RFID產業(yè)潛力無窮,應用的范圍遍及制造、物流、醫(yī)療、運輸、零售、國防等等。Gartner Group認為,RFID是2005年建議企業(yè)可考慮引入的十大策略技術之一,然而其成功之關鍵除了標簽(Tag)的價格、天線的設計、波段的標準化、設備的認證之外,最重要的是要有關鍵的應用軟件(Killer Application),才能迅速推廣。而 中間 件(Middleware)可稱為是RFID運作的中樞,因為它可以加速關鍵應用的問世。
1. 什么是RFID中間件
看到目前各式各樣RFID的應用,企業(yè)最想問的第一個問題是:“我要如何將我現(xiàn)有的系統(tǒng)與這些新的RFID Reader連接?”這個問題的本質是企業(yè)應用系統(tǒng)與硬件接口的問題。因此,通透性是整個應用的關鍵,正確抓取數據、確保數據讀取的可靠性、以及有效地將數據傳送到后端系統(tǒng)都是必須考慮的問題。傳統(tǒng)應用程序與應用程序之間(Application to Application)數據通透是通過 中間 件架構解決,并發(fā)展出各種Application Server應用軟件;同理, 中間 件的架構設計解決方案便成為RFID應用的一項極為重要的核心技術。
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2. RFID中間件的三個發(fā)展階段
從發(fā)展趨勢看,RFID 中間 件可分為3大類發(fā)展階段:
應用程序 中間 件(Application Middleware)發(fā)展階段
RFID初期的發(fā)展多以整合、串接RFID讀寫器為目的,本階段多為RFID讀寫器廠商主動提供簡單API,以供企業(yè)將后端系統(tǒng)與RFID讀寫器串接。以整體發(fā)展架構來看,此時企業(yè)的導入須自行花費許多成本去處理前后端系統(tǒng)連接的問題,通常企業(yè)在本階段會通過Pilot Project方式來評估成本效益與導入的關鍵議題。
架構 中間 件(Infrastructure Middleware)發(fā)展階段
本階段是RFID 中間 件成長的關鍵階段。由于RFID的強大應用,Wal Mart與美國國防部等關鍵使用者相繼進行RFID技術的規(guī)劃并進行導入的PilotProject,促使各國際大廠持續(xù)關注RFID相關市場的發(fā)展。本階段RFID 中間 件的發(fā)展不但已經具備基本數據搜集、過濾等功能,同時也滿足企業(yè)多對多(Devices-to-Applications)的連接需求,并具備平臺的管理與維護功能。
解決方案 中間 件(Solution Middleware)發(fā)展階段
未來在RFID標簽、讀寫器與 中間 件發(fā)展成熟過程中,各廠商針對不同領域提出各項創(chuàng)新應用解決方案,例如Manhattan Associates提出“RFID in a Box”,企業(yè)不需再為前端RFID硬件與后端應用系統(tǒng)的連接而煩惱,該公司與Alien TechnologyCorp在RFID硬件端合作,發(fā)展Microsoft .Net平臺為基礎的 中間 件,針對該公司900家的已有供應鏈客戶群發(fā)展Supply Chain Execution(SCE)Solution,原本使用Manhattan Associates SCE Solution的企業(yè)只需通過“RFID in a Box”,就可以在原有應用系統(tǒng)上快速利用RFID來加強供應鏈管理的透明度。
3. RFID中間件兩個應用方向
根據ABI Research Inc.的預測,2008年之前全球各產業(yè)的需求所創(chuàng)造出來的RFID市場規(guī)模可達到200億美元,其中軟件市場約占47億美元,2007年RFID的整合服務收入將超越RFID產品收入。隨著硬件技術逐漸成熟,龐大的軟件市場商機促使國內外信息服務廠商莫不持續(xù)注意與提早投入,RFID 中間 件在各項RFID產業(yè)應用中居于神經中樞,特別受到國際大廠的關注,未來在應用上可朝下列方向發(fā)展:
Service Oriented Architecture Based RFID 中間 件
面向服務的架構(SOA)的目標就是建立溝通標準,突破應用程序對應用程序溝通的障礙,實現(xiàn)商業(yè)流程自動化,支持商業(yè)模式的創(chuàng)新,讓IT變得更靈活,從而更快地響應需求。因此,RFID 中間 件在未來發(fā)展上,將會以面向服務的架構為基礎的趨勢,提供企業(yè)更彈性靈活的服務。
Security Infrastructure
RFID應用最讓外界質疑的是RFID后端系統(tǒng)所連接的大量廠商數據庫可能引發(fā)的商業(yè)信息安全問題,尤其是消費者的信息隱私權。通過大量RFID讀寫器的布置,人類的生活與行為將因RFID而容易追蹤,Wal Mart、Tesco(英國最大零售商)初期RFID Pilot Project都因為用戶隱私權問題而遭受過抵制與抗議。為此,飛利浦半導體等廠商已經開始在批量生產的RFID芯片上加入“屏蔽”功能。RSA Security也發(fā)布了能成功干擾RFID信號的技術“RSA Blocker標簽”,通過發(fā)射無線射頻擾亂RFID讀寫器,讓RFID讀寫器誤以為搜集到的是垃圾信息而錯失數據,達到保護消費者隱私權的目的。目前Auto-ID Center也正在研究Security機制以配合RFID 中間 件的工作。相信Security將是RFID未來發(fā)展的重點之一,也是成功的關鍵因素。
2. RFID中間件原理
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標簽數據。這樣一來,即使存儲RFID標簽情報的數據庫軟件或后端應用程序增加或改由其他軟件取代,或者讀寫RFID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。
管家利用RFID中間件來管理系統(tǒng)
RFID 中間 件是一種面向消息的 中間 件(Message-Oriented 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(Asynchronous)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,還必須包括解譯數據、安全性、數據廣播、錯誤恢復、定位網絡資源、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。
3. RFID中間件分類:
RFID 中間 件可以從架構上分為兩種:
以應用程序為中心(Application Centric) 的設計概念是通過RFID Reader廠商提供的API,以Hot Code方式直接編寫特定Reader讀取數據的Adapter,并傳送至后端系統(tǒng)的應用程序或數據庫,從而達成與后端系統(tǒng)或服務串接的目的。
以架構為中心(Infrastructure Centric) 隨著企業(yè)應用系統(tǒng)的復雜度增高,企業(yè)無法負荷以Hot Code方式為每個應用程式編寫Adapter,同時面對對象標準化等問題,企業(yè)可以考慮采用廠商所提供標準規(guī)格的RFID 中間 件。這樣一來,即使存儲RFID標簽情報的數據庫軟件改由其他軟件代替,或讀寫RFID標簽的RFID Reader種類增加等情況發(fā)生時,應用端不做修改也能應付。
4.RFID中間件的特征
一般來說,RFID 中間 件具有下列的特色:
獨立于架構(Insulation Infrastructure) 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。
數據流(Data Flow) RFID的主要目的在于將實體對象轉換為信息環(huán)境下的虛擬對象,因此數據處理是RFID最重要的功能。RFID 中間 件具有數據的搜集、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)。
處理流(Process Flow)RFID 中間 件采用程序邏輯及存儲再轉送(Store-and-Forward)的功能來提供順序的消息流,具有數據流設計與管理的能力。
標準(Standard) RFID為自動數據采樣技術與辨識實體對象的應用。EPCglobal目前正在研究為各種產品的全球惟一識別號碼提出通用標準,即EPC(產品電子編碼)。EPC是在供應鏈系統(tǒng)中,以一串數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 Name Service,ONS)。對象命名服務系統(tǒng)會鎖定計算機網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據,有效率地提供信息透明度。
5. 如何將現(xiàn)有的系統(tǒng)與新的RFID Reader連接
面對各種RFID的應用,用戶的首要問題是:“如何將現(xiàn)有的系統(tǒng)與新的RFID Reader連接?”
事實上,這個問題的本質是用戶應用系統(tǒng)與硬件接口的問題。在RFID應用中,通透性是整個應用的關鍵,正確抓取數據、確保數據讀取的可靠性、以及有效地將數據傳送到后端系統(tǒng)都是必須考慮的問題。傳統(tǒng)應用程序之間的數據通透是通過中間件架構來解決的,并由此發(fā)展出各種Application Server應用軟件。
中間件在系統(tǒng)中的作用及位置
RFID中間件扮演RFID硬件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的一組通用應用程序接口(API),即能實現(xiàn)到RFID讀寫器的連接。這樣一來,即使存儲RFID標簽數據的數據庫軟件或后端應用程序增加或改由其它軟件取代,或者讀寫RFID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,解決了多對多連接的維護復雜性問題。
總 結
全向天線應該避免在標簽中使用,然而是可以使用方向性天線,它具有更少的輻射模式和返回損耗的干擾。天線類型的選擇必須使它的阻抗與自由空間和ASIC匹配。在一個倉庫中使用天線好像是不可行的,除非使用有源標簽,但是在任何情況下,倉庫內的天線輻射模式將嚴重失真。一個門禁系統(tǒng)的使用將是好的選擇,可以使用短作用距離的無源標簽。當然門禁系統(tǒng)比手持的儀器昂貴,但是手持儀器工作人員需要使用它到倉庫搜尋物品,人員費用同樣昂貴。在門禁系統(tǒng)中,每一個物品盒子,僅需要2個而不是4個或6個RFID標簽。