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基于語義協(xié)作的RFID應(yīng)用集成框架

作者:徐以軒,王 東
來源:RFID世界網(wǎng)
日期:2007-05-16 14:47:28
摘要:本文指出了RFID在企業(yè)應(yīng)用中的應(yīng)用集成技術(shù),提出了基于復(fù)雜事件:和語義事件的集成框架,并對語義協(xié)作技術(shù) 進行了具體的分析,提出了一套可以簡化RFID應(yīng)用集成的解決方案。

1 引言
在對RFID 的應(yīng)用中,我們首先要對業(yè)務(wù)的過程進行分析,然后構(gòu)建基于RFID事件的業(yè)務(wù)模型,通過各事件活動之間的迭代,最終完成此業(yè)務(wù)過程。我們采用XML作為語義事件的定義語言,封裝了底層的RFID事件的實現(xiàn),允許開發(fā)者以一種直接的方式來細化語義事件。通過詳細的設(shè)計,語義事件包含了一整套的基本事件活動,簡化了RFID應(yīng)用的規(guī)格定義 語義事件基于簡單的RFID事件,它描述了在業(yè)務(wù)過程中與RFID事件相關(guān)的一些活動,因而與簡單的RFID事件相比,它是一種更可用的業(yè)務(wù)級事件。語義事件協(xié)作組件負責(zé)處理一連串的活動。以下便來分析語義事件的協(xié)作框架。

2 RFID事件的概念
事件可以定義為系統(tǒng)中的一個活動記錄對象,事件有特定的數(shù)據(jù),事件的數(shù)據(jù)可以包含活動的執(zhí)行時間,活動的發(fā)生地,活動的執(zhí)行者,或其他數(shù)據(jù)。我們根據(jù)不同事件的定義將RFID系統(tǒng)中的事件進行分類。

2.1 原始RFID事件
圖一1是現(xiàn)有RFID系統(tǒng)中的架構(gòu),分層體系以及事件(包括讀寫器事件和RFID事件)。RFID系統(tǒng)一般可以分為三層,讀寫器層,RFID中間件層,和應(yīng)用層。RFID中間件從一個或多個讀寫器獲得讀寫器事件流,RFID中間件通過收集,過濾和凈化讀寫器事件,使得它們符合RFID的應(yīng)用要求。如表1所示,一個RFID事件是由RFID中間件產(chǎn)生的,其中包含的信息有邏輯讀寫器名稱,標簽值,方向和時間,應(yīng)用開發(fā)者必須收集RFID事件,訪問數(shù)據(jù)服務(wù)器獲得RFID事件所必需的相關(guān)數(shù)據(jù),處理業(yè)務(wù)邏輯以實現(xiàn)RFID的應(yīng)用。應(yīng)用開發(fā)者必須了解RFID知識和數(shù)據(jù)交互技術(shù),實際的應(yīng)用必須編寫額外的代碼,而非僅僅業(yè)務(wù)邏輯本身,以處理RFID事件。

                  圖1 RFID 系統(tǒng)架構(gòu)中的RFID 事件


                                    表1 RFID 的事件定義

2.2 復(fù)雜RFID事件
復(fù)雜事件包含規(guī)則語言、規(guī)則建模、規(guī)則迭代等3個核心構(gòu)件,如圖2所示。


                         圖2 復(fù)雜事件處理框架

原始事件是指不依賴于其他事件的基本事件,而復(fù)雜事件則是指多個原始事件根據(jù)一定關(guān)系的組合。事件規(guī)則語言用于具體描述原始事件和復(fù)雜事件之間的關(guān)系。

通過對RFID應(yīng)用環(huán)境的業(yè)務(wù)模型進行分解,可以使用一種語言來對業(yè)務(wù)模型進行描述。事件規(guī)則語言是描述具體的業(yè)務(wù)場景,對存在的元事件和復(fù)雜事件的關(guān)系進行描述的一種語言。規(guī)則建模的職責(zé)是將由事件規(guī)則語言描述的業(yè)務(wù)場景用計算機可以規(guī)約的模型來表示。建模方式有許多,可以采用布爾表達式樹、無環(huán)有向圖、有限狀態(tài)機或Petri網(wǎng)算法。

對于不同規(guī)則建立有不同的模型,對輸入事件流進行復(fù)雜事件的規(guī)約。事件迭代構(gòu)件的作用是協(xié)調(diào)管理多個模型。同時,對于不同模型中相同的子部分,事件迭代還需要提供優(yōu)化策略。

在圖2中,復(fù)雜事件通過服務(wù)總線,被業(yè)務(wù)過程服務(wù)器所獲得,業(yè)務(wù)過程服務(wù)器根據(jù)預(yù)先制定的特定業(yè)務(wù)的需要,將復(fù)雜事件連同簡單事件進行組合和處理,最終返回事件的處理結(jié)果,最后交給定制了服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)。

2.3 語義事件
圖3顯示了RFID在基于語義協(xié)作的RFID 系統(tǒng)中的角色,以及在此系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的事件類型。語義協(xié)作組件從RFID中間件獲得RFID事件,然后將它們轉(zhuǎn)換為一種更可用的形式,從而使得對RFID的應(yīng)用更加高效。



                       圖3 語義事件協(xié)作組件的角色

語義事件是一種針對各種應(yīng)用活動的高級事件。語義事件源于原始的RFID事件,它由RFID事件,相關(guān)數(shù)據(jù),還有業(yè)務(wù)規(guī)則構(gòu)成。語義事件與原始RFID事件有著很明顯的區(qū)別,描述如下:

問題:
對RFID事件而言:讀寫器A現(xiàn)在讀到的是什么?
對語義事件而言:被讀寫器A讀到的人員是否已被授權(quán)進入?

回應(yīng):
對RFID事件而言:
< dock— A urn:epc:tag:sgtin一96:4.011562.0557083.19212150 up 10:12:00:06:O5>
對語義事件而言:
<:authenticatedUser(success):ID 9034 Name Yixuan type Student>
此問題的語義事件可以描述如下:
*RFID事件:讀寫器A讀到一個標簽值。
*相關(guān)數(shù)據(jù):標簽所對應(yīng)的人員的身份信息。
* 業(yè)務(wù)規(guī)則:相應(yīng)的授權(quán)規(guī)則。
此外,語義事件含有數(shù)據(jù)組件。表2給出了語義事件的定義和形式。



表2 語義事件定義語義協(xié)作組件負責(zé)將RFID事件轉(zhuǎn)換為語義事件。轉(zhuǎn)換過程是這樣的,對RFID事件進行收集,獲取相關(guān)的數(shù)據(jù),分析相應(yīng)的業(yè)務(wù)規(guī)則,最終產(chǎn)生語義事件。為產(chǎn)生語義事件,首先必須在活動中描述語義事件的規(guī)格。我們用語義事件定義語言來描述這一規(guī)格,這在下面會繼續(xù)進行說明。

3 語義事件定義語言

3.1 聲明活動
語義規(guī)格中的變量必須根據(jù)它們的類型來聲明,類型可以是一般的數(shù)據(jù)類型,比如整型,浮點型,字符串型,也可以是具體的RFID數(shù)據(jù)類型,比如EPC標簽,EPC標簽集。EPC標簽是一種用于存儲產(chǎn)品碼值的數(shù)據(jù)類型,EPC標簽集則是在RFID中間件的一個事件周期中所產(chǎn)生的標簽集類型。

3.2 觸發(fā)活動
語義事件規(guī)格可以被一個或多個RFID事件觸發(fā),觸發(fā)活動定義了應(yīng)用請求RFID事件的過程,它由與事件相關(guān)的,用于描述RFID事件和RFID讀寫器控制信息的元素組成,比如開始或停止一個事件周期的觸發(fā),重復(fù)操作的時間和間隔。此外,它還定義了用于從RFID中間件接收RFID事件的元素。

3.3活動參照
為了將RFID事件轉(zhuǎn)換為語義事件,語義規(guī)格需要以要求的術(shù)語來描述,一般它要根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)來描述。通過信息服務(wù),相關(guān)的數(shù)據(jù)信息可以被重新獲得。EPC信息服務(wù)是一種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲庫,它存儲了標簽物品的附加數(shù)據(jù)信息,它提供一個標準的訪問接口,并實現(xiàn)了對EPC數(shù)據(jù)信息的持久保存,活動參照組件定義了從EPC信息服務(wù)器重新獲得數(shù)據(jù)的過程。

3.4 迭代活動
迭代活動由迭代條件和迭代過程組成。
1)迭代條件
迭代條件檢驗語義事件規(guī)格所必需的觸發(fā)條件以觸發(fā)RFID事件,它代表應(yīng)用中所必需的業(yè)務(wù)規(guī)則,業(yè)務(wù)規(guī)則對與RFID事件和相關(guān)數(shù)據(jù)有關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)進行限制。
2)迭代過程
迭代過程定義了應(yīng)用請求語義事件的過程,語義事件的內(nèi)容包括語義事件名稱,根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則所得到的結(jié)果,和相關(guān)數(shù)據(jù)組件。

4 語義事件協(xié)作組件

4.1 RFID系統(tǒng)中的語義事件協(xié)作組件
在RFID系統(tǒng)中語義事件協(xié)作組件的角色如圖一3所示,RFID 中間件通過RFID 讀寫器獲得未經(jīng)處理過的RFID 事件,并將它們轉(zhuǎn)換為可以被語義事件協(xié)作組件使用的形式。語義事件協(xié)作組件通過相關(guān)的數(shù)據(jù)信息將RFID事件轉(zhuǎn)換為語義事件,相關(guān)的數(shù)據(jù)信息從EPCIS或ONS或者其他相關(guān)的數(shù)據(jù)服務(wù)器獲得。EPC Global是目前EPC的標準化組織,它定義了EPCIS和ONS服務(wù)器來將網(wǎng)絡(luò)中的產(chǎn)品信息轉(zhuǎn)換為RFID數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)。RFID應(yīng)用發(fā)送請求給語義事件協(xié)作組件請求語義事件,應(yīng)用使用語義事件協(xié)作組件的客戶端API來發(fā)送語義事件規(guī)格到語義事件協(xié)作組件,并且獲得語義事件協(xié)作組件的語義事件報告。

4.2 語義事件協(xié)作架構(gòu)


                              圖4 語義事件協(xié)作框架

如圖4所示,語義事件協(xié)作組件由以下組件構(gòu)成:

*語義事件通知
這個組件接受由RFID應(yīng)用發(fā)送的語義事件請求,并且當(dāng)語義事件被檢測到后,將語義事件發(fā)送給所請求的應(yīng)用。
*語義事件管理
在這個組件中,利用有關(guān)的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的業(yè)務(wù)規(guī)則,收集到的RFID事件被轉(zhuǎn)換為語義事件。這個組件負責(zé)對活動進行組合,組件通過解析語義事件規(guī)范注冊庫得到事件的注冊規(guī)范,然后找到合適的活動。
*RFID事件集
圖一4中ALE是EPCglobal提出的標準,符合EPCglobal標準的RFID中間件必須支持ALE這種標準。ALE通過提供收集、過濾和計數(shù)等功能,以及靈活標準的接口,使得在收到用戶請求后能快速地產(chǎn)生報告。
語義事件協(xié)作組件并不直接從RFID事件(ALE/原始事件)集獲得事件,通過RFID中間件所提供的接口,組件細化RFID事件和與事件相關(guān)的RFID讀寫器的控制信息,比如開始或停止觸發(fā)一個事件,重復(fù)操作的時間和間隔等。此外,RFID事件集接收從RFID中間件獲得的RFID事件。
* 數(shù)據(jù)收集
這個組件從外部數(shù)據(jù)服務(wù)器收集為生成語義事件所必需的相關(guān)數(shù)據(jù),這個組件由EPCIS訪問組件和ONS訪問組件構(gòu)成,它負責(zé)從EPCIS和ONS收集數(shù)據(jù)。如果我們想從其他數(shù)據(jù)源獲得數(shù)據(jù),我們可以開發(fā)自己的適配器來訪問相關(guān)的數(shù)據(jù)服務(wù)器以得到數(shù)據(jù)信息,并且在注冊后就可以使用。
*語義事件規(guī)格注冊和語義事件庫
已注冊的語義事件規(guī)格被存貯語義事件規(guī)格注冊組件中,由語義事件管理組件所產(chǎn)生的語義事件被存儲在語義事件庫中。
比如,如果要檢驗來訪的用戶是否已被系統(tǒng)授權(quán)?在這一業(yè)務(wù)邏輯中,其語義事件規(guī)格就可以描述如下:
< ? xml version=”1.0”encoding= ”UTF一8”? >
< eSpec>
<variables>...</variables>
<trigger>... </trigger>
<trigger>...</trigger>
< EPCIS source= vUserListH assign= vEPC >
< getEPCAttribute epc一”vEPC”
schema一"member"
xpath=”join”>vMember
</getEPCAttribute>
<getEPCAttribute epc一 vEPC”
schema一"member"
xpath= ”name”> vUser
< /getEPCAttribute>
< /EPCIS>
<一一問題相應(yīng)的語義事件一一>
< event>
<condition> vMember=一0</condition>
< generate name= AuthenticatedUser |>
<data name一”Status”>False</data>
</event>
</eSpec>
5 結(jié)語
利用語義事件定義語言,語義事件可以被充分并且詳細地描述,語義事件協(xié)作組件能夠高效地提供語義事件,并且與沒有采用語義事件協(xié)作的RFID應(yīng)用相比較,基于語義事件協(xié)作的RFID應(yīng)用大大簡少了編寫代碼的量,從而簡化了RFID的應(yīng)用開發(fā)。