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射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术,近年来已经在交通、供应链、门禁、生产管理等众多行业应用。RFID中间件做为RFID系统的中枢部分,对RFID应用的迅速部署、可靠运行至关重要。目前业界的RFID中间件产品主要遵循EPCglobal提出的应用级事件(Application Level Event,ALE)标准。ALE标准对RFID中间件的数据采集方式、数据分类和过滤、数据报表格式等提出了一个统一的接口。目前RFID中间件是RFID领域的一个研究热点,而很多研究都是基于ALE之上的。为了实现一个符合国际规范的高性能RFID中间件产品,并且为更高水平的RFID中间件提供良好的基础,有必要对ALE的关键技术进行研究和实现。本文所做的工作包括:
(1)介绍并分析了RFID技术和EPCglobal主导的电子产品编码(Electronic ProductCode,EPC)系列标准。EPC系列标准包括标签的物理编码、读取标签的空中接口、RFID设备的管理、应用级事件、EPC信息服务和对象命名服务。本文对EPC的技术体系做了概要分析,并在第二章深入分析了ALE技术标准的工作流程、关键技术和实现的难点。
(2)给出了实现一个ALE服务器的关键技术,包括:使用XML做为报文交换格式,并给出与设备管理层和中间件用户进行数据交换的报文格式与报文解析方法;实现ALE标准中规定的事件周期循环;ALE标准中对EPC标签的过滤和分组算法。
(3)目前商用RFID中间件大多只有一个ALE服务器,随着RFID系统的扩大,这必将造成系统瓶颈。有些实现允许分别部署多个ALE服务器,但对用户不透明,用户必须自己维护数据一致性,且使用不方便。本文给出了一个分布式的ALE的模型及其实现方法,该实现对用户和设备管理层都是透明的,并且具有动态负载平衡的功能。
(4)通过使用虚拟阅读器测试工具,对本文提出的ALE实现品进行了功能和性能测试。测试数据说明,作者的ALE实现品能够完成ALE规范规定的功能。通过模拟大批量的EPC标签读取对文章提出的单个ALE和分布式ALE实现品进行压力测试,说明了分布式ALE的性能优势。
本文为RFID中间件中的关键部分-应用级别事件的设计实现提供了方法和参考。