1、RFID中間件數據處理模塊的設計班級：09電科2班姓名：鐘昊熙學號：2009301510045指導老師：徐斌富123123123緒論RFID中間件技術EPC編碼體系數據存儲模塊設計數據過濾模塊設計總結與展望RFID與物聯網RFID工作原理研究的目的和意義背景介紹物聯網（Internet of Things），指的是將各種信息傳感設備，如射頻識別（RFID）、二維碼、全球定位系統等與互聯網合起來而形成的一個巨大網絡，方便識別和管理，RFID電子標簽是核心技術。作為物聯網系統必不可少的中間環節，RFID系統設計成為了業界研究的熱點。RFID中間件是連接底層設備與上層應用的橋梁。它實現了RFID讀寫

2、器與企業應用系統之間的無縫連接。RFID與物聯網RFID在物聯網中的應用RFID在物聯網中的應用RFID工作原理標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息送出存儲在芯片中的產品信息（Passive Tag，無源標簽或被動標簽），無源標簽或被動標簽）或者由標簽主動發送某一頻率的信號或者由標簽主動發送某一頻率的信號（Active Tag，有源標簽或主動簽），有源標簽或主動簽），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理。息系統進行有

3、關數據處理。工作原理RFID中間件RFID中間件是中間件是RFID讀寫設備和后端應讀寫設備和后端應用之間的橋梁，它提供對不同數據采集用之間的橋梁，它提供對不同數據采集設備的硬件管理功能；同時對這些設備設備的硬件管理功能；同時對這些設備采集或要使用的原始數據進行過濾、分采集或要使用的原始數據進行過濾、分組、計數和存儲等各種數據處理操作，組、計數和存儲等各種數據處理操作，為后端的各種應用程序提供能夠識別并為后端的各種應用程序提供能夠識別并符合標準的數據。符合標準的數據。中間件技術研究的目的和意義 目前，國內外的目前，國內外的RFID 中間件體積龐大，只中間件體積龐大，只適用于適用于PC 機，不能移

4、植到嵌入式閱讀器中。機，不能移植到嵌入式閱讀器中。本文提出一種可直接運行于各種嵌入式閱讀器本文提出一種可直接運行于各種嵌入式閱讀器設備，基于設備，基于EPCglobal 標準的嵌入式標準的嵌入式 RFID 中中間件，并詳細研究其中的標簽數據處理流程。間件，并詳細研究其中的標簽數據處理流程。 主要內容是設計一整套解決主要內容是設計一整套解決RFID數據過濾數據過濾的解決方案，將原有的二進制數據通過三道過的解決方案，將原有的二進制數據通過三道過濾器的處理，變成濾器的處理，變成EPC標準格式的數據，可以標準格式的數據，可以在標準的數據庫中找到相應的信息，或者更進在標準的數據庫中找到相應的信息，或者更

5、進一步實現與網絡的鏈接與交流，成為物聯網的一步實現與網絡的鏈接與交流，成為物聯網的一個標準單元。一個標準單元。研究的目的和意義EPC編碼概述EPC編碼種類GID-96編碼舉例EPC編碼體系EPC編碼概述 EPC編碼是新一代的與編碼是新一代的與EAN-UCC編碼兼容編碼兼容的新的編碼標準，在的新的編碼標準，在EPC系統中系統中EPC編碼與現編碼與現行行GTIN相結合，因而相結合，因而EPC并不是取代現行的并不是取代現行的條碼標準，而是由現行的條碼標準逐漸過渡到條碼標準，而是由現行的條碼標準逐漸過渡到EPC標準或者是在未來的供應鏈中標準或者是在未來的供應鏈中EPC和和EANUCC系統共存。系統共存

6、。EPC是存儲在射頻標簽是存儲在射頻標簽中的唯一信息且已經得到中的唯一信息且已經得到UCC和國際和國際EAN的支的支持。目前，還與其它國家、國際的貿易集團和持。目前，還與其它國家、國際的貿易集團和標準機構進行合作。標準機構進行合作。EPC編碼概述EPC編碼種類 EPCv1.3編碼體系包含三大類，共十一種編碼體系包含三大類，共十一種編碼方案：編碼方案：（1）通用標識符（）通用標識符（GID）（2）EAN.UCC全球貿易產品碼（全球貿易產品碼（GTIN） EAN.UCC系列貨運包廂代碼（系列貨運包廂代碼（SSCC） EAN.UCC全球位置碼（全球位置碼（GLN） EAN.UCC全球可回收資產標識符

7、（全球可回收資產標識符（GRAI） EAN.UCC全球單個資產標識符（全球單個資產標識符（GIAI）（3）DoD結構結構EPC編碼種類GID-96編碼舉例此版本此版本 EPC 數據標準定義了一種通用的標識數據標準定義了一種通用的標識類型。通用標識符（類型。通用標識符（GID-96）定義為）定義為 96 位的位的 EPC 代碼，它不依賴于任何已知的，現有的規代碼，它不依賴于任何已知的，現有的規范或標識方案。除了保證范或標識方案。除了保證 EPC 命名空間唯一命名空間唯一性的標頭之外，通用標識符還有性的標頭之外，通用標識符還有 3 個字段組成個字段組成通用管理者代碼：每個行業通用管理者代碼：每個行

8、業EPC標準管理者的標準管理者的代碼代碼對象分類代碼：標識所屬品類的代碼對象分類代碼：標識所屬品類的代碼序列代碼：每個物品獨一無二的序列號序列代碼：每個物品獨一無二的序列號GID編碼舉例設計原因數據讀取流程數據存儲流程數據存儲模塊RFID 中間件面臨更加繁重的處理任務，它是中間件面臨更加繁重的處理任務，它是一個公共信息的匯聚點。它既獲得來自讀寫器一個公共信息的匯聚點。它既獲得來自讀寫器的數據，也接收后臺應用的管理，同時需要查的數據，也接收后臺應用的管理，同時需要查詢詢ONS 服務器和服務器和EPC 信息服務。因此，在處信息服務。因此，在處理復雜邏輯的時候，標簽數據不再是單獨的事理復雜邏輯的時候

9、，標簽數據不再是單獨的事件，而是與以前標簽數據有因果關系，以前的件，而是與以前標簽數據有因果關系，以前的標簽數據信息將影響后續標簽的狀態。為了保標簽數據信息將影響后續標簽的狀態。為了保存各方面的信息，存各方面的信息，RFID 中間件需要把一些數中間件需要把一些數據保存在本地，能夠及時快速的查詢。即使后據保存在本地，能夠及時快速的查詢。即使后臺應用短時間不可用，數據存儲功能也使中間臺應用短時間不可用，數據存儲功能也使中間件能夠正常工作，將產生的事件信息保存在本件能夠正常工作，將產生的事件信息保存在本地。地。設計原因數據存讀流程數據存入緩沖僅僅是把數據保存到數據存儲緩沖，這樣加快了存儲數據的速度，

10、避免了每次都真正對數據庫文件的進行讀寫操作。數據寫入數據庫數據刷寫線程都會把數據存儲緩沖中的累積數據寫入到數據庫文件中。數據讀取首先檢索存儲數據緩沖，如果存儲數據緩沖中，如果有，那么可以直接返回該標簽數據；否則進一步向數據庫查詢標簽數據，并且返回標簽數據。如果全無則返回錯誤信息數據庫界面界面截圖數據庫界面作用這次試驗需要在設備上實現直接可視的RFID相關操作和測試行為，所以，我們還需要使用QT來編寫一個軟件系統界面，這其中數據庫中的相關行為規則和預存數據都可以在這個界面中用鼠標進行調節和修改，方便用戶使用冗余過濾器過濾器系統編碼過濾器行為過濾器過濾器系統設計冗余過濾器行為過濾器編碼過濾器RFI

11、D讀寫器讀取得標簽數據通常讀寫器讀取得標簽數據通常都是一些原始的標簽數據，其中都是一些原始的標簽數據，其中可能包含大饋重復冗余的數據?？赡馨箴佒貜腿哂嗟臄祿榱吮ＷC讀取率，特別是在某個為了保證讀取率，特別是在某個地方有大量標簽經過的時候，通地方有大量標簽經過的時候，通常會在這個地方的相鄰位置擺放常會在這個地方的相鄰位置擺放多臺讀寫器或天線，這樣多臺讀多臺讀寫器或天線，這樣多臺讀寫器可能間時讀到某個標簽進行寫器可能間時讀到某個標簽進行重復上報。在傳遞數據給上層應重復上報。在傳遞數據給上層應用軟件之前有必要對標簽數據進用軟件之前有必要對標簽數據進行去重過濾以減少系統的負擔。行去重過濾以減少系

12、統的負擔。DuplicateEliminationFiher(pamm：dupInterval)TagTableempty HashTable 哈希表存放標簽數據loop 只要還能讀到標簽則一直循環tagthe next readed tagoldTagTagTabletagtagIDif(oldTag=null) 哈希表中不存在相同標簽TagTableput(tagtagID，tag)output tag 輸出標簽else if(tag.timeStamp-oldTag.timeStampdupinterwal)output tag 輸出標簽更新哈希表中標簽讀取時間oldTagtimeSta

13、mptagtimeStampelse 過濾重復標簽，并更新哈希表中標簽讀取時間oldTagtimeStamptagtimeStamp endloop在某些在某些RFID應用中，用戶需要知道在應用中，用戶需要知道在某時某地當前有多少物品，或者又有多某時某地當前有多少物品，或者又有多少物品離開了，或者是新到了多少物品少物品離開了，或者是新到了多少物品。行為過濾器就是為達此目的而設計的。行為過濾器就是為達此目的而設計的。它主要過濾三種標簽它主要過濾三種標簽新出現的標簽：上一次沒有出現而這次新出現的標簽：上一次沒有出現而這次出現的標簽；出現的標簽；離開的標簽：上次出現但是在定義的一離開的標簽：上次出現

14、但是在定義的一段時間內沒有再次出現的標簽；段時間內沒有再次出現的標簽；當前活動標簽：新出現的標簽和上次出當前活動標簽：新出現的標簽和上次出現而且在定義的一段時間內再次出現的現而且在定義的一段時間內再次出現的標簽。標簽。EventHher(params：persistTime)CurrentTagTableempty HashTableAddedTagQueueempty QueueDeletedTagQueueempty Queueloop 只要還能讀到標簽則一直循環tagthe next feuded tagoldTagCurrentTagTabletagtagIDif(oldTag=nul

15、l) 哈希表中不存在相同標簽AddedTagQueueInsert(tag)CurrentTagTablePut(tagtagID，tag)else oldTagtimeStaraptagtimeStampfor each tag in CurrentTagTableif(currentTime-tag.timeStamppemistTime)DeletedTagQueueInsert(tag)CurrentTagTablereulove(tagtagID) end for end loop在在RFID應用領域中，標簽編碼格應用領域中，標簽編碼格式一般由版本號和三個數據段組式一般由版本號和三個

16、數據段組成，它們依次是廠商標識符、產成，它們依次是廠商標識符、產品類別符以及單品序列號。品類別符以及單品序列號。通過編碼過濾器，我們可以從所通過編碼過濾器，我們可以從所有的標簽數據中選出標簽碼滿足有的標簽數據中選出標簽碼滿足用戶需求的標簽，而過濾掉其他用戶需求的標簽，而過濾掉其他的。的。先由用戶定義一個標簽碼模式，先由用戶定義一個標簽碼模式，規定需要選出的標簽的類型。然規定需要選出的標簽的類型。然后當每讀到一個標簽時，將該標后當每讀到一個標簽時，將該標簽的標簽碼與標簽碼模式進行匹簽的標簽碼與標簽碼模式進行匹配，若匹配，則輸出該標簽，否配，若匹配，則輸出該標簽，否則過濾該標簽。則過濾該標簽。TagCodeFilter(params：tagPattem)tagPattemdefine a tag patternloop tagthe next readed tagif(tag match tagPattem)output tag /end loop總結 本文首先介紹了國內外RFID技術的發展，現狀和趨勢。然后詳細介紹了RFID中間件系統的架構和EPC編碼體系，從基礎上分析RFID中間件數據處理的目的。通過使用SQlite數據庫和三個過濾器模塊的設計，構建了一個基本的RFID中間件數據處理模塊并具有基本的與EPC服務器連