RFID技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用分析[共25頁]

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1、 中國安防行業(yè)網(wǎng)： RFID技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用分析 資料整理：中國安防行業(yè)網(wǎng) 目錄 1、多樣RFID支付技術(shù)的比較與分析 1 2、基于有源RFID的自動報站系統(tǒng)研究 1 3、RFID技術(shù)在產(chǎn)品防偽追溯管理中的應(yīng)用 3 4、基于RFID技術(shù)的地震災(zāi)害報警系統(tǒng)設(shè)計 5 5、RFID技術(shù)的發(fā)展與標(biāo)準(zhǔn)化情況 5 6、RFID中間件軟件在RFID系統(tǒng)中的功能和作用 10 7、有源RFID定位系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 15 8、RFID應(yīng)用集成中間件技術(shù)研究與開發(fā) 17 9、有源RFID系統(tǒng)中可靠通信的研究 19 10、基于阻抗匹配的種類及其在RFID系統(tǒng)中的應(yīng)用研究 22 內(nèi)容

2、 1、多樣RFID支付技術(shù)的比較與分析 　　RFID支付技術(shù)本身已經(jīng)比較成熟，但如何與手機(jī)結(jié)合開展應(yīng)用還處于探索階段。目前存在多種RFID支付技術(shù)方案，主要有貼片卡、NFC、eNFC、SD卡、SIMpass、RF SIM等。 　　技術(shù)本身沒有優(yōu)劣勢，但電信運(yùn)營商在開展具體業(yè)務(wù)時，需要考慮如成本、與電信運(yùn)營商的關(guān)聯(lián)度、安全性、技術(shù)成熟度、用戶使用習(xí)慣等諸多因素，下面我們就一些重要的方面對幾種技術(shù)進(jìn)行簡單的比較， 　　貼片卡方式是最容易、成本最低的將手機(jī)結(jié)合RFID應(yīng)用的方式，但也是生命力最弱的一種方式。主要是因為貼片卡方式對電信運(yùn)營商來說關(guān)聯(lián)性太弱，也很難起到黏著用戶的目的，同時由于無

3、法建立起與SIM/UIM卡的關(guān)聯(lián)，無法提供空中充值、遠(yuǎn)程應(yīng)用管理等功能。 　　NFC方式目前是發(fā)展最成熟的方案，特別是在日本，NTT DoCoMo采用的Felica技術(shù)就是NFC方式的一種改進(jìn)技術(shù)。技術(shù)成熟、功能全面、有商用案例是其最大的優(yōu)勢，但由于NFC方式需要定制手機(jī)終端，SIM/UIM卡不能控制業(yè)務(wù)邏輯，對于電信運(yùn)營商控制產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)植焕?，另外還存在技術(shù)壁壘。 　　eNFC方式是NFC方式的一個演進(jìn)技術(shù)。eNFC方案中產(chǎn)業(yè)鏈利益偏向電信運(yùn)營商，由SIM/UIM卡控制業(yè)務(wù)邏輯，但缺陷也很明顯，手機(jī)終端和UIM卡都需要定制或改造，并且尚無任何商用或試點案例。 　　SD卡方式實現(xiàn)原理

4、有些類似貼片卡方式，與電信運(yùn)營商關(guān)聯(lián)較弱，且需要進(jìn)行終端定制或改造。 　　ass方案將應(yīng)用信息和RFID模塊都集成到SIM/UIM卡中，對電信運(yùn)營商十分有利，用戶也無需更換手機(jī)終端。但是，由于天線是從SIM/UIM中引出的，而不同手機(jī)終端SIM/UIM卡的放置位置不同，因此需要進(jìn)行適配，同時天線比較容易折斷、并不能適配所有手機(jī)也是問題。 　　RF SIM是一種新型的RFID產(chǎn)品，采用了2.4 GHz的通信頻率。它將RFID模塊、天線和應(yīng)用信息都集成在SIM卡中，用戶只需要更換SIM卡即可使用，從手機(jī)成本、業(yè)務(wù)控制角度來說是電信運(yùn)營商的最佳選擇。但由于原先的RFID行業(yè)應(yīng)用較少用到2.4

5、 GHz，銀行、公交等主要行業(yè)的POS機(jī)都不支持，POS終端需要改造成本。另外，2.4 GHz的通信范圍比較大，用戶對RFID的安全擔(dān)憂也是一個需要考慮的問題。 　　多樣的技術(shù)給了我們多樣的選擇，電信運(yùn)營商需要進(jìn)行綜合考慮，選擇最適合的技術(shù)方案。 2、基于有源RFID的自動報站系統(tǒng)研究 　　引言 　　近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，城市公交車的管理方式也有了很大的改觀，逐漸由原來的人工售票、人工報站的方式向無人售票和語音報站的方向發(fā)展。雖然使用手動報站器替代人工報站有了很大的進(jìn)步，但是需要駕駛員在行車中人工操作，所以經(jīng)常出現(xiàn)錯報、漏報的現(xiàn)象。而且這種駕駛員邊駕駛邊操作的行為，也給安

6、全駕駛埋下隱患。自動報站系統(tǒng)的出現(xiàn)大大減輕駕駛員的工作量，加快了公交系統(tǒng)的現(xiàn)代化進(jìn)程。目前少數(shù)發(fā)達(dá)國家(如美國、日本等)的部分城市公交系統(tǒng)已逐步使用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行定位報站，雖然這種系統(tǒng)功能強(qiáng)大，定位準(zhǔn)確度高，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，但其投資運(yùn)行成本相對較為昂貴，公交企業(yè)難以承擔(dān)其費(fèi)用，尤其是一些中小城市更是無法承受，大大制約了其使用范圍。 　　本文設(shè)計了一種利用RFID技術(shù)、MP3語音播放和單片機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)公交車站的自動識別與自動報站的方案。射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)是近年迅速發(fā)展起來的一項新技術(shù)，是利用感應(yīng)、電磁場或電磁

7、波為傳輸手段，完成非接觸式通信，由此獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的一種自動識別技術(shù)，即利用無線射頻方式來進(jìn)行非接觸式的物體自動識別。相對于無源RFID，有源RFID具有作用距離遠(yuǎn)、發(fā)射功率可控制、發(fā)射頻率可調(diào)、接收靈敏度高等特點，本系統(tǒng)的有源RFID部分由CC1100模塊完成。在非特別需要的情況下，本系統(tǒng)無需駕駛員參與，避免因為駕駛員的疏忽而造成漏報、誤報的現(xiàn)象發(fā)生，有利于提高行車的安全性。 　　1 系統(tǒng)的組成與主要實現(xiàn)功能 　　本系統(tǒng)由車載設(shè)備和站臺設(shè)備兩個部分組成，其中車載部分主要包括單片機(jī)控制單元、RF無線射頻接收單元、語音播放單元、顯示單元、鍵盤輸入單元和電源供應(yīng)單元等，站臺設(shè)備包括單片機(jī)編碼

8、單元和RF發(fā)射單元。每一個公交站臺設(shè)置一個具有唯一ID的RF發(fā)射器，采用間歇工作方式發(fā)射RFID信號，當(dāng)公交車即將到達(dá)車站時，車載系統(tǒng)接收到站臺信號并解碼出該站臺的ID號，由單片機(jī)控制自動播放對應(yīng)本站臺編號的報站語音；報站語音為MP3格式，并用SD存儲卡作為存儲載體，方便更新和修改。 　　2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 　　為簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，方便系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試和擴(kuò)展其他功能，本系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計方式。站臺發(fā)射端的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，主要包括RF發(fā)射模塊(CC1100)、車站ID編碼生成模塊(STC89C58)。車載接收端的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，主要包括RF接收模塊(CC1100)、車站ID解

9、碼與控制模塊(STC89C52)、語音播放模塊(VS1003)、語音功率放大模塊(TDA7297)、顯示模塊、電源模塊等。 　　2．1 單片機(jī)控制模塊 　　發(fā)射與接收端的控制模塊分別由單片機(jī)STC89C51和STC89C58構(gòu)成，STC89C51系列單片機(jī)具有片內(nèi)FLASH程序存儲器、EEPROM存儲器，且可以通過RS 232接口下載軟件，方便系統(tǒng)軟件的存儲與更新。站臺ID的編碼生成由單片機(jī)STC89C51完成，使用STC89C51的P1．0～P1．7端口作為站臺ID編碼輸入，分別連接在撥碼開關(guān)上，共有256(28)種不重復(fù)的編碼。在需要更多的編碼時，可用STC89C51的其他空閑端口進(jìn)

10、行擴(kuò)充；使用單片機(jī)直接對車站進(jìn)行ID編碼，比使用一些專用編碼芯片更加靈活方便，擴(kuò)展性更好。車載設(shè)備的控制由單片機(jī)STC89C58組成，分別完成CC1100接收模塊的初始化、VS1003語音模塊的初始化、站臺ID的解碼及顯示系統(tǒng)的控制等功能。本方案中，因為STC89C51系列單片機(jī)不帶SPI接口，所以通過普通I／O口模擬SPI接口實現(xiàn)與CC1100，VS1003的通信。 　　2．2 RF發(fā)射與接收模塊 　　本系統(tǒng)的有源RFID由站臺發(fā)射端與車載接收端兩部分組成，射頻發(fā)射與接收分別由兩塊CC1100模塊完成。CC1100是美國德州儀器(Texas Instruments，簡稱TI)公司生產(chǎn)

11、的一種高性能無線射頻通信芯片，它是一種專為無線射頻通信應(yīng)用而設(shè)計的低功耗、低成本的單芯片UHF收發(fā)芯片。支持ASK，OOK，2-FSK，GF-SK和MSK等調(diào)制模式，工作頻率可以通過軟件設(shè)定為315 MHz，433 MHz，868 MHz和915 MHz的ISM(工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)學(xué))和SRD(短距離設(shè)備)等頻率波段，其數(shù)據(jù)傳輸率可軟件編程控制，最高可達(dá)500 Kb／s。CC1100具有靈敏度高、鏈接性能好的特點，所需的外部組件少，電路結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于各種短距離無線通信領(lǐng)域。 　　2．3 語音播放模塊VS1003 　　VS1003是由荷蘭VLSI公司出品的一款單芯片的MP3

12、／WMA／MIDI音頻解碼和ADPCM編碼芯片，其擁有一個高性能低功耗的DSP處理器核心VS _DSP，5 KB的指令RAM，0．5 KB的數(shù)據(jù)RAM。VS1003的所有數(shù)據(jù)和控制命令均通過SPI總線接口實現(xiàn)，因此和單片機(jī)的接口連接比較簡單，只需4根信號線，分別是：設(shè)備選擇線、時鐘信號線(SCLK)、串行數(shù)據(jù)輸出線(MISO)、串行數(shù)據(jù)輸入線(MOSI)。音頻數(shù)據(jù)通過串行數(shù)據(jù)接口(SDI)傳送，控制數(shù)據(jù)則通過串行控制接口(SCI)來傳送?？刂茢?shù)據(jù)是通過讀寫不同的寄存器來實現(xiàn)對VS1003的控制。在本方案中，VS100 3作為一個微處理器的一個從機(jī)，通過串行SPI接口接收輸入的比特流，輸入的比特

13、流被解碼后，再經(jīng)過數(shù)字音量控制器到達(dá)一個18位過采樣∑-△A／D轉(zhuǎn)換器。這樣利用一塊VS1003芯片與單片機(jī)STC89C58相配合，由STC89C58讀取SD卡中的MP3音頻文件，再通過SPI接口送至VS1003芯片播放。 　2．4 音頻功率放大模塊 　　報站語音放大由音頻功率放大集成塊TDA7297完成，其工作電壓范圍為6～18 V，雙通道輸出功率可達(dá)(15+15)W，即使在嘈雜的環(huán)境中也能有足夠大的輸出功率。 　　此外還有電源模塊和顯示模塊，電源模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)的電源能量供應(yīng)，分別為單片機(jī)、CC1100、VS1003等模塊提供3．3 V的工作電壓，為功放模塊提供12 V的工作電

14、壓；顯示模塊作為人機(jī)對話的一個窗口，用以顯示和標(biāo)識車輛到站的提示信息。　 　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 　　本自動報站系統(tǒng)的軟件也采用模塊化設(shè)計，主要包括主程序、CC1100初始化程序、VS1003初始化程序、站臺ID編碼程序、MP3語音讀取與播放程序、顯示處理程序等。 　　3．1 站臺發(fā)射端 　　系統(tǒng)上電后，單片機(jī)STC89C51首先對CC1100初始化，接著掃描P1端口的ID編碼狀態(tài)值，并在該值的前面加上前置識別碼，后面加上結(jié)束標(biāo)識碼，然后通過CC1100調(diào)制并發(fā)射。 　　3．2 車載接收端 　　系統(tǒng)上電后，單片機(jī)STC89C58分別對CC1100，VS1003和顯示單元進(jìn)行

15、初始化。當(dāng)汽車即將到達(dá)車站(距離站臺發(fā)射器約50 m)時，接收到站臺發(fā)射的RF信號，系統(tǒng)分兩次接收解碼出該站臺的ID編碼號，通過比較兩次的ID編碼值，可有效排除外來干擾，提高系統(tǒng)抗干擾性能。只有兩個值相等才判斷確定為該站臺的正確ID編碼號，并與上次存儲的ID號進(jìn)行比較，如若相同，判為同一站臺，返回重新檢測與識別，不再重復(fù)報站；如果不同，則存儲本次ID編碼值并搜索與讀取SD存儲卡中相對應(yīng)的MP3語音文件，然后輸送到VS1003進(jìn)行語音播放報站。 　　4 結(jié)語 　　本文針對當(dāng)前我國各城市公交車報站方式上的不足，利用無線射頻識別技術(shù)，設(shè)計了一種基于RFID技術(shù)的公交車自動識別車站、自動報站的技

16、術(shù)方案。這種基于RFID技術(shù)的公交車自動報站系統(tǒng)，實現(xiàn)了公交車的自動報站功能。在識別車站、自動報站的過程中，完全不需要駕駛員進(jìn)行操作，減輕了駕駛員的負(fù)擔(dān)，增加了車輛行駛的安全性。本系統(tǒng)具有報站準(zhǔn)確率高、價格低廉、運(yùn)行成本低、維護(hù)方便的優(yōu)點，不失為一種實用的公交車智能裝置，具有一定的推廣應(yīng)用價值。 3、RFID技術(shù)在產(chǎn)品防偽追溯管理中的應(yīng)用 　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，基于RFID的物流防偽追溯應(yīng)用嶄露頭角。傳統(tǒng)的防偽主要采用激光全息、激光打標(biāo)、特殊油墨、特制紙張以及電碼防偽等技術(shù)，然而，這些技術(shù)或產(chǎn)品一出現(xiàn)很快就被復(fù)制，不能真正起到防偽的作用，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，也很難進(jìn)行問題追溯。而RFID

17、防偽追溯技術(shù)具有難以偽造、易于識別、信息反饋、密碼唯一、密碼保密、使用一次性等特點。 　　RFID技術(shù)在物流防偽追溯的應(yīng)用中，除了在防偽方面有先天的優(yōu)勢之外，還可以大幅提升企業(yè)的物流管理效率?，F(xiàn)在仍有相當(dāng)一部分企業(yè)的信息統(tǒng)計數(shù)據(jù)依賴于手工作業(yè)，客觀上造成了物流供應(yīng)鏈諸環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)統(tǒng)計時間的滯后，造成統(tǒng)計數(shù)據(jù)在時序上的混亂，無法進(jìn)行實時的整體的數(shù)據(jù)分析，從而無法給管理決策提供真實、可靠的依據(jù)。而RFID可以實時記錄商品在生產(chǎn)、存儲、運(yùn)輸、銷售全生命周期中的各種信息，從而可以優(yōu)化企業(yè)的物流管理，進(jìn)而實現(xiàn)商品質(zhì)量追溯等功能。 　　利用RFID技術(shù)防偽追溯，與傳統(tǒng)防偽技術(shù)相比，其優(yōu)點在于： 　　●每

18、個標(biāo)簽具有全球唯一的ID號碼，號碼直接寫入芯片，無法修改、難以仿造； 　　●無機(jī)械磨損，防污損； 　　●閱讀器具有不直接對最終用戶開放的物理接口，保證其自身的安全性； 　　●除具有電子標(biāo)簽的密碼保護(hù)外，數(shù)據(jù)部分可采用多種安全算法實現(xiàn)安全管理； 　　●閱讀器與電子標(biāo)簽之間的通信需經(jīng)過相互認(rèn)證過程； 　　●實時記錄商品全生命周期的各種信息。 　　RFID應(yīng)用于商品防偽追溯時，不僅可以記錄產(chǎn)品的編碼，還可以記錄各種與產(chǎn)品相關(guān)的信息，如品種信息、生產(chǎn)信息、庫存位置信息、配送信息、銷售信息、銷售區(qū)域等，為商品添加了一個唯一、完整、保密、可追溯的身份和屬性標(biāo)示符。 　　由于RFID可以貫穿產(chǎn)

19、品生命周期的多個環(huán)節(jié)，系統(tǒng)除了具備防偽追溯能力之外，還可以為企業(yè)提供物流可視化管理功能，有效提高企業(yè)的物流管理水平，為授權(quán)供應(yīng)商、最終客戶提供良好的服務(wù)，提升企業(yè)的服務(wù)水平。 　　中興通訊RFID研發(fā)中心經(jīng)過對行業(yè)的深入分析研究，推出了“RFID產(chǎn)品防偽追蹤管理系統(tǒng)”，采用先進(jìn)的RFID自動識別技術(shù)，以RFID電子標(biāo)簽作為防偽追溯信息載體，是集成RFID技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、軟件工程技術(shù)于一體的大型信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)可應(yīng)用于高檔酒類、煙草、藥品、茶葉等商品的防偽追溯，也可用于高附加值的貴重物品，如珠寶等的防偽追溯。 　　中興通訊RFID物流防偽追溯系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示

20、，系統(tǒng)由核心數(shù)據(jù)庫、防偽追溯信息平臺、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、銷售管理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)構(gòu)成。 　　●核心數(shù)據(jù)庫：企業(yè)核心數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲著企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)、物流、銷售的全部信息，是企業(yè)IT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心。系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)庫采用磁盤冗余和雙機(jī)熱備技術(shù)，并提供定期數(shù)據(jù)備份、災(zāi)難恢復(fù)等功能，保證數(shù)據(jù)安全。 　　●防偽追溯信息平臺：防偽追溯信息平臺實現(xiàn)包括國家各級商品監(jiān)管部門、海關(guān)、進(jìn)口商、生產(chǎn)廠商、各級經(jīng)銷商、零售商、各類倉庫和運(yùn)輸商等的全供應(yīng)鏈的商品監(jiān)管調(diào)度，以及商品全生命周期的追蹤和溯源管理?？紤]到平臺實施的可操作性和運(yùn)行管理的便利性，按職能和責(zé)任將平臺劃分為綜合業(yè)務(wù)子平臺、指揮決策子平臺、輔助保障子平臺和一個

21、核心數(shù)據(jù)處理中心。三個子平臺通過核心數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和交換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的全程實時追蹤和溯源。 　　●生產(chǎn)管理系統(tǒng)：生產(chǎn)管理系統(tǒng)主要對商品原料的采購、加工、包裝、質(zhì)檢等商品生產(chǎn)過程所需的信息進(jìn)行采集、查詢，對商品的生產(chǎn)全過程進(jìn)行監(jiān)控和管理。這些信息作為產(chǎn)品追溯信息被存儲在防偽追溯信息平臺中，同時也可寫入電子標(biāo)簽作為防偽追溯信息。生產(chǎn)管理系統(tǒng)還負(fù)責(zé)電子標(biāo)簽加密密鑰的生成和發(fā)放，標(biāo)簽寫入信息的設(shè)置，標(biāo)簽寫入設(shè)備的配置、管理、故障檢測等。 　　●銷售管理系統(tǒng)：銷售管理系統(tǒng)主要提供企業(yè)銷售部門和經(jīng)銷商間的訂單管理功能，包括網(wǎng)上提交訂單、訂單狀態(tài)查詢、訂單內(nèi)容修改、訂單撤銷等。經(jīng)銷商通過標(biāo)簽專

22、用識讀設(shè)備讀取電子標(biāo)簽內(nèi)防偽追溯信息內(nèi)容，并與銷售系統(tǒng)中的訂單信息進(jìn)行比對從而確認(rèn)訂單。 　　●決策支持系統(tǒng)：決策支持系統(tǒng)通過對企業(yè)核心數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的企業(yè)生產(chǎn)、銷售、防偽追溯等相關(guān)信息進(jìn)行分析和處理，為企業(yè)管理者提供決策數(shù)據(jù)支持，提高企業(yè)經(jīng)營決策的科學(xué)性。 　　物流防偽是物聯(lián)網(wǎng)眾多解決方案中的一項重要應(yīng)用，中興通訊推出的RFID物流防偽追溯系統(tǒng)對整個產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通、銷售等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化：一方面，可以即時獲得準(zhǔn)確的信息流，完善物流過程中的監(jiān)控，減少物流過程中不必要的環(huán)節(jié)及損失，降低在供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)上的安全存貨量和運(yùn)營資本；另一方面，通過對最終銷售實現(xiàn)監(jiān)控，及時了解消費(fèi)者的消費(fèi)偏好，以幫助

23、商家調(diào)整優(yōu)化商品結(jié)構(gòu)，進(jìn)而獲得更高的顧客滿意度和忠誠度。 4、基于RFID技術(shù)的地震災(zāi)害報警系統(tǒng)設(shè)計 　　近年來，地震災(zāi)害頻頻發(fā)生，災(zāi)難面前，搜救遇難者是第一要務(wù)，而救災(zāi)現(xiàn)場的智能化管理更顯得重要。蓬勃發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，面對地震，面對災(zāi)難又能做些什么？ 　　RFID可以預(yù)警地震 　　物聯(lián)網(wǎng)最主要的本質(zhì)就是RFID標(biāo)簽技術(shù)，目前有英國科學(xué)家正在研究使用RFID和傳感器來監(jiān)控地震中的房屋。他們把已建成在希臘的原型稱為"自治愈"房屋。這種房屋在墻中專門設(shè)計了縫隙空間，并且墻體中加入了可在強(qiáng)壓下變?yōu)榱黧w的材料。如果受到地震引起的壓力，流體回流到縫隙中，不會對固體墻面產(chǎn)生影響

24、。其結(jié)果是，房屋依舊存在，但可能會移動位置。如果建筑沒有坍塌，通過RFID和傳感器收集的數(shù)據(jù)會用來判別位置偏移量。此外，建筑中的RFID標(biāo)簽和傳感器可以共同構(gòu)建一套警報系統(tǒng)，來預(yù)警即將到來的地震。 　　從東漢時期張衡發(fā)明的地動儀到現(xiàn)在英國科學(xué)家研究RFID和傳感器，人類預(yù)測地震的手段和技術(shù)實力都在不斷的進(jìn)步中。相信在不久將來，人類將會準(zhǔn)確預(yù)警地震的到來，避免地震帶來的人員傷亡與損失。 　　地震災(zāi)害報警為乘客預(yù)留18秒逃生 　　地震預(yù)警技術(shù)：地震波包括縱波(P波)和橫波(S波)，縱波通過空氣傳播，速度快且破壞性??；橫波在地下傳播，速度慢但破壞力大。從縱波到橫波，中間間隔幾秒至幾十秒，平均值

25、為18秒。地震預(yù)警系統(tǒng)即通過檢測縱波預(yù)警，在橫波來臨前的18秒里，爭取時間逃生、應(yīng)急。 　　軌道交通作為城市交通系統(tǒng)中的重要一員，如何預(yù)防地震和減少地震傷害成為了一個嶄新的課題。目前，已經(jīng)有廠家為軌道交通安裝了地震災(zāi)害報警系統(tǒng)，并投入實際應(yīng)用。通過物聯(lián)網(wǎng)，將地震預(yù)警技術(shù)與輕軌相關(guān)系統(tǒng)結(jié)合，進(jìn)行地震信息采集、匯總、分析，加以研判和應(yīng)對。它自動實現(xiàn)軌道交通地震災(zāi)害的實時檢測，及時準(zhǔn)確告警，為軌道交通運(yùn)輸部門應(yīng)對地震災(zāi)害提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)和各種決策。 　　地震來臨時，地震監(jiān)測儀上放置的傳感器，一旦檢測到地震波縱波，傳感器立即向控制中心輸送信息，進(jìn)行快速的信息過濾、分析、確認(rèn)后，如地震強(qiáng)度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的

26、級別，報警系統(tǒng)立即啟動。這時，行駛中的列車緊急剎車，避免在地震中側(cè)翻；控制中心發(fā)出警報，通知乘客和列車指揮員；艙門自動打開，供乘客緊急疏散，尋找庇護(hù)場地；車艙電源自動切斷，防止發(fā)生火災(zāi)等次生災(zāi)害……18秒內(nèi)可以做不少事，它預(yù)留了應(yīng)急逃生時間，能避免更多傷亡和損失。 　　除了地震，軌道交通災(zāi)害還包括塌方、火災(zāi)、水災(zāi)、異物等。隨著技術(shù)的逐步成熟，物聯(lián)網(wǎng)將會在軌道交通災(zāi)害預(yù)防中扮演著無可替代的角色。 5、RFID技術(shù)的發(fā)展與標(biāo)準(zhǔn)化情況 　　無線射頻識別(RFID)技術(shù)是一種識別技術(shù)，與之對應(yīng)的識別技術(shù)還有一維條碼、二維條碼、光學(xué)識別技術(shù)等。 　　一套典型的RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫器和信

27、息處理系統(tǒng)如圖1所示。當(dāng)帶有射頻識別標(biāo)簽(以下簡稱標(biāo)簽)的物品經(jīng)過特定的信息讀取裝置(以下簡稱讀寫器)時，標(biāo)簽被讀寫器激活并通過無線電波開始將標(biāo)簽中攜帶的信息傳送到讀寫器以及計算機(jī)系統(tǒng)完成信息的自動采集工作。電子標(biāo)簽可以如身份證大小，由人攜帶并當(dāng)作信用卡使用，也可以像商品包裝上的條型碼似地貼附在商品等物品上。RFID計算機(jī)系統(tǒng)則根據(jù)需求承擔(dān)相應(yīng)的信息控制和處理工作。 　　1 RFID的技術(shù)發(fā)展 　　RFID技術(shù)并不是全新的技術(shù)，其應(yīng)用最早可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)時期英國空軍基地的軍事設(shè)施上。近年來隨著微電子、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，RFID技術(shù)的應(yīng)用范圍和深度都得到了迅速地發(fā)展

28、。美國在伊拉克戰(zhàn)爭中對RFID技術(shù)的成功應(yīng)用，以及全球有影響的大企業(yè)計劃未來幾年里在零售商店和貨棧開始使用RFID系統(tǒng)，使得該技術(shù)現(xiàn)在迅速成為全球矚目的焦點，并被列為21世紀(jì)最有前途的重要產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用技術(shù)之一。 　　表1給出了RFID技術(shù)發(fā)展情況一覽。值得注意的是目前RFID已經(jīng)發(fā)展到一個非常關(guān)鍵的階段，就是形成全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的階段，大規(guī)模應(yīng)用雖然還未形成，很多相關(guān)系統(tǒng)也還是試驗或帶有驗證性質(zhì)的，但是RFID走向大規(guī)模應(yīng)用的發(fā)展趨勢已經(jīng)明朗。 　　從技術(shù)上看，RFID最本質(zhì)的特性就是無線通信技術(shù)和識別技術(shù)，有很多種技術(shù)實現(xiàn)方法，也有很多種應(yīng)用形態(tài)。但從技術(shù)發(fā)展趨勢來看，目前所采用的RF

29、ID技術(shù)主要從兩個技術(shù)領(lǐng)域演變而來：自動識別技術(shù)和非接觸型智能卡技術(shù)。 　　以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，添加不同的技術(shù)特征，會出現(xiàn)多種不同名稱的擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域，如圖2所示。 　　圖2中的智能化程度主要包含：芯片的可重復(fù)讀寫技術(shù)、芯片和識讀器之間的安全技術(shù)、高速率數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、在無源或低功耗情況下傳輸其他動態(tài)信息的技術(shù)等。而價格低主要取決于芯片的大小尺寸、天線封裝成本等因素。 　　可以看到，價格低廉的標(biāo)簽是RFID廣泛應(yīng)用于物流管理關(guān)鍵，而用于電子支付的RFID技術(shù)則需要考慮鑒權(quán)和重復(fù)記錄存儲，對價格則不是很敏感;標(biāo)簽的識別和無線傳輸同時也是傳輸環(huán)境參數(shù)的較好載體，這也是RFID延伸到是未

30、來傳感網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ);此外，RFID技術(shù)也可以應(yīng)用于短距離無線通信領(lǐng)域，與藍(lán)牙等技術(shù)一樣成為家庭網(wǎng)絡(luò)的候選技術(shù)。 　　就現(xiàn)階段而言，價格低廉、傳輸距離適當(dāng)、可廣泛應(yīng)用于物流管理的RFID技術(shù)是目前標(biāo)準(zhǔn)化組織和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的研究重點，也是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟互相競爭的焦點。 　　2 RFID標(biāo)準(zhǔn)化情況 　　與RFID技術(shù)和應(yīng)用相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)主要有：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、國際電工委員會(IEC)、國際電信聯(lián)盟(ITU)、世界郵聯(lián)(UPU)。此外還有其他的區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，如CEN;國家標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，如BSI、ANSI、DIN;產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，如ATA、AIAG、EIA等;這些機(jī)構(gòu)均在制

31、訂與RFID相關(guān)的區(qū)域、國家或產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，并希望通過不同的渠道提升為國際標(biāo)準(zhǔn)。 　　與RFID技術(shù)有關(guān)的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟主要是EPCglobal和泛在ID中心(Ubiquitous ID Center)。其中EPCglobal是由美國統(tǒng)一代碼委員會(UCC)和歐洲物品編碼(EAN)組織聯(lián)合發(fā)起成立的一個獨立的非盈利性機(jī)構(gòu)，UCC和EAN分別是推廣北美和歐洲條形編碼的組織。EPCglobal目前以推廣RFID電子標(biāo)簽的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用為宗旨，繼承了AutoIDcenter組織的統(tǒng)一行業(yè)內(nèi)企業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制訂工作，并成立公司(即EPCglobal Inc)統(tǒng)一研究標(biāo)準(zhǔn)并推動商業(yè)應(yīng)用，此外還負(fù)責(zé)EPCgoba

32、l號碼注冊管理組織。 　　RFID系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集和后臺數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)兩大部分組成。目前已經(jīng)發(fā)布或者是正在制訂中的標(biāo)準(zhǔn)主要是與數(shù)據(jù)采集相關(guān)的，主要有電子標(biāo)簽與讀寫器之間的空中接口、讀寫器與計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換協(xié)議、RFID電子標(biāo)簽與讀寫器的性能和一致性測試規(guī)范以及RFID電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)內(nèi)容編碼標(biāo)準(zhǔn)等。 　　國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO和EPCglobal在RFID的空中接口方面形成了多個標(biāo)準(zhǔn)，如圖3所示?，F(xiàn)有的RFID技術(shù)工作在多個無線頻率范圍內(nèi)，常見的工作頻率有：低頻125 kHz與134.2 kHz;高頻13.56 MHz;超高頻433 MHz、860 MHz～930 MHz、2.4

33、5 GHz等。在相同的頻率下也有多種RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)共存，比如13.56 MHz就有ISO14443 TypeA、TypeB、ISO15693、ISO18000-3等標(biāo)準(zhǔn)存在，不同的標(biāo)準(zhǔn)采用的無線調(diào)制方式、基帶編碼格式、傳輸協(xié)議和傳輸距離各有差異，不同標(biāo)準(zhǔn)的RFID電子標(biāo)簽和識讀器無法互通。 　?。?1ISO/IECRFID國際標(biāo)準(zhǔn)化狀況 　　在ISO/IEC JTC31組的工作范圍內(nèi)，在ISO 18000系列標(biāo)準(zhǔn)的范疇下，對RFID技術(shù)及應(yīng)用的研究相對比較完整[1-6]。目前很多RFID技術(shù)及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)仍在制訂之中，尚未發(fā)布。此外，ISO/IEC SC17、TC122等工作組也已經(jīng)

34、發(fā)布了一些標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)相對比較成熟，在部分行業(yè)內(nèi)已經(jīng)開始使用。 　　根據(jù)ISO/IEC JTC31 RFID技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作計劃，ISO將RFID的國際標(biāo)準(zhǔn)分為空中接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、一致性測試標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)4個方面。一致性測試標(biāo)準(zhǔn)主要針對的是電子標(biāo)簽和卡之間的空中接口和數(shù)據(jù)傳輸測試標(biāo)準(zhǔn)。此外，其他3類標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的邏輯架構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖4所示。 圖5給出了ISO/IEC在RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域的工作內(nèi)容。 　　在ISO發(fā)布的RFID空中接口標(biāo)準(zhǔn)中涉及到較多的基本專利，在ISO/IEC 18000系列標(biāo)準(zhǔn)的文本中已經(jīng)有一些公司的專利聲明。ISO組織對知識產(chǎn)權(quán)的基本政策是專利持有者

35、將按照公平、合理、無歧視的原則進(jìn)行許可。 　　EPC標(biāo)準(zhǔn)體系 　　EPCglobal是一個產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，以推廣RFID電子標(biāo)簽的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用為宗旨，不但發(fā)布了EPC電子標(biāo)簽和讀寫器方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還推廣RFID在物流管理領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)化管理和應(yīng)用，此外還負(fù)責(zé)EPCgobal號碼注冊管理組織?？梢院唵蔚貙PCglobal的研究范圍總結(jié)為：電子標(biāo)簽(含電子標(biāo)簽和識讀器的技術(shù)特性)、EPC、目標(biāo)命名業(yè)務(wù)(ONS)(類似于因特網(wǎng)的域名服務(wù)器(NDS)系統(tǒng)，使物流環(huán)節(jié)能夠共享EPC產(chǎn)品的產(chǎn)地信息等)、描述物品信息的標(biāo)準(zhǔn)化語言(PML)。 　　EPCglobal的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)框架如圖6所示。 　

36、　可以看到，EPCglobal體系的標(biāo)準(zhǔn)化工作為4個方面： 　　電子標(biāo)簽和讀寫器的物品編碼信息承載的技術(shù)要求; 　　EPC電子標(biāo)簽信息規(guī)范，即物品編碼的規(guī)則; 　　EPCglobal提供業(yè)務(wù)方面，分為物品編碼分配管理和目標(biāo)命名業(yè)務(wù); 　　軟件方面的標(biāo)準(zhǔn)，分為應(yīng)用層事件(與物流管理相關(guān)的數(shù)據(jù)采集和刷新等)和EPC信息業(yè)務(wù)層面(與物品信息對應(yīng)的信息描述)。 　　與ISO相比，EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)在電子標(biāo)簽和讀寫器的空中接口技術(shù)要求上略有差異;在EPC電子標(biāo)簽信息規(guī)范方面要求只能接受EPCglobal承認(rèn)的代碼，在軟件標(biāo)準(zhǔn)化方面進(jìn)展比ISO快一些;同時制訂了EPC物品編碼分配管

37、理規(guī)則以及目標(biāo)命名業(yè)務(wù)的措施推廣EPCglobal業(yè)務(wù)。 　　此外，EPC定義了電子標(biāo)簽的種類，按照電子標(biāo)簽實現(xiàn)的功能分為只讀式、帶附加功能的被動式、半主動式、寬帶點到點通信主動式以及在可以和不同級別電子標(biāo)簽進(jìn)行通信的無源標(biāo)簽等5類，如圖7所示。 　　目前階段在EPC聯(lián)盟中重點推廣的是只讀的等級0(Class0)和Class1類電子標(biāo)簽或者是擁有少量附加功能的電子標(biāo)簽。到ClassIV和ClassV階段可以看到，電子標(biāo)簽會朝著點到點的寬帶通信以及電子標(biāo)簽之間的通信發(fā)展。 　　RFID中國標(biāo)準(zhǔn)化情況 　　中國在RFID技術(shù)與應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化研究工作上有一定的基礎(chǔ)，目前已從多個方面

38、開展了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究制訂工作。制訂了《集成電路卡模塊技術(shù)規(guī)范》、《建設(shè)事業(yè)IC卡應(yīng)用技術(shù)》等應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并得到了廣泛應(yīng)用。在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，依據(jù)ISO/IEC15693系列標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成國家標(biāo)準(zhǔn)的起早工作，參照ISO/IEC18000系列標(biāo)準(zhǔn)制訂國家標(biāo)準(zhǔn)的工作正在進(jìn)行中。此外，中國RFID標(biāo)準(zhǔn)體系框架的研究工作也已基本完成。另外2007年4月底，信產(chǎn)部發(fā)布了《關(guān)于發(fā)布800/900 MHz頻段射頻識別(RFID)技術(shù)應(yīng)用試行規(guī)定的通知》，根據(jù)信產(chǎn)部《800/900 MHz頻段射頻識別(RFID)技術(shù)應(yīng)用規(guī)定(試行)》的規(guī)定，中國800/900 MHz RFID技術(shù)的試用頻率為840～845 MHz和

39、920～925 MHz，發(fā)射功率為2 W。 　　3 結(jié)束語 　　20世紀(jì)90年代以來，RFID技術(shù)得到了快速發(fā)展。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)已經(jīng)將其應(yīng)用于很多領(lǐng)域，并積極推動相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的國際化。近年來，中國已初步開展了RFID相關(guān)技術(shù)的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作，并在部分領(lǐng)域開始應(yīng)用。當(dāng)前RFID技術(shù)發(fā)展迅速，但尚未成熟，中國有必要抓住這一時機(jī)，集中開展RFID核心技術(shù)研發(fā)，制訂符合中國國情的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)具有競爭力的產(chǎn)業(yè)鏈形成，使中國在該領(lǐng)域占有一席之地。 6、RFID中間件軟件在RFID系統(tǒng)中的功能和作用 　　一、前言 　　RFID中間件就是在企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)和RFID信息采集系統(tǒng)間數(shù)據(jù)流

40、入和數(shù)據(jù)流出的軟件，是連接R F l D信息采集系統(tǒng)和企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的紐帶，使企業(yè)用戶能夠?qū)⒉杉腞 F I D數(shù)據(jù)應(yīng)用到業(yè)務(wù)處理中。R F I D中間件扮演R F I D標(biāo)簽和應(yīng)用程序之間的中介角色，這樣一來，即使存儲RFID標(biāo)簽信息的數(shù)據(jù)庫軟件或后端發(fā)生變化，如應(yīng)用程序增加、改由其他軟件取代或者讀寫R F 1 D讀寫器種類增加等情況發(fā)生時，應(yīng)用端不需修改也能處理，省去多對多連接的維護(hù)復(fù)雜性問題。 　　二、RFID技術(shù)簡介 　　射頻識別(Radio Frequency Identification。RFID)技術(shù)，是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。目前，利用EPC(Electr

41、onic Product Code，電子商品代碼)、RFID通信技術(shù)，可實現(xiàn)全球物品跟蹤與信息共享的物聯(lián)網(wǎng)。這將在全球范圍從根本上改變對產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉儲、銷售各環(huán)節(jié)物品流動監(jiān)控和動態(tài)協(xié)調(diào)的管理水平。根據(jù)預(yù)測，RFID標(biāo)簽技術(shù)將在未來2～5年逐漸開始大規(guī)模應(yīng)用。 　　1．RFID系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu) 　　射頻系統(tǒng)兩個主要部分一一閱讀器和射頻卡之間通過無線方式通信，它們都有無線收發(fā)模塊及天線(或感應(yīng)線圈)。射頻卡中有存儲器，用來存儲用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)等。射頻卡可根據(jù)閱讀器發(fā)出的指令對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的實時讀寫操作?？刂颇K完成接受、譯碼及執(zhí)行閱讀器命令，控制讀寫數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)安全等功能。閱讀器中

42、控制模塊往往有很強(qiáng)的處理功能，除了完成控制射頻卡工作的任務(wù)外，還需要實現(xiàn)相互認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密解密、數(shù)據(jù)校驗、出錯報警及與計算機(jī)的通信等功能。 　　2．RFID系統(tǒng)的工作原理 　　RFID技術(shù)的工作原理：射頻卡進(jìn)入磁場后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中產(chǎn)品信息(無源標(biāo)簽)，或主動發(fā)送某一頻率的信號(有源標(biāo)簽)；閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。 　　3．RFID網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu) 　　無線射頻識別網(wǎng)絡(luò)的框架結(jié)構(gòu)如圖所示。標(biāo)簽數(shù)據(jù)經(jīng)過中間件的分組、過濾等處理上報給應(yīng)用系統(tǒng)；應(yīng)用系統(tǒng)負(fù)責(zé)事件數(shù)據(jù)的持久化存儲，以及標(biāo)簽綁定的業(yè)務(wù)信息的管理。

43、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由本地網(wǎng)絡(luò)和全球互聯(lián)網(wǎng)組成，是實現(xiàn)信息管理、信息流通的功能模塊。 　　EPC系統(tǒng)的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在全球互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過RFID中間件、對象命名稱解析服務(wù)(ONS)和EPC信息服務(wù)(EPC IS)來實現(xiàn)全球“實物互聯(lián)” 。RFID中間件具有一系列特定屬性的“程序模塊”或“服務(wù)” ，并被用戶集成以滿足他們的特定需求。它是加工和處理來自讀寫器的所有信息和事件流的軟件，是連接讀寫器和企業(yè)應(yīng)用程序的紐帶，主要任務(wù)是在將數(shù)據(jù)送往企業(yè)應(yīng)用程序之前進(jìn)行標(biāo)簽數(shù)據(jù)校對、讀寫器協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)存儲和任務(wù)管理。圖1描述了RFIDe問件組件與其他應(yīng)用程序的通訊。 圖1 RFID中間件及其應(yīng)用

44、程序的通訊 　　三、RFID中間件技術(shù)及其優(yōu)勢 　　1．RFID中間件技術(shù)概述 　　中間件是在一個分布式系統(tǒng)環(huán)境中處于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間的軟件。中間件作為一大類系統(tǒng)軟件，與操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫孤立系統(tǒng)并稱“三套車” ，其重要性不言而喻?；镜腞FID系統(tǒng)一般由三部分組成：標(biāo)簽、閱讀器以及應(yīng)用支撐軟件。中間件是應(yīng)用支撐軟件的一個重要組成部分，是銜接硬件設(shè)備如標(biāo)簽、閱讀器和企業(yè)應(yīng)用軟件如企業(yè)資源規(guī)劃(ERP，Enterprise ResourcesPIanning)、客戶關(guān)系管理(CRM，Custome r RelationshipManagement)等的橋梁。中間件的主要任務(wù)是對閱讀器傳

45、來的與標(biāo)簽相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、匯總、計算、分組，減少從閱讀器傳往企業(yè)應(yīng)用的大量原始數(shù)據(jù)、生成加入了語意解釋的事件數(shù)據(jù)。可以說，中間件是RFID系統(tǒng)的“神經(jīng)中樞”。 　　2 RFID中間件的原理 　　R F l D中間件是一種面向消息的中間件(M e s sag e一0 riented 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(Asynch ronous)的方式傳送，所以傳送者不必等待回應(yīng)。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(shù)據(jù)、安全性、數(shù)據(jù)廣播

46、、錯誤恢復(fù)、定位網(wǎng)絡(luò)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(wù)。 　　RFID中間件位于RFID 系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)之間， 負(fù)責(zé)RFID 系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞。解決RFID數(shù)據(jù)的可靠性、安全性及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的問題。RFID中間件和RFID系統(tǒng)之間的連接采用RFID系統(tǒng)提供的API(應(yīng)用程序接口)來實現(xiàn)。RFID卡中數(shù)據(jù)經(jīng)過閱讀器讀取后，經(jīng)過API程序傳送給RFID中間件。RFID中間件對數(shù)據(jù)處理后，通過標(biāo)準(zhǔn)的接13和服務(wù)對外進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)布。 　　3．RFID中間件的特征 　　一般來說，RFID中間件具有下列的特征： 　　(1)獨立于架構(gòu)(Insulatio

47、n lnf rast ructu re)。RFID中間件獨立并介于RFID讀寫器與后端應(yīng)用程序之間。并且能夠與多個RFID讀寫器以及多個后端應(yīng)用程序連接，以減輕架構(gòu)與維護(hù)的復(fù)雜性。 　　(2)數(shù)據(jù)流(Data Flow)。RFID的主要目的在于將實體對象轉(zhuǎn)換為信息環(huán)境下的虛擬對象， 因此數(shù)據(jù)處理是RFID最重要的功能。RFID中間件具有數(shù)據(jù)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(yīng)用系統(tǒng)。 　　(3)處理流(Process Flow)。RFID中間件采用程序邏輯及存儲再轉(zhuǎn)送(Store—and—Forward)的功能來提供順序的消息流，具有數(shù)據(jù)流設(shè)計與管理的能力。

48、 　　(4)標(biāo)準(zhǔn)(Standard)。RFID是自動數(shù)據(jù)采樣技術(shù)與辨識實體對象的應(yīng)用。EPCglobal(全球物品編碼中心)目前正在研究為各種產(chǎn)品的全球唯一識別號碼提出通用標(biāo)準(zhǔn)，即EPC (產(chǎn)品電子編碼)。EPC是在供應(yīng)鏈系統(tǒng)中，以一串?dāng)?shù)字來識別一項特定的商品，通過無線射頻辨識標(biāo)簽由RFID讀寫器讀入后，傳送到計算機(jī)或是應(yīng)用系統(tǒng)中的過程稱為對象命名服務(wù)(Object NameSe rvice，ONS)。對象命名服務(wù)系統(tǒng)會鎖定計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的固定點抓取有關(guān)商品的消息。EPC存放在RFID標(biāo)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(guān)信息，并立即識別及分享供應(yīng)鏈中的物品數(shù)

49、據(jù)，有效地提供信息透明度。 　　4．RFID中間件的優(yōu)點 　　從RFID標(biāo)簽制造開始，到其信息被RFID閱讀器捕獲，再由RFID中間件進(jìn)行事件過濾和匯總，然后由EPClS應(yīng)用軟件進(jìn)行RFID事件的業(yè)務(wù)內(nèi)容豐富，保存：~JEPCIS(EPC信息服務(wù))存儲系統(tǒng)，供企業(yè)自身和其合作伙伴進(jìn)行訪問。 　　(1)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范 　　在中間的各個環(huán)節(jié)，EPC global出臺了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范： 　　RFID標(biāo)簽和RFID閱讀器之間，定義了EPC標(biāo)簽數(shù)據(jù)規(guī)范和標(biāo)簽協(xié)議； 　　RFID閱讀器和RFID中間件之間，定義了讀寫器訪問協(xié)議和管理接口： 　　RFID中間件和EPCIS捕獲應(yīng)用之間，定義了

50、RFID事件過濾和采集接口(ALE)； 　　EPCIS捕獲應(yīng)用和EPClS存儲系統(tǒng)之間，定義EPCIS信息捕獲接13； 　　EPCIS存儲系統(tǒng)和EPCIS信息訪問系統(tǒng)之間，定義了EPCIS信息查詢接口； 　　其它關(guān)于跨企業(yè)信息交互的規(guī)范和接口，譬~Z1]ONS接口等。一個典型的RFID應(yīng)用基本上都會包含這些層面的軟硬件設(shè)施，而RFID中間件作為溝通硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的橋梁，在RFID應(yīng)用環(huán)境中尤為重要。 　　(2)優(yōu)越性 　　RFID中間件扮演RFID標(biāo)簽和應(yīng)用程序之間的中介角色，從應(yīng)用程序端使用中間件所提供一組通用的應(yīng)用程序接口(API)，即能連到RFID讀寫器，讀取RFID

51、標(biāo)簽數(shù)據(jù)。RFID中間件接口定義了一個相對穩(wěn)定的高層應(yīng)用環(huán)境，不管底層的計算機(jī)硬件和系統(tǒng)軟件怎樣更新?lián)Q代，只要將中間件升級更新，并保持中間件RFID采集系統(tǒng)的接口定義不變，應(yīng)用軟件幾乎不需任何修改，從而保護(hù)了企業(yè)在應(yīng)用軟件開發(fā)和維護(hù)中的重大投資。同時，使用RFID中間件有助于減輕企業(yè)二次開發(fā)時的負(fù)擔(dān)，使他們升級現(xiàn)有軟件系統(tǒng)時顯得得心應(yīng)手， 同時能保證軟件系統(tǒng)的相對穩(wěn)定，及對軟件系統(tǒng)的功能擴(kuò)展等，簡化了開發(fā)的復(fù)雜性等，所以商用的RFID中間件的出現(xiàn)正日益引起用戶的關(guān)注。 　　其優(yōu)越性具體表現(xiàn)如下： 　?、?降低開發(fā)難度。企業(yè)使用RFID中間件，在做二次開發(fā)時，可以減輕開發(fā)人員的負(fù)擔(dān)，使其可以

52、不用關(guān)心復(fù)雜的RFID信息采集系統(tǒng)，可以集中精力于自己擅長的業(yè)務(wù)開發(fā)中。 　?、诳s短開發(fā)周期?；A(chǔ)軟件的開發(fā)是一件耗時的工作，特別是像RFID方面的開發(fā)，有別于常見應(yīng)用軟件開發(fā)，不是單純的軟件技術(shù)就能解決所有問題， 它需要～定的硬件、射頻等基礎(chǔ)支持。若使用成熟的RFID中間件，保守估計可縮短開發(fā)周期50％一75％。 　　⑧ 規(guī)避開發(fā)風(fēng)險。任何軟件系統(tǒng)的開發(fā)都存在一定的風(fēng)險，因此，選擇成熟的RFID中間件產(chǎn)品，可以在一定程度上降低開發(fā)的風(fēng)險。 　　④ 節(jié)省開發(fā)費(fèi)用。使用成熟的RFID中間件， 可以節(jié)省25％一60％的二次開發(fā)費(fèi)用。 　?、?提高開發(fā)質(zhì)量。成熟的中間件在接口方面都是清晰和

53、規(guī)范的，規(guī)范化的模塊可以有效地保證應(yīng)用系統(tǒng)質(zhì)量及減少新舊系統(tǒng)維護(hù)。 　　總體來說，使用RIFD中間件帶給用戶的不只是開發(fā)的簡單、開發(fā)周期的縮短，也減少了系統(tǒng)的維護(hù)、運(yùn)行和管理的工作量，還減少了總體費(fèi)用的投入。 　　四、RFID中間件的功能和作用 　　使用RFID中間件可以讓用戶更加方便和容易的應(yīng)用RFID技術(shù)， 并使這項技術(shù)融入到各種各樣的業(yè)務(wù)應(yīng)用和工作流程當(dāng)中。中間件其中一個功能就是通過為RFID設(shè)備增加一個軟件適配層的方法將所有類型的RFID設(shè)備(包括目前使用的RFID設(shè)備，下一代RFID設(shè)備、傳感器以及EPC閱讀器)在平臺上整合成為“即插即用”的模式。 　　對于應(yīng)用開發(fā)商而言，R

54、FID中間件的重要功能在于產(chǎn)品所特有的強(qiáng)大事件處理和軟件管理機(jī)制。事件處理引擎幫助開發(fā)者輕松地建立、部署和管理一個端到端的邏輯RFID處理過程，而該過程是完全獨立于底層的具體設(shè)備型號和設(shè)備間信息交流協(xié)議的。因為在事件處理引擎中利用邏輯設(shè)備這一模式，使得RFID數(shù)據(jù)處理過程可以真正的脫離應(yīng)用部署階段所要面對的設(shè)備物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因而大大降低了設(shè)計的復(fù)雜性，也不必關(guān)心這些設(shè)備的供應(yīng)商和它們之間用的是什么通信協(xié)議了。 　　RFID中間件還可以和諸如企業(yè)資源配置(ERP)系統(tǒng)，倉儲管理系統(tǒng)(WMS) 以及其他一些專有業(yè)務(wù)系統(tǒng)很有效的配合在一起進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。這種良好的適應(yīng)性使得應(yīng)用該框架組建的RFID應(yīng)

55、用只需要進(jìn)行非常少量的程序改動就可以和原有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件配合得天衣無縫。 　　RFID中間件基礎(chǔ)框架的分層結(jié)構(gòu)及其功能為： 　　1．設(shè)備服務(wù)供應(yīng)商接口層 　　該層是由幫助硬件供應(yīng)商建立所謂“設(shè)備驅(qū)動”的可以任意擴(kuò)展的API生成集合以及允許與系統(tǒng)環(huán)境無縫連接的特定接口組成的。為了更容易的發(fā)揮整合的效能，中間件通過RFID軟件開發(fā)包(SDK)的形式囊括各種各樣的設(shè)備通訊協(xié)議并且支持以往生產(chǎn)的所有身份識別設(shè)備和各類閱讀器，具有良好的兼容性。一旦設(shè)備供應(yīng)商采用了軟件開發(fā)包編制設(shè)備驅(qū)動程序，網(wǎng)絡(luò)上的任何一個射頻識別設(shè)備就都可以被工具軟件發(fā)現(xiàn)，配置和管理了。這些設(shè)備可以是RFID閱讀器，打印機(jī)，甚至

56、是既可以識別條碼又可以識別RFID信號的多用途傳感器。 　　2．運(yùn)轉(zhuǎn)引擎層 　　這一層是通過消除未經(jīng)處理的RFID數(shù)據(jù)中的噪聲和失真信號等手段讓RFID應(yīng)用軟件在復(fù)雜多樣的業(yè)務(wù)處理過程中充分發(fā)揮杠桿作用。比如說。一般情況下設(shè)備很難檢測出貨盤上電子標(biāo)簽的移動方向，或者判明81111讀入的數(shù)據(jù)是新數(shù)據(jù)還是已經(jīng)存在了的舊數(shù)據(jù)。中間件中的運(yùn)轉(zhuǎn)引擎層可以通過由一系列基于業(yè)務(wù)規(guī)則的策略和可擴(kuò)展的事件處理程序組成的強(qiáng)大事件處理機(jī)制，讓應(yīng)用程序能夠?qū)⑽唇?jīng)處理的RFID事件數(shù)據(jù)過濾、聚集和轉(zhuǎn)換成為業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以識別的信息。 　　(1)運(yùn)轉(zhuǎn)引擎層的第一部分就是事件處理引擎。這一引擎的核心就是所謂的“事件處理管

57、道” 。這一管道為RFID業(yè)務(wù)處理流程提供了一個電子標(biāo)簽讀取事件的執(zhí)行和處理機(jī)制，該機(jī)制就是把所有的閱讀器進(jìn)行邏輯分組，比如分為運(yùn)送閱讀器，接收閱讀器，后臺存儲閱讀器和前臺存儲閱讀器等。通過使用RFID對象模型和七大軟件開發(fā)工具，應(yīng)用程序開發(fā)者可以構(gòu)建一棵事件處理進(jìn)程樹從而使復(fù)雜的事件處理流程被刻畫的一目了然。 　　通過采用事件處理引擎，應(yīng)用軟件開發(fā)者就可以把精力集中于構(gòu)造處理RFID 數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)邏輯而不是擔(dān)心那些部署在系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的物理設(shè)備是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常— — 這些問題已經(jīng)在系統(tǒng)運(yùn)行時被很好的解決了。與此同時，最終用戶可以真正自由的獲取通過處理RFID數(shù)據(jù)所帶來的商業(yè)利益而不再終日與設(shè)備驅(qū)動

58、程序纏斗在一起了。所有這一切為處理RFID業(yè)務(wù)信息提供了一條獨一無二的“一次寫入，隨處使用” 的便捷途徑。 　　另一個事件處理引擎的關(guān)鍵組件就是事件處理器。事件處理器也是可擴(kuò)展的程序構(gòu)件，它允許應(yīng)用程序開發(fā)商設(shè)定特殊的邏輯結(jié)構(gòu)來處理和執(zhí)行基于實際業(yè)務(wù)環(huán)境的分布式RFID事件。為了能設(shè)計出靈活性和擴(kuò)展性好的組件，事件處理器的設(shè)計者使用了預(yù)先封裝好的規(guī)范化電子標(biāo)簽處理邏輯，這些邏輯可以自動的依據(jù)事件處理執(zhí)行策略(這些策略都是由業(yè)務(wù)規(guī)則決定的)來處理電子標(biāo)簽讀取事件所獲得的數(shù)據(jù)，這些處理通常包括篩選、修正、轉(zhuǎn)換和報警等，這樣一來所有電子標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)就可以通過中間件的工作流服務(wù)產(chǎn)品融入原有應(yīng)用系統(tǒng)的

59、工作流程以及人工處理流程了。 　　(2)運(yùn)行引擎層的第二個主要組成部分就是設(shè)備管理套件。這一部分主要負(fù)責(zé)保障所有的設(shè)備在同一個運(yùn)行環(huán)境中具有可管理性。設(shè)備管理套件可以為最終用戶提供監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)、察看和管理設(shè)備配置信息、安全訪問設(shè)備數(shù)據(jù)、在整體架構(gòu)中管理(增加、刪除、修改名稱)設(shè)備以及維護(hù)設(shè)備的連接穩(wěn)定等服務(wù)。 　　3．RFID中間件的基礎(chǔ)框架OM／APIs層 　　RFID中間件框架提供了對象模型(OM)和應(yīng)用程序開發(fā)接口集(APIs)來幫助應(yīng)用程序開發(fā)商設(shè)計、部署和管理RFID解決方案。它包括了設(shè)計和部署“事件處理管道”所必要的工具，而“事件處理管道”是將未經(jīng)處理的RFID事件數(shù)據(jù)過濾、

60、聚集和轉(zhuǎn)換成為業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以識別的信息所必備的軟件組件。通過使用對象模型和應(yīng)用程序開發(fā)接口集，應(yīng)用程序開發(fā)商可以創(chuàng)建各種各樣的軟件工具來管理RFID中間件基礎(chǔ)框架。對象模型提供了很多非常有用的程序開發(fā)接口，它包括了設(shè)備管理、處理過程設(shè)計、應(yīng)用部署、事件跟蹤以及健壯性監(jiān)測。這些應(yīng)用程序接口不但對快速設(shè)計和部署一個端到端RFID處理軟件大有裨益，而且可以使應(yīng)用程序在整個應(yīng)用軟件生命周期得到更有效的管理。 　　4設(shè)計工具和適配器層 　　開發(fā)者在開發(fā)不同類型的業(yè)務(wù)處理軟件的時候，可以從RFID中間件的基礎(chǔ)框架的設(shè)計工具和適配器層獲得一組對開發(fā)調(diào)試很有幫助的軟件工具。這些工具中的設(shè)計器可以為創(chuàng)建一個R

61、FID業(yè)務(wù)處理過程提供簡單、直觀的設(shè)計模式?！斑m配器”可以幫助整合服務(wù)器軟件和業(yè)務(wù)流程應(yīng)用軟件的軟件實體。適配器使得若干個通過RFID信息傳遞來完成業(yè)務(wù)協(xié)作的應(yīng)用軟件形成一個有機(jī)的整體。通過使用這些工具，微軟的合作伙伴可以開發(fā)出各種各樣具有廣泛應(yīng)用前景的應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)解決方案。因為通過使用RFID技術(shù)可以使整個物流變得一目了然。因而系統(tǒng)集成商和應(yīng)用程序開發(fā)商可以在眾多需要使用RFID技術(shù)的領(lǐng)域創(chuàng)建客戶所需要的業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件，這些領(lǐng)域包括資產(chǎn)管理，倉儲管理。訂單管理，運(yùn)輸管理等。 　　五、結(jié)語 　　盡管近幾年很多行業(yè)、很多領(lǐng)域?qū)FID技術(shù)的需求有了驚人的增長，但是面臨諸如難以配置和管理互不兼

62、容的各種電子標(biāo)簽設(shè)備，難以在短時間內(nèi)開發(fā)出實用可靠的應(yīng)用系統(tǒng)，難以將電子標(biāo)簽應(yīng)用程序與后臺業(yè)務(wù)系統(tǒng)實現(xiàn)整合等實際困難。該項技術(shù)的潛能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被激發(fā)出來。要發(fā)揮RFID所具有的巨大潛力。必須研發(fā)出一系列的軟件工具和完整的基礎(chǔ)架構(gòu)，才能讓合作伙伴和最終用戶開發(fā)出可以用來改進(jìn)業(yè)務(wù)處理流程的應(yīng)用解決方案，例如倉儲管理和貨物跟蹤系統(tǒng)等等。RFID中間件的開發(fā)和成熟就能為物流信息管理平臺建立了一個發(fā)現(xiàn)、管理電子標(biāo)簽設(shè)備并使之有效通訊的統(tǒng)一渠道，并為RFID應(yīng)用與原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)快速整合提供了一個規(guī)范的業(yè)務(wù)規(guī)則定制模型。RFID中間件通過建立豐富的、可升級的事件處理軟件架構(gòu)把未經(jīng)處理的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成具有實

63、際意義的業(yè)務(wù)信息，最終將~BRFID從邊緣技術(shù)帶入主流技術(shù)行列。并能讓合作伙伴和最終用戶更簡單、快捷的開發(fā)出具有實用性，可擴(kuò)展性和靈活性的RFID應(yīng)用系統(tǒng)，為客戶帶來更大的利潤。 7、有源RFID定位系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 定位系統(tǒng)是指在有限的區(qū)域內(nèi)，如企業(yè)內(nèi)部、校園、港口、倉庫等，對財產(chǎn)和人員進(jìn)行定位和跟蹤。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)的快速增加，人們對定位與導(dǎo)航的需求日益增大，已成為一個新興產(chǎn)業(yè)并成為21世紀(jì)最熱門的研究領(lǐng)域之一。目前，常用的定位技術(shù)包括紅外線、超聲波、GPS、Wi－Pi等，但這些技術(shù)存在定位范圍小、抗干擾能力差、定位精度低等缺陷。本文針對這些不足，設(shè)計并實現(xiàn)了有源RFID定位系

64、統(tǒng)，該系統(tǒng)很好駟彌補(bǔ)了這些缺陷，適用于更多的場合。 　　1、定位技術(shù)分析 　　紅外線定位技術(shù)只適合于短距離傳播，且容易被熒光燈或者房間內(nèi)的燈光干擾，所以該定位技術(shù)在定位范圍和定位精確上有很大的局限性。 　　超聲波傳播定位技術(shù)雖然距離較遠(yuǎn)，但是受多徑效應(yīng)和非視距傳播影響大，因此該定位技術(shù)對環(huán)境要求苛刻，且不適用于室內(nèi)環(huán)境定位。 　　GPS定位技術(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的室外定位技術(shù)，它是⒛世紀(jì)70年代初美國用于軍事目的開發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，主要利用幾顆衛(wèi)星的測量數(shù)據(jù)計算移動用戶位置，覆蓋范圍大，但是定位信號到達(dá)地面時較弱，不能穿透建筑物，因此該定位技術(shù)只適用于室外不適合室內(nèi)定位。

65、 　　Wi－Pi定位技術(shù)應(yīng)用于小范圍的室內(nèi)或室外定位，成本較低。但無論是用于室內(nèi)還是室外定位，Wi － Fi收發(fā)器都只能覆蓋半徑在90 m以內(nèi)的區(qū)域，而且很容易受到其他信號的干擾，從而影響其精度，定位器的能耗也較高。 　　在分析了現(xiàn)有技術(shù)不足之后，在此基礎(chǔ)上提出了以RFID技術(shù)為核心的定位技術(shù)。RFID技術(shù)同現(xiàn)有定位技術(shù)相比，不但具有成本上的優(yōu)勢，而且RFID定位技術(shù)對環(huán)境的要求和受到環(huán)境的影響都很小，且定位精度較高，傳輸范圍大，同時還能從定位目標(biāo)中讀取有關(guān)該對象的大量信息。 　　2、系統(tǒng)構(gòu)成 　　本文設(shè)計的有源RFID定位系統(tǒng)由閱讀器、標(biāo)簽、通信網(wǎng)絡(luò)和后臺服務(wù)器四個部分構(gòu)成。

66、 　　各個閱讀器內(nèi)部存儲了自身的位置信息，并能通過無線射頻的方式發(fā)送給進(jìn)人該區(qū)域的標(biāo)簽。標(biāo)簽與閱讀器之間通過射頻通信可以測量出無線電傳輸?shù)膫尉?，并?jù)此計算出自身位置信息，然后上報至閱讀器。通信網(wǎng)絡(luò)則可以將閱讀器收到的信息傳輸至后臺服務(wù)器，同時后臺服務(wù)器還可以通過該網(wǎng)絡(luò)控制各個閱讀器。 　　系統(tǒng)安裝完成后，標(biāo)簽?zāi)軌蛲ㄟ^無線射頻方式完成自身位置的確定，并且通過通信網(wǎng)絡(luò)上傳到后臺服務(wù)器上。后臺服務(wù)器收集標(biāo)簽信息，并提供標(biāo)簽位置的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 　　3、硬件結(jié)構(gòu) 　　本系統(tǒng)的標(biāo)簽和閱讀器具有相同的硬件結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)設(shè)計分為以下部分：主控制器、無線射頻收發(fā)及測距模塊、天線、供電系統(tǒng)。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。 為適應(yīng)高速數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信的需要，系統(tǒng)以Atmel公司的Atmega64為主控芯片。ATmega64單片機(jī)采用Harbard結(jié)構(gòu)，具有單周期的RISC指令系統(tǒng)，內(nèi)部具有硬件乘法電路，數(shù)據(jù)處理速度快；I／0端口可直接驅(qū)動較大電流負(fù)載；具有讀寫及地址鎖存允許控制引腳，便于擴(kuò)展和使用外部接口和外部存儲空間；支持在線編程（ISP）及在線應(yīng)用編程（I