規(guī)劃RFID應(yīng)用架構(gòu)的三大要點及7類技術(shù)問題

與“物聯(lián)網(wǎng)”互動發(fā)展

在RFID標準制定和推廣方面，EPCglobal作為一個受業(yè)界委托而成立的非盈利組織，由國際物品編碼協(xié)會(EAN)和美國統(tǒng)一代碼委員會(UCC)共同投資，主要負責EPC網(wǎng)絡(luò)的全球化標準，以便快速、自動、準確地識別供應(yīng)鏈中流通的商品。目前，該組織計劃在全球建立起一個龐大的“物聯(lián)網(wǎng)”，即所有參與流通物品的編碼網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)貨物的全程跟蹤和追蹤。通過結(jié)合計算機互聯(lián)網(wǎng)和無線通信網(wǎng)絡(luò)，人、計算機、貨物在供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的行為規(guī)則將發(fā)生改變，這也預(yù)示著RFID的應(yīng)用前景將影響人類生活的各個方面。

RFID標準的主要推動者EPCglobal提出的相關(guān)標準主要覆蓋以下幾個領(lǐng)域：

1.電子產(chǎn)品碼EPC(Electrical Product Code)：電子產(chǎn)品碼用來惟一識別供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中流通的商品。目前，EPCglobal已制定了其編碼標準來命名這些電子產(chǎn)品碼。

2.識別系統(tǒng)ID System：電子標簽識別系統(tǒng)包括電子標簽和讀寫器。電子標答作為電子產(chǎn)品碼載體，通過RFID無線射頻識別技術(shù)，和讀寫器之間進行電子標簽信息交互。目前，涉及這部分的標準也已制定，包括電子標簽的封裝標準、電子標簽和讀寫器間數(shù)據(jù)交互的標準。

3.EPC中間件：EPC中間件實現(xiàn)RFID讀寫器和后端應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息交互，捕獲實時的信息和事件，或上行給后端系統(tǒng)，或下行給讀寫器。EPC中間件采用標準的協(xié)議和接口，是連接讀寫器和信息系統(tǒng)的紐帶，目前有應(yīng)用級別事件ALE(Application Level Event)標準在制定。

4.發(fā)現(xiàn)服務(wù)Discovery Service：EPC信啟、發(fā)現(xiàn)服務(wù)包括ONS(對象命名服務(wù))以及配套服務(wù)，基于電子產(chǎn)品碼，獲取EPC數(shù)據(jù)訪問通道信息。目前，根ONS系統(tǒng)和配套的發(fā)現(xiàn)服務(wù)系統(tǒng)由EPCglobal委托Verisign公司進行運維，其接口標準正在形成中。

5.EPC-IS(EPC Information Service)：EPC信息服務(wù)實現(xiàn)最終用戶在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下交互EPC信息。關(guān)于EPC-IS的接口和標準也正在制定中。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)采用的是分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，運行在全球互聯(lián)網(wǎng)上，而參與其中的建設(shè)者不但是標準制定機構(gòu)和其委托單位，更是供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中的各個供應(yīng)商、物流服務(wù)提供商、零售商或EPC服務(wù)托管提供商。

這一跨組織、跨行業(yè)、全球化的部署方式?jīng)Q定了系統(tǒng)對安全性的要求極高。同時，為能夠支撐全球供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的EPC數(shù)據(jù)，需要系統(tǒng)有很好的伸縮性，滿足在多層面、多節(jié)點上實施靈活的伸縮能力，還要具有足夠的可用性，使得這一系統(tǒng)能夠全面商用。要維護和管理如此龐大的跨全球的物聯(lián)網(wǎng)，如何簡化系統(tǒng)管理顯然也是系統(tǒng)建設(shè)者所需要面對的。此外，分布環(huán)境下的信息交互和同步需要可靠的消息傳遞功能，而要更有效地使用EPC數(shù)據(jù)，發(fā)揮數(shù)據(jù)的最大業(yè)務(wù)價值，則需要與企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)整合。

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)的最廣泛成功，依賴于供應(yīng)鏈每個節(jié)點的RFID應(yīng)用系統(tǒng)提供足夠的系統(tǒng)品質(zhì)，使其不成為物聯(lián)網(wǎng)的瓶頸，才能最終保證其可以有效地服務(wù)全球。

面向SOA全盤考慮

即便是一個小型RFID應(yīng)用系統(tǒng)，其業(yè)務(wù)需求僅是認證物流環(huán)節(jié)的物品跟蹤，只涉及到物理上兩個倉庫的出入庫操作，其系統(tǒng)架構(gòu)也需要站在整個企業(yè)應(yīng)用的高度，盡可能多地使用RFID相關(guān)功能，以便企業(yè)積累經(jīng)驗，更好地服務(wù)于今后RFID技術(shù)的全面應(yīng)用。

對于一個小型的RFID應(yīng)用系統(tǒng)，RFID應(yīng)用架構(gòu)多采用分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，EPC中間件和RFID讀寫器部署在倉庫內(nèi)，EPCIS、門戶應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫部署在數(shù)據(jù)中心。由于系統(tǒng)的工作僅作用于企業(yè)內(nèi)部，沒有和ONS系統(tǒng)進行集成，同時，為了盡量避免影響現(xiàn)有的業(yè)務(wù)操作流程，沒有實現(xiàn)和現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成。

但即便這樣，物聯(lián)網(wǎng)框架所需要的諸多系統(tǒng)素質(zhì)同樣需要應(yīng)用到這一簡單的RFID應(yīng)用系統(tǒng)中，譬如可用性、伸縮性、互操作性、管理、消息傳遞、安全，只是對集成的要求相對較低。因此，要想成功搭建一個RFID系統(tǒng)，就必須站在整個企業(yè)應(yīng)用的高度來全盤考慮RFID系統(tǒng)的規(guī)劃。

Gartner將企業(yè)運用RFID技術(shù)分為三個階段：第一階段是企業(yè)內(nèi)部采用RFID技術(shù)，應(yīng)用目的是驗證RFID能被用在特定企業(yè)的某種環(huán)境中；第二階段是企業(yè)結(jié)合RFID技術(shù)和現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程，但只是把RFID應(yīng)用作為原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的一種完善和補充，用新技術(shù)來適應(yīng)傳統(tǒng)的應(yīng)用；第三階段是以RFID技術(shù)為核心設(shè)計業(yè)務(wù)流程，優(yōu)化已有的業(yè)務(wù)流程，消除人工流程，提高信息自動化處理程度。

不管企業(yè)處在RFID應(yīng)用的哪一階段，企業(yè)在引入RFID技術(shù)和應(yīng)用過程中，都必須考慮構(gòu)建面向SOA、切實可行的RFID應(yīng)用架構(gòu)。 

構(gòu)建成熟有效的系統(tǒng)

對一個成熟、有效的RFID應(yīng)用系統(tǒng)來說，不管其業(yè)務(wù)場景千變?nèi)f化，對RFID接入技術(shù)要求迥異，其共同之處在于如何有效地使用RFID信息，實現(xiàn)與企業(yè)現(xiàn)有系統(tǒng)的信息整合，優(yōu)化內(nèi)部業(yè)務(wù)流程，提高企業(yè)的核心競爭力。一個良好的RFID應(yīng)用參考架構(gòu)，可以很好地幫助企業(yè)達到這一目標。RFID應(yīng)用參考架構(gòu)由下列4層組成。

閱讀器層：位于架構(gòu)的最底層，閱讀器經(jīng)常由觸發(fā)器控制，每秒讀取標簽上百次。無論何時，可設(shè)定IP地址的閱讀器都由一個且只能由一個邊緣服務(wù)器控制，以避免出現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)分區(qū)相關(guān)的問題。

邊緣層：邊緣服務(wù)器定期輪詢閱讀器(例如每秒兩次)，以消除重復(fù)操作，并執(zhí)行過濾和設(shè)備管理。邊緣服務(wù)器還產(chǎn)生ALE事件并將事件發(fā)送到集成層。在發(fā)送消息時，通常需要“一次成功”的消息語義來保證消息傳且只傳一次。

集成層：接收多個ALE事件，并將它們合并到工作流中，工作流會作為更大業(yè)務(wù)流程的一部分與多個不同系統(tǒng)和人員接觸。集成層使用基于標準的JCA適配器與打包應(yīng)用(如庫存管理或產(chǎn)品信息管理系統(tǒng))交互。該層還通過控件與系統(tǒng)協(xié)作。控件是一種開放源框架，它提供抽象層，將后端組件表示為可重用組件。

集成層也可能通過Web服務(wù)接口與ONS通信。與DNS服務(wù)器相似，ONS也可用于查找唯一的RFID標記ID，并識別其他產(chǎn)品信息。集成層必須不斷從EPC-IS儲存庫查詢數(shù)據(jù)，EPC-IS為ALE事件提供業(yè)務(wù)背景，例如通過供應(yīng)鏈跟蹤和追蹤產(chǎn)品。集成層還可以用B2B消息(如查詢EPC-IS儲存庫的EDI或Web服務(wù)請求)，通過防火墻中的網(wǎng)關(guān)與外部系統(tǒng)通信。

將邊緣層和集成層分開可以提高伸縮性，并為客戶降低成本(因為邊緣層負擔更輕，價格更低)。應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫連接池在互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫連接中的使用越來越廣，這個行業(yè)正由互聯(lián)網(wǎng)通信變?yōu)镽FID通信，這就需要一個邊緣層來過濾信息，一個集成層來完成連接。

控制消息通過管理門戶流入系統(tǒng)、集成層，然后流入邊緣層，最后流入閱讀器。供應(yīng)和配置都順著這個鏈向下進行，而閱讀器的數(shù)據(jù)則在過濾后順著這個鏈向上傳送。通過這樣一個應(yīng)用架構(gòu)，才可以很好地解決前面提到的伸縮性、可用性、安全性、互操作性、集成、管理和消息傳遞這7類技術(shù)問題。

RFID應(yīng)用中的7類技術(shù)問題

1.伸縮性：使用線程多路技術(shù)、非阻塞I/O技術(shù)，提高邊緣服務(wù)器的CPU利用率，采用批量消息傳送機制，并把邊緣服務(wù)器層作為事件源而非事件儲存庫，可以很好地實現(xiàn)系統(tǒng)伸縮。

2.可用性：通過消除邊緣層、集成層，以及邊緣層和集成層之間的所有單點故障，可以很好地提供高可用性。大家熟知的群集技術(shù)可以很好地配合這一想法具體實現(xiàn)。

3.安全性：一個開放的、便于集成第三方供應(yīng)商的身份驗證、授權(quán)和審計技術(shù)的安全框架將可以采納業(yè)界最佳的安全實踐，提供最好的安全保障。

4.互操作性：遵循業(yè)界標準，提供開放的互操作框架，可以很好地滿足RFID應(yīng)用的近、遠期實施目標。

5.集成：集成是提升RFID應(yīng)用業(yè)務(wù)價值的最佳途徑，RFID應(yīng)用架構(gòu)需要很好的支持集成技術(shù)，以便更快、更好地融入企業(yè)的已有應(yīng)用環(huán)境，真正承載企業(yè)級應(yīng)用，讓RFID技術(shù)發(fā)揮最大價值。

6.管理：通過集中式門戶框架實現(xiàn)RFID監(jiān)控和管理，同時，通過與現(xiàn)有管理提供商的企業(yè)信息管理框架無縫集成，可以很好地管理RFID應(yīng)用架構(gòu)的各個功能模塊。

7.消息傳遞：通過提供“一次成功”消息傳輸品質(zhì)，保證消息入、出隊的事務(wù)一致性，以及異步通信，可以很好地保障消息穩(wěn)定、可靠傳輸。