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)ALE規(guī)定的功能的同時，對用戶以及設(shè)備管理層是透明的，具有更好的靈活性以及可用性。

　　2．4 基于語義網(wǎng)絡(luò)的多任務(wù)協(xié)同機制研究

　　課題組研究基于語義網(wǎng)絡(luò)的多任務(wù)協(xié)同機制，研究多任務(wù)協(xié)同的數(shù)學(xué)模型和算法，設(shè)計與實現(xiàn)了一個語義Web服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成語義網(wǎng)絡(luò)的推理規(guī)則，對中間件事件進行智能化處理。并提出服務(wù)的文本描述匹配，優(yōu)化匹配機制。結(jié)合物流應(yīng)用案例，優(yōu)化服務(wù)請求端和服務(wù)提供端的交互邏輯。

氣瓶溯源安全管理系統(tǒng)

　　2．5 RFI D業(yè)務(wù)構(gòu)件模型技術(shù)研究

　　課題組提出了RFID中間件的應(yīng)用構(gòu)件的抽取、生成和動態(tài)管理的模型，實現(xiàn)了RFI D應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程與應(yīng)用構(gòu)件的重用目標(biāo)。提出并實現(xiàn)了一種基于OSGi與iBPM的RFID中間件應(yīng)用構(gòu)件的開發(fā)方法，可根據(jù)業(yè)務(wù)模型進行應(yīng)用構(gòu)件的開發(fā)、組裝與部署，支持企業(yè)業(yè)務(wù)流程的構(gòu)件化設(shè)計與開發(fā)。

　　2．6嵌入式RFID中間件技術(shù)研究

　　課題組研發(fā)的基于輕量級ALE的嵌入式RFI D中間件，具有良好的兼容性、可重構(gòu)性、可擴展性、跨平臺性和實時l生，其架構(gòu)實現(xiàn)滿足嵌入式環(huán)境資源受限的需求。其中異構(gòu)設(shè)備管理模塊屏蔽異構(gòu)設(shè)備的差異性；依托接口規(guī)范管理、設(shè)備代理機制、設(shè)備配置管理及設(shè)備管理模塊，支持在各種RFID手持讀寫器上采集標(biāo)簽數(shù)據(jù)、處理標(biāo)簽報表，發(fā)布相應(yīng)報表；應(yīng)用層事件管理模塊與標(biāo)準(zhǔn)ALE中運行機制保持最大程度的兼容性。

RFID中間件在生豬屠宰及生產(chǎn)過程控制的應(yīng)用

　　2.7面向移動計算的RFID中間件研究

　　面向移動計算的RFID中間件，實現(xiàn)了嵌入式環(huán)境下的標(biāo)簽數(shù)據(jù)采集、規(guī)則定義、數(shù)據(jù)過濾分組、發(fā)布規(guī)范接口；支持?jǐn)?shù)據(jù)流的持久化等操作，從而很好地降低網(wǎng)絡(luò)依賴性，支持各種離線操作業(yè)務(wù)；支持自動網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽與網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)等功能；支持簡易的移動終端認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密、解密及壓縮、解壓等操作；實現(xiàn)了中間件和其他符合該規(guī)范的企業(yè)系統(tǒng)進行無縫數(shù)據(jù)整合；其輕量級的數(shù)據(jù)同步體系結(jié)構(gòu)，確保了移動事務(wù)調(diào)度的序列化，規(guī)范了移動事務(wù)的調(diào)度機制；對沖突數(shù)據(jù)進行重新廣播，增強移動客戶端的交互性，保證終端及時獲得“新鮮”數(shù)據(jù)。

2．8基于構(gòu)件的RFID中間件開發(fā)環(huán)境及工具箱研究

　　課題組提出了遵循EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)和OSGi構(gòu)件化標(biāo)準(zhǔn)的RFID中間件構(gòu)件化方案，基于Eclipse開發(fā)環(huán)境與OSGi框架實現(xiàn)RFID中間件開發(fā)平臺，提出了模塊化劃分方法、構(gòu)件化設(shè)計和實現(xiàn)策略，構(gòu)建了中間件與典型應(yīng)用的基礎(chǔ)構(gòu)件庫。本平臺將支持CBSD流程的各種功能集成到統(tǒng)一的桌面環(huán)境中，包括：構(gòu)件選取、組裝、發(fā)布與部署等，支持對RFID中間件產(chǎn)品及基于RFID中間件的應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)以及二次開發(fā)。

　　3項目應(yīng)用情況

　　3．1 RFID在生豬屠宰的生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)

　　華南理工大學(xué)和北京凱泰先達(dá)科技發(fā)展有限公司聯(lián)合開發(fā)了“RFID在生豬屠宰的生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)”。項目目的是在生產(chǎn)監(jiān)控及溯源管理中采用RFID技術(shù)，驗證RFID技術(shù)及RFID中間件的應(yīng)用和技術(shù)可行性，提升企業(yè)生產(chǎn)效率和應(yīng)用RFI D的技術(shù)水平。

　　該系統(tǒng)集成應(yīng)用了華南理工大學(xué)研發(fā)的可重構(gòu)RFID中間件。實踐表明，可重構(gòu)RFID中間件作為RFID讀寫器和應(yīng)用系統(tǒng)通訊橋梁，滿足了屏蔽設(shè)備差異性、采集和處理數(shù)據(jù)實時性和可靠性的處理需求，同時也滿足了為開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)提供了很好的擴展性和可重用性的開發(fā)需求，從而提升了企業(yè)基于RFID環(huán)境的軟件開發(fā)能力。

　　3．2氣瓶溯源安全管理系統(tǒng)

　　華南理工大學(xué)和北京凱泰先達(dá)科技發(fā)展有限公司聯(lián)合開發(fā)了“氣瓶溯源安全管理系統(tǒng)”。項目的用戶是沈陽統(tǒng)業(yè)液化石油氣有限公司，項目在沈陽統(tǒng)業(yè)液化石油氣有限公司鋼瓶檢驗廠、充裝廠進行了應(yīng)用。項目對氣瓶流通過程中的需求深入調(diào)研，將RFID技術(shù)應(yīng)用到氣瓶的檢驗、充裝等過程，實現(xiàn)了氣瓶的安全溯源管理。

　　該系統(tǒng)集成應(yīng)用了華南理工大學(xué)研發(fā)的嵌入式 RFID中間件。實踐表明，嵌入式RFID中間件能很好支持國內(nèi)外主流RFID手持讀寫器，屏蔽了設(shè)備差異性，保障了數(shù)據(jù)采集的實時性及可靠性。針對 RFID手持讀寫器的嵌入式環(huán)境，嵌入式RFID中間件具備了較好重構(gòu)性及跨平臺性，帶產(chǎn)生RFI D技術(shù)新的應(yīng)用形式，有效地促進RFID技術(shù)應(yīng)用。

　　3．3電子雷管生產(chǎn)及流通管理系統(tǒng)

　　應(yīng)用華南理工大學(xué)研發(fā)的RFID中間件，北京凱泰先達(dá)科技發(fā)展有限公司為云南燃一有限責(zé)任公司開發(fā)了“電子雷管生產(chǎn)及流通管理系統(tǒng)” ，以RFID中間件作為閱讀器和應(yīng)用系統(tǒng)通訊橋梁，集成了RFID閱讀器、RFID中間件以及面向業(yè)務(wù)邏輯的C／S應(yīng)用系統(tǒng)的電子雷管生產(chǎn)型企業(yè)物流管理的操作平臺。

　　應(yīng)用表明，所研發(fā)的RFID中間件能夠滿足北京凱泰開發(fā)的電子雷管生產(chǎn)型企業(yè)物流管理的操fl~,ZlZ臺的屏蔽設(shè)備差異性、采集和處理數(shù)據(jù)實時性和可靠性的處理需求，同時也滿足為開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)提供了很好的擴展性和可重用性的開發(fā)需求，從而提升了企業(yè)基于RFID環(huán)境的軟件開發(fā)能力。

　　4項目推廣前景

　　RFID中間件是RFID產(chǎn)業(yè)鏈中的核心環(huán)節(jié)，是產(chǎn)業(yè)中關(guān)鍵而具有帶動性的技術(shù)，華南理工大學(xué)研發(fā)的RFID中間件不僅應(yīng)用于生產(chǎn)監(jiān)控及溯源管理、危險品管理、電子雷管生產(chǎn)及流通管理，而且也應(yīng)用于廣東寶供物流集團的第三方物流信息平臺中，帶動產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟效率，“RFID應(yīng)用集成中間件技術(shù)研究與開發(fā)”項目對中國RFID技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用具有重要的社會和經(jīng)濟意義，在物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的今天，具有廣闊的應(yīng)用前景，對國民經(jīng)濟的發(fā)展也必將起到積極的推動作用。

RFID中間件在生豬屠宰及生產(chǎn)過程控制的應(yīng)用